Introduzione... pag. 1 Parte A Approccio concettuale 1 Tipi di monitoraggio... pag. 13 1.1 Stato attuale... pag. 13 2 Monitoraggio operativo finalizzato... pag. 19 2.1 Obiettivi del monitoraggio... pag. 19 2.2 Strategie di monitoraggio... pag. 23 3 Progettare il programma di monitoraggio... pag. 25 3.1 Individuare gli obiettivi del monitoraggio e definire la scala di priorità... pag. 26 3.2 Ripartizione iniziale delle risorse... pag. 26 4 Pianificare per ogni obiettivo... pag. 29 4.1 Scelta delle strategie di monitoraggio... pag. 30 4.2 Scelta dei parametri... pag. 31 5 Pianificare per ogni strategia... pag. 45 5.1 Sviluppo dell obiettivo di monitoraggio... pag. 47 5.2 Progettazione del programma di monitoraggio... pag. 50 5.3 Scelta dei sistemi di monitoraggio... pag. 54 5.4 Definizione delle prestazioni del programma di monitoraggio... pag. 62 6 Messa a punto del programma di monitoraggio... pag. 65 7 Analisi dei risultati... pag. 69 7.1 Informazioni per la gestione dei dati... pag. 73 7.2 Informazione di ritorno alla fase di pianificazione... pag. 73 Parte B Procedura operativa 8 Attività preliminari... pag. 77 9 Individuazione della variabilità della qualità del corpo idrico... pag. 79 9.1 Sorgenti di variazione... pag. 80 9.2 Tipologie di variazione... pag. 86 10 Definizione della popolazione target e del campione... pag. 91 10.1 Determinazione della popolazione target... pag. 92 10.2 Determinazione del campione... pag. 93 10.3 Identificazione del livello d incompatibilità... pag. 93 10.4 Determinazione del valore dei dati storici... pag. 94 11 Scelta dei parametri... pag. 95 I
11.1 Individuazione del parametro ambientale... pag. 96 11.2 Individuazione dei parametri statistici... pag. 96 12 Scelta dei modelli di campionamento... pag. 99 13 Stima dei rischi di distorsione... pag. 101 Allegato 1 Scheda per l analisi e la stima del rischio di distorsione del programma di monitoraggio... pag. 103 Allegato 2 Scheda per la valutazione preventiva dei costi necessari ad un monitoraggio quali-quantitativo di un corpo idrico per stazione di rilevamento... pag. 109 Parte C Casi studio Caso studio: bacino del torrente Enza 14 Pianificazione del monitoraggio... pag. 117 14.1 Attività preliminari... pag. 117 14.2 Individuazione della variabilità della qualità del corpo idrico... pag. 123 14.3 Definizione della Popolazione Target e del Campione... pag. 123 14.4 Selezione dei parametri ambientali e statistici... pag. 126 14.5 Scelta del modello di campionamento... pag. 126 14.6 Stima del rischio di distorsione... pag. 126 15 Analisi dei risultati... pag. 133 15.1 Obiettivo: caratterizzazione di una porzione del corpo idrico... pag. 133 15.2 Obiettivo: valutazione dell impatto da fonte inquinante diffusa... pag. 163 15.3 Obiettivo: valutazione dell impatto da fonte inquinante localizzata... pag. 168 16 Informazioni di ritorno alla pianificazione del monitoraggio... pag. 171 16.1 Problemi tecnico-operativi incontrati... pag. 171 16.2 Confronto con i dati qualitativi pregressi... pag. 172 16.3 Analisi biologiche utili ai fini della caratterizzazione ambientale di un corso d acqua... pag. 173 16.4 Funzionamento ed efficacia del programma di monitoraggio... pag. 175 16.5 Attività integrative previste... pag. 176 Caso studio: bacino del fiume Sesia 17 Pianificazione del monitoraggio... pag. 181 17.1 Attività preliminari... pag. 181 17.2 Individuazione della variabilità della qualità del corpo idrico... pag. 193 II
17.3 Definizione della Popolazione Target e del Campione... pag. 193 17.4 Selezione dei parametri ambientali e statistici... pag. 196 17.5 Scelta del modello di campionamento... pag. 196 17.6 Stima del rischio di distorsione... pag. 197 18 Analisi dei risultati... pag. 201 18.1 Obiettivo: caratterizzazione di una porzione del corpo idrico... pag. 201 18.2 Obiettivo: valutazione dell impatto da fonte diffusa... pag. 209 19 Informazioni di ritorno alla pianificazione del monitoraggio... pag. 225 19.1 Misure di portata... pag. 225 19.2 Stazioni di monitoraggio significative... pag. 225 19.3 Frequenze di campionamento ottimali... pag. 227 Monitoraggio dei laghi 20 Pianificazione del monitoraggio... pag. 231 21 Lago di Viverone... pag. 235 21.1 Quadro conoscitivo di riferimento... pag. 235 21.2 Analisi dei risultati... pag. 241 21.3 Necessità di ricerche future... pag. 248 22 Lago d Iseo... pag. 251 22.1 Quadro conoscitivo di riferimento... pag. 251 22.2 Analisi dei risultati... pag. 260 22.3 Necessità di ricerche future... pag. 270 Parte D Informazioni tecniche di supporto Appendice I Caratterizzazione degli ecosistemi acquatici nel bacino del fiume Po 23 Premessa... pag. 277 24 Caratteristiche geomorfologiche, litologiche ed idrologiche... pag. 279 24.1 Areali omogenei per portate... pag. 281 25 Caratteristiche biotiche e fattori di alterazione... pag. 285 25.1 Tratti montani dei corsi d acqua alpini ed appenninici... pag. 285 25.2 Tratti vallivi dei corsi d acqua alpini ed appenninici... pag. 286 25.3 I Grandi Laghi... pag. 288 25.4 Fiume Po... pag. 290 25.5 Il delta: da Pontelagoscuro alla foce... pag. 294 25.6 Laghi alpini d alta quota... pag. 295 25.7 Torbiera... pag. 296 25.8 Risorgive, fontanili e marcite... pag. 297 25.9 Risaie... pag. 298 25.10 Cave... pag. 299 25.11 Lagune e laghi costieri... pag. 300 III
25.12 Aree costiere sabbiose... pag. 302 Appendice II Monitoraggio idrologico 26 Premessa... pag. 307 27 Misura del livello idrometrico... pag. 309 27.1 Idrometri... pag. 309 27.2 Strumenti per la registrazione dei dati rilevati... pag. 314 28 Misura delle portate... pag. 317 28.1 Misure dirette... pag. 317 28.2 Misure indirette... pag. 318 28.3 Misure di portata con paratoia mobile... pag. 320 28.4 Misure di portata con mulinello idrometrico... pag. 320 28.5 Calcolo della portata... pag. 324 Appendice III Strumentazione per il monitoraggio in continuo 29 Individuazione dei tipi di strumentazione... pag. 333 30 Strumenti per la raccolta e trasmissione dei dati... pag. 335 31 Strumenti per il prelievo di campioni in automatico... pag. 337 31.1 Strumenti per la misurazione in automatico della qualità delle acque... pag. 337 32 Apparecchiature per la raccolta e trasmissione dati... pag. 341 32.1 Memoria solida o data logger... pag. 341 32.2 Unità di acquisizione in teletrasmissione... pag. 341 33 Strumenti per il campionamento in automatico... pag. 343 33.1 Campionatori in automatico fissi... pag. 343 33.2 Campionatore in automatico portatile... pag. 343 Appendice IV Elementi di riferimento per lo studio del deflusso idrico compatibile 34 Premessa... pag. 347 35 Concetto del D.M.V. e aspetti generali connessi... pag. 349 36 Principali riferimenti scientifici e normativi... pag. 351 36.1 Metodi a regionalizzazione... pag. 352 Appendice V Elementi di riferimento per un approccio statistico 37 Necessità di un approccio statistico... pag. 357 37.1 Importanza dell approccio statistico ai fini decisionali... pag. 357 37.2 Alcune controargomentazioni alle più comuni obiezioni all approccio statistico... pag. 358 38 Conoscenza della variabilità... pag. 361 38.1 Tipi di variabilità... pag. 361 38.2 Controllo della variabilità... pag. 362 38.3 Quantificazione della variabilità... pag. 363 39 Principi statistici fondamentali... pag. 365 IV
39.1 Precisione e confidenza... pag. 365 39.2 Le misure di tendenza centrale... pag. 365 39.3 Indici di dispersione del campione... pag. 366 39.4 Curva di distribuzione e limiti fiduciali... pag. 367 40 Verifica dell ipotesi e della significatività... pag. 371 40.1 Decisione Statistica... pag. 371 41 La scelta del test statistico... pag. 375 42 Trasformazione dei dati grezzi... pag. 383 42.1 La trasformazione logaritmica... pag. 385 42.2 Metodo di Box & Cox (Funzioni gamma)... pag. 386 42.3 Verifica degli effetti della trasformazione logaritmica... pag. 387 43 Metodi statistici per la valutazione dei dati: i metodi parametrici... pag. 395 43.1 Distribuzione del t di Student... pag. 396 43.2 Test t di Student per campioni indipendenti con varianze omogenee... pag. 398 43.3 Test t di Student per campioni indipendenti con varianze non omogenee... pag. 400 43.4 Test t di Student per dati appaiati... pag. 403 43.5 Analisi della varianza ad un criterio di valutazione... pag. 404 43.6 Analisi della varianza a due criteri di classificazione... pag. 414 44 Metodi non parametrici... pag. 419 44.1 Test χ 2 : confronto tra distribuzioni osservate e distribuzioni attese... pag. 419 44.2 Test di McNemar... pag. 422 44.3 Test di Wilcoxon per un campione... pag. 423 44.4 Test di Wilcoxon-Mann-Whitney per campioni indipendenti... pag. 425 44.5 Test U di Mann-Whitney per campioni indipendenti... pag. 427 44.6 Test S di Kendall e rapporti con T ed U... pag. 429 44.7 Test di Wilcoxon per dati appaiati... pag. 430 44.8 Test di Kruskal-Wallis per campioni indipendenti... pag. 433 44.9 Test Q di Cochrane... pag. 436 44.10 Test di Friedman... pag. 437 45 Tecniche di analisi multivariata... pag. 441 45.1 Analisi in componenti principali... pag. 441 46 Ricognizione dei metodi statistici... pag. 451 Indice delle figure e delle tabelle... pag. 457 V