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- ANALISI DI ALTERNATIVE PER LA MITIGAZIONE DELLE SICCIT TRAMITE
IL DSS AQUATOOL: APPLICAZIONE AL SISTEMA DI APPROVVIGIONAMENTO
IDRICO AGRI-SINNI
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- PRESENTAZIONE DEL PROBLEMA E OBIETTIVI -Acqua bene scarso e
insostituibile -Risorse spesso sovrasfruttate e sprecate -Utilit
della gestione In una situazione di fabbisogni prossimi alle
disponibilit le siccit possono mettere in crisi lapprovvigionamento
idrico: improbabile in sistemi evoluti poter reperire nuove risorse
convenzionali, si rende necessario allora attingere a riserve
storiche (falde acquifere profonde) o attuare degli interventi
integrativi di mitigazione, che prevedano il riuso, il risparmio o
il recupero idrico; in alternativa con una gestione oculata si
possono ridurre i deficit o almeno attenuarli, anche a costo di
distribuirli su periodi pi lunghi. -Stimare laffidabilit del
servizio per le diverse utenze storicamente e nella configurazione
attuale -Valutare leffetto di alcune possibili misure di
mitigazione delle siccit -Proporre uno scenario di evoluzione
strutturale e gestionale del sistema che possa far fronte alle
esigenze attuali e future Si preso in esame il caso di studio
relativo al sistema di approvvigionamento idrico dellAgri-Sinni per
costruire e calibrare un modello di simulazione del sistema al fine
di:
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- SICCITA E MISURE DI MITIGAZIONE -Definibile in ogni fase del
ciclo idrologico: siccit meteorologica, idrologica, operativa sui
sistemi idrici -Disponibilit per gli usi finali dipendente da
fenomeni naturali ma anche da processi antropici -Deficit per
mancanza oggettiva o per scelta gestionale -Effetti sullintera
societ: perdite economiche, sovrasfruttamento di risorse in
esaurimento, inaridimento dei suoli, costi ambientali, decadenza
della qualit delle acque Siccit: situazione climatica ricorrente,
di occasionale e sensibile riduzione delle disponibilit idriche
rispetto ai valori normali per un periodo di tempo significativo e
su unampia estensione Misure di mitigazione: interventi volti a
contenere o annullare i deficit nel servizio di approvvigionamento
idrico al presentarsi delle siccit. Seguono il principio della
non-linearit dei danni con i deficit. Hanno effetti quindi in
termini sia di affidabilit del servizio che di abbattimento dei
deficit; si possono distinguere misure strutturali e non
strutturali, e a lungo o breve termine.
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- LA MODELLAZIONE PER L ANALISI DELLE MISURE DI MITIGAZIONE DELLE
SICCITA LA MODELLAZIONE PER L ANALISI DELLE MISURE DI MITIGAZIONE
DELLE SICCITA Interconnessione e complessit dei sistemi idrici
rendono opportuna la modellazione, per la comprensione e la
previsione dei processi, o per la ricerca di soluzioni ottimali
matematicamente basate. Modelli realizzabili per la simulazione,
lottimizzazione o ibridi. Fasi della modellazione: -Definizione
degli obiettivi e di un programma, scelta del software -Sviluppo
del sistema fisico -Sviluppo degli apporti idrologici -Definizione
delle relazioni idrologiche interne -Inserimento delle domande
idriche -Rappresentazione delle regole operative coerente con il
software -Inserimento in un database di dati di input e loro
documentazione -Calibrazione/validazione di alcuni parametri
-Individuazione limiti del modello e possibilit di miglioramento
Allutilizzo del modello segue una fase di interpretazione dei
risultati delle simulazioni e ottimizzazioni condotte con
riferimento ai limiti del modello e dei dati disponibili
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- IL DSS AQUATOOL: MODULO SIMWIN Permette di schematizzare e
introdurre graficamente la configurazione del sistema e delle
relative basi di dati associati (caratteristiche fisiche,
condizioni di operazione) per le simulazioni e ottimizzazioni.
Utilizza un algoritmo di simulazione/ottimizzazione per eseguire
lallocazione su scala mensile, sfruttando i dati idrologici
procedenti dallesterno, operando su uno schema ad archi e nodi, per
cui valgono i principi di conservazione della massa e continuit.
Elementi modellabili: Nodi con e senza capacit di accumulo, canali,
apporti idrologici, domande e impianti idroelettrici, relativi
punti di presa, acquiferi, elementi di ritorno, ricariche
artificiali, pompaggi addizionali Implementa le regole di gestione
con tre modalit complementari: 1.Priorit per ciascuna utenza (a
partire da 0, priorit massima), relativa alle prese anzich alle
domande, ed anche per definire le relazioni fra i diversi serbatoi.
2.Volumi obiettivo per i diversi invasi. 3.Restrizioni legate a
indicatori di allarme, per limitare erogazioni, attivit di
pompaggio, rilasci in alveo, derivazioni, flussi attraverso
particolari canali.
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI Soggetto a siccit
severe, anche di recente, pur possedendo ottime disponibilit
idriche. Le sue prestazioni saranno valutabili dopo la costruzione
del modello idrologico-gestionale. Carenza storica di
interconnessioni, oggi in via di superamento. Due grandi acquedotti
trasferiscono risorsa verso lacquedotto pugliese.
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- IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI: SCHEMI DI SERVIZIO Individuabili
due sottosistemi (Agri e Sinni) interconnessi.
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI INFRASTRUTTURE
PRINCIPALI SerbatoioV minVmax Marsico N.1.697 Gannano0.02.62
Pertusillo13.0155 M. Cotugno97530 Cogliandrino2.312.4
NomeDescrizioneQ max [m 3 /s] c.le cogliandrinomax turbinabile18
sarmento-cotugnoDerivazione20 potabile pertusillo Missanello-
Puglia4.5 sauro-cotugnoDerivazione12 t agri-cotugnoDerivazione18
Agri-cotugnoSauro+t.Agri18 Adduttore del sinni M.Cotugno- Puglia18
Invasi: -Due con capacit di ordine grandezza superiore -Regolazione
pluriennale possibile a Monte Cotugno -Gannano una traversa con
accumulo significativo -Cogliandrino ha uso idroelettrico
Connessioni: -Due grandi adduttori potabili verso la Puglia
-Interconnessioni fra 3 traverse e Monte Cotugno -La condotta
forzata che pesca nel serbatoio di Cogliandrino scarica nel Noce,
fuori sistema
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI APPORTI IDROLOGICI
Utilizzate 8 serie di deflussi, di cui 7 ricostruite con
regressioni. Cogliandr.M. CotugnoSarmento Marsico Nuovo
SauroPertusillo Traversa Agri GannanoTotale
media80,99285,1385,2511,8265,66241,0697,6399,76967,30 med
83/0573,73265,8576,6211,8865,30200,2892,9997,86884,52 Deflussi
mensili da ottobre 1963 a settembre 2005, sulle 8 sezioni di
interesse per il sistema modellato. Si nota una flessione a partire
dagli anni 80, con cali vistosi dei deflussi annui medi a
Pertusillo e Monte Cotugno
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI DOMANDE CONSIDERATE
TIPOdomandatot CivBernalda-Pisticci3.2 CivMontalbano9.8
CivMatera18.9 CivBari-Salento202.9 IndILVA Taranto12.6 AgrCB
Stornara-Tara36.7 AgrCB BM Agri - A.Min.80 AgrCB Alta Val d'Agri18
AgrCB BM Cotugno120.5 AgrCB BM Sarmento2 AgrCB Ferro
Sparviero9.2
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI DOMANDE IRRIGUE
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI VINCOLI ECOLOGICI
Poche indicazioni cogenti, la stima stata effettuata tramite le
espressioni: DMV j = DMV base + 0.1 * (D j - DMV base ) DMV base
=DMV unitario Sup.dinteressengg mese 86400/1000/100000 fiume
sezione [l/s] [hm3/anno] tot oct nov dic ene feb mar abr may jun
jul ago sep agri marsico--1,86
0,120,160,210,240,230,220,190,140,100,090,080,09
Pertusill75023,6537,32
2,363,254,434,554,464,503,932,911,881,621,551,87
Gannan70022,0820,11
1,251,442,052,432,322,332,141,661,141,091,031,23
t.agri75023,6517,12
1,051,431,962,102,061,901,791,360,870,840,800,97 Sauro551,7312,85
0,750,911,341,58 1,511,381,060,710,660,620,74 sinni
Coglian2006,3111,22
0,641,061,581,571,461,291,110,820,550,380,350,42
Cotugn60018,9245,68
2,613,575,526,096,175,705,183,412,081,731,661,96 Sarmen1605,0513,02
0,881,091,581,861,821,561,330,900,560,460,440,55 Indicazioni Piano
di Bacino
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI CRITERI GESTIONALI
ADOTTATI Nome invaso V min V max V ini tot annuo volumi obiettivo
uso cost uso irr enefebmarabrmayjunjulagosepoctnovdic Marsico N.
1,697 1.69 077,00 6,234,993,712,471,867,00 Gannano 02,62 2 0302,00
Pertusillo 13155 18
114,684149,0141,3133,7122,7105,683,260,137,722,770,0120,0155,0
M.Cotugn o 97530 100
121,2173,4308,4300,4292,3277,3249,8211,2171,2132,6109,2170,0240,0324,6
Cogliandr 2,312,4 10 120012,40 Volumi obiettivo: 80% della domanda
fino al settembre successivo Indicatori di priorit: massima (0) per
le domande urbane, poi (1) le industriali, quindi le agricole (3),
con alcune prese favorite; per gli invasi in serie favorito
accumulo a monte; DMV soddisfatti subito dopo le domande urbane
Regole di rilascio: (costruite in fase di calibrazione) bloccate le
erogazioni allirrigazione per volumi invasati a M. Cotugno e
Pertusillo sotto l11% della capacit; fino al 18% erogato il 30%
delle domande; fino al 30% fornito il 60%; oltre soddisfatte
completamente le richieste.
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI FASE DI CALIBRAZIONE
DEL MODELLO Opportuna per alcuni parametri gestionali non definiti
storicamente o per altri valori non definibili univocamente
(capacit di derivazione). Simulazioni su due scenari del periodo
1983-2005, in cui il sistema si mantenuto fisso dal punto di vista
strutturale. Si tentato di avvicinare gli output del modello alle
informazioni reali. I confronti sono stati eseguiti per via grafica
e tramite gli indici di correlazione e di Nash per le diverse serie
prodotte. Pertusillo M.Cotugno Volumi invasati a fine ottobre
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI SIMULAZIONE DELLA
CONFIGURAZIONE STORICA E ATTUALE Fino al 2005 non erano esistenti o
attivi linvaso di Marsico Nuovo e le traverse Sauro e Sarmento,
quindi le interconnessioni erano limitate. Erogazioni Riserve a
fine ottobre Gravi deficit in tutto il sistema, anche in ambito
urbano; approvvigionamento allirrigazione inadeguato. Regolazione
pluriennale scadente. Lattivazione di Marsico Nuovo, e soprattutto
del trasferimento dal Sauro, aiutano gi da qualche anno le
prestazioni del sistema. Rimane solo un deficit per le domande
urbane ed industriali. Regolazione pluriennale a M. Cotugno, si
intravede squilibrio fra i 2 sottosistemi Erogazioni Riserve a fine
ottobre
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI ATTIVAZIONE DELLA
TRAVERSA SARMENTO Ulteriori possibilit di regolazione a M. Cotugno;
oggi in completamento. Non si prevede alcun deficit per le domande
urbane ed industriali. Le prestazioni per lirrigazione migliorano
molto, specialmente lato Sinni: servito 65% della domanda il 97.6%
degli anni, il 100% il 45.2% degli anni. M. Cotugno centro della
regolazione pluriennale dellintero sistema: vi arrivano in media
52.7 hm 3 /anno dal Sauro, 42.2 dallAgri, 64.9 dal Sarmento.
Erogazioni Deficit irrigazione Riserve a fine ottobre
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI MISURE DI
MITIGAZIONE ADOTTATE Riutilizzo delle acque reflue depurate: con e
senza regolazione annuale, renderebbe disponibili fino a 2.5 hm 3
/anno per il comprensorio Agri-Agri Minore, e 6.6 per il Monte
Cotugno Recupero delle acque basse della piana di Metaponto:
sollevamento di tali acque di ritenzione da parte della duna jonica
non pi verso lo smaltimento a mare ma, ove esistano le condizioni
di qualit, al comprensorio irriguo dellAgri-Agri Minore, fino a
3.91 hm 3 /anno Attivazione impianti di sollevamento di emergenza:
gi esistenti, captano acque sotterranee o fluenze libere, ma non
sono utilizzabili in modo permanente e regolare; possono fornire
fino a 9.89 hm 3 /mese al comprensorio Agri-Agri Minore e fino a
2.63 al Monte Cotugno; nel modello concesso il pompaggio massimo di
3 volte il massimo mensile, da attivare quando il sistema entri in
condizioni di allerta Riallocazione dei deflussi al serbatoio del
Cogliandrino: oggi destinati alla produzione idroelettrica e quindi
allo scarico nel Noce, potrebbero andare ad alimentare linvaso di
Monte Cotugno, in via permanente oppure in condizioni di emergenza,
con il blocco definitivo o temporaneo della centrale di
Castrocucco
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI SCENARI DI
SIMULAZIONE ANALIZZATI Si partiti dallipotesi di base di
attivazione del serbatoio di Marsico N. e delle 3 traverse gi
considerate. A tale configurazione si sono aggiunti di volta in
volta uno o pi interventi di mitigazione descritti. 11 scenari sono
stati generati e simulati, che si aggiungono ai 2 gi visti. In
tutte le simulazioni il sistema riesce ad assicurare unaffidabilit
del 100% a tutte le domande di priorit massima, urbane ed
industriali. I CdB Stornara-Tara e Ferro-Sparviero ricevono un
servizio equivalente. Simulazioni eseguite sui periodi 1963-2005 e
1983-2005.
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI RISULTATI DELLE
SIMULAZIONI EFFETTUATE Confronto sulla base delle prestazioni alle
domande irrigue aggregate. Sconsigliabili soluzioni con
riallocazione permanente delle risorse del Cogliandrino.
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI CONFIGURAZIONE
SCELTA Consiste nella combinazione di tutte le misure prese in
considerazione con il massimo quindi in termini di contributi
aggiuntivi. Prevede la regolazione annuale delle acque reflue
rigenerate e il blocco della centrale di Castrocucco solo in
condizioni di penuria idrica. Affidabilit e deficit massimi annui
in linea con le esigenze dellirrigazione. Approvvigionato ogni anno
oltre il 70% della domanda totale irrigua, il 100% nel 52.4% degli
anni. Dalle riallocazioni delle acque del Cogliandrino presi circa
4 hm 3 /anno; le altre misure complessivamente forniscono ulteriori
14 hm 3 /anno a fronte di una domanda irrigua totale di oltre
260.
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI CONFIGURAZIONE
SCELTA Regolazione pluriennale possibile a Monte Cotugno. Siccit
operative attenuate e limitate a pochi anni, specialmente nel
sottosistema Sinni. Erogazioni Deficit irrigazione Riserve a fine
ottobre Monte Cotugno Pertusillo
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI CONFIGURAZIONE
SCELTA Miglioramenti nei deficit per le due utenze irrigue
principali nello scenario scelto rispetto alla configurazione senza
misure di mitigazione. Comprensorio Monte CotugnoComprensorio
Agri-Agri Minore Senza misure Scenario proposto Senza misure Crisi
residue Scenario proposto
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- CASO DI STUDIO: IL SISTEMA DELL AGRI-SINNI CONCLUSIONI Si
dimostrata lapplicabilit del DSS Aquatool ad un sistema del sud
Italia quale lAgri-Sinni, per cui stato costruito e simulato un
modello idrologico-gestionale. Sulla base dei dati idrologici dal
1963 al 2005, si simulato il funzionamento del sistema sotto
diverse ipotesi di configurazione. Le analisi con le misure di
mitigazione delle siccit evidenziano netti progressi in termini di
affidabilit e riduzione dei deficit, specialmente per scenari con
pi interventi applicati. Le prestazioni sono ottime per lo scenario
suggerito per eventuali future applicazioni, con il quale si
attivano tutte le misure proposte, lasciando per in funzione la
centrale di Castrocucco. La soluzione proposta consente un servizio
senza alcun deficit alle domande a priorit pi alta, ed il rispetto
quasi totale dei DMV imposti, mentre le utenze irrigue continuano a
soffrire siccit operative, molto pi brevi e di entit accettabile,
in corrispondenza a gravi siccit idrologiche. Sviluppi possibili a
partire dai risultati della presente tesi: - Analisi puramente
gestionale, mantenendo invariata la configurazione - Studio di
possibili espansioni di una o pi domande (Acq. Pugliese) - Analisi
economica delle diverse soluzioni viste