PROGETTO REPORTREGOLAZIONE DELLE PORTATE, ECOSISTEMI E DINAMICA

FLUVIALE: LINEE GUIDA PER UNA GESTIONE ECO-COMPATIBILE

Autorità di Bacino dell’Adige

Museo Tridentino di Scienze Naturali (MTSN)Sezione di Idrobiologia e Zoologia degli Invertebrati attualmente presso Fondazione Edmund Mach

Università degli Studi di TrentoDipartimento di Ingegneria Civile e Ambientale (DICA)

Guido ZolezziUniversità di Trento

18 marzo 2009

REgolazione delle PORTate:Il contesto mondiale

Il 52% dei Grandi Bacini (LRS) è fortemente condizionato dalla regolazione delle portate(Nilsson et al., 2005)

REgolazione delle PORTate:Ritenzione di sedimenti

Il 30% dei sedimenti prodotti a scala gloable nei bacini idrografici non raggiunge la costa(Vorosmarty et al., 2003)

Il contesto Europeo: multiple stress index

Indicatore aggregato di stress sui maggiori bacini europei:

1. Frammentazione2. Uso del suolo3. Specie invasive

prelievo

. stoccaggio

rilascio = hydropeaking

REgolazione delle PORTate ad opera della filiera idroelettrica

Regolazione PORTate da idroelettrico:Regolazione PORTate da idroelettrico:il contesto europeoil contesto europeo

CIS (Common Implementation Strategy – WFD 2000/60): CIS (Common Implementation Strategy – WFD 2000/60): continuità biologica e hydropeaking riconosciuti elementi chiave per continuità biologica e hydropeaking riconosciuti elementi chiave per

l’implementazione della WFD 2000/60 (degradazione degli habitat, l’implementazione della WFD 2000/60 (degradazione degli habitat, erosione, intasamento d’alveo)erosione, intasamento d’alveo)

Fiume Spol (Svizzera):Fiume Spol (Svizzera): Programmazione di piene artificiali (circa 2 all’anno) per la Programmazione di piene artificiali (circa 2 all’anno) per la

rivitalizzazione ecologica e morfodinamica degli tratti di alveo a valle rivitalizzazione ecologica e morfodinamica degli tratti di alveo a valle degli sbarramenti.degli sbarramenti.

IL CONTESTO EUROPEO (Norvegia): IL CONTESTO EUROPEO (Norvegia): Progetto di ricerca sull’hydropeakingProgetto di ricerca sull’hydropeaking

Task A1: Dinamica di svuotamento dell’alveo Task A1: Dinamica di svuotamento dell’alveo Task A2: Substrato Task A2: Substrato Task A3. Temperatura dell’acqua Task A3. Temperatura dell’acqua Task A4: Condizioni del ghiaccio Task A4: Condizioni del ghiaccio Task A5: Invasi artificialiTask A5: Invasi artificialiTask B1: Invertebrati Task B1: Invertebrati Task B2: Molluschi di acqua dolceTask B2: Molluschi di acqua dolceTask B3: Salmoni Task B3: Salmoni

- riproduzione e fasi giovanili - riproduzione e fasi giovanili - uso dell’habitat e sensibilità allo spiaggiamento- uso dell’habitat e sensibilità allo spiaggiamento- effetti di lungo termine dello spiaggiamento - effetti di lungo termine dello spiaggiamento - dinamica della popolazione- dinamica della popolazione

Task B4: Uccelli e mammiferiTask B4: Uccelli e mammiferi

Task C: Usi ricreativiTask C: Usi ricreativi

Italia: Italia: il Progetto REPORTil Progetto REPORT

Obiettivo generaleObiettivo generale: sviluppare un modello di gestione : sviluppare un modello di gestione sostenibile di corsi d’acqua impattati da hydropeaking e sostenibile di corsi d’acqua impattati da hydropeaking e dalla regolazione delle portate. dalla regolazione delle portate.

Obiettivo specificoObiettivo specifico:: quantificazione dei limiti cruciali delle quantificazione dei limiti cruciali delle modalità dei rilasci di portata per le comunità bentoniche, modalità dei rilasci di portata per le comunità bentoniche, scelte in quanto particolarmente idonee a descrivere scelte in quanto particolarmente idonee a descrivere l’integrità ecologica dei corsi d’acqua l’integrità ecologica dei corsi d’acqua

Strategia del progettoStrategia del progetto: attività di ricerca finalizzate in : attività di ricerca finalizzate in particolare a quantificare il fenomeno di hydropeaking particolare a quantificare il fenomeno di hydropeaking unitamente ai relativi effetti ecologiciunitamente ai relativi effetti ecologici

REPORT: Quadro delle attivitàREPORT: Quadro delle attività

1.1. Scelta di un bacino campione (Adige Scelta di un bacino campione (Adige Noce) Noce)

2.2. Analisi delle alterazioni idrologicheAnalisi delle alterazioni idrologiche

3.3. Misura e analisi delle altre alterazioni termicheMisura e analisi delle altre alterazioni termiche

4.4. Modellazione matematicaModellazione matematica1.1. Dinamica termica dei corsi d’acquaDinamica termica dei corsi d’acqua

2.2. Qualità dell’habitat fluviale in relazione all’hydropeakingQualità dell’habitat fluviale in relazione all’hydropeaking

5.5. Sperimentazione su apparato ecoidraulico degli effetti Sperimentazione su apparato ecoidraulico degli effetti ecologiciecologici

1.1. Alterazioni termiche Alterazioni termiche

2.2. HydropeakingHydropeaking

6.6. Analisi di campo: Analisi di campo: 1.1. Evento di hydropeakingEvento di hydropeaking

2.2. Comunità invertebrati iporeiciComunità invertebrati iporeici

7.7. L’asta dell’Adige e la WFD 2000/60: opzioni di L’asta dell’Adige e la WFD 2000/60: opzioni di riqualificazione?riqualificazione?

8.8. Legami fra idrologia, ecologia e morfodinamica fluviale: Legami fra idrologia, ecologia e morfodinamica fluviale: introduzione alla Tavola Rotondaintroduzione alla Tavola Rotonda

RISULTATI OTTENUTIRISULTATI OTTENUTI QuantificateQuantificate le alterazioni ecoidrauliche nel le alterazioni ecoidrauliche nel

Bacino dell’Adige legate all’hydropeaking:Bacino dell’Adige legate all’hydropeaking:

alterazione idrologica di lungo e di breve alterazione idrologica di lungo e di breve terminetermine

alterazioni ecologiche di breve termine alterazioni ecologiche di breve termine (singolo evento) e medio termine (alcuni anni)(singolo evento) e medio termine (alcuni anni)

alterazione del regime termico dovuta alterazione del regime termico dovuta all’hydropeakingall’hydropeaking

sperimentazione del legame fra le alterazioni sperimentazione del legame fra le alterazioni idrologiche ed ecologiche.idrologiche ed ecologiche.

RISULTATI OTTENUTIRISULTATI OTTENUTI SviluppateSviluppate nuove metodologie di indagine con nuove metodologie di indagine con

potenziali applicazioni a livello internazionale:potenziali applicazioni a livello internazionale:

modello matematico accoppiato per della modello matematico accoppiato per della dinamica termica e l’idoneità di habitat di un dinamica termica e l’idoneità di habitat di un corso d’acquacorso d’acqua

Indicatori sintetici per la quantificazione Indicatori sintetici per la quantificazione dell’impatto da thermopeaking dell’impatto da thermopeaking

Metodologia integrata Wavelet-RVA per Metodologia integrata Wavelet-RVA per l’analisi delle alterazioni idrologichel’analisi delle alterazioni idrologiche

RISULTATI OTTENUTIRISULTATI OTTENUTI CreatiCreati i presupposti per l’ulteriore sviluppo delle i presupposti per l’ulteriore sviluppo delle

ricerche ecoidraulichericerche ecoidrauliche

avviato gruppo di ricerca interdisciplinare avviato gruppo di ricerca interdisciplinare ecoidraulico in rete con partner internazionaliecoidraulico in rete con partner internazionali

riabilitato apparato sperimentale ecoidraulico riabilitato apparato sperimentale ecoidraulico sul Torrente Fersina sul Torrente Fersina

avviate altre attività di ricerca di base avviate altre attività di ricerca di base correlate alle tematiche del progettocorrelate alle tematiche del progetto

SUGGERIMENTI SUGGERIMENTI GESTIONALI GESTIONALI

CaptazioneCaptazione

Stoccaggio Stoccaggio

RilasciRilasci

FA

SE

IMP

AT

TI

la filiera idroelettrica

captazione rilasciostoccaggio

Alterazione regime idrologicoAlterazione regime termico comunità bentonica

Alterazione regime idrologicoAlterazione regime termico CloggingAlterazione comunitàbentonica (drift)

Accumulo sedimenti, stratificazione termicaInterruzione continuitàlongitudinale e verticale alterazione comunitàbentonica e iporreicaAlterazione regime idrologicoAlterazione regime termico

MIT

IGA

ZIO

NI

Piene programmate

Bypass e scale di monta per fauna ittica migratrice

DMV da acque superficiali

Riutilizzo acque turbinate (irrigazione, ripompaggio in bacini di monte, produzione idroelettrica, usi industriali e ricreativi)

Bacini di laminazione

Allungamento tempo di raggiungimento massima produzione

Prelievo per turbinamentoda profondità variabili

Modificazione della morfologia fluviale(creazione zone braided, zone umide)

Selezione tipologie fluviali da captare

Rilascio del DMV per bypass

Massimizzazione dell’efficienza delle opere di presa

già sperimentato

da sperimentare

Zona di influenza della captazione

Zona di influenza del rilascio

Zona di influenza dello stoccaggio

Gronda

Diga

Centrale di produzione

ALTERAZIONE IDROLOGICA ALTERAZIONE IDROLOGICA NEL BACINO DELL’ADIGENEL BACINO DELL’ADIGE

1923-1960

Cos’è l’hydropeaking?Cos’è l’hydropeaking?

0

100

200

300

400ADIGE a S.Michele all'AdigeADIGE a TrentoNOCE a MezzolombardoADIGE a Vò destro

Po

rtat

a [m

3/s]

27 g

iugn

o

3 lu

glio

10 lu

glio

27 lu

glio

Regolazione delle portateRegolazione delle portate

Bacino del NoceBacino del Noce

Noce Bianco(stazioni NB)

S. Giustina

Mezzocorona

portatata Vermiglio 2007

0

2

4

6

8

10

12

14

G F M A M G L A S O N

portata Malè 2007

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

G F M A M G L A S O N

portata Mezzolombardo 2007

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

G F M A M G L A S O N

NOT-IMPACTED VERMIGLIO CREEK

~ 1100 m a.s.l.

IMPACTED UPPER NOCE RIVER

~ 800 m a.s.l.

HEAVILY IMPACTED LOWER NOCE RIVER

~ 200 m a.s.l.

HYDROPEAKING IN THE NOCE RIVER BASIN

Hydropeaking: Hydropeaking: oscillazioni non solo di portataoscillazioni non solo di portata

100

120

140

160

180

200

220

240

-1800 0 1800 3600 5400 7200 9000 10800tempo [h]

0

2

4

6

8

10

12

13.00 15.3015.0014.3014.0013.30 16.0012.30

Conducibilità elettrica[S]

Temperatura[°C]

NB8 NB13

NB13

NB8

1.1. Wavelet transformWavelet transform(analisi del segnale delle portate(analisi del segnale delle portate a Trento S. Lorenzo a Trento S. Lorenzo))

2.2. RVA: Range of Variation ApproachRVA: Range of Variation Approach((statistiche di rilevanza ecologica a partire dalla serie temporalestatistiche di rilevanza ecologica a partire dalla serie temporale))

METODI DI METODI DI ANALISI:ANALISI:

L’85% del volume d’invaso nel Bacino è stato realizzato costruite fra il 1950 e il 1960

REGOLAZIONE PORTATE: REGOLAZIONE PORTATE:

ANALISI DELLE ALTERAZIONI IDROLOGICHEANALISI DELLE ALTERAZIONI IDROLOGICHE

Come è cambiata la fluttuazione naturale Come è cambiata la fluttuazione naturale delle portate in Adige?delle portate in Adige?

Portate giornaliere al Ponte S. Lorenzo (Trento)

Metodo:Wavelets (“ondine”)

freq

uenz

a

bassaintermediaaltaAmpiezza delle fluttuazioni di portata

Oscillazione settimanale

Attenuazione del ciclo annuale

Frequenza e durata dei picchi di massima e minima

Le magre sono più frequenti, ma di più breve durata nel periodo

post-dighe (corrispondono ai periodi giornalieri di non-

turbinamento!).

TASSO DELLE VARIAZIONI DI PORTATA

1. Il tasso di aumento del flusso è molto aumentato (hydropeaking settimanale)

2. Lo stesso vale per il tasso di diminuzione del flusso

REPORT: Quadro delle attivitàREPORT: Quadro delle attività

1.1. Scelta di un bacino campione (Adige Scelta di un bacino campione (Adige Noce) Noce)

2.2. Analisi delle alterazioni idrologicheAnalisi delle alterazioni idrologiche

3.3. Misura e analisi delle altre alterazioni termicheMisura e analisi delle altre alterazioni termiche

4.4. Modellazione matematicaModellazione matematica1.1. Dinamica termica dei corsi d’acquaDinamica termica dei corsi d’acqua

2.2. Qualità dell’habitat fluviale in relazione all’hydropeakingQualità dell’habitat fluviale in relazione all’hydropeaking

5.5. Sperimentazione su apparato ecoidraulico degli effetti Sperimentazione su apparato ecoidraulico degli effetti ecologiciecologici

1.1. Alterazioni termiche Alterazioni termiche

2.2. HydropeakingHydropeaking

6.6. Analisi di campo: Analisi di campo: 1.1. Evento di hydropeakingEvento di hydropeaking

2.2. Comunità invertebrati iporeiciComunità invertebrati iporeici

7.7. L’asta dell’Adige e la WFD 2000/60: opzioni di L’asta dell’Adige e la WFD 2000/60: opzioni di riqualificazione?riqualificazione?

8.8. Legami fra idrologia, ecologia e morfodinamica fluviale: Legami fra idrologia, ecologia e morfodinamica fluviale: introduzione alla Tavola Rotondaintroduzione alla Tavola Rotonda