I LAGHI E LA CAPACITA MODERATRICE DELLE...

LAGHI DELLA BILANCIA I LAGHI LOMBARDI E IL CAMBIAMENTO CLIMATICO GIORNATA MONDIALE DELL’ACQUA 22 MARZO 2014

I LAGHI E LA CAPACITA’ MODERATRICE DELLE PIENE

Luigi Natale -Università di Pavia

LAGHI DELLA BILANCIA - GIORNATA MONDIALE DELL’ACQUA 2014

L’EQUAZIONE DEI LAGHI qualche definizione

Elia Lombardini (Alsazia 1794, Milano 1879) Della natura dei laghi e delle opere intese a regolarne l’efflusso (Memorie dell’Istituto Lombardo, 1846) Sulla piena de’ fiumi e dei laghi della Lombardia avvenuta nel 1855 (Memorie dell’Istituto Lombardo, 1856) Intorno al progetto di abbassare le piene del lago Maggiore (Giornale dell’ingegnere architetto, 1863) Sulla piena dei fiumi del 1868 e particolarmente su quella del lago Maggiore (Politecnico, 1869)

E t – U t = d Vd t

La capacità moderatrice del lago - capacità di laminazione - dipende da: 1.  Superficie del lago S 2.  Scala di deflusso della sua bocca P 3.  Volume dell’onda di piena

Le prime due grandezze sono messe in relazione tra loro dal parametro costante di invaso:

K = S P

ove P è la pendenza della scala di deflusso (per portate di piena) alla bocca del lago


0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5

t / T

Q /

E m

ax

K / T = 0.25K / T = 0.5K / T = 1


Fissata la forma dell’onda di piena si trova che il rapporto di riduzione del colmo di piena è funzione del rapporto tra i tempi caratteristici •  costante di invaso K •  durata “efficace” della piena T

0.0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1.0

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2

RAPPORTO TEMPI CARATTERISTICI: K / T

RAP

POR

TO D

I R

IDU

ZIO

NE:

U m

ax /

E m

ax


RIDUZIONE DEL LAGO A SERBATOIO

I grandi laghi lombardi sono regolati da uno sbarramento posto all’incile dell’emissario La regolazione è finalizzata a garantire il rifornimento idrico durante il periodo estivo alla utenza irrigua e, in subordine alla utenza idroelettrica di valle

I deflussi degli immissari ai laghi lombardi sono modulati da serbatoi a scopo idroelettrico prevalente Le gestioni dei serbatoi montani e dei laghi che li sottendono sono in linea di principio: 1.  divergenti in periodo di magra 2.  convergenti in periodo di piena

LA GESTIONE DELLA RISORSA IDRICA - BENE PUBBLICO E’ REGOLATA DAL DISCIPLINARE DI CONCESSIONE

La regola di gestione definita dal disciplinare a.  è semplice e rigida ma consente adeguamenti alla situazione idrologica in essere b.  è finalizzata ad alterare il meno possibile il regime naturale di magra e di piena dei corpi idrici c.  ha richiesto modifiche all’incile dell’emissario per adeguarsi i due suddetti requisiti


La regolazione del lago di Como

dal 1946 al 2007 La regolazione del lago è influenzata da più fattori: •  afflusso, che è alterato in modo sempre

crescente dalla modulazione degli invasi alpini •  richiesta valliva di portata che rispecchiano esigenze

prevalentemente irrigue nel periodo maggio settembre e prevalentemente produttive (centrali sull’Adda) nel restante periodo. Queste richieste si aggiungono al DMV

•  esondazione del lago con conseguenti allagamenti

(piazza Cavour a Como): vincolo superiore di invaso

•  fruizione del lago: vincolo inferiore di invaso


Dal dopoguerra ad oggi distinguiamo quattro periodi: • dal 1946 al 1956, durante il quale la presenza di serbatoi alpini è stata trascurabile • dal 1957 al 1964, durante il quale sono stati realizzati praticamente tutti gli invasi artificiali

Da confrontare con la capacità di regolazione del lago di Como 145 km2 * 1,5 m = 217,5 Mm3


•  dal 1965 al 1973, durante il quale si è verificato un progressivo abbassamento di piazza Cavour che ha superato i 60 cm

• dal 1974 ad oggi,- in cui le condizioni al contorno sono rimaste praticamente stazionarie, e si è prestata più attenzione al minimo di invaso


Negli anni la regolazione non è sostanzialmente cambiata. La portata in concessione è aumentata di poco negli ultimi decenni Protocollo di Gestione: nel periodo irriguo, metà maggio - metà settembre, nel rispetto delle quote massime e minime del lago, rilascio fino a 200 m3 s-1 nel periodo invernale, rilascio mediamente di circa 100 m3s-1 fino a 170 m3s-1. per le centrali di valle Quando il livello del lago è prossimo: al massimo valore di non allagamento di piazza Cavour (ora 120 cm sullo zero di Malgrate, prima del 1965 150 cm) si aprono completamente le paratoie al valore minimo di fruizione del lago (attualmente -30 cm sullo zero di Malgrate) si rilascia una portata uguale alla entrante per non abbassare ulteriormente il livello del lago

Regolazione storica 1990-2000

0

100

200

300

400

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-100 -75 -50 -25 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300livello lago a Malgrate (cm)

port

ata

erog

ata

(m3/s

)


RICONOSCIMENTO DEGLI EFFETTI DELLA REGOLAZIONE DEL LARIO

MEDIANTE L’ANALISI STATISTICA (Ugo Moisello e aiuti)

Gli studi comprendono: ü  ricerca storica delle notizie su piene ed episodi di allagamento ü  confronto tra le scale di portata a Lecco riferita all’idrometro di Malgrate ü  ricostruzione della serie di altezze lago e portate - 1959-2000 – in regime naturale ü  stima della distribuzione di probabilità dei massimi annui di portata al colmo media giornaliera e istantanea ü  confronto tra differenti scenari: regolazione lago / serbatoi / sistemazioni d’alveo

portata (m3/s) Tempo di ritorno (anni)

media giornaliera naturale

media giornaliera regolata

differenza (3) - (2)

al colmo in regime regolato

10 709 734 25 737 50 925 932 7 932 100 1011 1015 4 1015 200 1095 1097 2 1097 500 1202 1203 1 1203 1000 1282 1282 0 1282


CONFRONTO TRA DIFFERENTI SCENARI

L’allagamento di piazza Cavour sarebbe stato più frequente in regime naturale


Anche l’altezza della inondazione in regime naturale sarebbe stata maggiore Nell’assetto attuale ma senza regolazione l’altezza d’acqua sarebbe minore


MODELLO DI FORMAZIONE E GESTIONE DELLA RISORSA IDRICA DELLA VALTELLINA

(Mario Fugazza & Luigi Natale)


livello ed erogazione dal lago nel periodo 1990-2000: valori medi giornalieri storici (rossi) e senza invasi (blu)

senza gli invasi valtellinesi, il lago riduce la portata nel periodo da ottobre ad aprile: la riduzione varia tra il 10 e 20 % ed è superiore al 25% nel mese di febbraio. nel periodo da maggio a settembre e, specialmente, verso la fine della stagione irrigua, i serbatoi montani riducono di circa il 10-15% la erogazione che sarebbe possibile in condizioni “naturali”. Parallelamente, il livello “naturale” del lago si mantiene superiore al valore storico in estate mentre risulta ad esso inferiore in inverno.


Confronto regolazione storica - regolazione senza invasi Valtellinaperiodo 1990-2000

0

100

200

300

400

500

600

700

800

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1000

-300 -200 -100 0 100 200 300 400

qril - senza reg. Valtellinaqst(m3/s)Q(h)Qrid(h)


RISPOSTA DEI SERBATOI ALL’AUMENTO DI TEMPERATURA D T = 2 ° C

volume complessivamente invasato nei serbatoi idroelettrici

mantenere a fine aprile un volume invasato superiore al minimo riempire gli invasi a fine settembre, come prevede l’attuale criterio di gestione: con lo scenario di cambiamento climatico, gli invasi risulterebbero sovradimensionati, con un volume inutilizzato mediamente superiore ai 30 hm3 che è circa il 10% del loro volume complessivo. In tale situazione climatica, la gestione di tipo interannuale dei serbatoi è forse più efficace


GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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