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UNIVERSITA DEGLI STUDI DI PAVIA Facoltà di
Ingegneria Dipartimento di Ingegneria Idraulica e
Ambientale
Luso irriguo delle acque regolate dal lago di
Como
Prof. Ing. Mario Fugazza
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Premessa
I grandi laghi subalpini, aventi una complessiva
capacità utile di 1.342 hm3 e gli invasi
artificiali lombardi, la cui capacità è di circa
845 hm3, influenzano sensibilmente la
disponibilità della risorsa idrica per
lindustria e lagricoltura, da sempre elemento
essenziale per leconomia della regione In
particolare, la regolazione dei cinque maggiori
laghi lombardi consente la rimodulazione dei
deflussi alpini creando le cosiddette acque
nuove per le esigenze di una utilizzazione non
solo agricola. Le crisi idriche che si sono
verificate recentemente nel bacino padano e che
potrebbero riprodursi con frequenza sempre
maggiore se i previsti scenari di cambiamento
climatico si avverassero, hanno evidenziato
lesigenza di programmare nel modo più razionale
la gestione di questa risorsa.
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Rete idrografica naturale e principali
canalizzazioni irrigue in Lombardia
Rete totale 17.179 km Rete irrigua 12.300 km
(71,6) Rete bonifica 2.388 km (13,9) Rete
promiscua 2.491 km (14,5)
La gran parte dei prelievi irrigui, non avviene
dal fiume Po, ma dal sistema dei sottobacini, con
particolare riferimento a quelli della Dora
Baltea e Riparia e del Sesia nellAlto bacino, e
ai sistemi dei grandi laghi lombardi e relativi
emissari nel Medio bacino.
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Le produzioni irrigue rappresentano il 59 della
SAU nel bacino padano Tre colture, mais da
granella (32,50), riso (14,48) e foraggere
avvicendate (38,29) occupano circa l85 della
SAU irrigua,
In queste aree lirrigazione avviene
essenzialmente per tramite di impianti
collettivi di bonifica e irrigazione,
Sistemi irrigui
Prevale lo scorrimento (52), per ragioni
storiche (buona disponibilità idrica) ma anche
tecniche, (rete a cielo aperto con doppia
funzione di bonifica e irrigazione). Il secondo
sistema è laspersione (24), che in diverse aree
si accompagna a sistemi di irrigazione
localizzata. la sommersione permane nelle aree
risicole ma lacqua utilizzata va a contribuire
al ricarico della falda sotterranea,
rientrandonel ciclo di riutilizzo della risorsa
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Principali canalizzazioni realizzate nella
Lombardia centrale
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(No Transcript)
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Portata max. richiesta nel periodo estivo 225
m3/s, nel periodo invernale 38 m3/s
Potenza nominale complessiva 77.729 kW,
produzione media annua 510,3 GWh Salto totale
78,3 m , portata massima utilizzabile dagli
impianti 160 m3/s
Situazione attuale
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Con riferimento ai volumi irrigui prelevati per
sottobacino, emerge che in Lombardia è il
sistema Adda-Brembo-Serio a mettere a
disposizione i maggiori quantitativi, con il 20
del volume prelevato totale. In particolare dal
solo fiume Adda si prelevano 3,31 miliardi di m3
annui.
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Il Bacino idrografico del Lario
Superficie del bacino imbrifero alla diga di
Olginate km2 4552 Superficie del lago di Como km2
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I deflussi dellAdda prelacuale sono regolati da
20 serbatoi stagionali La complessiva capacità
degli invasi idroelettrici è andata
progressivamente aumentando fino a raggiungere
lattuale valore di circa 369 hm3 in Valtellina e
di circa 510 hm3 per lintero bacino versante nel
Lario
Il deflusso medio annuo naturale a Fuentes,
ricostruito mediante deregolazione sul periodo
1959-2000 (Malusardi, Moisello 2001), è stato
stimato in 4991 Mm3. Il rapporto tra volume
invasabile e deflusso annuo medio è di circa il 7
La capacità dei serbatoi è pari al 7 del
deflusso annuo dellAdda prelacuale ed è ben
superiore alla capacità di regolazione del lago
di Como, che è di 264 hm3.
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Principali invasi presenti in Valtellina
SERBATOIO Sup. Bacino (Km2 ) Volume (Mm3) Quota Coronamento (mslm) Corso dacqua
CARDENELLO 22.87 32.56 1903.5 LIRO
STUETTA 22.75 32.56 1903.5 LIRO
LAGO TRUZZO 9.04 14 2088.5 TRUZZO
ISOLATO 67.65 1.76 1248.5 LIRO
ALBIGNA 20,5 70 2121.0 MERA
Principali invasi presenti in Valchiavenna e
ValBregaglia
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(No Transcript)
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PRIMO EFFETTO DEI SERBATOI la modulazione del
deflusso
Lacqua viene immagazzinata nei serbatoi da
maggio a settembre (compresi) e restituita da
ottobre ad aprile (compresi). La frazione del
deflusso totale naturale trattenuta
temporaneamente nei serbatoi è comunque limitata
ed è dellordine del 6
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SECONDO EFFETTO DEI SERBATOI la modulazione
dei massimi e dei minimi
Sulla distribuzione dei massimi annuali di
portata nei diversi mesi dell'anno la
regolazione ha un effetto piuttosto
modesto, mentre ha un effetto consistente sulla
distribuzione dei minimi.
La regolazione diminuisce il valore dei massimi e
aumenta quello dei minimi se ci si riferisce al
valore medio giornaliero la diminuzione del
massimo è del 9.5 e laumento del minimo è di
circa il 52 del valore naturale
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• Per fornire il supporto agli studi di
  pianificazione delluso delle risorse idriche,
  nellambito del progetto RICLIC-WARM (Regional
  Impact of Climatic Change in Lombardy Water
  Resources) promosso dalla Fondazione Lombardia
  per lAmbiente e dalla Università di Milano
  Bicocca, sono stati messi a punto dal
  Dipartimento di Ingegneria Idraulica e Ambientale
  dellUniversità di Pavia due strumenti
  operativi.
• Il primo è un modello di generazione stocastica
  di serie temporali di precipitazione e
  temperatura che simula le fluttuazioni climatiche
  a lungo termine.
• Il secondo è un modello di formazione e
  trasferimento dei deflussi decadici in bacini
  montani di medie dimensioni che riproduce
  laccumulo e lo scioglimento della neve e
  considera il contributo dei ghiacciai al deflusso
  e la regolazione degli invasi artificiali
  presenti nel bacino.
• Lo scopo è di generare uno o più scenari di crisi
  (scarsità di risorse) statisticamente validi da
  utilizzare come banco di prova per ottimizzare la
  gestione delle acque nuove

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Il modello idrologico semi - distribuito della
Valtellina opera a scala giornaliera Il modello
è costituito da moduli A) il modulo che calcola
la distribuzione spaziale dellequivalente in
acqua della neve al suolo e il contributo al
deflusso dato dallo scioglimento della copertura
nevosa e dei ghiacciai B) il modulo che simula
la regolazione degli invasi idroelettrici. C)il
modulo che calcola, secondo un classico schema a
serbatoi, il deflusso giornaliero dovuto allo
scorrimento superficiale, al deflusso ipodermico
e di falda e valuta le perdite idrologiche
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Il bacino viene suddiviso in quattro
sottobacini per tener conto delle differenze
climatiche e della presenza dei serbatoi
I serbatoi presenti nei singoli sottobacini sono
raggruppati In un unico serbatoio

• Dati utilizzati dal programma
• le caratteristiche fisiche del territorio
• gli ietogrammi di precipitazione totale
  giornaliera ragguagliata riferiti alla quota
  media dei sottobacini,
• le temperature medie giornaliere riferite alle
  quote medie dei sottobacini

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(No Transcript)
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(No Transcript)
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• Il modello è stato calibrato, ricostruendo a
  partire dai dati di pioggia, di precipitazione
• nevosa e di temperatura del periodo 1990 -1995
• i deflussi giornalieri misurati a Fuentes,
• i livelli di invaso nei serbatoi idroelettrici,
• le altezze di neve misurate ai nivometri delle
  dighe.

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invaso nel serbatoio Centrale Orobico (Inferno,
Trona, Scais, Venina, Frera)
invaso nel serbatoio Superiore (Cancano, S.
Giacomo di Fraele)
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Modellazione del manto nevosomisurato alla diga
di Cancano
Modellazione del manto nevosomisurato alla diga
diTrona
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Modellazione del manto nevoso
Il modello è stato utilizzato per ricostruire la
disponibilità della risorsa neve , quantizzata
come snow water equivalent (SWE), nel periodo
1990-1995 per la Valtellina, ricavandola a
partire dalle misure di temperatura e di pioggia
misurate nei quattro sottobacini.
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Con il modello così tarato, è stata ricostruita
la serie dei deflussi giornalieri a Fuentes nel
periodo 1990-2000 essendo note le altezze di
precipitazione giornaliera ragguagliata allarea
dei quattro bacini e le temperature medie
giornaliere, I valori degli indici di efficienza
del modello per il periodo di validazione sono
riportati in tabella
indice giornalieri decadici mensili
Coeff. Determinazione r2 0.67 0.69 0.71
Indice di Nash Sutcliffe assoluto E 0.65 0.66 0.68
Indice di Nash Sutcliffe relativo Erel 0.67 0.67 0.73
Indice di concordanza di Willmott assoluto d 0.90 0.73 0.92
Indice di concordanza di Willmott relativo drel 0.91 1.00 1.00
Lefficienza del modello in validazione è
paragonabile e talvolta migliore che in
calibrazione ciò conferma la robustezza del
risultato
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La regolazione del lago di como
Il protocollo di regolazione del manufatto di
Olginate Livello max 120 cm Livello minimo
-30 cm sullo zero dellidrometro di
Malgrate Allinterno della fascia di regolazione
è concesso il rilascio di 200 m3/s durante il
periodo irriguo, che va da metà maggio a metà
settembre, e di 100 m3/s, elevabili a 170 m3/s
negli anni più grassi Nella restante parte
dellanno, il gestore apre gradualmente le
paratoie di Olginate, quando il lago supera i
100 cm a Malgrate e gli afflussi stanno
aumentando, fino alla completa apertura dello
sbarramento al raggiungimento del livello 120 cm
come prevede il disciplinare di concessione. Nei
periodi di magra, con afflussi in diminuzione e
livello idrometrico a Malgrate inferiore a circa
50 cm, il regolatore comincia a razionare il
rilascio cercando di non far scendere il lago
sotto la quota di -30 cm.
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(No Transcript)
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Anno 1997
Anno 1995
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La regolazione del lago di Como
La distorsione del regime dei deflussi naturali
operata dagli invasi idroelettrici condiziona la
disponibilità della risorsa per lutenza di valle
talvolta generando contrasti tra le differenti
utenze. Soprattutto negli anni in cui la risorsa
idrica è scarsa
Per contribuire allanalisi del problema
evidenziando linfluenza della regolazione degli
invasi Valtellinesi è stato riprodotto il regime
idrologico dellAdda immissario nel periodo 1990
2000 considerando la ipotetica situazione
naturale senza serbatoi ricostruita con il
modello a partire dalle piogge misurate
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La figura evidenzia lentità del trasferimento,
operato dagli impianti idroelettrici della
Valtellina, dei deflussi naturali estivi verso la
stagione invernale.
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Il livello del lago naturale si mantiene
superiore al valore storico in estate mentre
risulta ad esso inferiore in inverno.
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Nel periodo estivo linvaso nei serbatoi riduce
la erogazione, teoricamente possibile in
condizioni naturali di circa il 10-15 (valore
medio)
Nel periodo invernale,senza il sostegno dagli
invasi valtellinesi, il lago non riesce a fornire
la portata storica (riduzione tra 10 e 20 con
picchi del 30)
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Le conseguenze dei cambiamenti climatici
Il modello consente di riprodurre la risposta
del bacino idrografico a fronte di ipotetici
cambiamenti climatici.
Per esemplificare, sono state riprodotte le
conseguenze sul deflusso dellaumento della
temperatura media giornaliera di 2 C, uguale
per tutti i giorni dellanno, mantenendo
inalterata la precipitazione
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Nel nuovo scenario climatico il deflusso
invernale - primaverile è sistematicamente
maggiore mentre il deflusso estivo è inferiore
rispetto alla situazione attuale
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Le conseguenze dei cambiamenti climatici
La diversa distribuzione stagionale degli
afflussi naturali si riflette sulla
gestione degli invasi artificiali
Per riempire gli invasi a fine settembre, come
prevede lattuale criterio di gestione Sarebbe
necessario mantenere a fine aprile un volume
nettamente superiore al valore di minimo invaso
storico
gli invasi risulterebbero sovradimensionati, con
un volume inutilizzato mediamente superiore ai
30 hm3 che è circa il 10 del loro volume
complessivo.
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• Patto per lacqua accordo firmato il 25 febbraio
  2009
• in Regione Lombardia
• L'accordo regionale costituisce uno strumento
  volto al miglioramento della gestione della
  risorsa acqua, sia nel breve che nel medio
  periodo
• cinque aree tematiche
• valutazione e aggiornamento delle logiche di
  gestione degli invasi
• analisi e approfondimento dell'efficienza
  gestionale delle acque irrigue e dei sistemi
  irrigui
• sostenibilità e modifiche degli ordinamenti
  colturali
• dotazioni strutturali per gestire e valorizzare
  la risorsa acqua
• strumenti e azioni per raccogliere e diffondere
  una corretta informazione.
• Hanno aderito alla proposta
• Province, Anci, Uncem, Upl, Ersaf, Arpa, le
  società idroelettriche (Enel, A2A tra le
• altre), AdbPo, gli Ato, gli Enti Parchi regionali
  e Parco Nazionale Stelvio, le
• organizzazioni professionali agricole, i Consorzi
  di bonifica e di irrigazione, l'Urbim, i
• Consorzi di regolazione dei laghi, il RID, i
  Consorzi dei laghi e le associazioni
• ambientaliste.

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• Bibliografia
• Romita P.L. e al. (1972) Lo stato attuale delle
  irrigazioni in Lombardia- N. 1 , La bonifica e
  lassetto territoriale.
• Malusardi G., Moisello U. (2002) Gli effetti
  della regolazione delle acque sulle portate
  dellAdda a Lecco e sulle piene del lago di Como,
  Consorzio dellAdda, pub. N. 12.
• Ministero delle politiche agricole alimentari e
  forestali (2009) Lagricoltura nel distretto
  idrografico Padano.
• Kottegoda N.T., Natale L., Raiteri E. (2006)
  Gibbs sampling of climatic trends and
  periodicities, Journal of Hydrology 339 54-64.
• Kottegoda N.T., Natale L., Raiteri E. (2008)
  Stochastic modelling of periodicity and trend for
  multi site daily rainfall simulation, Journal of
  Hydrology 361 319-329.
• Moisello U. , Vullo F. (2009) I massimi di
  portata dellAdda a Lecco, LAcqua 6 9-28.
• Zafaro R., Corati A.(2009) Rapporto sullo stato
  dellirrigazione in Lombardia, INEA.
• Consorzio dellAdda (2010) Regolazione del
  sistema lago di Como- fiume Adda.
• Fugazza M. Natale L. (2011) Un modello di
  formazione e gestione della risorsa idrica in
  Valtellina, LAcqua, 4.

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Grazie per lattenzione