9797837 - CAMBIAMENTI CLIMATICI E GESTIONE DELLE RISORSE IDRICHE A - Z

Il corso mira a fornire le conoscenze di base relative alla gestione delle risorse idriche in un contesto di cambiamento climatico. Ci si attende che alla fine del corso gli studenti saranno in grado di applicare le metodologie consolidate per la valutazione della disponibilità idrica e la valutazione dell’insorgenza di fenomeni di siccità. Il corso mira, inoltre, a fornire una panoramica sugli strumenti legislativi per la gestione delle risorse idriche e del cambiamento climatico. Gli studenti apprenderanno le basi scientifiche relative al sistema terra e i fattori di controllo del clima, nonché le cause dei cambiamenti climatici e le loro evidenze scientifiche. Il programma comprende quindi una panoramica sulle principali metodologie per la valutazione degli impatti dei cambiamenti climatici nonché le relative misure di adattamento ai cambiamenti climatici nel campo della gestione delle risorse idriche.

In particolare, saranno trattati i seguenti SDGs dell'agenda 2030:

• Goal 13 - Promuovere azioni, a tutti i livelli, per combattere il cambiamento climatico: Rafforzare in tutti i paesi la capacità di ripresa e di adattamento ai rischi legati al clima e ai disastri naturali (13.1);  Integrare le misure di cambiamento climatico nelle politiche, strategie e pianificazione nazionali (13.2); Migliorare l’istruzione, la sensibilizzazione e la capacità umana e istituzionale per quanto riguarda la mitigazione del cambiamento climatico, l’adattamento, la riduzione dell’impatto e l’allerta tempestiva (13.3)
• Goal 6 - Garantire a tutti la disponibilità e la gestione sostenibile dell’acqua e delle strutture igienico-sanitarie:  Proteggere e risanare gli ecosistemi legati all’acqua, comprese le montagne, le foreste, le paludi, i fiumi, le falde acquifere e i laghi (6.6); aumentare considerevolmente l’efficienza nell’utilizzo dell’acqua in ogni settore e garantire approvvigionamenti e forniture sostenibili di acqua potabile, per affrontare la carenza idrica e ridurre in modo sostanzioso il numero di persone che ne subisce le conseguenze (6.4); Supportare e rafforzare la partecipazione delle comunità locali nel miglioramento della gestione dell’acqua e degli impianti igienici (6.b)
• Goal 11 - Rendere le città e gli insediamenti umani inclusivi, sicuri, duraturi e sostenibili: Aumentare considerevolmente il numero di città e insediamenti umani che adottano e attuano politiche integrate e piani tesi all’inclusione, all’efficienza delle risorse, alla mitigazione e all’adattamento ai cambiamenti climatici, alla resistenza ai disastri, e che promuovono e attuano una gestione olistica del rischio di disastri su tutti i livelli, in linea con il Quadro di Sendai per la Riduzione del Rischio di Disastri 2015-2030 (11.b)
• Goal 15 - Proteggere, ripristinare e favorire un uso sostenibile dell’ecosistema terrestre: Combattere la desertificazione, ripristinare le terre degradate, comprese quelle colpite da desertificazione, siccità e inondazioni, e battersi per ottenere un mondo privo di degrado del suolo (15.3)

INTRODUZIONE

Presentazione del corso. Evoluzione della gestione delle acque. Nuovi paradigmi: approccio sistemico, sviluppo sostenibile, gestione del rischio, efficienza ed efficacia dei servizi idrici.

Problematiche legate al cambiamento climatico. Esempi applicativi relativi alla gestione delle risorse idriche in un contesto di cambiamento climatico e cenno alle principali metodologie di analisi.

QUADRO LEGISLATIVO IN MATERIA DI GESTIONE DELLE RISORSE IDRICHE

Principi delle legislazione delle acque. Le principali leggi italiane: Testo Unico del 1933, Piano Regolatore Generale degli Acquedotti, L. 319/1976 e seguenti, L. 183/1989 e seguenti, L. 36/94. D. L. 152/99. Stato di attuazione della legislazione in Italia ed in Sicilia. Direttiva Quadro sulle Acque Europea 2000/60/EC. D.L. 152/2006.

STIMA DELLA RISORSA IDRICA E PROBLEMATICHE DI DISPONIBILITÀ

Classificazione delle risorse. Risorse naturali, potenziali, utilizzabili. Risorse non convenzionali. Modelli per la valutazione delle risorse idriche superficiali. Classificazione delle domande idriche. Valutazione delle domande per usi civili, irrigui e industriali. Risparmio idrico. Definizione di siccità, carenza idrica e scarsità idrica. Indici di siccità standardizzati (Standardized Precipitation Index, Standardized Precipitation-Evapotranspiration Index, Standardized Runoff Index, …). Indici di scarsità idrica. Fonti di dati nazionali ed internazionali (Progetti di rianalisi, European Drought Observatory, …). Esercitazione sui modelli per la stima della disponibilità idrica.

SIMULAZIONE E OTTIMIZZAZIONE DEI SISTEMI DI APPROVVIGIONAMENTO IDRICO

Problematiche di esercizio in un sistema idrico. Serbatoi di regolazione. Simulazione di un serbatoio. Simulazione di sistemi di serbatoi. Valutazione delle performance di un sistema idrico. Esempi di applicazione. Ruolo dell’ottimizzazione nella pianificazione e gestione dei sistemi idrici. Cenno agli algoritmi di programmazione lineare, programmazione lineare stocastica e programmazione non lineare.

SISTEMA TERRESTRE E CAMBIAMENTO CLIMATICO

Differenza tra meteo e clima. Differenza tra variabilità climatica e cambiamento climatico. Basi di dinamica dei sistemi: definizione di sistema, stock e flussi, retroazioni positive e negative (feedbacks), lags. Sistema climatico terrestre: parti e connessioni. Atmosfera, idrosfera, biosfera, geosfera e antroposfera. Flussi energetici e budget energetico terrestre. Effetto serra. Fattori di controllo del clima.

POLITICHE DI GESTIONE E GOVERNANCE DEL CAMBIAMENTO CLIMATICO  

Governance a scala globale. Il Programma delle Nazioni Unite per l'Ambiente (UNEP). Convenzione Quadro delle Nazioni Unite sui Cambiamenti Climatici (UNFCCC) e Protocollo di Kyoto. L’accordo di Parigi. Il Gruppo Intergovernativo di Esperti sul Cambiamento Climatico (IPCC). Rapporti di valutazione dell’IPCC ed evoluzione storica. Politiche a scala europea, nazionale e regionale. Differenza tra strategie di mitigazione e strategie di adattamento. Cenno alle principali strategie di mitigazione. Analisi delle strategie di adattamento ed esempi di applicazione a scala nazionale e regionale.  Piano Nazionale di adattamento ai cambiamenti climatici.

METODI PER LA VALUTAZIONE DELL’IMPATTO DEI CAMBIAMENTI CLIMATICI

Metodi statistici basati sull’analisi delle serie storiche. Test non parametrico di Mann-Kendall. Stimatore della pendenza di Sen. Modelli climatici a scala globale. Modelli climatici a scala regionale. Scenari futuri di emissione di gas clima-alteranti. Coupled Model Intercomparison Projects. Scenari rappresentativi di concentrazione. Percorsi socioeconomici condivisi. Esercitazione sulla valutazione della significatività e la pendenza del trend su serie idrologiche. Esercitazione su reperimento e visualizzazione delle proiezioni climatiche. 

TESTI:

1. Braca, G., Bussettini, M., Lastoria, B., & Mariani, S., 2013. Linee guida per l’analisi e l’elaborazione statistica di base delle serie storiche di dati idrologici. ISPRA, Manuali e Linee Guida, 84, 2013. 
2. Mariani, S., Braca, G., Romano, E., Lastoria, B., & Bussettini, M., 2018. Linee Guida sugli Indicatori di Siccità e Scarsità Idrica da utilizzare nelle attività degli Osservatori Permanenti per gli Utilizzi Idrici–Stato Attuale e Prospettive Future
3. Rossi, G. (a cura di), 2007. Siccità: Analisi, Monitoraggio e Mitigazione. Eds: Rossi, G. (a cura di) Nuova editoriale Bios. ISBN: 978-99-6093-027-9
4. Rossi, G. & Benedini M., (a cura di), 2020. Water resources of Italy: protection, use and control. World Water Resources, Vol. 5, Cham, Switzerland, Springer Nature, 2020, 365 pp., ISBNs: 978-3-030-36459-5 (hbk); 978-3-030-36462-5 (pbk); 978-3-030-36460-1 (e-book)
5. Burch, S.L., & Harris, S.E., 2021. Understanding climate change: Science, Policy and Practice. Second edition. Toronto Press.  ISBN: 9781487518387
6. Peres, D., J., Longo, G., Palazzolo, N., Barbagallo, S., Cancelliere, A. (a cura di), 2023.  Impatto dei cambiamenti climatici sulla disponibilità e la domanda idrica, Quaderni CSEI Catania, III serie, Vol. 26, Catania, Febbraio 2023. SBNPal0359431
7. Cancelliere, A., Bonaccorso, B., Peres, D.J. (a cura di:), 2011. Gestione della siccità e variabilità climatica. Edibios. ISBN: 978-88-97181-12-5. 

ALTRO MATERIALE DIDATTICO:

 8. Dispense/slide utilizzate nel corso delle lezioni.

• Modelli per la stima dei deflussi mensili nei corsi d’acqua
• Fenomeni di siccità
• Indici di siccità
• Indici di performance dei sistemi di approvvigionamento idrico
• Simulazione di un sistema di approvvigionamento
• Differenza tra adattamento e mitigazione ai cambiamenti climatici
• Piano di adattamento ai cambiamenti climatici
• Metodi di stima dei trend
• Proiezioni climatiche