Il Progetto


Abstract

L’obiettivo del progetto PRIN dal titolo INtegrated Computer modeling and monitoring for Irrigation Planning in ITaly – INCIPIT è di sviluppare e testare un quadro metodologico utile al supporto, al controllo e alla pianificazione degli usi delle acque di irrigazione a diverse scale spaziali, al fine di soddisfare i requisiti delle politiche sostenibili legate all'acqua. Nell’ambito del progetto saranno utilizzati diversi modelli idrologici, messi a punto da gruppi di ricerca in Italia, applicandoli in sette diverse aree di studio distribuite sul territorio nazionale, dalla Sicilia alla Lombardia. I modelli saranno utilizzati sia per la stima dei fabbisogni irrigui delle colture agrarie, sia per la simulazione complessiva della circolazione idrica territoriale indotta dalle derivazioni di portate ad uso irriguo e dalla loro distribuzione sul territorio. La gamma di approcci impiegati nel progetto va da metodologie di stima dei fabbisogni basate unicamente su dati di input forniti da piattaforme satellitari, a modelli agroidrologici di simulazione fisicamente basati che richiedono la conoscenza dettagliata delle caratteristiche del suolo e delle colture e input agrometeorologici locali. In quest’ultimo caso i risultati comprendono non solo la stima dei quantitativi d’acqua effettivamente utilizzati dalle colture, ma anche di quelli rilasciati nel sottosuolo e dei flussi di ritorno ai corpi idrici superficiali, consentendo di analizzare i diversi aspetti dell’efficienza di sistemi irrigui complessi.

Il progetto INCIPIT

Responsabile del progetto: Prof. Claudio Gandolfi
La direttiva quadro sulle acque (WFD, 2000/60 / CE) stabilisce i principali obiettivi politici in relazione all'uso dell'acqua, al fine di garantire un approccio sostenibile ed integrato nella gestione delle risorse idriche in Europa (Wriedt et al., 2009). Poiché l'agricoltura rappresenta ancora la principale fonte di pressione sulle risorse idriche rinnovabili (Agenzia europea dell'ambiente, 2018a), stime accurate delle richieste di irrigazione sono di fondamentale importanza per soddisfare i requisiti delle politiche sostenibili in materia di acque e promuovere le opportune decisioni. In Italia, l'obbligo di fornire misurazioni o stime degli usi dell'irrigazione è regolato dal Decreto del Ministero delle Politiche Agricole del 31 luglio 2015, che è attualmente nelle sue prime fasi di attuazione. Poiché i sistemi di irrigazione italiani sono molto eterogenei in tutto il paese, vi è la necessità di sviluppare e validare metodologie per la valutazione dell'evoluzione temporale degli usi dell’acqua di irrigazione e dei conseguenti flussi di ricarica delle acque sotterranee basati sulla conoscenza delle peculiarità regionali. Una solida base è data dalla disponibilità di alcuni strumenti di modellazione, basati su metodologie FAO e di bilancio idrico, che le università, le autorità regionali e i consorzi di irrigazione hanno sviluppato per sostenere la gestione delle acque a livello di campo e di schemi di irrigazione.

Questi modelli includono IRRIFRAME, sviluppato dal Consorzio per il Canale Emiliano Romagnolo (CER), IRRISAT, IRRISIAS, IDRAGRA (Vassena et al., 2012) e SIRR_MOD (Lamaddalena and Sagardoy, 2000; Coppola et al; 2014). Tuttavia, non è ancora stata definita una solida metodologia condivisa per la valutazione delle esigenze di irrigazione. Obiettivo del progetto INCIPIT è di sviluppare e testare un quadro metodologico per supportare il controllo e la pianificazione degli usi dell'acqua di irrigazione a diverse scale spaziali e in diverse condizioni di disponibilità di dati idraulici e meteorologici. Il progetto si basa sull'ampio patrimonio di risultati di ricerca di alcuni dei gruppi italiani più attivi e risponde a una forte richiesta da parte della Commissione europea di metodi scientificamente validi per la valutazione di: i) utilizzo delle risorse idriche per l'irrigazione e efficienza dell'irrigazione, ii) rilasci nelle acque sotterranee attraverso la percolazione dell'acqua di irrigazione e iii) flussi di ritorno verso i corpi idrici superficiali delle falde acquifere. Il progetto rappresenta un'opportunità unica per colmare l'ampio divario tra ricerca e applicazione che è emerso, chiaramente, nelle prime fasi di attuazione del decreto del Ministero dell'Agricoltura del 31 luglio 2015, in cui un insieme specifico di obblighi di misurazione e stima dei volumi di irrigazione è stato definito. La metodologia proposta nel progetto INCIPIT si basa sull'applicazione di una serie di modelli idrologici, che comprende IRRIFRAME, IRRISAT, IRRISIAS, IDRAGRA e SIRR_MOD, implementando due principali impostazioni di stima: Water Requirements e Water Use. Nel Water Requirements, i fabbisogni irrigui per unità di superficie irrigata sono calcolati come differenza tra l'evapotraspirazione colturale e le precipitazioni efficaci. Pertanto, è possibile ottenere stime distribuite spazialmente dei fabbisogni idrici giornalieri senza la necessità di dispositivi di monitoraggio in campo e informazioni sulle caratteristiche del suolo, utilizzando solo: i) tipo di colture e parametri delle colture identificati mediante tecniche di telerilevamento, ii) serie temporali meteorologiche ottenute da previsioni meteorologiche e modelli di circolazione atmosferica (“ECWMF”, COSMO-LEPS) e iii) efficienze del sistema (applicazione, distribuzione e trasporto) derivate da valutazioni empiriche. Il Water Use si basa sulla disponibilità di osservazioni in campo di serie meteorologiche e si fonda su modelli matematici complessi in grado non solo di simulare i processi idraulici e idrologici, ma anche i criteri operativi adottati per la gestione dell'irrigazione dalle derivazioni al campo. Pertanto, rappresenta uno strumento utile nel processo decisionale che consente di valutare gli effetti di diversi interventi (cambiamenti nelle pratiche di gestione, caratteristiche della rete, metodi di irrigazione, tipi di colture), nonché la risposta agli scenari di cambio climatico. Il progetto è articolato in quattro Work Package: WP1 - Coordinamento del progetto; WP2 – Definizione dei dati di input e stima dei fabbisogni irrigui; WP3 – Stima degli usi dell'acqua; WP4 - Comunicazione e diffusione dei risultati. I casi studio saranno incentrati su sistemi di irrigazione situati in sei regioni italiane (Lombardia, Emilia Romagna, Lazio, Campania, Puglia e Sicilia), che differiscono per dimensioni (da 2.000 a 185.000 ha), per tipo di impianto di irrigazione (canali a superficie libera, sistemi di tubazioni in pressione), nella consegna all'azienda agricola (modalità turnata, modalità a domanda), nei metodi di irrigazione (dall'irrigazione per scorrimento alla microirrigazione) e nei tipi di colture (colture erbacee o arboree), al fine di coprire la maggior parte della variabilità osservata nell’agricoltura italiana.