Presentazione tenuta durante il convegno "Gestione, rischio e riabilitazione delle opere di sbarramento: il ruolo degli enti e delle istituzioni e lo stato della ricerca", Potenza, 27 Marzo 2019.

1. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 1/23
SISTEMA DI GESTIONE E MONITORAGGIO
DELLE RISORSE IDRICHE IN BASILICATA
Prof. Salvatore Manfreda
Professore Associato di Costruzioni Idrauliche e Idrologia - http://www2.unibas.it/manfreda
Chair della Azione COST Action Harmonious - http://www.costharmonious.eu
Gestione, rischio e riabilitazione delle opere di sbarramento, Potenza 27 Marzo 2019

2. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 2/23
La Modellazione Idrologica
I modelli idrologici sono rappresentazioni concettuali e semplificate del ciclo
idrologico che consentono di valorizzare e mettere a sistema i dati idrologici su
larga scala.
Il bacino idrografico è regolato dall’equazione di continuità ed è riferita ad un
intervallo di tempo DT:
P=Q+ET+ΔV
dove: P = precipitazione;
Q = deflusso alla sezione di chiusura;
ET = evapotraspirazione;
ΔV = contenuto idrico immagazzinato nel bacino.

3. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 3/23
Classificazione dei Modelli
• Modelli Concettuali
Schematizzazione e semplificazione dei processi fisici ai fini della modellazione
• Modelli Empirici (black-box)
Sfruttano un operatore matematico che relaziona input e output
• Modelli Distribuiti
Utilizzano le informazioni fisiche del bacino idrografico per la parametrizzazione

4. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 4/23
Complessità del Modello e Prestazioni
La scelta modellistica dipende dalla disponibilità di dati (Grayson e Bloschl, 2001)

5. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 5/23
Modello Idrologico GEOframe-NewAge
Sistema idrologico semi-distribuito;
Progettato per componenti;
Il modello è realizzato in Java;
Sistema open- source basato su OMS3;
Decision
Support
System
W
ebGis
Early
Warning
Modulo
idrologico
M
odulo
idraulico
Modulo
idrogeologico
Kriging
Radiazione
ET
Runoff
Età dell’acqua
Calibratore
IDW
Scioglimento
nivale
…una componente può essere pensata come il
singolo pezzo di puzzle che, unito agli altri,
permette di ottenere l’intero modello idrologico.

6. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 6/23
Radiazione Solare
Gestione delle informazioni fisiche a scala di
bacino
PET Precipitazione

7. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 7/23
Struttura dei dati e albero delle relazioni
Stazioni
meteorologiche
Centroidi
BRADANO
35 sottobacini
DEM
Rete idrografica
Sottobacini

8. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 8/23
Neve
Vegetazione
Deflusso Superficiale
Zona Radicale
Acque Sotterranee
Modello a Serbatoi
Gli HRU vengono schematizzati
attraverso 5 serbatoi:
• Deposito neve;
• Vegetazione;
• Zona Radicale;
• Deflusso superficiale;
• Acque sotterranee.
OUTPUT:
Scioglimento neve e
contenuto equivalente di
acqua; Evaporazione dalla
superficie fogliare;
Evapotraspirazione dalla
zona radicale;
Percolazione alla falda
freatica;
Deflusso diretto;
Deflusso di base.

9. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 9/23
Architettura WebGis: il modello JGrass New-Age
QR
1
QR
2
QR1+Q
R2+QR3
QR1
QR
2
QR4+Q
R5+QR6
QR
5
QR4 QR7
QR
5
QR7+QR8+
QR9+QR10
QR
8
QR
9
QR
8
Q
R9
QR11+
QR12
QR11Propagazione
modello
Muskingum

10. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 10/23
Il GEOframe-NewAge Basilicata
• 9 bacini
• 167 sottobacini
• 14 idrometri
• 55 punti di
monitoraggio

11. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 11/23
Strategie di calibrazione
Le calibrazioni sono state svolte monte dei grandi invasi con un confronto con le
misure di afflusso misurato agli invasi.
• Fiume Agri;
• Fiume Bradano;
• Fiume Sinni.
Per i restanti bacini si è fatto ricorso alle sezioni di monitoraggio disponibili.
• Fiume Basento;
• Fiume Cavone;
Per i fiumi Lao, Noce, Ofanto e Sele si procede per simulitudine idrologica,
tenendo conto delle caratteristiche del bacino e degli studi condotti in
precedenza.
Idrologia Fortemente Influenzata dalle opere idrauliche
Minore Influenzata dalle opere idrauliche
Nessuna Influenzata dalle opere idrauliche

12. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 12/23
Cavone SS106
Calibrazione su due anni: 15/12/2013 - 15/12/2015

13. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 13/23
Sensors Server
OGC
Services
Client
WMS
WFS
WCS
Layers
Forecast
Architettura WebGis
MapServer è un ambiente di sviluppo open source per la costruzione di
applicazioni web dedicate alla pubblicazione di dati spaziali
Openlayers è una libreria per la creazione, personalizzazione e pubblicazione
delle mappe sul web
WebGIS è un Sistema Informativo Territoriale pubblicato sul World Wide Web

14. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 14/23
Layers input dinamici
Cumulata
pioggia oraria
Temperatura aria
oraria
LAI index
Precipitazione
prevista GRIB
DPCCM_1912_00_006
DPCCM_1912_00_012
DPCCM_1912_00_018
DPCCM_1912_00_024
DPCCM_1912_00_030
DPCCM_1912_00_036
…..
DPCCM_1912_00_072
Es. Precipitazione 06 novembre 2018 ore
09.00
Es. Temperature 21 marzo 2019 ore
09.00
Es. LAI index 21 marzo 2019
Architettura WebGis

15. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 15/23
Layers input statici
....
Layers output dinamici
Soglie pluviometriche
Soglie idrogeologiche
Tessitura del suolo
Carta geolitologica
N-layers
Superamenti soglie pluviometriche
Superamenti soglie idrogeologiche
Superamenti soglie idrauliche
....
N-layers
Grado di saturazione dei suoli
Architettura WebGis

16. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 16/23

17. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 17/23
Superamenti delle Soglie Pluviomentriche
Screenshoot del 5/10/2018 – previsione a 12h

18. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 18/23
Superamenti delle Soglie Pluviomentriche
Screenshoot del 5/10/2018 – previsione a 36h

19. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 19/23
Es. grado di saturazione del suolo 22 marzo 2019
Grado di saturazione
dei suoli

20. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 20/23
WebGIS-Previsione delle piene e deflussi

21. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 21/23
Idrogramma di portata simulato

22. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 22/23
Conclusioni
• Il GEOFRAME New-Age Basilicata offre una strategia per la
valutazione delle disponibilità idriche e per la previsione di eventi
estremi a scala regionale;
• Il modello GEOFRAME New-Age è stato calibrato a sui fiumi Agri,
Basento, Bradano e Cavone con ottime performance;
• Il modello e la piattaforma proposta rappresentano un perfetto sistema
integrato per la gestione e visualizzazione di tutte le variabili ambientali;
• Il modello si presta come sistema di supporto alle decisioni anche
per gli invasi lucani che potrebbero/dovrebbero essere integrati
all’interno del sistema di modellazione.

23. Salvatore Manfreda, Sistema di gestione e monitoraggio delle risorse idriche in Basilicata, Potenza 27 Marzo 2019 23/23
Questo è un lavoro di squadra
Grazie per l’attenzione…