Calcolo del bilancio idrico della regione Sardegna con il modello idrologico SWAT
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Data
2005-09
Autori
Cau, Pierluigi
Cadeddu, Alessandro
Lecca, Giuditta
Gallo, Claudio
Marrocu, Marino
Titolo del periodico
ISSN
Titolo del volume
Editore
Associazione Idrotecnica Italiana
Abstract
Una diminuzione del 20% delle precipitazioni nell’ultimo trentennio e perdite del 40% nella rete di distribuzione hanno causato un sensibile abbassamento dei livelli idrici medi nei laghi e negli invasi artificiali della Sardegna, con la conseguenza che negli ultimi anni le municipalità, il comparto agricolo e quello industriale hanno subito le impopolari misure di razionamento. Fino ad oggi, gli enti regionali preposti alla gestione delle acque si sono serviti di modelli a scatola chiusa di tipo black box. Tuttavia da un lato appare incerta l’applicabilità di tali modelli in aree prive di misure e dall’altro tale approccio si dimostra carente nel tenere in conto le trasformazione di uso del territorio e le variazioni climatiche. Questo studio presenta l’applicazione del modello idrologico distribuito e fisicamente basato SWAT per la stima del bilancio idrologico della regione Sardegna. La procedura di caratterizzazione del tipo e della copertura del suolo ha seguito un approccio regionale, utilizzando e valorizzando al massimo le frammentarie informazioni disponibili. Per compensare la mancanza di dati di pioggia a passo giornaliero, necessari al modello idrologico, è stato sviluppato un generatore di tempo basato sull’analisi statistica di dati climatici registrati. In base alla distribuzione
spaziale delle grandezze statistiche, le stazioni pluviometriche sono state raggruppate in due gruppi. Lo studio ha prodotto una serie di archivi informatici a scala regionale, creati secondo i formati di input del modello SWAT.
L’applicazione del modello ai bacini idrologici della Sardegna ha tenuto conto della qualità dell’informazione descrittiva del territorio come, ad esempio, la risoluzione spaziale delle carte di base, la densità delle reti climatiche e la qualità del dato di pioggia, al fine di garantire la massima verosimiglianza del modello concettuale con le singole realtà in studio. Il sistema informatico è stato progettato ed implementato per supportare studi ed analisi mirati alla pianificazione della gestione della risorsa idrica regionale, all’individuazione di aree soggette a stress idrico e allo studio di fenomeni legati al ciclo dell’acqua, quali il ciclo dei sedimenti e dei nutrienti.
A 20% rainfall decrease in the last 30 years, prolonged periods of drought and 40% losses in the distribution pipes have substantially lowered available water reserves in Sardinia, with the result of unpopular rationing measures on municipal, industrial and agricultural uses. Up to now black-box models have been the most commonly used methodologies to estimate the regional water budget. Despite their wide use, these models have shown severe limitations in estimating watershed outlet outputs far from the monitoring stations and in covering climate changes properly. In this study, we present the application of the hydrological distributed SWAT model to evaluate the water budget at the regional scale. The model parameterizations with regards to the land cover and soil type are estimated at the regional scale on the basis of available geographic data. In order to generate weather daily inputs for the SWAT model a weather generator has been developed on the basis of a statistical analysis of the Sardinian climatic data. Through a clusterization procedure the climatic gages have been grouped into two homogeneous groups. The regional databases have been formatted in the SWAT fashion. The resulting model input data along with the watershed and HRU spatial discretization criteria have been carefully checked to ensure global consistency at the overall scale. The informatics system has been developed and designed to support decision related to the management of the water resources, to identify areas under water stress, or to evaluate complementary phenomena related to the water cycle as the sediment and the nutrient fate at the catchment’s scale.
A 20% rainfall decrease in the last 30 years, prolonged periods of drought and 40% losses in the distribution pipes have substantially lowered available water reserves in Sardinia, with the result of unpopular rationing measures on municipal, industrial and agricultural uses. Up to now black-box models have been the most commonly used methodologies to estimate the regional water budget. Despite their wide use, these models have shown severe limitations in estimating watershed outlet outputs far from the monitoring stations and in covering climate changes properly. In this study, we present the application of the hydrological distributed SWAT model to evaluate the water budget at the regional scale. The model parameterizations with regards to the land cover and soil type are estimated at the regional scale on the basis of available geographic data. In order to generate weather daily inputs for the SWAT model a weather generator has been developed on the basis of a statistical analysis of the Sardinian climatic data. Through a clusterization procedure the climatic gages have been grouped into two homogeneous groups. The regional databases have been formatted in the SWAT fashion. The resulting model input data along with the watershed and HRU spatial discretization criteria have been carefully checked to ensure global consistency at the overall scale. The informatics system has been developed and designed to support decision related to the management of the water resources, to identify areas under water stress, or to evaluate complementary phenomena related to the water cycle as the sediment and the nutrient fate at the catchment’s scale.
Descrizione
Keywords
numerical models , water balance , SWAT , Sardegna , Sardinia , modelli numerici , bilancio idrogeologico