Monitoraggio dell’acqua per correnti e serbatoi a pelo libero

Il monitoraggio delle acque può essere suddiviso in due rami principali: il monitoraggio ambientale delle acque, ovvero i corsi d’acqua a pelo libero e gli invasi a pelo libero, e il monitoraggio delle acque industriali, inteso a monitorare i flussi delle condotte industriali o private. Questo articolo affronta il primo tipo di monitoraggio dell’acqua.

In cosa consiste il monitoraggio dell’acqua? 

Il monitoraggio dell’acqua è l’analisi della disponibilità di acqua in posizioni fissate a priori, condotta ad una frequenza predefinita. I punti di interesse della rete di monitoraggio sono localizzati contestualmente all’intero ciclo dell’acqua: dall’acqua in termini di precipitazione (pioggia e neve) ai corsi d’acqua (livello dell’acqua nei fiumi), considerando anche lo stoccaggio di acqua (accumulo naturale in laghi e falde acquifere o stoccaggio antropico in serbatoi).

L’attività di monitoraggio di tutte queste componenti mira a fornire i dati utili alla salvaguardia dell’ambiente (es. mitigazione del rischio quando i dati evidenziano un rischio di alluvione più elevato), alla progettazione di futuri sistemi alternativi di approvvigionamento (es. quando i dati indicano una tendenza verso un periodo di siccità) o per gestire gli accumuli e massimizzare la produzione di energia (che si traduce anche in un ritorno economico).

Un altro aspetto del monitoraggio dell’acqua riguarda la qualità dell’acqua: consiste nel raccogliere periodicamente informazioni quantitative sulle proprietà chimiche, fisiche e biologiche dell’acqua in luoghi predefiniti (contenuto di clorofilla, livello di torbidità e temperatura dell’acqua).

Chi monitora le acque? 

Come già accennato, il monitoraggio delle acque è di interesse sia per gli enti pubblici sia per le società private. Gli enti pubblici sono interessati a monitorare il livello dell’acqua nei fiumi o nei bacini artificiali per affrontare adeguatamente la gestione e la prevenzione del rischio di inondazione; al contrario, quando si verificano eventi di siccità, l’attività di monitoraggio dell’acqua aiuta gli enti pubblici a valutare possibili carenze idriche e contribuisce al sistema di supporto decisionale relativo all’approvvigionamento alternativo.

Società private o municipalizzate, principalmente nel settore idroelettrico, monitorano il livello dell’acqua negli invasi e il relativo afflusso e deflusso. In questo caso, il monitoraggio delle acque ha una rilevanza economica (incide sulla produzione di energia), ma consente anche alle società idroelettriche di contribuire alla gestione del rischio di eventi estremi. In caso di piena, gli invasi idroelettrici potrebbero immagazzinare grandi volumi d’acqua ed evitare tracimazioni nell’area a valle; d’altra parte, nei periodi di siccità l’acqua potrebbe essere rilasciata dagli invasi per sopperire alle carenze idriche a valle.

Come avviene il monitoraggio dell’acqua?

A seconda della componente del ciclo dell’acqua da monitorare, vengono utilizzati diversi strumenti specifici. Per ognuno di questi strumenti esistono in commercio diverse tipologie; di seguito presentiamo un breve elenco dei principali strumenti.

  • Precipitazioni in termini di pioggia: pluviometro (misurano la quantità di pioggia in un determinato intervallo di tempo per unità di superficie). Questo tipo di strumento raccoglie l’acqua che cade su di esso e registra le variazioni di altezza di precipitazione nel tempo. Figura 1: Pluviometro
  • Livello dell’acqua nei fiumi/dighe: idrometro, sensore tipicamente elettronico, utilizzato per misurare le variazioni dei livelli dell’acqua in un corpo idrico (fiumi, bacini). Il livello dell’acqua potrebbe essere misurato anche con altre tecniche innovative, che prevedono l’analisi di dati satellitari. Figura 2: Idrometro
  • Precipitazioni in termini di neve: nivometro. Misura la quantità di neve caduta in un dato periodo di tempo; si tratta di un particolare tipo di idrometro, atto a misurare la profondità del manto nevoso invece dell’acqua. Figura 3: Nivometro
  • Livello di pozzi o falde: piezometro (misura della pressione interstiziale e del livello della falda) o freatimetro (misura del livello della falda all’interno di piezometri a tubo aperto). Figura 4: Piezometro1.

Perché monitorare l’acqua?

L’attività di monitoraggio è finalizzata ad affrontare due aspetti fondamentali: il bilancio idrico all’interno di bacini idrografici e/o bacini artificiali e la prevenzione e gestione di eventi estremi (alluvioni o siccità).

Il bilancio idrico permette di verificare se vi sono delle anomalie all’interno del ciclo idrico che caratterizzano il bacino: le componenti in ingresso sono le precipitazioni piovose e la neve, mentre in uscita abbiamo il deflusso a pelo libero, l’evapotraspirazione ed eventualmente l’infiltrazione. Monitorando queste componenti, se l’input e l’output dovessero diventare molto diversi tra loro, questo potrebbe indicare qualche anomalia ed è necessaria un’analisi approfondita, per prevenire problemi legati all’approvvigionamento idrico. Inoltre, il monitoraggio delle acque di captazione può fornire dati utili per la stima dei fabbisogni idrici ambientali e svolgere il ruolo di supporto decisionale all’attuazione delle disposizioni di legge in materia.

D’altra parte, il monitoraggio dell’acqua consente agli enti pubblici, ma anche alle aziende private (ad esempio le società idroelettriche), di gestire adeguatamente eventuali eventi estremi come alluvioni o siccità. Il monitoraggio delle acque insieme alle previsioni meteorologiche potrebbero evidenziare alcuni trend particolari, sulla base dei quali potrebbero essere prese decisioni strategiche.

Quando effettuare il monitoraggio?

Il monitoraggio delle acque richiede un monitoraggio costante durante tutto l’anno, non essendo noto a priori quali saranno i periodi più critici. Tuttavia, a seconda dello scopo finale dell’attività di monitoraggio o di quale componente del ciclo dell’acqua viene monitorata, la frequenza delle misurazioni potrebbe variare. In particolare, l’inerzia del sistema o il tempo di ricarica del ciclo dell’acqua incidono sulla frequenza di misura: nel caso di dighe o fiumi il monitoraggio dovrebbe essere costante, cioè le misure hanno una granularità almeno oraria, mentre per pozzo o falda, poiché il processo è notevolmente più lento, le misurazioni hanno cadenza mensile o settimanale.

  1. Sundaram, Baskaran & Feitz, Andrew & Caritat, Patrice de & Plazinska, Aleksandra & Brodie, Ross & Coram, Jane & Ransley, Timothy. (2009). Groundwater Sampling and Analysis – A Field Guide. 2009. ↩︎

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