Parecchie formule sono state proposte per
determinare il deflusso minimo da mantenere in un corso d'acqua, per
proteggere in qualche modo l’ecosistema fluviale e torrentizio e
l’ambiente nel suo insieme, formule che portano a valori di portata
talora totalmente differenti. Ciò è dovuto anche al fatto che se da
un lato è difficile determinare razionalmente dei numeri in un
contesto così complesso, dall'altro gli obiettivi di protezione
perseguiti sono in realtà assai diversi. Dal punto di vista
strettamente protezionistico potremmo dire che il deflusso minimo da
mantenere in alveo dovrebbe corrispondere a quella portata o meglio
a quel regime idrologico necessario alla sopravivenza a lungo
termine delle biocenosi acquatiche e ripariali originarie, alla
conservazione di un bilancio equilibrato delle acque•sotterranee e
della funzione del ciclo idrologico (equilibrio idrogeomorfologico),
alla salvaguardia del paesaggio e degli usi plurimi cui il corso
d'acqua è destinato (ivi compreso la funzione di balneazione, di
svago e di ristoro). A stretto rigore di logica per garantire in
modo perfetto tutto ciò le portate ed il trasporto solido necessari
sarebbero quelli naturali imperturbati. Ma dato che i corsi d'acqua
presentano notevoli variazioni non solo mensili ma anche
interannuali delle loro portate e che da una parte l'ecosistema nel
suo insieme si adatta a tali variazioni in modo continuo e non
traumatico mentre è poco visibile al di sotto di una certa soglia
una diminuzione di portata ed ugualmente sino ad un certo limite gli
stessi effetti della modifica del regime idraulico (prescindendo
dalla presenza di invasi) sono limitati anche sul piano
idrogeomorfologico, è ipotizzabile poter determinare a fronte di una
perdita accettabile di dimensioni dell'ecosistema acquatico e di
naturalità, dei deflussi ridotti, non costanti ma variabili in
funzioni delle portate naturali, ancora compatibili con i criteri di
salvaguardia indicati. Più arduo pare poter definire soluzioni atte
a far fronte alla captazione del materiale solido da parte degli
invasi e ripristinare il “continuum” interrotto dalle dighe. Negli
Stati Uniti dove dal Congresso già nell’ottobre 1968 è stata
trasformato in legge nazionale il “Wild and Scenic Rivers Act” che
protegge i corsi d’acqua più importanti dal punto di vista
paesaggistico e naturalistico (la lista comprende ormai più di 250
fiumi e torrenti), si è giunti in alcuni casi all’abbattimento di
dighe ove il rapporto costi (anche ambientali)/benefici non
risultasse più accettabile (si veda www.americanrivers.org).
Finalizzato ad obiettivi assai più limitati deve
essere considerato il mantenimento del così detto deflusso minimo
vitale, DMV, come deducibile da formule indicate da molte normative
ad es. da quelle della Regione Piemonte, delle Autorità di bacino
del fiume Po e del Piave, delle province autonome di Trento e
Bolzano o della legge svizzera sulle acque, che vedremo in seguito.
Questo minimo sovente corrisponde a meno del 10% della portata media
annua, e può essere visto come quella portata che garantisce, in un
habitat molto più ristretto di quello originario, la sopravivenza di
una popolazione ridotta della fauna ittica. L'impatto
sull'ecosistema, sul paesaggio e sul bilancio idrogeologico della
riduzione delle portate naturali a tali infimi valori mantenuti
tutto l’anno, è enorme.
Gli approcci per definire queste portate si
possono suddividere in teorici e sperimentali.
Nell'approccio teorico si fa riferimento al
bacino sotteso o alle caratteristiche idrologiche del corso d'acqua
(portate medie, minime o superate statisticamente un certo numero di
gg. l’anno).
Nell'approccio sperimentale, partendo da un’
analisi dello specifico tratto fluviale o torrentizio, si
determinano mediante opportune elaborazioni dei parametri rilevati,
quella portata o portate minime che garantiscono un conveniente
habitat per un certa fauna ittica o più in generale una protezione
specifica dell’ambiente e della sua fruibilità.
Il più utilizzato di questi metodi sperimentali è
l’ IFIM (Instream Flow Incremental Methodology). L’IFIM (nato e
sviluppato negli USA dal FWS - Fish and Wildlife Service nel 1982
con l’ultimo aggiornamento del 1998 dovuto a Ken D. Bovee ed altri
del USGS, United States Geological Survey ) è un approccio
pluridisciplinare, che usa la tecnica dell’analisi dei sistemi, al
problema degli usi plurimi di un corso d’acqua, essendo presenti
interessi diversi e contradditori relativi alla utilizzazione ed
alla salvaguardia delle acque.
Mediante linee guida con cui affrontare il
problema ed una serie di modelli e programmi con cui analizzare gli
impatti sull’ambiente in funzione dell’entità dei prelievi, esso si
prefigge di definire un quadro razionale degli effetti di differenti
ipotesi di utilizzo delle acque, sulla cui base le autorità preposte
potranno prendere delle decisioni. Il PHABSIM (Phisical Habitat
Simulation System ) è un modulo, il più noto, di tale sistema, che
consente di determinare, in funzione della portata residua in alveo,
l’entità del microhabitat disponibile per una determinata specie
ittica nelle varie fasi della sua esistenza su una lunghezza
prefissata del corso d'acqua.
Due fasi contraddistinguono questo modulo:
- analisi dei parametri: velocità, profondità,
natura del fondo, in corrispondenza di varie celle di lunghezza
unitaria definite nella sezione in esame, in funzione della portata
introduzione degli indici(o curve) di
idoneità ( “suitability index”, variabili tra 0 e 1) per la specie
in analisi nelle varie fasi del suo sviluppo, relativi a tali
parametri.
La somma integrale delle aree delle celle
elementari moltiplicate per una funzione degli indici di preferenza
che le caratterizzano su una lunghezza unitaria dell’asta fluviale,
ad esempio un miglio, definiscono l’area ponderata disponibile, da
rapportarsi a quella corrispondente in condizioni ante - prelievo.
Tale rapporto è valutato durante tutto il ciclo idrologico naturale.
Il prodotto di tale area disponibile per la lunghezza di corso
d’acqua utilizzabile dalla specie in esame in funzione di altri
parametri quali temperatura, pH, ossigeno disciolto ( modello del
macrohabitat) rapportato ancora alla situazione naturale non
perturbata definisce la frazione di habitat totale disponibile.
Un’ analisi dello stesso tipo può essere condotta
anche per determinare un ambiente disponibile ponderato a fronte, ad
esempio, di un certo uso ludico o ricreativo delle acque.
Nella tabella sottostante è riportata una lista
di questi criteri e metodologie
Formule e metodi
proposti
Origine
1-Formule basate sulle caratteristiche
del bacino idrografico
DMV = q*s*S
DMV = Deflusso minimo residuo (l/s)
q= 2 l/s/Kmq (bacini prevalentemente silicei); oppure = 3
l/s/kmq
(bacini prevalentemente calcarei)
S = area del bacino sotteso
Metodo Tyrol
Provincia Autonoma di Bolzano. Piano generale per
l'utilizzazione delle acque pubbliche
DMV = q*s*S
Qs =1,6*A*N*P"Q (l/s/Kmq)
dove:
A = fattore di altitudine (provvisoriamente posto uguale
ad 1);
N = fattore naturalistico funzione dell'ittiofauna e della
flora presenti;
P = fattore di piovosità annua (h) = 1 per h < 1000 mm; =1,4
per h tra 1000 e 1400 mm; = 1,8 per h > di 1400 mm; Q =
fattore di qualità ambientale in 5 classi, compreso tra 1 e
1,3 in funzione della classe di qualità dell'acqua dell'asta
fluviale interessata;
S = superficie del bacino (km2).
Autorità di bacino fiume Po (Attuazione
legge "Valtellina")
Per derivazioni non irrigue
Qr (l/s) =
1,6*S*P*A*N*G*L+M10
Dove:
S = Superficie del bacino (km2)
P = fattore di piovosità diviso in 5 classi con valori
variabili tra 1 e 1,8
A = fattore in funzione dell’ altitudine media H del bacino
:
A= 1,2 per H = 0 – 400 m e H > 800 m;
A = 1,1 per H = 600 – 800 m
G = fattore geomorfologico provvisoriamente posto = a 1
N = fattore naturalistico con 5 valori tra 1 (aree
antropizzate fortemente compromesse) e 1,6 (aree naturali di
grande pregio)
L = fattore di lunghezza = 1+ D*0,075 con D (km) = lunghezza
del tratto che risente della sottrazione di acqua operata
dall’opera di presa
M10 = fattore di modulazione della portata pari al 10%
della differenza tra la portata naturale istantanea e la
portata residua senza modulazione.
Sono imposte inoltre le seguenti limitazioni delle densità
delle derivazioni (valide per nuove derivazioni non
idropotabili > di 15 l/s)
Per derivazioni < a 5000 l/s non deve essere oggetto di
captazioni un tratto almeno doppio di quello esistente tra
la presa e la restituzione.
Per derivazioni > di 5000 l/s tale tratto deve essere almeno
il quadruplo.
Per le derivazioni irrigue
Portata derivata max ≤ 1/3 della portata abituale estiva
(media delle mediane dei mesi di luglio, agosto, settembre)
e ≤ 0,46 (l/s) * Superficie irrigua (ha)
Portata rilasciata minima ≥ della portata abituale estiva
Autorità del Bacino interregionale del Magra
DMV = Qmdv S *Q*N dove:
Qmdv = contributo
unitario per unità di superficie funzione del regime
fluviale (tra 1 e 3,5)
S = superficie del bacino
Q = fattore di qualità ambientale (tra 1 e 1,3 in funzione
del grado di inquinamento presente)
N = fattore naturalistico (tre valori 1; 1,2; 1,3 funzione
del grado di tutela previsto). I valori di DMV possono
essere aumentati in particolari condizioni
Regione Valle d’Aosta. Delibera del
Consiglio regionale del 22/02/95
2 - Formule basate sulle portate e sulle
caratteristiche del bacino
DMV = 1/3 Q355
Q355 = portata superata in media 355 gg. l'anno
Provincia Autonoma di Trento:
Piano generale per l'utilizzazione delle acque pubbliche
DMV=l/10 * QM (portata media);
Formula di Matthey:
DMV = 15/(LnE)2;
con Ln = logaritmo naturale; E = Q300 =
portata superata in media 300 gg. l'anno oppure portata più
probabile
Legge francese sulla pesca N.
512/1984.
Regolamenti locali in Francia
DMV=0,7 *A* B* C*(Q355-N)*S
dove:
DMV = deflusso minimo vitale (l/s); A=0,7; B = fattore di
adeguamento per le concessioni in essere (da 0,1 a 1 nel
2005); C = livello di protezione ambientale (tra 1 e 1,5)
funzione della fauna ittica presente e del bacino
considerato; (Q355-N) = valore di portata ottenuta come
segue: (Q355-N) = 0,5+0,68*Q355 per Q355 < 8 l/s/Kmq;
(Q355-N) = 6 l/s/Kmq per Q355 > 8 l/s/Kmq; S= superficie del
bacino (kmq)
Comunque il DMV non deve superare una certa percentuale
della portata media annua, decrescente con essa e compresa
tra 1/10 e 1/5 della portata media QM (1/10 per QM > 500 mc/s)
Regione Piemonte. Piano Direttore Regionale
per l'approvvigionamento idropotabile e l'uso integrato
delle risorse idriche. Standard PD-IT/1-1991
Dove Qm = portata modulata; Qn = portata naturale.
La relazione 1) è quella di riferimento ; la 2). è la
relazione di ripiego al di sotto della quale non ha più
senso la modulazione. Nel caso che la 1) non sia rispettata,
è necessario il "Dossier di Compatibilità Ambientale del
Prelievo" : CAP
Regione Piemonte. Piano direttore regionale
per
l'approvvigionamento idropotabile e l'uso integrato delle
risorse idriche. Standard PD-IT/2-1993
Dove:
qm = portata specifica media (l/s/km2)
kna = coefficiente naturalistico variabile tra 0 e 0,5 in
funzione del grado di protezione del tratto fluviale
Kbio = coefficiente di criticità biologica variabile tra 1 e
1,6; S = superficie bacino
Kbio + knat = 1 per i periodi 1/6-31/8 e 1/12-28/2
salvo per 3 tratte particolari
Non è prevista modulazione delle portate
Autorità di Bacino dei fiumi: Isonzo,
Tagliamento, Livenza, Piave, Brenta - Bacchiglione. Piano di
Bacino del fiume Piave. Piano stralcio per la gestione delle
risorse idriche del 5/2/2001. Formule provvisorie
(Con modulazione delle portate)
DMV = portata più frequente durante l'anno,
approssimativamente uguale a Q300
Portata massima derivabile = Q80/Q100 = portata superata
mediamente 80/100 gg. l'anno
Ogni 2 settimane con deflusso pari o inferiore a DMV,
rilascio per almeno un giorno di tutta la portata naturale
in alveo (scopo: ripulire periodicamente il fondo
impedendone l'impermeabilizzazione da depositi fini organici
ed inorganici)
(Con modulazione delle portate)
Diviso lo scarto tra le portata media mensile minima (Qmin)
e media mensile massima in 4 parti uguali = p, si
definiscono 4 scaglioni di portata:
1)Qmin - Qmin+p; 2) Qmin+p - Qmin+2p; 3) Qmin +2p - Qmin
+3p; 4) Qmin +3p - Qmin+4p
Le portate da rilasciare in alveo saranno come minimo :
Quelle previste dalla nuova di legge svizzera sulle acque
nei mesi con portate medie comprese nel primo scaglione
Risp. il 25 %; il 50% ; il 75% delle corrispondenti portate
medie mensili, nei mesi con portate medie ricadenti nei
successivi tre scaglioni
Inoltre nessun prelievo deve essere operato nel mese con
portata media mensile massima
P. Hainard et al.
Istituto di Botanica e Geobotanica Sistematica
dell'università di Losanna - CH
Geer’s Utah Water Records Metodology
Definizione di 2 DMV pari risp. alla media delle due
portate minime mensili dei 2 semestri annuali: aprile-
settembre; ottobre – marzo
Stato del Montana - USA
Tennant's Montana Methodology.
Vengono definite
delle percentuali della portata media annua in funzione dei
vari livelli di protezione richiesti : 10% = appena
sufficiente per la sopravvivenza della fauna ittica; 30% =
buona protezione; 60% = ottima anche per l'utilizzo a fini
ricreativi del corso d'acqua
Stato del Montana - USA
DMV = percentuale variabile della portata Q347 tra l’83%
per Q347 = 60 l/s ed il 16 % per Q347 = 60000 l/s.Valori
fissi per Q347 > di 60000 l/s (10000 l/s) e Q347 < di 60 l/s
(50 l/s.
Quantità aumentabili ove necessario. Q347 = portata superata
mediamente 347 gg l’anno.
Legge federale svizzera sulla protezione
delle acque
DMV = 0,33 QM con QM = portata media annua
DMV = 7Q5 = media delle portate di magra di almeno 7 gg
consecutivi con tempi di ritorno di 5 anni
Germania in generale
Land del Baden-Wurtenberg
DMV = DWS per i corsi d’acqua più sensibili
DMV = 0,5* DWS per quelli meno sensibili
Dove DWS è la portata di riferimento della stagione a minore
deflusso superficiale
National River Authority dello Yorkshire (UK)
DMV = 0,8 *media della portata mensili minima
Portata modulata in alveo = 0,5 * portata istantanea di
competenza della sezione in situazioni naturali
Massima derivabile = portata media
Parco Nazionale delle Dolomiti Bellunesi
Piano del Parco – Norme di attuazione
Altri valori deflussi minimi:
Portate superate in media 1’80%, il 90% dell’anno; Portate
(minime) superate 7 giorni nell’anno con tempi di ritorno di
10 anni.
Autori vari
3 Metodi sperimentali
Vari metodi, che definiscono le portate
minime a partire dalla situazione specifica del corso
d’acqua interessato con l’obiettivo di garantire un certo
grado di presenza e di capacità di riproduzione e di
sviluppo della fauna ittica o della capacità del fiume di
permettere attività ricreative
IFIM = Instream Flow Incremental Methodology Un
sistema sofisticato per la soluzione del problema complesso
della gestione delle acque nel cui ambito è utilizzato il
programma PHABSIM = Phisical Habitat Simulation:
DMV = valore trovato sulla curva che dà l’area disponibile
ponderata (ADP) su un determinato tratto del corso in
funzione della portata
ADP = Σi V(vi)P(pi)S(si)Ai
Dove V,P,S sono gli indici di adattamento biologico ai
valori dei parametri: velocità = Vi, profondità = Pi,
substrato = Si, tutti variabili tra 0 e 1; Ai l’area della
cella elementare i. I parametri come la somma delle aree
delle celle sono a loro volta funzioni , da determinarsi in
loco o mediante modelli, della portata. Il DMV è normalmente
determinato individuando il punto per il quale la curva ADP
funzione della portata DMV raggiunge il massimo o un valore
predeterminato
Cooperative Instream Flow Group of the Fish
and Wildlife Service - USA
Energia
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