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1 PROGETTO PALUDE BRABBIA Progetto a cura di: Marco Martoccia e Mattia Pancerasa

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Presentazione sul tema: "1 PROGETTO PALUDE BRABBIA Progetto a cura di: Marco Martoccia e Mattia Pancerasa"— Transcript della presentazione:

1 1 PROGETTO PALUDE BRABBIA Progetto a cura di: Marco Martoccia e Mattia Pancerasa

2 2 Palude Brabbia Lago di Comabbio Lago di Monate Lago di Varese Lago Verbano INQUADRAMENTO

3 3 Lago di Varese Lago di Comabbio Palude Brabbia Canale Brabbia Fiume Bardello Irrigui DESCRIZIONE DEL SISTEMA La palude Brabbia è una zona umida di elevato pregio naturalistico, collocata tra il lago di Comabbio e il lago di Varese, entrambi regolati al fine di evitare esondazioni. I tre serbatoi sono collegati dal canale Brabbia. La zona tra la palude e il lago di Varese è caratterizzata da una pendenza nulla. In questo tratto, il canale può variare la sua direzione di scorrimento a seconda dei livelli. A monte della palude il canale è intercettato da un distretto irriguo, la cui recente espansione sta causando una diminuzione del livello delle acque della palude. Tale distretto gode di unantica concessione per lutilizzo delle risorse idriche (del canale Brabbia) di cui hanno necessità. Allo stato attuale, le coltivazioni hanno raggiunto la massima estensione occupabile.

4 4 Lago Maggiore Lago di Monate Lago di Varese Lago di Comabbio Palude Brabbia Canale Brabbia Torrente Acquanegra Fiume Bardello Irrigui Gavirate Il fiume Bardello, emissario del lago di Varese, è usato come scarico della rete fognaria del comune di Gavirate. La portata del corso dacqua deve essere sufficientemente elevata affinché la concentrazione di BOD lungo tutta lasta sia minore del vincolo stabilito per legge. Per esigenze naturalistiche, il livello della palude, oltre ad essere ripristinato, deve rimanere stabile. Per fare ciò Regione Lombardia intende realizzare un canale di collegamento tra lemissario del vicino lago naturale di Monate, il torrente Acquanegra, e la palude. Per convogliare le acque dallemissario si vuole realizzare una traversa. COMMESSA: Dimensionare la traversa e impostare un DMV per il torrente Acquanegra. Modificare la politica di regolazione dei due laghi tenendo conto delle esigenze dei rivieraschi e della qualità delle acque del fiume Bardello, rispettando la concessione del distretto irriguo.

5 5 Lago Maggiore Lago di Monate Lago di Varese Lago di Comabbio Palude Brabbia Canale Brabbia Torrente Acquanegra Fiume Bardello Irrigui Gavirate T2T2 a3a3 a2a2 a1a1 a4a4 s3s3 s2s2 s1s1 s4s4 T1T1

6 6 Passo di modellizzazione: Dopo aver analizzato il sistema, è emerso che la componente più dinamica è il lago di Varese. La sua costante di tempo equivale a circa 30 giorni: il passo temporale Δ sarà pari a 3 giorni (definendo opportunamente lultimo passo temporale di 4 giorni) Orizzonte temporale: Supponiamo un orizzonte temporale infinito. Il valore degli indicatori sarà valutato come valore medio sullorizzonte (AEV)

7 7 RICOGNIZIONE Ambiente palude Brabbia Ambiente torrente Acquanegra Rivieraschi lago di Varese Rivieraschi lago di Comabbio Turismo lago di Comabbio Irrigui Portatori dinteresse: Turismo lago di Varese Regione Lombardia Committente: Regione Lombardia

8 8 Azioni: Definizione di una politica di regolazione comune per i laghi di Varese e Comabbio e la traversa sul torrente Acquanegra Rendere il lago di Monate un serbatoio regolato Definizione DMV per torrente Acquanegra Dimensionamento della traversa sul torrente Acquanegra Realizzazione impianto trattamento reflui Gavirate

9 9 Ambiente palude Brabbia mantenere il livello stabile Ambiente torrente Acquanegra mantenere le portate del torrente più simili a quelle naturali Rivieraschi lago di Varese limitare i danni dalle esondazioni Rivieraschi lago di Comabbio limitare i danni dalle esondazioni Turismo lago di Comabbio mantenere il livello in fascia "turistica" Irrigui non peggiorare la loro situazione attuale Turismo lago di Varese mantenere il livello in fascia "turistica" Criteri: Regione Lombardia minimizzare i costi del progetto

10 10 Indicatori: Ambiente palude Brabbia scarto quadratico tra livello desiderato e livello misurato su tutto lorizzonte temporale Ambiente torrente Acquanegra portate naturali sottratte al torrente su tutto lorizzonte temporale Regione Lombardia costo del progetto (per ipotesi assumeremo che dipenda solo da q max )

11 11 Irrigui deficit dopo lintervento su tutto h Rivieraschi lago di Comabbio danni da esondazioni proxy: area allagata massima e area allagata media

12 12 Rivieraschi lago di Varese danni da esondazioni proxy: area allagata massima e area allagata media

13 13 Turisti lago di Comabbio percentuale di periodo turistico con livello del lago inferiore alla quota turistica t periodo turistico di durata P Turismo lago di Varese percentuale di periodo turistico con livello del lago inferiore alla quota turistica t periodo turistico di durata P

14 14 Modelli delle componenti: Data lesigua estensione geografica del sistema supponiamo che gli afflussi dei bacini più piccoli siano correlati a quelli del lago di Varese. Per lo stesso motivo, nei modelli dei serbatoi levaporazione potenziale sarà simile. Bacini imbriferi 1.Identificazione di una distribuzione di probabilità che descriva i dati 2.Normalizzazione 3.Standardizzazione 4.Modello AR(n)

15 15 Serbatoio Comabbio: Serbatoio Monate:

16 Modello Canale Brabbia monte: Modello traversa torrente Acquanegra: w t è data dagli agricoltori 16

17 17 Modello sistema Palude Brabbia-Lago di Varese Usiamo un modello di De Saint-Venant per descrivere l andamento dei livelli dei due serbatoi per diversi livelli iniziali, afflussi, evaporazione potenziale e decisione: Noti: s2s2 s3s3 eS 2 eS 3 i2i2 a3a3 r3r3

18 18 Integrazione e discretizzazione: Poniamo l intervallo di integrazione uguale a 1/100 della costante di tempo del sistema: Ad ogni passo temporale, descriviamo gli afflussi e levaporazione potenziale come costanti e uguali alla loro media su tutto Δ. Calcoliamo quindi, per tutte le combinazioni di livelli iniziali, afflussi, evaporazione potenziale e decisioni, i livelli al passo temporale successivo, tabulando i risultati ottenuti. Attraverso la scala di deflusso corrispondente a u t, ricaviamo r 3 come trasformazione duscita di s 3 ad ogni, sommando i risultati su tutto Δ.

19 19 Concentrazione BOD nel fiume Bardello nel punto dimmissione dello scarico: Ipotesi: -completo miscelamento -q Gav,C BOD,Gav,C BOD,3 sono costanti

20 20 azioni pianificatorie azioni gestionali disturbi casuali stato Vettori delle componenti aggregate

21 21 Obiettivi:

22 22 Problema di progetto Applicando il metodo dei pesi, riconduciamo il problema ad un solo obiettivo: Con soggetto al vincolo legale

23 E un problema misto: Fissiamo u P Risolviamo il problema di controllo calcolando il valore della funzione di Bellman per ogni istante sullorizzonte infinito. Orizzonte infinito e costo totale attualizzato: calcoliamo la funzione di Bellman attraverso lAlgoritmo delle Successive Approssimazioni (ASA) Ottenuta la serie delle per t=0, 1, …, T-1, calcoliamo p* come successione delle: Risolviamo con un algoritmo evolutivo iterando il procedimento 23

24 Stima degli effetti Attraverso il modello di transizione di stato e il modello del disturbo otteniamo il modello della distribuzione di probabilità dello stato π t e, grazie alla politica p*, la matrice di transizione B t. La funzione di transizione di stato diventa: Data lergodicità e la periodicità del sistema calcoliamo il valore atteso del k-esimo obiettivo come: Si procederà quindi alla fase di negoziazione e valutazione 24

25 25 Varianti del problema: Introducendo le azioni di: Rendere il lago di Monate un serbatoio regolato Realizzazione impianto trattamento reflui Gavirate Si aggiungono tre nuovi portatori: Per ciascuno di questi portatori si aggiungono nuovi obiettivi: 1.Rivieraschi lago di Monate 2.Turismo lago di Monate 3.Gavirate 1.Minimizzare danni da esondazioni 2.Minimizzare la percentuale di periodo turistico con livello del lago inferiore alla quota turistica 3.Minimizzare il costo del nuovo depuratore

26 26 Si modificano inoltre i modelli di alcune componenti: Il lago di Monate sarà descritto come un lago regolato Si modifica la concentrazione di BOD in arrivo da Gavirate Inoltre si modifica l indicatore di Regione Lombardia: Oltre ai costi di realizzazione della traversa vanno aggiunti i costi dello sbarramento ed eventuale sbancamento della bocca lago di Monate

27 27 FINE (delle nostre competenze)


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