Strumenti di analisi economica per la tutela delle risorse idriche Università degli Studi di Palermo Dottorato di Ricerca in Economia e Politica Agraria Seminario “Lo sviluppo socio economico della montagna” Cammarata, 10 dicembre 2010 Strumenti di analisi economica per la tutela delle risorse idriche Ylenia Oliveri Dipartimento di Economia dei Sistemi Agro-Forestali

L’ACQUA E L’AGRICOLTURA L’acqua è per l’agricoltura un fattore indispensabile di produzione. Secondo i dati forniti dalla FAO, l’agricoltura è il settore che consuma più acqua: nei campi finisce infatti il 70% dei consumi idrici mondiali, su un totale di circa 9-14 mila Km3 di risorse idriche accessibili all’uomo. In Europa, secondo l’ultima relazione dell’Agenzia europea per l’ambiente, finisce nei campi circa il 24% dell’acqua, ma nelle regioni meridionali tale quota aumenta fino all’80%. In Italia e in Spagna, secondo dell’Eea, l’agricoltura irrigua genera il 50% della produzione e il 60% del valore totale dei prodotti agricoli pari rispettivamente al 21% e al 14% della Sau.

In Sicilia, essendo questa un’isola con un clima tipicamente mediterraneo, i valori delle precipitazioni medio annue si aggirano intorno ai 700 mm, e corrispondono ad un apporto medio annuo complessivo di 18 miliardi di m3; di questi il 70% ritorna in ciclo in seguito ai processi di evaporazione, ed il restante 30% in parte defluisce superficialmente attraverso la rete idrografica ed in parte va ad alimentare gli acquiferi. I fabbisogni idrici, sono soddisfatti per l’80% dalla presenza dei numerosi invasi artificiali.

L’INTERRIMENTO DEGLI INVASI L’interrimento di un serbatoio è un fenomeno conseguente all’erosione del bacino di alimentazione, al trasporto solido nel corso d’acqua ed al deposito nell’invaso che comporta, una riduzione della capacità utile e conseguentemente dei benefici tecnici ed economici che giustificano l’elevato onere a cui è sottoposta la collettività per la loro costruzione. Una sua determinazione è assai utile sia in fase progettuale, che nella fase successiva alla realizzazione in quanto può risultare uno strumento indispensabile per la gestione della risorsa idrica. Oggetto di questo lavoro è quello di stimare il volume d’interrimento dell’invaso Ogliastro, in corrispondenza di prefissati orizzonti temporali (30, 50 e 100 anni), al fine di valutare le ripercussioni economiche conseguenti al deposito del materiale solido e da qui suggerire alcune tecniche di gestione finalizzate a mantenere o ripristinare la capacità utile dell’invaso, guidate da un’attenta analisi costi-benefici.

L’invaso Ogliastro è stato realizzato negli anni ’60, su finanziamento della CASMEZ in seguito allo sbarramento del Fiume Gornalunga, in due successive fasi. Nella prima fase, corrispondente agli anni 1961 -1965, è stato costruito un serbatoio della capacità di circa 62 Mm3 atto a ricevere i deflussi del bacino direttamente sotteso; successivamente negli anni 1969 -1972 è stato effettuato un sopralzo dello sbarramento della diga che ha circa raddoppiato la capacità dell’invaso. La diga costruita è del tipo in terra zonata. Quota di massimo invaso 213.60 m s.l.m. Quota di massima regolazione 211.60 m s.l.m. Quota minima di regolazione 171.50 m s.l.m. Quota massima autorizzata 210.00 m s.l.m. Superficie dello specchio liquido alla quota di massimo invaso 7.24 Km2 alla quota di massima di regolazione 6.71 Km2 alla quota minima di regolazione 0.08 Km2 Volume totale di invaso (ai sensi del D.M. del 24/3/1982) 124 Mm3 Volume di invaso (ai sensi della L. 584/1994) 110.00 Mm3 Volume utile di regolazione Volume di laminazione 14.00 Mm3 Superficie del bacino imbrifero direttamente sotteso 172.21 Km2

IL MODELLO SEDD Ai = Ri Ki Li Si Ci Pi limite dell’unità morfologica La stima del volume di interrimento dell’invaso è stata determinata facendo ricorso al modello SEDD (SEdiment Delivery Distributed model); esso è un modello che tiene conto dell’attenuazione del trasporto solido dovuto al trasferimento dei sedimenti lungo i versanti, e che richiede l’iniziale discretizzazione del bacino in unità morfologiche, ovvero in aree a pendenza ed esposizione costante, di nota lunghezza di ruscellamento, inferiormente delimitate da un cambio di pendenza o da un elemento intercettore del deflusso superficiale. limite dell’unità morfologica direzione di ruscellamento 48 numero dell’unità morfologica Successivamente si è proceduto all’acquisizione delle suddivisioni del bacino, con l’ausilio del software ARC-VIEW, ed alla determinazione dei vari coefficienti figuranti nella seguente equazione che hanno consentito di stimare la produzione di sedimenti Yi mediante la valutazione della perdita di suolo Ai e del coefficiente di resa solida SDRi che esprime l’attenuazione del trasporto solido nel trasferimento delle particelle lungo il percorso dall’area sorgente fino al primo elemento del reticolo idrografico. unità morfologiche laghi aree urbane Ai = Ri Ki Li Si Ci Pi

In particolare per la determinazione dei valori medi annui del fattore R o indice di aggressività della pioggia, che esprime l’influenza del clima sulla perdita di suolo attraverso la valutazione degli effetti provocati pioggia battente su di un terreno suscettibile di erosione si è fatto riferimento alla carta delle iso-erodenti della Sicilia; ovvero sovrapponendo la distribuzione spaziale dell’indice R alla copertura del bacino idrografico acquisita mediante digitalizzazione. I fattori topografici L ed S sono stati determinati secondo l’espressione suggerita da McCool et al. e adottata nella RUSLE :

Il fattore di erodibilità del suolo K è stato determinato facendo riferimento alla carta delle iso-K della regione Sicilia ed in particolare mediante la sovrapposizione della mappa di discretizzazione del bacino in unità morfologiche con la copertura GRID del fattore di erodibilità, che ha permesso quindi di calcolare il valore di K per ciascuna unità in cui il bacino è stato suddiviso. La valutazione del fattore colturale C è stata ottenuta mediante l’iniziale sovrapposizione della carta dell’uso del suolo della regione Sicilia del 2000 alla suddivisione in unità morfologiche del bacino e la successiva attribuzione ad ogni unità del proprio fattore colturale C.

Il fattore di pratica antierosiva P è stato assunto sempre pari all’unità in quanto nell’area in esame non sono stati realizzati interventi o pratiche di conservazione del suolo. Mentre la stima del coefficiente b è stata condotta uguagliando la seguente relazione, che lega il coefficiente di resa solida SDRw a variabili morfologiche rappresentative dell’efficienza del trasporto lungo i versanti, all’equazione di bilancio dei sedimenti che presenta come unica incognita il coefficiente β: Noti tali valori è stato quindi possibile determinare la produzione di sedimenti Yi [t] per ciascuna area di discretizzazione del bacino e successivamente la produzione di sedimenti dell’intero bacino, Yb [t], tramite la sommatoria dei diversi valori di Yi . Utilizzando poi un valore della densità apparente del suolo pari a 1.3 t m3, è stato stimato per il bacino in esame il volume di interrimento annuo pari a 29.350,9 m3

EFFETTI DELL’INTERRIMENTO Il continuo accumularsi del volume d’interrimento medio annuo, all’interno dell’invaso porta nel lungo periodo (100 anni) al manifestarsi di diversi aspetti negativi, taluni di carattere tecnico ed altri di carattere economico. EFFETTI TECNICI: Riduzione del volume di invaso e della conseguente minore capacità di regolazione dei deflussi e di laminazione delle piene; Possibile ostruzione delle opere di derivazione e degli scarichi di fondo; Sovralluvionamento del letto a monte del serbatoio, con possibili maggiori rischi di inondazione; Abbassamento generalizzato dell’alveo a valle del serbatoio e riduzione degli apporti solidi verso i litorali. EFFETTI ECONOMICI: Sono correlati alla riduzione della capacità utile d’invaso ed alla conseguente minore disponibilità di acqua da destinare all’agricoltura.

STIMA DEL MANCATO REDDITO L’ammontare di tale danno economico è stato determinato calcolando prima l’ammontare della superficie irrigabile che si verrebbe a perdere ogni anno, e successivamente il reddito medio lordo annuo del sistema, attualizzato al 2008 e che mediante il coefficiente di attivazione tiene conto anche della presenza di legami e relazioni tra il sistema agricolo ed il più generale sistema economico. Anni ricavi netti costi ricavi 1 -28,098.30 28,098.30 0.00 2 -56,196.61 56,196.61 3 -84,294.91 84,294.91 4 -112,393.21 112,393.21 5 -140,491.51 140,491.51 6 -168,589.82 168,589.82 7 -196,688.12 196,688.12 8 -224,786.42 224,786.42 9 -252,884.72 252,884.72 10 -280,983.03 280,983.03 11 -309,081.33 309,081.33 12 -337,179.63 337,179.63 13 -365,277.93 365,277.93 14 -393,376.24 393,376.24 15 -421,474.54 421,474.54 16 -449,572.84 449,572.84 17 -477,671.15 477,671.15 18 -505,769.45 505,769.45 19 -533,867.75 533,867.75 20 -561,966.05 561,966.05 30 -842,949.08 842,949.08 40 -1,123,932.11 1,123,932.11 50 -1,404,915.13 1,404,915.13 60 -1,685,898.16 1,685,898.16 70 -1,966,881.19 1,966,881.19 80 -2,247,864.21 2,247,864.21 90 -2,528,847.24 2,528,847.24 91 -2,556,945.54 2,556,945.54 92 -2,585,043.85 2,585,043.85 93 -2,613,142.15 2,613,142.15 94 -2,641,240.45 2,641,240.45 95 -2,669,338.75 2,669,338.75 96 -2,697,437.06 2,697,437.06 97 -2,725,535.36 2,725,535.36 98 -2,753,633.66 2,753,633.66 99 -2,781,731.97 2,781,731.97 100 -2,809,830.27 2,809,830.27   141,896,428.54 Anno Rl €/ha dell’agrumicoltura Rl €/ha del seminativo differenza Rl €/ha agr.- semin. Attualizzato al 2008 indice di attivazione agricoltura reddito lordo differenziale del sistema 2000 4.105 776 3.329 € 3.964,51 1,59 € 6.303,57 2001 4.185 782 3.403 € 3.940,16 € 6.264,86 2002 3.444 698 2.746 € 3.109,34 € 4.943,85 2003 4.276 1.183 3.093 € 3.423,97 € 5.444,12 2004 3.917 1.441 2.476 € 2.680,44 € 4.261,90 2005 3.576 951 2.624 € 2.795,84 € 4.445,39 Reddito lordo medio annuo € 3.319,04 € 5.277,28 Determinato così il Reddito lordo del sistema, è stato calcolato per ogni anno dei 100 previsti, l’ammontare dei danni che attualizzati mediante il coefficiente di anticipazione,1/qn ,hanno consentito di stimare per i diversi valori del saggio di interesse presi in considerazione i corrispondenti valori dei mancati benefici.

IL COEFFICIENTE DI ATTIVAZIONE Alla determinazione del coefficiente di attivazione del settore agricoltura, si è giunti in seguito ad una elaborazione della tavola intersettoriale dell’economia italiana a 62 branche redatta dall’ISTAT nel 2000. La tavola intersettoriale dell’economia, anche nota come tavola delle interdipendenze settoriali, o tavola input - output (tavola I - O), altro non è che una rappresentazione, sotto forma di matrice, dei flussi dei beni e servizi (riferiti in genere ad un anno) di un’economia, ed è uno strumento di analisi economica in quanto attraverso essa è possibile effettuare delle simulazioni per valutare gli impatti che modifiche della domanda finale hanno su alcuni aggregati (produzione, input intermedi d’importazione, input primari). Per questo tipo di analisi, la tavola input-output (espressa in termini di valore) viene trasformata, ipotizzando una relazione tecnologica di tipo proporzionale fra i vari input e l’output di ciascuna branca, in una tavola di coefficienti di spesa i quali indicano quante unità monetarie relative ad un bene o servizio proveniente dalla branca i sono necessarie per produrre un’unità monetaria della branca j. In base a ciò si è quindi proceduto prima, alla determinazione della matrice dei coefficienti di fabbisogno diretto degli input di importazione [pa] e successivamente si è determinato su di questa la matrice inversa di Leontief [pA] che ha consentito di determinare il coefficiente di attivazione del settore agricoltura.

TECNICHE DI MITIGAZIONE Le tecniche di mitigazione possono essere raggruppate in quattro categorie. 1. Riduzione della produzione di sedimenti nel bacino idrografico, realizzabile attraverso il miglioramento della copertura vegetale con colture boschive e/o, cespugliose che riducono il fenomeno dell’erosione di superficie; 2. Intercettazione del trasporto solido verso il serbatoio, attuato con bacini di trattenuta o con vasche di deposito posti a monte dell’invaso; 3. Controllo della sedimentazione durante le piene (sluicing), mediante il rilascio di acqua carica di particelle sospese a valle della diga prima che inizi il processo di sedimentazione; 4. Rimozione idraulica (flushing) o meccanica (dredging) dei sedimenti dal serbatoio, mediante appositi mezzi. In particolare nel caso del nostro lavoro, visto le caratteristiche dell’invaso sono stati presi in considerazione come metodi di gestione solo la riduzione della produzione di sedimenti ed il dragaggio.

IMBOSCHIMENTO L’azione di difesa idrogeologica del bosco è esercitata con la conservazione del suolo che difende dall’erosione influendo sulla portata solida dei corsi d’acqua, e con l’azione regimante nei confronti del ciclo idrogeologico . La protezione della copertura vegetale si esplica principalmente dissipando gran parte dell’energia cinetica delle gocce di pioggia, per cui l’urto sul terreno, ulteriormente smorzato dalla lettiera, risulta assai attenuato. Inoltre il suolo forestale caratterizzato dalla presenza di strati organici molto porosi e permeabili riesce ad assorbire e trattenere, per un certo periodo di tempo, grandi volumi d’acqua che anziché scorrere liberamente sul pendio, viene così in parte utilizzata dalle piante, ed in parte percola attraverso i vari orizzonti del suolo per giungere dopo un lungo percorso nell’alveo collettore del bacino. Si è pensato di intervenire mediante l’imboschimento di un’area estesa circa 2400 ha principalmente costituita dall’insieme delle unità morfologiche poste nella parte Nord-Occidentale del bacino aventi una produzione di sedimenti superiore a 100 [t/ha]. Tale intervento porterebbe in un arco di dieci anni alla formazione di un bosco stabile con una copertura variabile fra il 45 ed il 70%, che determinerebbe una riduzione del volume di interrimento medio annuo dell’invaso. Infatti ricalcolando, con la nuova ipotesi di copertura vegetale prima la perdita di suolo Ai e successivamente la produzione di sedimenti Yi si sono ottenuti , per i tre diversi riferimenti temporali di 100, 50 e 30 anni presi in considerazione, dei volumi di interrimento più contenuti.

Tale sistemazione comporta però alla collettività un onere non indifferente e richiede dunque una preventiva analisi sulla convenienza o meno all’investimento. Per poter esprimere un giudizio di convenienza sull’investimento ci si è avvalsi dell’impiego della determinazione del valore attuale netto, anche noto come VAN, il quale rappresenta il valore attualizzato del flusso netto incrementale del progetto ad un dato tasso di sconto r ed è dato da: dove: Rt e Rst rappresentano i ricavi al tempo t nelle situazioni con e senza progetto; Ct e Cst rappresentano i costi al tempo t nelle situazioni con e senza progetto; n è la durata economica dell’investimento in anni; ed r è il tasso di sconto. anno mc interriti senza intervento mc interriti con imboschim. mc interriti risparmiati ha irrigabili Rl annuo 1 29.350,30 - € - 2 58.700,60 3 88.050,90 4 117.401,20 5 146.751,50 6 176.101,80 7 205.452,10 8 234.802,40 9 264.152,70 10 293.503,00 11 322.853,30 318.906,80 3.946,50 0,690638 € 3.644,69 12 352.203,60 344.310,60 7.893,00 1,381275 € 7.289,37 13 381.553,90 369.714,40 11.839,50 2,071913 € 10.934,06 14 410.904,20 395.118,20 15.786,00 2,76255 € 14.578,75 15 440.254,50 420.522,00 19.732,50 3,453188 € 18.223,44 16 469.604,80 445.925,80 23.679,00 4,143825 € 21.868,12 20 587.006,00 547.541,00 39.465,00 6,906375 € 36.446,87 30 880.509,00 801.579,00 78.930,00 13,81275 € 72.893,75 40 1.174.012,00 1.055.617,00 118.395,00 20,71912 € 109.340,62 50 1.467.515,00 1.309.655,00 157.860,00 27,6255 € 145.787,50 60 1.761.018,00 1.563.693,00 197.325,00 34,53187 € 182.234,37 70 2.054.521,00 1.817.731,00 236.790,00 41,43825 € 218.681,25 80 2.348.024,00 2.071.769,00 276.255,00 48,34462 € 255.128,12 90 2.641.527,00 2.325.807,00 315.720,00 55,251 € 291.575,00 100 2.935.030,00 2.579.845,00 355.185,00 62,15738 € 328.021,87 Alla stima dei ricavi derivanti dalla sistemazione idraulico-forestale si è giunti determinando i m3 di interrimento risparmiato ogni anno ed il reddito lordo differenziale del sistema calcolato come in precedenza. Mentre i costi sono stati posti pari alla somma necessaria per la realizzazione dell’intervento. Anno Rl €/ha del seminativo Rl €/ha dell’agrumeto Rl €/ha derivante dalla differenza agr.- semin. Attualizzato al 2008 indice di attivazione agricoltura reddito lordo differenziale del sistema 2000 776 4.105 3.329 € 3.964,51 1,59 € 6.303,57 2001 782 4.185 3.403 € 3.940,16 € 6.264,86 2002 698 3.444 2.746 € 3.109,34 € 4.943,85 2003 1.183 4.276 3.093 € 3.423,97 € 5.444,12 2004 1.441 3.917 2.476 € 2.680,44 € 4.261,90 2005 951 3.576 2.624 € 2.795,84 € 4.445,39 Reddito lordo medio annuo € 3.319,04 € 5.277,28 Fonte: elaborazione su dati RICA Attraverso questi dati è stato infatti possibile individuare per ogni anno il reddito lordo medio conseguente al minore apporto di materiali all’interno dell’invaso, come effetto della superficie irrigabile preservata.

Il valore sempre negativo del VAN , porta a ritenere tale investimento economicamente non accettabile. Inoltre, il valore negativo del TIR indica l’invariabilità del giudizio al variare del saggio di interesse ipotizzato, ed è correlato: alla specificità del bacino in esame che presenta un volume di interrimento modesto; alla limita azione benefica del bosco sulla conservazione del suolo conseguente alla modesta produzione di sedimenti; all’effetto sul volume d’acqua invasato che si esprime su di una superficie agricola limitata pari a circa 0.70 ettari all’anno nel caso in cui si effettui l’imboschimento; all’effetto economico diretto che non giustifica l’intervento.

DRAGAGGIO Il dragaggio degli invasi può essere svolto in vari modi; si può ad esempio procedere prima allo svuotamento totale dell’invaso e poi alla rimozione del sedimento utilizzando escavatori e pale meccaniche, oppure si può procedere con l’impiego di draghe. Tale tecnica benché abbia un costo molto più elevato rispetto al metodo precedente consente però di svolgere i lavori anche con l’invaso pieno e quindi porta ad un minor spreco della risorsa idrica. Per il caso oggetto di studio si è pensato di effettuare l’operazione di dragaggio con l’impiego di una draga. Supponendo dunque che l’operazione venga svolta a 50 anni dall’entrata in esercizio dell’invaso come nella precedente ipotesi di intervento si è proceduto alla stima dei costi e dei benefici per poter poi esprimere un giudizio di convenienza o meno mediante l’impiego del VAN. Anche in questo caso però, il valore del VAN è risultato negativo, tanto in corrispondenza del saggio di interesse ipotizzato per il tipo di investimento (2,5%) che per valori inferiori del saggio; pertanto l’ipotesi del dragaggio non è accettabile ai fini dell’investimento. Inoltre il valore negativo del TIR indica l’invariabilità del giudizio al variare del saggio ipotizzato. Ciò è da ricercare principalmente: - nella specificità del bacino in esame che presenta un volume di interrimento modesto; - nell’effetto sul volume d’acqua invasato che si esprime su di una superficie agricola limitata pari a circa 5 ettari all’anno nel caso in cui si effettui l’operazione di dragaggio; - nell’effetto economico diretto che non giustifica l’intervento.

CONCLUSIONI In questo lavoro i risultati ottenuti sonno stati tali da non giustificare dal punto di vista economico, né l’ipotesi dell’intervento col dragaggio né la sistemazione dei versanti per mezzo dell’imboschimento sulle aree caratterizzate dalla maggiore produzione di sedimenti. Bisogna tener conto però che la realizzazione di questa ultima ipotesi sebbene economicamente non conveniente ai fini della difesa idrogeologica svolgerebbe comunque altre funzioni, quali quella paesaggistica, turistico-ricreativa ed ambientale in senso lato alle quali solitamente la collettività attribuisce un elevato valore. Si ritiene, peraltro, che l’impostazione metodologica adottata sia per quanto concerne la stima dell’interrimento dell’invaso che l’analisi costi-benefici potrebbe risultare molto utile per affrontare i problemi di gestione dei sedimenti di numerosi altri bacini che presentano più gravi problemi di interrimento; un valido esempio, in tal senso, è offerto dall’invaso artificiale Comunelli che risulta completamente interrito ben prima del termine della vita utile ipotizzato in fase di progetto.

Grazie, per l’attenzione