Influenza del cambiamento climatico e dell’urbanizzazione sull’idrologia dei bacini idrografici

Abstract

I cambiamenti climatici e il fenomeno del consumo del suolo sono senz’altro i fattori che più influenzano la risposta idrologica di un bacino sia in contesti urbani che extraurbani. L’aumento del grado di urbanizzazione dei bacini naturali, inteso come aumento della frazione impermeabile del suolo derivante della costante copertura di aree del bacino con materiali impermeabili artificiali come asfalto e cemento, è un fenomeno in costante crescita a livello globale. A tali cambiamenti si sovrappongono i cambiamenti climatici in atto che, fra gli effetti principali, tendono a modificare la quantità e la modalità con cui le piogge arrivano al suolo e, al contempo, inducono alterazioni al regime termometrico, con importanti ripercussioni sui processi evapotraspirativi caratterizzanti i bacini idrologici. Pressioni naturali e antropiche sui sistemi idrologici spesso coesistono ed interagiscono mutualmente, modificando dinamicamente la maggior parte dei processi alla base della formazione e del trasferimento dei deflussi. Obiettivo del presente lavoro è quello di analizzare l’effetto separato e combinato di cambiamenti climatici ed urbanizzazione sulla risposta idrologica di un bacino. A tal fine, è stato condotto un esperimento numerico considerando un bacino reale e diversi ipotetici scenari di cambiamento. Per generare quest’ultimi sono stati utilizzati, in maniera combinata, un generatore climatico e un modello di cambiamento di uso/copertura dei suoli. La risposta idrologica del bacino è stata valutata mediante un modello idrologico fisicamente basato, a parametri distribuiti, e ad alta risoluzione temporale, che permette l’analisi dei deflussi estremi e, altresì, la valutazione a lungo termine delle principali componenti del bilancio idrologico a scala di bacino. In particolare, gli scenari climatici sono stati creati imponendo variazioni sia negative che positive alla precipitazione media annuale e, contemporaneamente, un aumento della temperatura, mentre gli scenari di uso del suolo sono stati generati variando la frazione impermeabile del bacino. La procedura è stata applicata anche ad un sottobacino, al fine di potere studiare eventuali effetti legati alla scala spaziale di applicazione. Il framework modellistico è risultato particolarmente efficace nell’investigare aspetti raramente analizzati, come l’effetto sulle varie componenti di deflusso o l’analisi delle variazioni indotte al bilancio idrologico a lungo termine. Dai risultati è possibile evincere, ad esempio, come urbanizzazione e cambiamenti climatici hanno effetti opposti sulla risposta idrologica nel caso di decremento della pioggia e concordanti nel caso di aumento della pioggia. Con gli scenari di cambiamento considerati, gli effetti del cambiamento climatico sulla risposta idrologica del bacino risultano maggiori rispetto a quelli dovuti al processo di urbanizzazione. Questi, tuttavia, possono determinare un'esacerbazione della componente veloce di deflusso soprattutto durante il verificarsi di eventi estremi.