Dissertations / Theses on the topic 'Gestione integrata risorse idriche'

2010/2011
Il presente lavoro affronta lo studio di due problematiche idrogeologiche complesse e molto diverse tra loro, mediante un approccio geofisico integrato con le indispensabili indagini geologiche e idrogeologiche: (1) caratterizzazione delle risorse sotterranee solforose in ambiente montano al fine di localizzare una o più aree adatte alla perforazione e quindi all’estrazione di acque solforose; (2) caratterizzazione idrogeofisica di un area golenale soggetta a forti eterogeneità locali che possono influenzare il flusso, alterando consistentemente la conduttività idraulica. I risultati delle indagini geofisiche costituiscono nei casi descritti un indispensabile supporto funzionale per comprendere approfonditamente le aree studiate con particolare riguardo alla ricostruzione dei sistemi acquiferi, circuiti idrogeologici e disponibilità di risorse idriche e termali al fine di realizzare un'azione progettuale ingegneristica mirata e consistente.
XXIV Ciclo
1977

The national and European framework of tools and initiatives related to planning, management and development of areas characterized by the presence of water resources requires a system-based, collaborative and participatory approach (Barraque, 2001; Kallis et al., 2001; Aubin et al., 2002; Kaika, 2003; Carter, 2007; Vacik et al., 2014). The River Contracts (Bobbio et al., 2008; Magnaghi, 2008; Bastiani, 2011) that "contribute to the definition and implementation of district planning tools at both basin and sub-basin catchment scale as voluntary tools for strategic and negotiated planning pursuing the protection and proper management of water resources, as well as the valorization of riverine territories, together with the safeguard of the hydraulic risk, thus contributing to local development of such areas" (art.43 "River Contracts" DDL 1676 XVII Leg., better known as "Collegato Ambietntale", i.e. set of environmental norms included within the National Stability Law) operate within such a framework. The research builds on a strong interest in the implementation of the model River Contract in specific areas placed within the river-sea interface, in order to facilitate the implementation of water-management policies and initiatives at local scale (Governa, 2014; Alberton et al., 2011, De Vito, 2011; Armitage, 2008), with the aim to contribute to the sustainable development of these areas according to the revised regulatory framework and the new European programming period objectives. These preliminary issues have allowed developing and deepening the theoretical background as well as the conceptual framework of the research. The key-concepts identified for the purposes of the research are: (i) the peculiarities of the river mouth areas compared to those placed in along the rivers/water bodies; (ii) the state of the art of water-management and governance in Europe and Italy with special regard to participatory approaches and “place-based” policies; (iii) the River Contracts -including both general principles and rules and the most significant experiences developed so far-; (iv) the transition from the traditional River Contract model to the new concept of the Mouth Contract that was developed starting from a number of limitations/weaknesses identified for the former and following the analysis of the main experiences as well as the decision to consider its applicability to the mouth areas. The overall objective of this PhD thesis is therefore to build a new conceptual model for water governance at the scale of mouth areas placed within the river-sea interface, according to an integrated and participative water-resource management approach and a place-based policy in favour of participative and sustainable local development focused on water. The logical path which allowed to pursue this overall objective is organised into three parts linked to specific sub-objectives and functional to the orientation of the main research outputs. These sub-objectives are: • defining the new conceptual Mouth Contract model for areas within the river-sea interface, based on the adaptation/development of the traditional River Contract model and moving from the weaknesses identified for the latter (as well as from selected relevant experiences); • testing the new conceptual model in the study area of the Po Delta that is part of the coastal arc of Veneto, through the Po Delta Mouth Contract built on the proper "territorial dimension" as emerging from hydrographic, physical, human and economic characteristics of the area, according to the place-based policy approach; • assessing the exportability of the Mouth Contract model to different areas and comparative analysis with national policies (namely the experimental application of the Mouth Contract for the Po Delta chosen by Veneto Region and the Ministry of Economy and Finance - Department for Development and Economic Cohesion - for the 'implementation of the National Strategy for Internal Areas under the “2014-2020 Italy Partnership Agreement”). The final research report, i.e. this thesis, was organized according to the structure described below. The rationale of the research and objectives of the thesis are presented within Chapter 1, "Introduction", while the basic concepts on which the research builds are discussed in Chapter 2, "Background and conceptual framework". These concepts primarily relate to the characterization of the catchment area of river territories as they are traditionally identifed and the specificity of the end portions of the rivers, at the mouth to the sea, to which different characteristics and dynamics must be recognized, but that migh also be house to conflicts related to different uses, fragmentation of skills and a complex and burdensome water resources management. The normative and policy framework for the government and governance of water resources at both European and national level was then addressed, with further considerations on the network governance at the local level. Newtork governance is recognized by literature as an opportunity for development policies, in line with the focus on "territorial dimension" promoted by research in this field. Participatory and intersectoral approaches were then explored in support of the place-based policy and for a better understanding of the most appropriate tools to be taken into account for the development of a new conceptual model based on a participatory process. River Contracts –as they are defined within sectorial and territorial planning- were finally analyzed according to the current national normative framework and based on the most relevant experiences at both national and internatonal scale. The last paragraph of this chapter was devoted to the identification of the weaknesses/limitations of the traditional conceptual model, recognized as not-adequate for the application to mouth areas. These areas were then considered as the main reference for the topics addressed by the following chapters. Chapter 3, "Materials and Methods", reports the literature sources and documents used for the research as well as a description of the research methodology with special reference to, the development of the conceptual framework that provides background for the research. The logical process and methodology that enabled the adaptation of the conceptual model, from the River Contract to the Mouth Contract, based on applicability to the study area and extendibility to other areas within the river-sea interface are then presented.. Special attention is paid to the description of the methodology used in the analysis of the territory, in line with the leading concept of the "territorial dimension", as well as to the methodology developed for the identification and assessment of the actors to be involved in the participatory process. The latter includes a description of the existing participatory tools and a special focus on those of them that were selected and adapted in accordance to research needs and the key-features of the new conceptual model. Chapter 4, "Case study: the Po Delta" describes the innovative issues introduced by the new conceptual Mouth Contract model according to the above-metioned methodology. Specific attention is given to the presentation of the specificities of the hydrographic area as well as the fragmentation of existing skills especially in terms of management of the main water resources due to the failure to implement policies at local level. Chapter 5, "Results and discussion", finally shows the main research outputs, i.e.: (i) the creation of a new conceptual model for the Mouth Contract; (ii) the application of the latter to the study area of Po Delta, including the discussion of outcomes from the participatory process implemented in accordance with the methodology developed by the research (Thematic Tables); and finally (iii) the results of tests aiming to check the exportability of the model to different mouth areas (as well as different areas) and the orientation of national policies. Chapter 6 is devoted to the drawing of "Conclusions". The development of the new conceptual model for the Mouth Contract, i.e. the first output of the research, and the results achieved through the successful application to the Po Delta area, show that the implementation ot this participatory planning tool in the areas within the river-sea interface can be strategic and instrumental in promoting local development. By doing so these tools can facilitate the transposition and implementation of policies at the local level thus contributing to overcome the existing fragmentation and complexity in the management of water -and more generally- land resources. As an additional result of the research, the relevance of the model has been confirmed by policy makers who have recognized the contract as a means for facilitating the implementation of the "National Strategy for Internal Areas" - i.e. one out of three strategic options on which the place-based development policy promoted by the National Government through the 2014-2020 Italy Partnership Agreement is focused, the other two being “The South” and “Cities” - at the local scale. Chapter 7, "Bibliography", is organized into two sections distinctly related to the specific and general bibliography including legislation and regulations, programs, plans and projects, guidelines and web links. Chapter 8 consists of "Appendixes" where the main documents developed during the research, in particular during the experimental phase, are reported. In conclusion it can be stated that, besides the opportunity to further refine the new conceptual model for the Mouth Contract according to the results emerged during its implementation in the study area, the thesis has fully achieved its general objective.
Il quadro nazionale e comunitario degli strumenti e delle esperienze di pianificazione, gestione e riqualificazione dei territori caratterizzati dalla presenza dell'acqua, nei medesimi presente in diverse forme, impone la necessita'  di operare con un approccio sistemico, collaborativo e partecipativo (Barraque, 2001; Kallis et al., 2001; Aubin et al., 2002; Kaika, 2003; Carter, 2007; Vacik et al., 2014). In questa logica operano i Contratti di Fiume (Bobbio et al., 2008; Magnaghi, 2008; Bastiani, 2011), che concorrono alla definizione e all'attuazione degli strumenti di pianificazione di distretto a livello di bacino e sotto-bacino idrografico, quali strumenti volontari di programmazione strategica e negoziata che perseguono la tutela, la corretta gestione delle risorse idriche e la valorizzazione dei territori fluviali, unitamente alla salvaguardia del rischio idraulico, contribuendo allo sviluppo locale di tali aree (art.43 Contratti di Fiume DDL 1676 XVII Leg., noto come Collegato Ambientale). Le principali motivazioni del lavoro sono desunte dall'interesse per l'applicazione del modello Contratto di Fiume in specifici territori posti all'interfaccia fiume mare, con lo scopo di facilitare l'attuazione delle politiche e dell'azione di governo dell'acqua a livello locale (Governa, 2014; Alberton et al., 2011, De Vito, 2011; Armitage, 2008), in un'ottica generale di sviluppo sostenibile per i territori medesimi alla luce dell'aggiornato quadro normativo e del nuovo ciclo programmatorio comunitario. Tali motivazioni hanno consentito di costruire e argomentare il background e l'inquadramento concettuale della ricerca. I concetti base sono pertanto diventati: le peculiarità dei territori di foce rispetto ai territori fluviali di medio e lungo corso, lo stato dell'arte del governo e della governance dell'acqua in Europa e in Italia con approfondimenti rispetto agli approcci partecipativi e alla politica dei luoghi (place-based), i Contratti di Fiume dai principi e regole fino alle esperienza piu' significative, il passaggio dal modello tradizionale del Contratto di Fiume al nuovo modello concettuale del Contratto di Foce ragionato a partire da una serie di limitazioni riconosciute nel primo a seguito dall'analisi delle principali esperienze e della scelta di considerare l'applicabilita'  nei territori di foce. L'obiettivo generale della tesi di dottorato e' risultato quindi essere quello di costruire un nuovo modello concettuale di water governance alla scala geografica dei territori di foce, posti all'interfaccia fiume-mare, in una logica unitaria di gestione integrata e partecipata delle risorse idriche e secondo la politica place-based per uno sviluppo locale sostenibile di tipo partecipativo incentrato sul tema dell'acqua. Il percorso logico che ha consentito di perseguire tale obiettivo generale, e' stato strutturato in tre parti, riconducibili a sub-obiettivi, funzionali all'orientamento degli output principali della ricerca riportati come risultati. Tali sub-obiettivi sono stati: definizione del nuovo modello concettuale Contratto di Foce per i territori all'interfaccia fiume-mare, sulla base dell'adattamento/evoluzione del modello tradizionale del Contratto di Fiume e a partire dalle limitazioni riconosciute in quest'ultimo (sulla base di alcune esperienze ritenute rappresentative); applicazione sperimentale del nuovo modello concettuale nell'area studio prescelta del Delta del Po, parte dell'arco costiero della Regione del Veneto, come Contratto di Foce Delta del Po costruito sull'effettiva dimensione territoriale ragionata sui caratteri idrografici, fisici, umani ed economici dell'area in attuazione della politica place-based; resportabilita' del Contratto di Foce e confronto con le politiche nazionali (nel caso specifico dell'applicazione sperimentale del Contratto di Foce Delta del Po scelto dalla Regione del Veneto e dal Ministero Economia e Finanza Dipartimento per lo Sviluppo e la Coesione Economica per l'attuazione della Strategia Nazionale Aree Interne ai sensi dell'Accordo Partenariato Italia 2014-2020. In fase di restituzione della relazione finale, il lavoro è stato organizzato secondo la modalità di seguito riportata. Le motivazioni generali del lavoro e gli obiettivi della tesi sono stati illustrati nel Capitolo 1 Introduzione, mentre i concetti di base su cui e' stata fondata la ricerca sono trattati nel Capitolo 2 Background e inquadramento concettuale. Detti concetti di base si riferiscono innanzitutto alla caratterizzazione di area idrografica dei territori fluviali tradizionalmente intesi e nelle specificita'  dei tratti terminali dei fiumi, in corrispondenza dello sbocco a mare, a cui vanno riconosciute differenti peculiarita'  e dinamiche, ma soprattutto importanti conflitti per gli usi, frammentazione di competenze e una complessa quanto gravosa gestione della risorsa idrica. E stato quindi ricostruito il quadro normativo e di indirizzo per il governo e la governance dell'acqua a livello comunitario e nazionale, con approfondimento della riflessione rispetto alla network governance a livello locale che la letteratura riconosce come un'opportunita'  su cui investire le politiche di sviluppo e in forza della scelta che la ricerca fa di prediligere la dimensione territoriale. Sono stati conseguentemente esplorati gli approcci partecipativi e intersettoriali, sempre a sostegno della politica rivolta ai luoghi e per una migliore comprensione degli strumenti piu' vocati da considerare nella costruzione del nuovo modello concettuale, nello specifico del processo partecipativo. Sono stati infine analizzati i Contratti di Fiume, cosi come recepiti nella pianificazione di settore e territoriale, nel piu' recente quadro legislativo nazionale e secondo le principali esperienze internazionali e nazionali. Mentre il paragrafo che conclude il capitolo e' stato dedicato all'individuazione dei limiti del modello concettuale tradizionale, riconosciuto non-adeguato rispetto ad un'ipotetica applicazione sui territori di foce. Detti contesti geografici sono diventati il principale riferimento per gli argomenti dei capitoli successivi. Il Capitolo 3 Materiali e Metodi riporta le specifiche sulle fonti e sui documenti utilizzati per la ricerca nonche' la descrizione della metodologia di lavoro con riferimento soprattutto all'elaborazione dell'inquadramento concettuale. Vengono quindi illustrati il processo logico e la metodologia che hanno consentito l'adattamento del modello concettuale, da Contratto di Fiume a Contratto di Foce, in virtu' dell'applicabilita'  sull'area studio poi prescelta e in generale per l'esportabilita'  dello stesso in altri contesti territoriali all'interfaccia fiume-mare. Particolare attenzione viene poi posta alla descrizione della metodologia utilizzata nella lettura del territorio, in riferimento al tema guida della dimensione territoriale, e a quella elaborata per l'individuazione e l'analisi degli attori da coinvolgere nel processo partecipativo, compresa la descrizione degli strumenti di partecipazione esistenti e di quelli invece scelti ed utilizzati, con le relative modifiche di adeguamento che la ricerca apporta, per coerenza con il nuovo modello. Nel Capitolo 4 Caso studio: il Delta del Po vengono descritti gli elementi caratterizzanti che entrano in gioco nel nuovo modello concettuale del Contratto di Foce, secondo la metodologia precedentemente descritta. Particolare attenzione viene posta all'illustrazione delle peculiarita'  di area idrografica oltre che alla frammentazione di competenze esistente soprattutto dal punto di vista della gestione della risorsa idrica principale causa del mancato recepimento delle politiche a livello locale. Il Capitolo 5 Risultati e discussione infine riporta i principali output della ricerca, che nella sequenza sono stati: la creazione del nuovo modello concettuale del Contratto di Foce, l'applicazione del medesimo nell'area studio prescelta del Delta del Po comprensivo della discussione sugli esiti maturati dalla sperimentazione nell'ambito del processo partecipativo avviato secondo la metodologia ideata (Tavoli Tematici), infine l' esportabilita'  testata del modello in altri contesti territoriali di foce (e non solo) e l'orientamento delle politiche nazionali. Il Capitolo 6 dedicato alle Conclusioni, in cui si evidenzia che la tesi di dottorato nell'elaborare il nuovo modello concettuale del Contratto di Foce, che rappresenta il primo output della ricerca, alla luce dei risultati raggiunti soprattutto a seguito dell'applicazione del medesimo modello nel territorio Delta del Po, ha dimostrato che nei territori all'interfaccia fiume-mare l'attivazione di tale strumento di programmazione negoziata puo' essere strategico e determinante nel promuovere lo sviluppo locale e nel facilitare il recepimento e l'attuazione delle politiche alla scala locale, contribuendo al superamento delle complessita'  e frammentazioni esistenti nella gestione della risorsa idrica e delle risorse territoriali in generale. Tale utilita'  e' stata confermata dai policy maker, ulteriore risultato raggiunto dalla ricerca, che hanno riconosciuto il Contratto di Foce quale strumento di facilitazione alla scala locale per l'attuazione della Strategia Nazionale Aree Interne una delle tre opzioni strategiche, insieme a Mezzogiorno e Citta', su cui e' focalizzata la politica di sviluppo place-based voluta dal Governo Centrale ed espressa nell'Accordo di Partenariato Italia 2014-2020. Seguono infine il Capitolo 7 Bibliografia, organizzato in due paragrafi distintamente riferiti alla bibliografia generale e a quella specifica contenente normativa e regolamenti, programmi, piani e progetti, linee guida e sitografia; e il Capitolo 8 riservato agli Allegati in cui sono catalogati i principali documenti di studio e analisi prodotti durante la ricerca, in particolare durante la fase sperimentale della medesima. In conclusione si puo' ritenere che, oltre il riconoscimento dell'opportunita'  di affinare ulteriormente il nuovo modello concettuale del Contratto di Foce a seguito dei risultati emersi in fase di applicazione del medesimo sull'area studio prescelta del Delta del Po, la tesi abbia pienamente soddisfatto l'obiettivo generale preposto.

L’acqua è uno dei principali fattori per la crescita socio-economica e lo sviluppo del continente africano. Il continente africano dispone di ingenti risorse idriche, ma le complessità naturali caratteristiche di alcune regioni del continente e la frequente assenza di una corretta pianificazione della loro gestione ne riduce ad oggi il potenziale in maniera significativa. L’utilizzo delle risorse idriche in Africa è destinato ad incrementare sensibilmente nel corso dei prossimi decenni, come risultato della crescita demografica e dei fabbisogni nell’agricoltura. Le risorse idriche sotterranee giocano un importante ruolo in tale scenario in quanto molti paesi africani caratterizzati da scarsità d’acqua dispongono di sostanziali riserve idriche sotterranee e l’accesso a tali risorse, ancorché limitate, è largamente diffuso nel continente. Si stima che il totale delle risorse idriche sotterranee sia di 0,66 milioni di km cubi. Le risorse sotterranee sono largamente distribuite: i maggiori volumi sono localizzati nei larghi acquiferi sedimentari nelle regioni del nord Africa. Per molti paesi africani pozzi appropriatamente ubicati sono in grado di sostenere le comunità con l’estrazione manuale mediante pompe con una portata di 0,1-0,3 l/s. Grandi impianti di produzione da acquifero (>5 l/s), che siano adatti per lo sviluppo urbano o produzioni agricole intensive, non sono ancora diffusi e sono limitati ad aree particolari. La disponibilità ed accessibilità delle acque sotterranee in gran parte dell’Africa è favorevole ad uno sviluppo rurale piuttosto che urbano. Il maggiore fattore limitante per una gestione sostenibile delle risorse sotterranee è dato dalla necessità di identificare se le acque sotterranee sono rinnovabili (ed in quale misura) o meno, al fine di programmare le corrette politiche gestionali nel tempo.

As is widely known, in the early 1900s the city of Milan looked very different than today because of its close relations with water: it had a dense network of canals and natural groundwater springs. The origin of this intricate system dates back to the process of Romanization and the beginnings of planned urban development. Since 49 BC, when Mediolanum’s “municipium” was established, the need for new strategies for water supply and defense led to the diversion of some rivers, with the aim of creating a self-sufficient internal water course-network. Over the last thirty years, archaeological digs have uncovered the remains of a number of drainage facilities, channels and pipes throughout the city; furthermore, the discovery of some parts of the defensive moat have stimulated a debate about the aspect of the townscape during the Roman period. This paper aims to give a complete survey of the system, combining archaeological evidence with the study of historical sources.

La tesi descrive la stato delle risorse idriche cinesi, il quadro amministrativo e normativo in merito alla tutela di tale risorse e le problematiche riscontrate nell'attività di enforcement da parte delle istituzioni.

La gestione delle risorse idriche è una questione fondamentale da affrontare alla luce di problemi sempre più attuali quali la scarsità della risorsa in determinati periodi dell’anno e la tutela dei corpi idrici rispetto ad approvvigionamenti che ne possano intaccare il naturale equilibrio. In effetti, gli ultimi anni sono stati caratterizzati da episodi di magra piuttosto rilevanti e con pochi paragoni nell’intero novecento...

Il lavoro di tesi promuove la partecipazione del pubblico nelle problematiche ambientali dell'acquifero di Grombalia (penisola di Cap Bon, Tunisia). Tale acquifero, situato in un'area rurale, dal clima semi-arido, vicino alla costa, è soggetto a forti stress idrici, a fenomeni di salinizzazione e inquinamento da nitrati. La Social Network Analysis eseguita attraverso un innovativo strumento, Net-Map toolbox, ha permesso di individuare tutti gli stakeholder coinvolti nella riduzione dell'immissione di fertilizzanti nella falda, le varie relazioni esistenti tra questi, il grado d'influenza e l'obiettivo di ognuno. E' stato quindi possibile ottenere un'immagine completa della sfera sociale legata alle problematiche ambientali, informazioni che i decision maker potranno utilizzare per migliorare la gestione delle risorse idriche e trovare delle soluzioni integrate nella riduzione dell'inquinamento.

Questa tesi di dottorato tratta il tema delle Tecnologie Appropriate e delle Buone Pratiche per la gestione delle risorse idriche ed il risparmio energetico nell’ambito dell’abitato urbano e rurale. Viene fatta una breve panoramica sulle principali teorie e metodologie che fino ad oggi hanno fatto da linee guida per la progettazione sostenibile e il corretto utilizzo delle risorse. Questa visione d'insieme servirà per esprimere delle valutazioni e trovare dei comuni dominatori per proporre una nuova metodologia d'approccio alla gestione delle risorse con particolare attenzione rivolta alla condizione presente e alla zona d’intervento. Site specific sustainability Approach (S3A). I casi studio: • Un progetto di approvvigionamento idrico e di desalinizzazione delle acque per un’oasi del Sahara marocchino. • Un progetto di ricerca della Columbia University e della NASA legato alla sostenibilità urbana di New York che analizza i benefici apportati dall'installazione di coperture verdi nell'area di Manhattan da un punto di vista della gestione delle risorse idriche, energetiche e delle componenti ambientali. • Un progetto di verde verticale e giardino pensile a Milano. • Un progetto di approvvigionamento idrico sostenibile e gestione del verde per la città di Porto Plata in Repubblica Domenicana. Approfondimenti e sperimentazioni. • E’ stato approfondito il tema della distillazione solare per la dissalazione e potabilizzazione delle acque in zone rurali desertiche ed isolate. • E’ stato progettato e realizzato un prototipo innovativo di distillatore tubolare con collettore solare parabolico. Il prototipo è stato testato nei laboratori della Columbia University di New York. • Sono state approfondite le Khettaras o Qanat, tunnel sotterranei per l’approvvigionamento idrico nelle zone aride. • Infine sono stati approfonditi i benefici apportati dalle coperture a verde (tetti verdi) e dal verde verticale nelle zone urbane dal punto di vista della gestione delle risorse idriche ed il risparmio energetico.
This Phd dissertation is related to Appropriate Technologies (AP) and Best Practices for water management and energy saving in urban and rural environment. Has been made a brief overview of the main theories and methodologies that have hitherto done by the design guidelines for the sustainable and efficient use of resources in the built environment; This overview will serve to express the evaluations and find common strategies to propose a new method of approach for the resources management on the area of intervention. (The site specific sustainability approach) Research topics and applications: The solar distillation for water desalination in rural and remote arid areas. The design and construction of a prototype of a new Tubular Solar Still (TSS) with a parabolic solar collector for the water desalination and purification. The TSS prototype has been tested in the Columbia University Engineering Solar Lab in New York City. The traditional water supply system for the arid areas Khetteras or Qanat. The green Infrastructure and the green roofs. Has been considered the role green infrastructures in sustainable water management practices and energy saving. Case of studies: • A sustainable water management and water desalination project, by Appropriate Technologies, for rural communities in the Moroccan Sahara desert. • The Research project “Quantifying the fundamental behavior of green roofs in a urban environment” runned by Columbia University and NASA. A project that, by environmental monitoring, analyze the benefits of installing green roofs in the Manhattan area. • A green façade and an experimental roof garden design project for an architectural firm in Milan. • A project about strategies for sustainable urban development made with the Columbia University Urban Ecology studio. A sustainable water harvesting and green infrastructures design project for the City of Puerto Plata in the Dominican Republic.

Questa tesi di dottorato tratta il tema delle Tecnologie Appropriate e delle Buone Pratiche per la gestione delle risorse idriche ed il risparmio energetico nell’ambito dell’abitato urbano e rurale. Viene fatta una breve panoramica sulle principali teorie e metodologie che fino ad oggi hanno fatto da linee guida per la progettazione sostenibile e il corretto utilizzo delle risorse. Questa visione d'insieme servirà per esprimere delle valutazioni e trovare dei comuni dominatori per proporre una nuova metodologia d'approccio alla gestione delle risorse con particolare attenzione rivolta alla condizione presente e alla zona d’intervento. Site specific sustainability Approach (S3A). I casi studio: • Un progetto di approvvigionamento idrico e di desalinizzazione delle acque per un’oasi del Sahara marocchino. • Un progetto di ricerca della Columbia University e della NASA legato alla sostenibilità urbana di New York che analizza i benefici apportati dall'installazione di coperture verdi nell'area di Manhattan da un punto di vista della gestione delle risorse idriche, energetiche e delle componenti ambientali. • Un progetto di verde verticale e giardino pensile a Milano. • Un progetto di approvvigionamento idrico sostenibile e gestione del verde per la città di Porto Plata in Repubblica Domenicana. Approfondimenti e sperimentazioni. • E’ stato approfondito il tema della distillazione solare per la dissalazione e potabilizzazione delle acque in zone rurali desertiche ed isolate. • E’ stato progettato e realizzato un prototipo innovativo di distillatore tubolare con collettore solare parabolico. Il prototipo è stato testato nei laboratori della Columbia University di New York. • Sono state approfondite le Khettaras o Qanat, tunnel sotterranei per l’approvvigionamento idrico nelle zone aride. • Infine sono stati approfonditi i benefici apportati dalle coperture a verde (tetti verdi) e dal verde verticale nelle zone urbane dal punto di vista della gestione delle risorse idriche ed il risparmio energetico.
This Phd dissertation is related to Appropriate Technologies (AP) and Best Practices for water management and energy saving in urban and rural environment. Has been made a brief overview of the main theories and methodologies that have hitherto done by the design guidelines for the sustainable and efficient use of resources in the built environment; This overview will serve to express the evaluations and find common strategies to propose a new method of approach for the resources management on the area of intervention. (The site specific sustainability approach) Research topics and applications: The solar distillation for water desalination in rural and remote arid areas. The design and construction of a prototype of a new Tubular Solar Still (TSS) with a parabolic solar collector for the water desalination and purification. The TSS prototype has been tested in the Columbia University Engineering Solar Lab in New York City. The traditional water supply system for the arid areas Khetteras or Qanat. The green Infrastructure and the green roofs. Has been considered the role green infrastructures in sustainable water management practices and energy saving. Case of studies: • A sustainable water management and water desalination project, by Appropriate Technologies, for rural communities in the Moroccan Sahara desert. • The Research project “Quantifying the fundamental behavior of green roofs in a urban environment” runned by Columbia University and NASA. A project that, by environmental monitoring, analyze the benefits of installing green roofs in the Manhattan area. • A green façade and an experimental roof garden design project for an architectural firm in Milan. • A project about strategies for sustainable urban development made with the Columbia University Urban Ecology studio. A sustainable water harvesting and green infrastructures design project for the City of Puerto Plata in the Dominican Republic.

The present research project mainly focuses on the assessment of the eco-epidemiological role played by two emerging waterborne pathogens, Giardia duodenalis and Cryptosporidium parvum, within the integrated urban water supply & management chain. While in the water environment, both protozoa develop a resistance form that grants them enhanced protection against the most commonly adopted drinking water and wastewater treatments. The two resistance forms are called cyst for Giardia and oocyst for Cryptosporidium, respectively. As water resources contaminants, the two protozoa figure as etiologic agents of two peculiar gastrointestinal parasitic infections, giardiasis and cryptosporidiosis, that can give rise to outbreaks both within the polluted waterworks served community and among people eventually swimming in contaminated recreational waters. An exhaustive bibliographic research has been carried out in order to fully characterize the state of the art on the Giardia and Cryptosporidium topic. Integrated data coming from a wide range of studies provided a detailed picture that describes both the national and international background by focusing on the two protozoa relevance, both under environmental and public health aspects. A compilation of reported analytical methods for the detection of Giardia and Cryptosporidium (oo)cysts in water samples was also obtained. Available protocols were mainly derived from clinical parasitology methods and resulted unfit for any environmental monitoring activity. The core factor being responsible for this incompatibility was identified as method expensiveness, that proved to be too high for routine sample analysis. Within this theoretical background, the first goal was that of creating a novel analytical protocol for the detection of protozoa (oo)cysts in waters, compliant with target cost-effectiveness, sensibility, specificity, efficiency and versatility criteria. The operative procedure subsequently named Polypropylene-cartridge filtration method (PCF) was then implemented: first validated during a pilot survey of the Alto Vicentino aquifer, it was subsequently adopted for the monitoring program of the integrated urban water chain of Padua city (Italy), selected as main experimental model. The monitoring network is composed by 18 sampling sites and provides full insight of the presence and persistence of Giardia and Cryptosporidium along the whole system. In detail, investigated chain segments were: drinking water supply system (5 sites); sewage system and wastewater treatment plant (6 sites); receiving water body (5 sites) and marine recreational waters flanking the mouth of the river (2 sites). As additional and complementary activity, case-report studies about giardiasis and cryptosporidiosis outbreaks were collected and processed for the creation of the Giardiasis & Cryptosporidiosis Database (GCDB). Data inserted in the GCDB cover the period 1954-2012. However, they are not merely catalogued and interactively consultable, but were also used for the implementation of a predictive model for the estimate of an Index for the Water Resources Protozoan Contamination Risk (WRPPCI).
Il presente progetto di ricerca dottorale verte sulla valutazione del ruolo ecologico ed epidemiologico che alcuni patogeni emergenti idrotrasmessi, i protozoi Giardia duodenalis e Cryptosporidium parvum, rivestono all'interno delle filiere idriche integrate. Entrambi i protozoi presentano una forma di resistenza ambientale, denominata rispettivamente cisti per Giardia e oocisti per Cryptosporidium, che conferisce loro una maggiore capacità di sopravvivere sia ai convenzionali trattamenti di potabilizzazione dell'acqua che a quelli di depurazione del refluo. Il pericolo che essi rappresentano come contaminanti delle risorse idropotabili consiste dunque nella loro potenziale capacità di dare luogo a focolai epidemici di sindromi gastroenteriche, sia a livello dell’intera comunità che fruisce del servizio idrico, che degli eventuali frequentatori di aree balneabili soggette a contaminazione. In primo luogo si è condotta un'approfondita ricerca bibliografica volta a determinare lo stato dell'arte sul tema: essa ha consentito di individuare le molteplici linee di ricerca già perseguite nell'ambito descritto, ottenendo così un quadro complessivo che delinea, sia a livello internazionale che nazionale, l'ambito conoscitivo noto circa i due suddetti patogeni emergenti. Contestualmente si è ottenuta anche una panoramica sulle differenti metodiche analitiche disponibili per la detezione di Giardia e Cryptosporidium nelle matrici ambientali. I protocolli descritti in letteratura, per lo più derivanti dalle metodiche impiegate nella parassitologia clinica, non sono risultati compatibili con un'attività di monitoraggio ambientale routinaria. Il motivo principale di tale inadeguatezza risiede principalmente nei costi troppo elevati degli stessi. All'interno di tale cornice teorica è emersa innanzitutto la necessità di realizzare una nuova metodica per la detezione delle (oo)cisti protozoarie nelle acque, caratterizzata da costi più contenuti, ma pur soddisfacentemente versatile, efficiente, sensibile e specifica. Il protocollo analitico implementato, denominato metodica della filtrazione su cartuccia in polipropilene (FCP), è stato utilizzato per la valutazione preliminare della qualità dell'acquifero di attingimento dell'Alto Vicentino ed in seguito impiegato per il monitoraggio della filiera idrica integrata che serve la città di Padova, selezionata come sistema sperimentale. La rete di monitoraggio di tale filiera è stata ricamata grazie alla selezione strategica di 18 siti di campionamento che consentono di ottenere una visuale complessiva dell’intero sistema, che nel complesso si compone di: filiera di distribuzione dell’acqua potabile (5 siti), sistema di allontanamento e depurazione del refluo civile (6 siti), corpo idrico recettore (5 siti) e, da ultimo, aree marino-costiere balneabili prospicienti la foce dello stesso (2 siti). Come attività corollaria, si è poi fruito dei numerosi case-report reperibili in letteratura che descrivono epidemie di giardiasi e criptosporidiosi, innescate o dall'ingestione di acqua infetta o dalla balneazione in acque contaminate, per la creazione di un database epidemiologico relativo al periodo 1954-2012 e denominato Giardiasis & Cryptosporidiosis Database (GCDB). Tale database consente non solo la catalogazione sistematica e la consultazione interattiva degli eventi epidemici, ma è stato sfruttato per implementare un modello predittivo capace di stimare il Rischio di Contaminazione Protozoaria delle Risorse Idropotabili tramite il computo di un apposito indice numerico (IRCPRI).

Il progetto prevede l’applicazione dell’analisi del ciclo di vita al sistema integrato di raccolta, riciclaggio e smaltimento dei rifiuti urbani e assimilati. La struttura di una LCA (Life Cycle Assessment) è determinata dalla serie di norme UNI EN ISO 14040 e si può considerare come “un procedimento oggettivo di valutazione dei carichi energetici e ambientali relativi a un processo o un’attività, effettuato attraverso l’identificazione dell’energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nell’ambiente. La valutazione include l’intero ciclo di vita del processo o attività, comprendendo l’estrazione e il trattamento delle materie prime, la fabbricazione, il trasporto, la distribuzione, l’uso, il riuso, il riciclo e lo smaltimento finale”. Questa definizione si riassume nella frase “ from cradle to grave” (dalla culla alla tomba). Lo scopo dello studio è l’applicazione di una LCA alla gestione complessiva dei rifiuti valutata in tre territori diversi individuati presso tre gestori italiani. Due di questi si contraddistinguono per modelli di raccolta con elevati livelli di raccolta differenziata e con preminenza del sistema di raccolta domiciliarizzato, mentre sul territorio del terzo gestore prevale il sistema di raccolta con contenitori stradali e con livelli di raccolta differenziata buoni, ma significativamente inferiori rispetto ai Gestori prima descritti. Nella fase iniziale sono stati individuati sul territorio dei tre Gestori uno o più Comuni con caratteristiche abbastanza simili come urbanizzazione, contesto sociale, numero di utenze domestiche e non domestiche. Nella scelta dei Comuni sono state privilegiate le realtà che hanno maturato il passaggio dal modello di raccolta a contenitori stradali a quello a raccolta porta a porta. Attuata l’identificazione delle aree da sottoporre a studio, è stato realizzato, per ognuna di queste aree, uno studio LCA dell’intero sistema di gestione dei rifiuti, dalla raccolta allo smaltimento e riciclaggio dei rifiuti urbani e assimilati. Lo studio ha posto anche minuziosa attenzione al passaggio dal sistema di raccolta a contenitori al sistema di raccolta porta a porta, evidenziando il confronto fra le due realtà, nelle fasi pre e post passaggio, in particolare sono stati realizzati tre LCA di confronto attraverso i quali è stato possibile individuare il sistema di gestione con minori impatti ambientali.

Il progetto prevede l’applicazione dell’analisi del ciclo di vita al sistema integrato di raccolta, riciclaggio e smaltimento dei rifiuti urbani e assimilati. La struttura di una LCA (Life Cycle Assessment) è determinata dalla serie di norme UNI EN ISO 14040 e si può considerare come “un procedimento oggettivo di valutazione dei carichi energetici e ambientali relativi a un processo o un’attività, effettuato attraverso l’identificazione dell’energia e dei materiali usati e dei rifiuti rilasciati nell’ambiente. La valutazione include l’intero ciclo di vita del processo o attività, comprendendo l’estrazione e il trattamento delle materie prime, la fabbricazione, il trasporto, la distribuzione, l’uso, il riuso, il riciclo e lo smaltimento finale”. Questa definizione si riassume nella frase “ from cradle to grave” (dalla culla alla tomba). Lo scopo dello studio è l’applicazione di una LCA alla gestione complessiva dei rifiuti valutata in tre territori diversi individuati presso tre gestori italiani. Due di questi si contraddistinguono per modelli di raccolta con elevati livelli di raccolta differenziata e con preminenza del sistema di raccolta domiciliarizzato, mentre sul territorio del terzo gestore prevale il sistema di raccolta con contenitori stradali e con livelli di raccolta differenziata buoni, ma significativamente inferiori rispetto ai Gestori prima descritti. Nella fase iniziale sono stati individuati sul territorio dei tre Gestori uno o più Comuni con caratteristiche abbastanza simili come urbanizzazione, contesto sociale, numero di utenze domestiche e non domestiche. Nella scelta dei Comuni sono state privilegiate le realtà che hanno maturato il passaggio dal modello di raccolta a contenitori stradali a quello a raccolta porta a porta. Attuata l’identificazione delle aree da sottoporre a studio, è stato realizzato, per ognuna di queste aree, uno studio LCA dell’intero sistema di gestione dei rifiuti, dalla raccolta allo smaltimento e riciclaggio dei rifiuti urbani e assimilati. Lo studio ha posto anche minuziosa attenzione al passaggio dal sistema di raccolta a contenitori al sistema di raccolta porta a porta, evidenziando il confronto fra le due realtà, nelle fasi pre e post passaggio, in particolare sono stati realizzati tre LCA di confronto attraverso i quali è stato possibile individuare il sistema di gestione con minori impatti ambientali.

La maggior parte dell’utilizzo umano delle risorse idriche viene impiegato per sostenere la produzione agricola. Nell'era del cambiamento climatico, la nozione di contenuto d’acqua virtuale (VWC), ossia la quantità d’acqua dolce utilizzata per la produzione di una merce alimentare, è uno strumento efficace per studiare il legame tra cibo e risorse idriche in funzione del clima, del suolo e delle pratiche agricole. Questo studio propone di identificare il contenuto d’acqua virtuale di alcune delle principali colture (grano, mais e riso) per il territorio nazionale italiano, considerando un periodo temporale a breve-medio termine. Il calcolo del VWC è ottenuto utilizzando tre modelli di simulazione climatica con una risoluzione spaziale di 25 km. Per le stime dei rendimenti colturali, variabili a scala regionale, è stato considerato uno scenario emissivo RCP 4,5. In questo studio sono inoltre considerati modelli di resa basati sull’utilizzo di specifici fertilizzanti (produttori di CO2), tali da stimolare la produzione delle colture cercando di compensare le componenti sfavorevoli provocate dai cambiamenti climatici. I risultati mostrano una forte eterogeneità spaziale dei valori di VWC a scala subnazionale e sono fortemente influenzati dai modelli di resa. Questa informazione dimostra che il VWC è strettamente influenzato dalle pratiche agricole; fornendo quindi un utile riferimento per adottare strategie per ottimizzare la gestione della risorsa acqua. L’evoluzione temporale delle stime di VWC evidenzia il mais quale coltura per cui è previsto un incremento maggiore del contenuto d’acqua virtuale dal 2000 al 2050 (27,6%); la coltura per cui si registra un incremento minore è il riso (8,4%), mentre le stime future prevedono un incremento medio per il grano (10,6%). Considerando l’utilizzo di fertilizzanti emettitori di CO2 nei modelli di simulazione di resa, si osserva un generale decremento dei valori di VWC per grano e riso.

2006/2007
L’obiettivo di tale studio è stato quello di implementare un Sistema di Informazione Geografica (GIS) per il monitoraggio dell’attività di pesca e delle risorse alieutiche, considerando le marinerie delle Isole Egadi, a rappresentanza di alcune tipologie di base dell’attività di pesca artigianale e per i diversi vincoli ambientali che in quest’area insistono quali la Riserva Naturale Marina e i Siti Natura 2000, al fine di suggerire opportune strategie di protezione sia per le risorse pescabili che per l’ambiente. Quindi un sistema esperto a supporto delle decisioni, che consenta di visualizzare i complessi scenari nell’ambito della valutazione delle risorse alieutiche nella dimensione spazio-temporale (Spatial Decision Support System), orientato alla pianificazione territoriale per un uso sostenibile delle risorse naturali, sinergica e coordinata tra i vari enti territoriali preposti. Nel corso di tale studio è stato messo a punto un data-warehouse, orientato alla pianificazione territoriale contenente differenti tipologie di dati ambientali, un database relazionale (RDBMS) contenente i dati riguardanti la pesca e la flotta, e un GIS in grado di gestire, analizzare, integrare dati eterogenei, riferendoli alle rispettive posizioni geografiche, finalizzato nello specifico ai seguenti obiettivi: - Studio delle caratteristiche ambientali dell’area di interesse; - Caratterizzazione della struttura della flotta per ciascun porto; - Variabilità degli attrezzi utilizzati nel tempo e nello spazio in ciascun porto; - Indagine delle specie catturate, qualitativamente e quantitativamente; - Indagine dello sforzo di pesca e cattura per unità di sforzo (CPUE), nello spazio e nel tempo; - Analisi dei principali parametri chimico-fisici ambientali (temperatura, salinità, ossigeno, etc); - Rilevazione delle condizioni climatiche e meteo-marine; - Individuazione di specie e habitat di elevato valore ecologico; - Valutazioni ambientali e indicazioni gestionali. In particolare, è stata indagata l’area di studio, gli aspetti geologici, biologici, con particolare rilievo ad habitat e specie di interesse scientifico e/o ecologico, mediante ricerche bibliografiche e campagne sperimentali in mare. Sono state realizzate le indagini inerenti la pesca e la flotta mediante i seguenti metodi: metodo indiretto e metodo diretto. Il metodo indiretto ha compreso la raccolta dei dati settimanalmente mediante rilevazione allo sbarco, per un intero anno. Il metodo diretto ha compreso la realizzazione di campagne sperimentali opportunamente pianificate, utilizzando come campionatore diverse tipologie di imbarcazioni e attrezzi delle marinerie dell’area, per la raccolta diretta di dati, sempre nell’arco di un anno. Durante le pescate sperimentali si è fatto uso di strumentazione GPS (Global Positioning System) per registrare le coordinate geografiche del punto iniziale, medio e finale dell’attrezzo in pesca. La profondità, a cui sono state effettuate le pescate, è stata registrata mediante ecoscandaglio. I dati oceanografici sono stati prelevati in situ, mediante sonde multiparametriche. Sono state rilevate informazioni riguardo le condizioni climatiche e meteo-marine. E’ stato realizzato un GIS facendo uso del software ArcGIS 9.1 della ESRI. Per la definizione dei temi e per uniformare le informazioni raccolte e catalogate nel datawarehouse, questo è stato strutturato in accordo ad un Thesaurus di Riferimento per Applicazioni ambientali (Environmental Applications Reference Thesaurus, EARTh). I dati riguardanti la pesca e la flotta sono stati elaborati e organizzati in un Database relazionale (RDBMS), che ha permesso la gestione dell’informazione geografica assicurando caratteristiche quali efficienza nelle prestazioni, controllo degli accessi, controllo delle ridondanze, conferendo una formidabile elasticità alla struttura e quindi di analisi spaziale, permettendo così di analizzare i diversi aspetti dei fenomeni. Questo è stato arricchito con collegamenti (hyperlink) a documenti utili (leggi, direttive, vincoli territoriali), immagini (foto di barche, coste, specie, attrezzi), pagine web. Infine, il sistema è stato organizzato in modo che, effettuando differenti interrogazioni ed operazioni quali analisi di dati spaziali (interpolazioni, operazioni di overlay, raster calculator), analisi degli attributi (query o funzioni di ricerca, SQL, summarize, statistics) e analisi integrata (spaziali e attributi), ha permesso di ottenere differenti informazioni nella dimensione spazio-temporale. In conclusione, il sistema è stato predisposto per analizzare e visualizzare i complessi scenari esistenti nell’ambito della valutazione delle risorse alieutiche nella dimensione spazio-temporale (monitoraggio), considerando le caratteristiche ambientali e le diverse problematiche dell’area, in modo da prevedere i possibili scenari futuri (forecasting) creando una modellizzazione della realtà, al fine di: fornire indicazioni nel pianificare una gestione ottimale delle risorse, razionale, integrata e sostenibile, quindi fornire spazialmente una scelta di soluzioni al decisore (Spatial Decision Support System) per la conservazione degli stock ma anche per preservare gli ecosistemi marini; avviare in caso di un’area sottoposta a più vincoli (Riserva Marina, Sito Natura 2000, IBA) una pianificazione concertata e sinergica tra i diversi livelli istituzionali preposti (governance multilivello e interscalare) ed evitare quindi una pianificazione conflittuale o ridondante. Il sistema realizzato potrebbe vedere applicazione nell’ambito delle seguenti pianificazioni: per la realizzazione dei piani di gestione pesca regionali, inerenti il Programma Operativo Pesca - FEP nazionale (Fondo Europeo per la Pesca); per l’elaborazione dei piani di gestione dei Siti Natura 2000; per la predisposizione delle varie fasi della Valutazione Ambientale Strategica (VAS); per la predisposizione di piani territoriali di Gestione Integrata della Fascia Costiera GIZC; nell’istituzione di Aree Marine Protette o Riserve Naturali Marine, Parchi, ed in particolare risulterebbe utile nella pianificazione della zonazione, soprattutto quando in tali aree è presente come forte componente l’attività di pesca, ricoprendo un elevato valore in termini di occupazione, commercio, attività ricreative e quindi di benessere economico.
The objective of this study was to implement a Geographic Information System (GIS) for the monitoring of fishing activities and alieutic resources in the Egadi Islands, as being representative of a few fundamental kinds of small-scale fishing and for various existing environmental restrictions such as the Marine Reserve and Natura 2000 sites. The purpose was to suggest appropriate conservation strategies for both alieutic resources and the environment. In other words, an expert system to decision support, making it possible to visualize complex scenarios in the assessment of alieutic resources in a space-time dimension (Spatial Decision Support System), geared towards spatial planning -for a sustainable use of natural resources- in synergy and coordination among the various authorities in charge. In the study a data-warehouse was set up, geared towards spatial planning and containing various categories of environmental data, a relational database (RDBMS) containing data on fishing and fleets, and a GIS capable of processing, analyzing and integrating heterogeneous data in reference to their respective geographical locations, with the following specific objectives: - Study of the environmental characteristics of the area of focus; - Characterization of the structure of the fleet for each port; - Investigating fishing gear changes in time and space in each port; - Quantitative and qualitative investigation of the species caught; - Analysis of fishing effort and catch per unit effort (CPUE), in time and space; - Analysis of the main environmental -physical and chemical- parameters (temperature, salinity, oxygen, etc.); - Survey of climatic and sea weather conditions; - Identification of species and habitats of high ecological value; - Environmental assessment and management guidelines. In particular, the investigation was carried out on the area of focus, its geological and biological aspects, with special attention to habitats and species of scientific/ecological interest, through bibliographic research and experimental sampling at sea. The investigation on fishing and fleets has been carried out with the following methods: indirect method and direct method. The indirect method has involved weekly collection of data from interviews at landing, over a whole year. The direct method has involved carefully planned sampling trips, using various types of boats and gear of the local fisheries for direct collection of data, also over a whole year. In the sampling process, a GPS (Global Positioning System) was used to record the initial, middle and final geographical coordinates of the fishing gear. Depths of experimental fishing were recorded with an echo sounder. Oceanographical data were obtained on site, with the use of multiparametric probes. Information has been recorded on climatic and sea weather conditions. The GIS was set up using ArcGIS 9.1 software by ESRI. For definitions of topics and to standardize the information collected and filed in the data-warehouse, this has been structured in accordance to the Environmental Applications Reference Thesaurus (EARTh). Data regarding fishing and fleets have been processed and organized in a relational database (RDBMS), which has made it possible to manage geographical information as well as assuring characteristics such as efficiency of performance, access control, redundancy control, thus giving the structure remarkable flexibility also in terms of spatial analysis and the possibility of looking at the various aspects of events. The database has also been enriched with hyperlinks to useful documents (laws, directives, planning restrictions), images (photos of boats, coastlines, species, gear), and web pages. Finally, the system has been organized so as to be able to obtain various kinds of information in a space-time dimension through operations and procedures such as spatial data analysis (interpolation, overlay, raster calculator), analysis of attributes (query or search functions, SQL, summarize, statistics) and integrated analysis (spatial data and attributes). In conclusion, the system has been set to analyze and visualize complex scenarios in the assessment of fishable resources in a space-time dimension (monitoring), taking into consideration the environmental characteristics and various critical factors of the area, so as to forecast possible scenarios and create models of reality with the purpose of: providing indications for optimal, rational, integrated and sustainable resource management, as well as a range of spatial options for decision-makers (Spatial Decision Support System) for the conservation of stock and marine ecosystems; in the case of areas subjected to multiple restrictions [Marine Reserve, Natura 2000 site, IBA (Important Bird Areas)], giving way to a concerted, synergic planning activity among the various authorities in charge (multi-level and inter-scalar governance) and thus avoiding any conflictual, redundant planning. Such system could be applied in the following planning situations: implementation of regional fishing management plans within the national Operational Programme – EFF (European Fisheries Fund); preparing of management plans for Natura 2000 sites; preparation of the various phases of Strategic Environmental Assessment (SEA); preparing of plans for the Integrated Coastal Zone Management (ICZM); institution of Marine Protected Areas or Marine Reserves, Parks, in particular, it would be useful to plan the zoning of this areas protected, especially when fishing activity is strong and of high value for occupation, trade, recreational activities and hence economic welfare.
XX Ciclo
1971

La disponibilità d'acqua gioca un ruolo strategico nello sviluppo di un territorio e delle comunità che vi risiedono; per questo l’uomo si è da sempre impegnato nella ricerca di metodi e mezzi per la distribuzione e la gestione delle acque. L’attuale estremizzazione degli eventi climatici costituisce una nuova sfida a cui dobbiamo rispondere con lo sviluppo di nuove strategie di difesa e prevenzione. In quest’ottica si inserisce il presente lavoro di tesi, realizzato in collaborazione con il Consorzio di Bonifica di II grado per il Canale Emiliano-Romagnolo, ente che si occupa della gestione della risorsa idrica irrigua in Emilia-Romagna. L’obiettivo di questo studio è quello di analizzare il fenomeno dell’infiltrazione di acqua dai canali irrigui e valutarne l’effetto sulla falda superficiale. Esso si compone di tre fasi. La prima è dedicata alla caratterizzazione del fenomeno tramite l’osservazione ed elaborazione dei dati raccolti con prove in sito presso tre canali della rete irrigua regionale. La seconda fase prevede, dopo una prima parte di modellazione con software VS2DI, lo sviluppo di un modello per la stima del contributo di un generico canale all’innalzamento del livello della falda superficiale. Segue la terza fase, dedicata all’implementazione del modello all’interno di un ambiente GIS. L’obiettivo finale è la creazione di un nuovo layer che rappresenti l’influenza della rete di canali irrigui regionale sull’andamento del livello della falda ipodermica, utilizzabile nel software IRRINET per rendere più accurata la valutazione del fabbisogno idrico delle colture poste in prossimità dei canali e dunque più efficiente la gestione della risorsa. Il risultato ottenuto può considerarsi di grande interesse poiché costituisce la traduzione della lunga attività di studio relativa al fenomeno di infiltrazione dai canali alla falda ipodermica, in uno strumento effettivamente utile al miglioramento del sistema di gestione della risorsa idrica in Emilia-Romagna.

Coastal aquifers are in hydraulic contact with the sea; prolonged overpumping of groundwater can lead to inland encroachment and/or vertical up-coning of the interface (transition or mixing zone) between these regimes, causing salt contamination of freshwater aquifers. In the Mediterranean area, seawater intrusion (SWI) has sometimes become a major threat to coastal area freshwater resources, mainly due to lack of appropriate groundwater resources management. Current projections of future potential climatic scenarios further complicate the overview, because the worst considered possibilities provide critical predictions about the decline of the average amount of water available (in terms of both inflows and outflows); furthermore, the projected sea-level rise (SLR) could significantly alter the position and morphology of coastline. A proper analysis and risk assessment of areas subject to SWI, and the evaluation of the coastal basins hydrological response to climate variability, appear to be essential for the design of water management measures that are necessary to mitigate environmental and socio-economic impacts. The key objectives of the study are: 1) development of a methodology of SWI risk analysis in coastal aquifers; 2) application of the methodology to a real case-study (Gaza Strip coastal aquifer, Palestinian Territories) to assess the risk of saltwater ingression and 3) analysis of the effectiveness of mitigation strategies on SWI Risk to support the planning of future spatial and territorial organization. The aquifer system is studied with a simulation code to assess the feasibility of risk mitigation measures under climate induced changes, by the means of simulation/optimization methods, which can provide the quantitative information needed for the management of groundwater resources, with respect to assigned objectives and constraints. Results show that (i) SWI risk assessment can be addressed by means of groundwater simulation models, calibrated against field measures, as a tool to evaluate future contamination in response to projected climate scenarios and exploitation plans, and that (ii) mitigation measures can be developed, according to some predefined criteria, and expected benefits can be quantified. The research is carried out within the CLIMB project, funded by the 7th Framework Programme of the European Commission.

Methods to operationalize climate change adaptation are explored by developing tools for knowledge integration within participatory processes. Two paradigms are taken into consideration, and case studies are developed in relation to them. The first paradigm is Integrated Water Resources Management and the case study used is the research project BRAHMATWINN. The second paradigm is Disaster Risk Reduction (DRR) and the case study is identified based upon a knowledge harmonization process taking place in Guatemala. Three are the main results: 1. the Integrated Indicator Table useful to establish a biunivocal relation between research outcomes and stakeholders’ needs; 2. the Gap Analysis Matrix useful to identify governance and policy gaps in the law and its implementation with respect to flood risk; 3. the Total Cognitive Map useful to collect and analyse visions stakeholders have on risk and DRR, and to identify and improve possible synergies among institutions and organizations dealing with DRR.
Sono sviluppati metodi per rendere operativo l’adattamento ai cambiamenti climatici a partire da processi partecipativi per l’armonizzazione del sapere. Il primo paradigma affrontato è la gestione integrata delle risorse idriche, caso studio è il progetto BRAHMATWINN; il secondo paradigma è la gestione del rischio, con un caso studio fondato su un progetto di armonizzazione delle conoscenze in corso in Guatemala. Tre sono i risultati: 1. la tabella integrata degli indicatori, mediante la quale si è stabilita una relazione biunivoca fra risultati della ricerca e necessità degli attori locali; 2. la matrice per l’analisi delle carenze di politiche per il rischio inondazione, in cui sono identificati ritardi nella legislazione e nella sua implementazione; 3. la mappa cognitiva totale, attraverso cui si possono raccogliere ed analizzare le visioni che gli attori locali hanno sul rischio e sulla sua gestione, per identificare e migliorare le sinergie possibili fra istituzioni che si occupano di gestione del rischio.

Sempre più scarsa e meno accessibile, l’acqua sta assumendo i connotati di una risorsa pregiata in grado di alimentare marcate iniquità. Gli elevati consumi dovuti all’uso civile – nei settori domestico e terziario – accrescono la pressione sull’ambiente, tracciando una condizione di stress idrico molto alto in gran parte delle città italiane. Il tema della gestione delle risorse idriche all’interno degli edifici si pone quindi come un campo di indagine prioritario, e come processo centrale nell’approssimazione a un modello di sostenibilità nell’edificazione, oggi individuabile nel Regenerative Design. La scarsità idrica rappresenta un rischio pendente derivato da interferenze di natura ambientale, tecnologica, economica, sociale e politica, con conseguenze sulla disponibilità e l’accessibilità alle risorse. La ricerca si pone di interpretare il principio di sostenibilità nella gestione delle risorse idriche, attraverso la comprensione delle principali pratiche di riferimento, negli edifici, per la raccolta, il trattamento e il riuso, che consentano di preservarne la quantità e la qualità – in un’ottica di circolarità, come diversi casi di studio sono in grado di documentare. Lo studio è volto a estendere i margini dell’analisi a tutte le componenti che contribuiscono, anche indirettamente, alla definizione del consumo lungo tutte le fasi di operatività dell’edificio e a integrare i criteri valutativi attraverso la costruzione di Key performance indicators, strumentali a definire la rilevanza delle strategie e l’affinità con gli obiettivi della ricerca. Il risultato è la proposta di un modello rigenerativo con strategie complementari di intervento nelle costruzioni, capace di fornire uno strumento di supporto nell’affrontare decisioni progettuali consapevoli e funzionali alla prevenzione del rischio di scarsità idrica.
Increasingly scarce and less affordable, water is taking on the characteristics of a precious resource able to increase marked inequities. The high consumption due to civil use – in domestic and tertiary sectors – fuels the pressure on the environment, drawing a very high water-stress condition in most Italian cities. The issue of water resources management within buildings stands as a priority field of investigation, and as a central process in the transition to a sustainability model in construction, today recognizable as ‘Regenerative Design’. Water scarcity represents a pending risk derived from environmental, technological, economic, social and political interferences. It threatens consequences on the availability and affordability of resources. The research aims to interpret the sustainability principle in water resources management, through the understanding of the best practices for harvesting, collection, treatment and reuse – with a circular approach – to preserve water quantity and quality in buildings, as various case studies can attest. The work tries to extend the field of analysis to all the components that contribute, even indirectly, to water consumption along all phases of the building’s life cycle and to integrate the evaluation criteria through a set of Key performance indicators, instrumental to define the relevance of strategies and the affinity with the research objectives. The result is the proposal of a regenerative model with complementary approaches for buildings, capable of providing a support tool to address aware and functional design choices in preventing water scarcity risk.

The peculiarities of karst aquifers make them strategic resources which, however, are not yet exploitable because of objective difficulties that are found in their study. Indeed, it is recognized the importance of carbonate aquifers for water sourcing (BAKALOWICZ, 2005; CIVITA, 2008; GOLDSCHEIDER & DREW, 2007; VIGNA, 2002), but often the inadequacy of the investigation methods together with their inaccessibility due to morphological factors, does not allow an adequate exploitation. For this reason, a study was carried out with a multidisciplinary approach, which made it possible to compare, analyze and validate the results obtained by the different techniques of investigation. Final result is the characterization of fractured aquifers and of baseflow, as well as the evaluation of the influence of the variability of recharge on the groundwater regime. This study describes the results obtained in two areas of the central Apennines, which are representative of the Umbria-Marche and Lazio-Abruzzi geological domains. In the south-eastern area of “Sibillini Mountains National Park” is located the upper basin of Aso river, closed between some of the highest reliefs of Sibillini Mounts: Mt. Vettore, Mt. Porche and Mt. Sibilla. Here outcrop the pelagic Mesozoic–Cenozoic Umbria-Marche succession, whose formations are involves by the Olevano-Antrodoco-Monti Sibillini or OAMS Thrust (PIERANTONI et alii, 2005) and have a structural setting characterized by an asymmetric, east-verging anticline with box-fold geometry. Groundwater of the Aso River has been evaluated between 1400 L/s (BONI et alii, 2010, NANNI et alii, 2010) and 1800 L/s (MASTRORILLO et alii, 2012), about 530 of those (Foce spring) are tapped for drinking use by a tunnel drainage. The Sagittario river is located in the Northern Montagna Grande (Eastern Marsica, Abruzzi) where the Cavuto springs represent the main discharge of Basal aquifer, with an average flow rate evaluated in 1800 L/s (BONI & RUISI, 2005). Here outcrop Mesozoic and Cenozoic carbonate deposits, belonging to different palaeogeographic domains (from platform to slope-to-basin); this unit are placed in contact with synorogenic flysch deposits by important tectonic lines that are predominantly N-S and NNW-SSE oriented. The works discussed were carried out by means of a multidisciplinary approach including geological, hydrogeological, hydrochemical-isotope and climatic aspects. In particular, the analysis and elaboration of latest geological-stratigraphic and structural data allowed to define the major regional carbonate aquifers, to locate structural elements that can affect the groundwater circulation and to identify stratigraphic elements leading to the presence of local or regional surface circulations. The hydrogeological analysis is based on the realization of direct measurements of discharge, on the baseflow recession analysis, on the evaluation of annual changes in piezometric levels and on the implementation of vertical log with Flowmeter. The results obtained have allowed us to evaluate the flow rate and the seasonal and annual variability, also in function of climate change, and the intrinsic characteristic of the aquifer systems; in addition, it was possible to determine vertical component of groundwater flow and to detect any interactions with adjacent aquifers and/or to differentiate separate circulations of aquifers overlaid. The chemical and isotopic data were useful to individuate an unique circulation or to confirm the presence of separate groundwater flows, identified on the basis of geological and hydrogeological data. Furthermore, the isotopic data have enabled us to define the average height of recharge area of main springs, while the results of chemical analysis have provided information about the hydrodynamic conditions in the aquifers and the different circulation systems drained by closing springs which have or not similar chemistry. Finally, in the investigated areas, the detailed analysis of temperature, rainfall and snow data (in terms of thickness variation of snowpack or inches have fallen on the ground) and, then, of “Effective Rainfall”, have allowed us to make important considerations on the meteoric inflows and its relations with the variability of the groundwater regime. The total amount of base flow of the Aso River in 2009-2012 has been evaluated in about 1900 L/s, ranging between about 2200 and 1500 L/s. The multidisciplinary approach made it possible to identify three regional deep groundwater inside the “Basal”, “Maiolica” and “Scaglia calcarea” aquifers. The flow of the river is mainly supported by Foce and linear springs of the Basal aquifer (more than 70%), whose recharge area it has been evaluated in about 40 Km2 by geological-tectonic and isotopic results: underground drainage occurs mainly in a direction NNW-SSE, from South to North. Shallow alluvial-detritic aquifer of “Gardosa Plain”, connected with Basal aquifer, supplies the spring of Aso and Foce lake: this happens only in the wettest years, when the rise of the groundwater table feeds a flowpath from Basal to shallow aquifer. Recharge of the Basal aquifer is due to melting snows and subordinately to rainfall: the delay between the beginning of the snowmelt and discharge increase was estimated at just over month. The baseflow recession analysis also shown that the basin of the Aso river is the main address of the Basal groundwater flow in the south-eastern part of the chain of the Sibillini Mountains. Maiolica and “Scaglia calcarea” aquifers also contribute to the discharge of Aso river with, respectively, 240 L/s and 290 L/s (referred to the 2009-2012 period): the recharge areas outcrop northwards and their extension is a function of the variability of meteoric inflow, that affects the involvement of more extensive areas of aquifers in the periods in which the recharge is greater. Influence of the snow on the recharge of aquifers of Sibillini has also been confirmed by the negative rainfall gradient (-41,3 mm/100 mt), because as the altitude increases the rains are replaced by snow, and by coefficient of Lauscher that is over 50% above 1300 meters a.s.l. The analysis of the Effective Infiltration, evaluated on the basis of the temperature, rainfall and snow data, showed a great variability depending on the areal extension, the local relief and annual climatic variations: has been calculated a mean value for 2008-2012 period of about 1020 mm/year, variable between 630 and above 1400 mm/year. In addition, the water budget has provided a mean net infiltration of 990 mm/year, ranging between 735 and 1220 mm/year, values comparable with those obtained from the analysis of weather data. Were carried out in 2009-2010 measurements of discharge in the Sagittario River, between San Domenico dam and Cavuto spring group, that have shown how the flow rate in this area is strongly influenced by the presence of hydro diversion. In fact, the volumes of water released immediately and about 1,5 Km downstream of the diversion structure, valuated in about 50 and 320 L/s, moves through the soil surface into the ground, leaving part of the riverbed dry. Contribute to feed the Cavuto spring group, whose average base flow in 2009-2010 has been evaluated in 1860 L/s, in addition to the meteoric recharge due to the rains that the snow, also approximately 225 L/s of the waters that infiltrate directly into the riverbed. The baseflow recession analysis provided that the recession coefficient α increases with time: this has been interpreted as temporarily flooded caves in the northern karst region of Montagna Grande. Indeed, analysis of climatic data referred to 2002-2012, returned a wide range of effective rainfall with an average value of about 670 mm/year; instead, for 2009-2010 the average value is of 925 mm/year, reflecting that these two years have been characterized by particularly high levels of recharge. In addition, the water budget carried out by assuming an area of 53 Km2, identified on the basis of geological-structural setting, allowed to determine an average value of Effective Infiltration for the 2009-2010 of almost 970 mm/year, very close to that calculated by the “Indirect method” (BONI et alii, 1986). The study conducted in the carbonate basins of the rivers Aso and Sagittario, based on the application of multi-disciplinary methodologies, showed that this approach made it possible the analysis and validation of the results obtained by the different techniques of investigation. The final result was the characterization of fractured aquifers and underground drainage of the main spring, as well as the evaluation of the influence of the variability of recharge on the groundwater regime. In particular, for this type of aquifer, it is shown essential the detailed evaluation of the annual and multiannual scheme of “Effective Rainfall”, especially with regard to snow, and the validation of Conceptual Hydrogeological Models by comparing the Direct and Indirect hydrogeological method.

The peculiarities of karst aquifers make them strategic resources which, however, are not yet exploitable because of objective difficulties that are found in their study. Indeed, it is recognized the importance of carbonate aquifers for water sourcing (BAKALOWICZ, 2005; CIVITA, 2008; GOLDSCHEIDER & DREW, 2007; VIGNA, 2002), but often the inadequacy of the investigation methods together with their inaccessibility due to morphological factors, does not allow an adequate investigation. For this reason, a study was carried out with a multidisciplinary approach, which made possible to compare, analyze and validate the results obtained by the different techniques of investigation. Final result is the characterization of fractured aquifers and of their baseflow, as well as the evaluation of the influence of the variability of recharge on the groundwater regime. This study describes the results obtained in two areas of the central Apennines, which are representative of the Umbria-Marche and Lazio-Abruzzi geological domains. The upper basin of Aso river is located in the south-eastern area of “Sibillini Mounts National Park”, surrounded by some of the higher reliefs of Sibillini Mounts: Mt. Vettore, Mt. Porche and Mt. Sibilla. Here outcrop the pelagic Mesozoic–Cenozoic Umbria-Marche succession, whose formations are involved by the Olevano-Antrodoco-Monti Sibillini or OAMS Thrust (PIERANTONI et alii, 2005) and have a structural setting characterized by an asymmetric, east-verging anticline with box-fold geometry. Groundwater of the Aso River has been evaluated between 1400 L/s (BONI et alii, 2010, NANNI et alii, 2010) and 1800 L/s (MASTRORILLO et alii, 2012) and about 530 L/s of those (Foce spring) are tapped for drinking use by a tunnel drainage. The Sagittario river is located in the Northern Montagna Grande (Eastern Marsica, Abruzzi) where the Cavuto springs represent the main discharge of Basal aquifer, with an average flow rate evaluated in 1800 L/s (BONI & RUISI, 2005). Here outcrop Mesozoic and Cenozoic carbonate deposits, belonging to different palaeogeographic domains (from platform to slope-to-basin); this unit is placed in contact with synorogenic flysch deposits by significant tectonic lines that are predominantly N-S and NNW-SSE oriented. The work has been carried out by a multidisciplinary approach including geological, hydrogeological, hydrochemical-isotope and climatic aspects. In particular, the analysis and elaboration of latest geological-stratigraphic and structural data allowed to define the major regional carbonate aquifers, to locate structural elements that can affect groundwater circulation and to identify stratigraphic elements leading to the presence of local or regional flow. The hydrogeological analysis is based on the direct measurements of discharge, on the baseflow recession analysis, on the evaluation of annual changes in piezometric levels and on the implementation of vertical log with Flowmeter. The results obtained have allowed to evaluate the flow rate and the seasonal and annual variability, also related to climate change, and the intrinsic characteristic of the aquifer systems; in addition, it was possible to determine vertical component of groundwater flow and to detect any interactions with adjacent aquifers and/or to differentiate separate flow coming from aquifers shallow. The chemical and isotopic data were useful to individuate a sole circulation or to confirm the presence of separate groundwater flows, identified on the basis of geological and hydrogeological data. Furthermore, the isotopic data allow to define the average elevation of recharge area of main springs, while the results of chemical analysis have provided information about the hydrodynamic conditions in the aquifers and the different circulation systems drained by nearby springs which have or not similar chemistry. Finally, in the investigated areas, the detailed analysis of temperature, rainfall and snow data (in terms of thickness variation of snowpack or amount felt on the ground) and, then, of “Effective Rainfall”, have allowed to obtain important considerations on the meteoric inflows and its relations with the variability of the groundwater regime. The total amount of base flow of the Aso River in 2009-2012 has been evaluated in about 1900 L/s, ranging between about 2200 and 1500 L/s. The multidisciplinary approach made it possible to identify three regional groundwater flows inside the “Basal”, “Maiolica” and “Scaglia calcarea” aquifers. The flow of the river is mainly supported by Foce and linear springs of the Basal aquifer (more than 70%), whose recharge area has been evaluated in about 40 Km2 by geological-tectonic and isotopic results: underground drainage occurs mainly in a direction NNW-SSE, from South to North. Shallow alluvial-detritic aquifer of “Gardosa Plain”, connected with Basal aquifer, supplies the spring of Aso and Foce lake: this happens only in the wettest years, when the rise of the groundwater table feeds a flowpath from Basal to shallow aquifer. Recharge of the Basal aquifer is due to melting snows and subordinately to rainfall: the delay between the beginning of the snowmelt and discharge increase was estimated on about one month. The baseflow recession analysis also shown that the basin of the Aso river is the main destination of the Basal groundwater flow in the south-eastern part of the Sibillini Mountains ridge. Maiolica and “Scaglia calcarea” aquifers also contribute to the discharge of Aso river with, respectively, 240 L/s and 290 L/s (referred to the 2009-2012 period): the recharge areas outcrop northwards and their extension depends on the variation of meteoric inflow, that affects the involvement of more extensive areas of aquifers when the recharge is greater. Influence of the snow on the recharge of aquifers of Sibillini has also been confirmed by the negative rainfall gradient (-41,3 mm/100 mt), because as the altitude increases the rains are replaced by snow, and by coefficient of Lauscher (LAUSCHER, 1954) that is over 50% above 1300 meters a.s.l. The analysis of the Effective Infiltration, evaluated on the basis of the temperature, rainfall and snow data, showed a great variability depending on the areal extension, the local relief and annual climatic variations: a mean value for 2008-2012 period of about 1020 mm/year has been calculated, ranging between 630 and above 1400 mm/year. In addition, the water budget has provided a mean net infiltration of 990 mm/year, ranging between 735 and 1220 mm/year, values comparable with those obtained from the analysis of climate data. Measurements of discharge in the Sagittario River were carried out in 2009-2010, between San Domenico dam and Cavuto spring group, that have shown how the flow rate in this area is strongly influenced by the presence of hydrodiversion. In fact, the volumes of water released immediately and about 1,5 Km downstream of the dam, evaluated in about 50 and 320 L/s, move through the soil surface into the ground, leaving part of the riverbed dry. The Cavuto spring group, whose average base flow in 2009-2010 has been evaluated in 1860 L/s, is fed both by meteoric recharge due to rainfall and snow, but also by approximately 225 L/s of groundwaters that infiltrate directly into the riverbed. The baseflow recession analysis provided that the recession coefficient α increases with time: this has been interpreted as temporarily flooded caves in the northern karst region of Montagna Grande. Indeed, analysis of climatic data referred to 2002-2012, returned a wide range of effective rainfall with an average value of about 670 mm/year; instead, for 2009-2010 the average value is 925 mm/year, reflecting that these two years have been characterized by particularly high recharge rate. In addition, the water budget carried out by assuming an area of 53 Km2, identified on the basis of geological-structural setting, allowed to determine an average value of Effective Infiltration for the 2009-2010 of almost 970 mm/year, very close to that calculated by the “Indirect method” (BONI et alii, 1986). The study conducted in the carbonate basins of the rivers Aso and Sagittario, based on multi-disciplinary methodologies, allowed the detailed evaluation of the annual and multiannual range of the “Effective Rainfall”, especially with regard to snow, and the validation of Conceptual Hydrogeological Models by comparing the Direct and Indirect hydrogeological method of budget analysis.

La ricerca è rivolta alla comprensione delle trasformazioni territoriali innescate dagli interventi per l’accesso all’acqua nei contesti del Senegal, alla loro analisi e valutazione critica nell’ottica dell’individuazione di possibili percorsi virtuosi e riproducibili. Al centro della riflessione è stata posta la gestione delle risorse idriche che nella diversità di configurazione, organizzazione e modalità, genera nel luogo variabili impatti sociali, spaziali ed ambientali. L’area geografica di interesse, lo scenario rurale senegalese, è stata scelta come rappresentazione esemplificativa di una problematica ampiamente diffusa nell’Africa Occidentale e, in un più ampio posizionamento problematico, di una sfida che coinvolge i paesi del Sud del mondo. The research is aimed to understanding territorial transformations triggered by the actions for water access in the Senegal contexts, their analysis and critical assessment in order to identify possible virtuous and reproducible paths. The core of the study is the management of water resources that, in various configuration, organization and process, generates different social, spatial and environmental impacts. The geographical area of interest, Senegalese rural context, has been chosen as exemplifying representation of widespread problem in West Africa and, in a broader positioning problem, a challenge that involves the countries of the South.

Nella provincia d’Asia, in età romana, si assiste alla costruzione di opere idrauliche complesse regolate da un sistema gestionale adeguato a comunità ricche e popolose. La documentazione che permette di capire come lo sfruttamento delle acque in queste città dell’impero prevedesse un’organizzazione capillare (dalla captazione allo smaltimento), abbraccia fonti letterarie, epigrafiche e archeologiche, le ultime due strettamente connesse tra loro. L’obiettivo della ricerca è, dunque, quello di creare un quadro di insieme sul tema dell’utilizzo dell’acqua, della sua gestione e della costruzione di infrastrutture idrauliche nelle città d’Asia, durante l’età imperiale, mediante lo studio delle fonti storiche ed epigrafiche. Si rende necessario, in particolare, indagare il rapporto fra elementi testuali e monumenti, sviluppando un adeguato lavoro sul lessico greco, mutuato in parte dal linguaggio tecnico latino. Le tappe essenziali della ricerca saranno: la ricostruzione del contesto in cui sono realizzate le opere idrauliche, l’individuazione dei finanziatori e degli amministratori, le modalità di gestione locale in rapporto alla gestione centrale, lo studio dei rapporti intercorrenti tra potere centrale ed evergetismo privato nel finanziamento e nella gestione delle opere stesse.

Sebbene l’agricoltura irrigua sia ritenuta una delle principali fonti di sfrutta-mento di entrambi le risorse idriche ed energetiche, è’ ampiamente accettato che es-sa svolge un ruolo fondamentale per lo sviluppo socio-economico di molti paesi dell' area mediterranea. Data la sua importanza, in un contesto in cui le risorse idriche sono sempre più soggette a pressioni crescenti a causa delle diverse sfide globali (ad esempio, il cambiamento climatico, la crescita demografica e lo sviluppo eco-nomico), vi è urgente necessità di gestire in maniera sostenibile le risorse idriche destinate a scopi irrigui al fine di garantire elevate rese produttive. Tuttavia, le dinamiche complesse che si instaurano all’interno di un sistema di gestione idrica ad uso irriguo rendono la gestione sostenibile delle risorse idriche di difficile attuazione. Tali sistemi, infatti, sono caratterizzati da un elevata complessità dovuta al compor-tamento di numerosi attori da cui l’utilizzo di risorse naturali dipende e che influisce sulla dinamica del sistema stesso. Non basta, dunque, guardare solo agli aspetti quantitativi dell’utilizzo di risorse idriche (e.g., impatti ammbientali), ma, al fine di supportare la loro gestione sostenibile, è indispensabile anche un’attenta conoscen-za del sistema e della sua dinamica. Da qui deriva, la necessità di affrontare le prob-lematiche della gestione delle risorse idriche in maiera olistica mediante approcci in-tegrati e multidisciplinari. Tra gli emergenti approcci integrati e multidisciplinari, in ambito scientifico si è af-fermato recentemente il paradigma del nesso tra Acqua-Energia-Cibo, che si configu-ra come un adeguata metodologia capace di supportare la gestione sostenibile delle risorse idriche attraverso l’analisi dei complessi legami tra le risorse naturali inte-grando gli aspetti gestionali della risorsa su scala intersettoriale. Partendo da queste premesse, al fine di affrontare olisticamente le problematiche del-la gestione sostenibile delle risorse idriche ad uso irriguo, il seguente studio di ricer-ca propone una metodologia innovativa e integrata in grado di operazionalizzare il paradigma di Acqua-Energia-Cibo a scala locale. In particolare la metodologia im-plementata è in grado di valutare le multi-implicazioni dell'uso dell'acqua irrigua at-traverso l'identificazione dei principali fattori che influiscono sul prelievo e lo sfrutta-mento delle risorse idriche. Per cui, al fine di studiare le dinamiche che si instaurano in un sistema di gestione idrica ad uso irriguo, è stato implementato un modello concettuale attraverso l’utilizzo di diagrammi causa-effetto (i.e., Causal loop Dia-grams), considerando un caso di studio rappresentativo situato al Sud Italia nella re-gione Puglia. Tale analisi ha consentito la conoscenza e la definizione dei confini so-ciali ed ambientali del sistema considerato indispenzabile per la definizione degli in-dicatori di sostenibilità rappresentativi della dinamica del sistema. Dunque, tre indici di sostenibilità basati sul concetto di "impronta" sono stati definiti per quantificare l'implicazione multidimensionale della pratica irrigua. In primo luogo, l'Indice di “Im-pronta idrica ad uso irriguo” mira a valutare l'impatto dell'uso dell'acqua irrigua sulle risorse idriche disponibili di una determinata area. In secondo luogo, l'Indice di “Im-pronta Energetica per l’irrigazione” quantifica la quantità di energia consumata per i prelievi e il pompaggio dell'acqua rispetto ai ricavi unitari delle colture. Infine, l'Indice di “Impronta economica” permette la valutazione dei benefici economici della produzione agricola rispetto ai costi dell'acqua utilizzata per l'irrigazione. Tutti gli indi-ci sono stati espressi sia in forma aggregata che separata al fine di valutare gli impatti e i benefici legati all'uso di specifiche fonti idriche quali ad esempio superficiali e sot-terranee. Infine, l'integrazione degli approcci di cui sopra viene inoltre proposta come ele-mento innovativo del seguente lavoro di ricerca, per supportare la gestione sos-tenibile delle risorse idriche. Difatti, gli indici rappresentano uno strumento im-portante per valutare quantitativamente lo stato dello sfruttamento delle risorse, ma rivelano poco della dinamiche di un dato sistema irriguo, la cui conoscenza è indis-pensabile per valutare l’efficacia dell’implementazione di una data politica di sos-tenibilità. I risultati ottenuti consentono di trarre alcune conclusioni generali dettagliatamente spiegate nei seguenti capitoli di tesi. In primo luogo, la fitta rete di relazioni tra i di-versi attori decisionali coinvolti influenza fortemente la dinamica del sistema. In se-condo luogo, i comportamenti degli attori sono influenzati sia da fattori esterni (prez-zo di mercato del raccolto e disponibilità idrica) che da vincoli interni (ad esempio, tariffe idriche). Infine, l'efficacia a medio-lungo termine di una determinata politica è influenzata dalla dinamica del Sistema. Pertanto l’integrazione tra aspetti qualitativi della dinamica del sistema con gli aspetti quantitative di utilizzo di risorse idriche si è rivelata di fondamentale importanza per conoscere l'efficacia dell’implementazione di una plausibile politica di sostenibilità nel breve, medio-lungo termine.
Irrigated agriculture plays a vital role for socio-economic development of the Mediterranean area, although it is the largest exploiter of both water and energy re-sources. Given its importance, in a context in which water resources experience in-creasing pressure due to different global challenges (i.e., climate change, growth population and economic development among others), there is an urgent need of sustainable management of irrigation water resources. Nevertheless, it is extremely challenging, especially at the local scale, due to several complex and interconnected dynamics establishing in a given irrigation system. In such systems, multiple actors are indeed involved in decision-making processes, and the use of natural resources strongly depends on their behaviors affecting the dynamics of the system itself. As result, facing sustainable management of water resources issues through only a technical knowledge is not enough. Whereas, a careful knowledge of the system and its dynamics is essential for supporting a sustainable management of water re-sources. For the above reasons, integrated approach are needed for dealing with ho-listically water management issues. Among the recent integrated approaches devel-oped in scientific literature the Water-Energy-Food Nexus is surely an useful method-ology for supporting sustainable management of water resources by studying com-plex linkages among resources and integrating management and governance across sector and scale. In order to holistically evaluate sustainable resource management, this study proposes an innovative integrated methodology capable to operationalize the Water Energy Food Nexus (WEFN) at local level evaluating the multi-dimensional implications of irrigation use by identifying the main factors controlling the selection and exploitation of water sources. In detail, a model based on Causal Loop Diagrams (CLD) was implemented in a case study, used as reference, located in Southern Italy in order to get a deeper insight into a complex irrigation system. Moreover, three sustainability indices based on the “footprint” concept were defined in order to quan-tify the multidimensional implication of irrigation practice. Firstly, the Irrigation Water Footprint Index aims to evaluate the impacts of irrigation use on the available water resources of a given area. Secondly, the Energy Footprint for Irrigation Index quanti-fies the amount of energy consumed for water withdrawals and pumping, compared to the unit crop revenue. Finally, the Irrigation Water-Cost Footprint Index supports the evaluation of the economic benefits of agricultural production, compared with the costs of water for irrigation. All indices can be expressed both in an aggregated and disaggregated form to assess the impacts and benefits related to the use of specific water sources. Moreover, the integration of the aforementioned approaches is also proposed as the innovative element for supporting the sustainable management of water resources. Indeed, indices are important instrument to quantitatively evaluate the state of resources exploitation, but they reveal little of a given irrigation system dynamics, which are essential to quantify for identifying the effectiveness of a given sustainability policy. The obtained results reveal some general conclusions. As first finding, a dense network of relationships among different decisional actors involved strongly influence the dynamic of the system. Moreover, it is clear that actor behav-iors is affected by external drivers (i.e., crop market price and water availability) and internal constraints (e.g., water tariff). At the end, the mid-long time effectiveness of a given policy is affected by system dynamic.