INOPIAQGIS è un sistema informatico di supporto alle decisioni volto al preannuncio di condizioni di carenza idrica.
La carenza idrica (water shortage) può essere definita la condizione, circoscritta nello spazio e nel tempo, caratterizzata da un’insufficienza della disponibilità di risorsa rispetto alla domanda ad essa connessa. Tale concetto è dunque applicabile a sistemi idrici, cioè a quell’insieme di infrastrutture che captano ed eventualmente immagazzinano l’acqua di una o più risorse (superficiali e sotterranee) e la distribuiscono a diverse tipologie di utenza (idropotabile, irrigua, industriale, ecc.).
L’identificazione di indicatori precoci (early-warning) di condizioni di shortage, intese come incapacità di un sistema a soddisfare il fabbisogno idrico delle utenze connesse, deve necessariamente considerare non solo la variabilità delle forzanti di tipo meteorologico e gli andamenti climatici di medio-lungo periodo, ma anche le caratteristiche infrastrutturali e gestionali specifiche di ogni sistema.
INOPIAQGIS v.beta è uno strumento di supporto alle decisioni basato sul calcolo del bilancio di massa mensile (volumi idrici) di un sistema idrico multirisorsa-multiutenza costituito dai seguenti elementi:
Risorse idriche:

• afflussi superficiali la cui variabilità è riscostruita a partire dalle anomalie di precipitazione;
• invasi superficiali (naturali o artificiali), alimentati da uno o più afflussi superficiali;
• campi pozzo. In INOPIAQGIS v.beta, gli invasi sotterranei (acquiferi) sono modellati come una riserva idrica la cui erogazione massima, in termini di portata estraibile, è limitata;
• risorse alternative. Con il termine “risorse alternative”, si fa qui riferimento a una risorsa superficiale caratterizzata da un volume massimo captabile o distribuibile in un mese. Mediante tale elemento è possibile simulare i volumi idrici forniti da un potabilizzatore o da un desalinizzatore, oppure emungibili da un corso d’acqua superficiale per una portata massima determinata dai limiti di concessione.

Utenze Idriche, intese come macro-utenze, il cui fabbisogno sia indirizzato a uno o più risorse.
Connessioni, che descrivono da un punto di vista topologico le possibilità di distribuzione dalle differenti risorse alle differenti utenze.
Nodo di gestione, che permette per i sistemi multi-risorsa di implementare varie tipi di indirizzamento della domanda e di allocazione delle risorse (indirizzamento prioritario, a percentuali fisse, stagionali o dinamiche in funzione dello stato delle risorse).

Caratteristica peculiare di INOPIAQGIS v.beta è la possibilità data all’utente di implementare uno specifico schema idrico mediante alcuni “elementi topologici” caratterizzabili dall’utilizzatore, per la cui descrizione si rimanda al paragrafo 2.3. Esso si configura come Plugin per il software open source QGIS, sviluppato in Python 3 (attualmente 3.7).
Il tool calcola, sulla base delle serie temporali di precipitazione e di afflusso agli invasi, dei fabbisogni di ciascuna utenza, delle caratteristiche degli invasi superficiali e sotterranei e delle modalità di gestione del sistema, il bilancio idrico alla scala mensile, identificando il rischio di mancato soddisfacimento dei fabbisogni (deficit) su ciascuna utenza/risorsa o sull’intero sistema.
L’analisi della relazione storica tra il regime pluviometrico e/o i volumi invasati in un determinato mese dell’anno e i deficit ricostruiti permette di ottenere informazioni quantitative per il preannuncio di possibili crisi idriche. In definitiva, si vanno a ricercare da un punto di vista quantitativo e statistico le condizioni del regime di precipitazione e/o di stato attuale delle risorse/utenze che possono determinare nel futuro (su una scala temporale dell’ordine dei mesi) condizioni di mancato soddisfacimento dei fabbisogni. Il tool permette anche di creare input sintetici mediante un generatore stocastico di anomalie di precipitazione che riproducono l’autocorrelazione osservata in modo da alimentare statisticamente il supporto alle decisione.

Lo strumento di supporto alle decisioni denominato INOPIAQGIS v.beta è stato sviluppato nell’ambito di diversi accordi di collaborazione tra la Presidenza del Consiglio dei Ministri – Dipartimento della Protezione Civile e l’Istituto di Ricerca sulle Acque del CNR, l’ultimo dei quali è stato siglato in data 19/9/2020 ed è ad oggi attivo.
Il plugin è attualmente in fase di sperimentazione. Di conseguenza gli esiti delle sperimentazioni verranno condivisi con il Dipartimento della Protezione Civile e gli Osservatori sugli utilizzi idrici istituiti in seno alle Autorità di Distretto competenti.

Emanuele Romano :: emanuele.romano@irsa.cnr.it

Il Laboratorio per le Analisi Geospaziali e Geodatabase (LAGG) fornisce supporto e coordinamento per attività che prevedono la comprensione dei fenomeni a forte connotazione spaziale attraverso predisposizione di strumenti, geodatabase e analisi finalizzate a tali valutazioni.
LAGG nasce per supportare Enti pubblici, Fondazioni, aziende private e studi professionali attraverso design e sviluppo condiviso (cooperazione applicativa) della componentistica software costituente la catena di acquisizione ed elaborazione delle informazioni, creazione di Tools di gestione e monitoraggio della catena di acquisizione-elaborazione-providing ed interfacce delle applicazioni di smart monitoring. Tali applicazioni consistono nello sviluppo di soluzioni basate sulla necessità di gestire una grossa mole di dati e un numero esteso di informazioni dinamiche con lo scopo di supportare le attività di decision making e problem solving. L’utilizzo di sistemi GIS fornisce l’opportunità di analizzare lo stato di un territorio e di esplorare una serie di scenari valutando le possibili conseguenze di azioni e interventi consentendo l’archiviazione delle informazioni in maniera geolocalizzata.
Il know how maturato è relativo ad applicazioni di monitoraggio ambientale, pianificazione urbanistica e territoriale, cartografia digitale tematica, elaborazione dati e realizzazione di sistemi di supporto alle decisioni e gestione del flusso di lavoro attraverso l’utilizzo esclusivo di software Open Source.
Attraverso il laboratorio gli studenti sviluppano una comprensione completa delle tecnologie e delle tecniche geografiche, applicazioni di mappatura web e telerilevamento.

Carmine Massarelli :: carmine.massarelli@irsa.cnr.it
Claudia Campanale :: claudia.campanale@irsa.cnr.it
Vito Felice Uricchio :: vito.uricchio@irsa.cnr.it