Una riflessione su alcune delle sfide che il mezzogiorno deve affrontare sul tema della gestione delle risorse idriche

1. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche
Salvatore Manfreda
Dipartimento di Ingegneria Civile, Edile e Ambientale (DICEA)
Università degli Studi di Napoli Federico II
www.salvatoremanfreda.it
Napoli – 22 Marzo 2023

2. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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La gestione delle risorse idriche nel XXI secolo
Le precipitazioni totali annuali sulla superficie terrestre (circa 108.000 km3) sono:
acqua verde - volume totale evaporato e traspirato che è di circa 61.000 km3;
acqua blu - volume totale dell'acqua infiltrata o di ruscellamento 47.000 km3.
Date le forti fluttuazioni temporali delle portate dei fiumi, solo una parte dell'acqua
blu (un valore compreso tra 9.000 km3 e 14.000 km3) può essere in effettivamente
controllata. Attualmente, stiamo già utilizzando 1/3 (circa 3.400 km3) della quantità
totale di acqua controllabile.
Ref: Seckler et al. (1998) World water demand and supply, 1990 to 2025.

3. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Consumi Idrici Totali per Individuo
Una persona necessita di 3-4 litri d’acqua al giorno per idratarsi
In Italia, l’utilizzo diretto di acqua si attesta sui 350 l / abitante /giorno
Ai consumi diretti si sommano altri consumi indiretti pari a 2000-4400 l / abitante
/giorno per gli usi industriali e agricoltura.
L’utilizzo di risorsa idrica cambia in modo marcato nei diversi continenti
Nord America 4900 l/abitante/giorno
Europa 4300 l/ abitante /giorno
Africa and Asia 2300 l/ abitante /giorno
Ref: Falkenmark and Rockstrom (2004)

4. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Le Dinamiche Generali
La disponibilità delle risorse idriche continua sempre a diminuire e la cui qualità è
sempre più depauperata. Per contro, la richiesta di acqua è in continuo aumento a
causa dello sviluppo demografico, tanto che ormai il problema sta assumendo in tutto
il mondo l’aspetto di una vera e propria emergenza. Nell’ultimo secolo
– Diminuzione delle acque utilizzabili a causa dell’inquinamento;
– Aumento della popolazione e soprattutto la concentrazione di persone in grandi
aree urbane. La popolazione mondiale è aumentata 3x
– L’aumento dei consumi individuali a causa del crescente tenore di vita delle
popolazioni. L’utilizzo procapite è aumentato 4x
– La richiesta globale di acqua è aumentata 7x
– 1/6 della popolazione mondiale non ha facile accesso ad acqua potabile
È evidente la necessità di gestire le risorse idriche naturali con scrupolo e severità.

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Acqua e Sviluppo Sostenibile
• Entro il 2025, si prevede che 1800 milioni di persone vivranno in paesi o regioni con
scarsità idrica “assoluta” (<500 m3 all'anno pro capite), e due terzi della
popolazione mondiale potrebbe trovarsi in condizioni di “stress” (tra 500 e 1000 m3
all'anno pro capite).
• La situazione si aggraverà poiché le aree urbane in rapida crescita esercitano una
forte pressione sulle risorse idriche vicine.
• Inoltre, i servizi ambientali e le funzioni ecosistemiche non possono più essere
trattati come residui di tutti gli utenti dell'acqua.
• Entro il 2050 circa metà della popolazione (più di 4 miliardi di persone) vivrà in paesi
in cui si avranno problemi cronici (elevata frequenza) di reperimento di risorse
idriche.
Ref: FAO Water Scarcity 2013

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Dinamica della Popolazione in
Italia e al Sud
47.54
60.28 59.03
0
10
20
30
40
50
60
70
1952
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
Popolazione
Millions
Anni
Popolazione Italia
11.93
14.12
13.51
10
11
12
13
14
15
1952
1954
1956
1958
1960
1962
1964
1966
1968
1970
1972
1974
1976
1978
1980
1982
1984
1986
1988
1990
1992
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
2016
2018
2020
2022
Popolazione
Millions
Anni
Popolazione Sud Italia

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Sfruttamento Risorse Idriche a Livello Globale

8. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Disponibilità idriche per persona
0
2
4
6
8
10
12
14
16
1960 1990 2025
Africa
Asia
MEast & NAfrica
Thou
sand
m
3
World

9. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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La crescente richiesta idrica della città di Napoli
(dalla fine dell’ottocento) e soluzioni
Ref: Giorgio Caproni “Esperia o la civiltà dell’acqua”, pubblicato su Prospettive Meridionali del 1955
“E’ l’impressione di chiunque s’accosti, chilometro per chilometro,
al Mezzogiorno, e di certo non è un’impression sbagliata se già a
Frosinone si vedono, come stavo vedendo io, donne a togliere
acqua dai pozzi, …li dove la benzina è arrivata prima dell’acqua
corrente”.
…“Questi primi segnacoli non sono che isole, o tristi
staffette, della grande sete meridiana che soltanto a sud è
sofferta nella sua interezza e tragicità”.

10. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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I Sistemi di Accumulo della
Città di Matera
Durante le piogge invernali, i terrazzamenti e sistemi
di raccolta dell’acqua convogliavano per gravità le
acque verso le cisterne.
Le cisterne erano presenti nella maggior parte delle
abitazioni, ed erano ad uso famigliare.
Capacità compresa fra i 5 -15 m3.
Dotazione Idrica
(l ab. /giorno)
32,9
Ref: Manfreda et al. (2016)

11. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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La crescente richiesta idrica della città di Napoli
(dalla fine XVII sec.)
Nel XVII secolo, le acque delle sorgenti del Sebeto che venivano addotte in città a mezzo di un canale
sotterraneo a pelo libero – lungo circa 8.5 km – ricostruito nel XIII secolo (l’opera risale all’epoca greca
o quella di Costantino), era state integrate con quelle del bacino superiore dell’Isclero.
Nel 1771, le acque delle sorgenti del Fizzo, attraverso una diramazione
dall'esistente acquedotto Carolino (1759) - realizzato durante il regno di Carlo III,
furono convogliate.
Alla fine del XIX secolo la città disponeva di circa 45.000 m3/g e, detraendo da
questa quota destinata ai molini, poteva contare su di una dotazione idrica di
circa 50 l/ab/g (per 500.000 abitanti).
Nel 1885, fu necessario ricorrere alle sorgenti del Serino (a circa 80 km)
raggiungendo una portata di oltre 100.000 m3/g. Queste erano già utilizzate
durante l’Impero Romano (I sec. DC) per alimentare Napoli attraverso il famoso
acquedotto Claudio.
Ref: De Martino e De Paola (2011)

12. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Schema idrico semplificato del territorio napoletano
• 4 diverse fonti di approvvigionamento
• 300 Km di tubazioni di adduzione
• 9 serbatoi di capacità complessiva pari a oltre 400.000 m3
• 8 impianti di clorazione
• 2.000 Km di tubazioni di distribuzione cittadina
• 300.000 utenze servite
• 1.500.000 di fruitori del servizio
• 180.000.000 mc di acqua immessi annualmente nel sistema, corrispondenti ad
una portata media giornaliera di circa 5.70 mc/s (circa 490000 m3/giorno)
• 8 centrali di sollevamento per complessivi 4.6 MW impegnati
Sistema ABC (Acqua Bene Comune Azienda
speciale Napoli)

13. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Approvvigionamento della Risorsa Idrica nel DAM
4740 Mm3/anno

14. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Fabbisogno in Agricoltura
Riepilogo sulle superfici coltivate e irrigate e sul fabbisogno irriguo nel DAM
Ref: Fonte elaborazioni interne DAM su dati CREA

15. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Il Sistema di
Approvvigionamento del
Distretto dell’Appennino
Meridionale

16. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Figura 5. Ortomosaico RGB della Diga di San Giuliano: vista frontale.
Figura 6. Ortomosaico Termico della Diga di San Giuliano: vista
frontale
Figura 7. Vista laterale del paramento della Diga di San Giuliano rilevato con la
camera RGB e termica
Figura 8. Mappa di temperatura del paramento di valle della diga, vista laterale.
Termografia da SAPR del paramento della Diga
di S. Giuliano
Opere di accumulo reallizzate prevalentemente tra gli anni ‘50 e ’60 con numerose criticità

17. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Monitoraggio Idrologico

18. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Ricostruzione Scale di Deflusso:
Volturno a Cancello Arnone
A.A. 2021/22
1931
1932
1933
1934
1935
1937
1939
1940
1941
1942
1950
1951
1952
1953
1954
1955
1956
1957
1958 1959
1960
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1970
Q = 15.401(h)2.3519
R² = 0.8427
0
500
1000
1500
2000
2500
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
Portata
Q
[m
3
/s]
Altezza idrica H [m]
Scala di deflusso dei massimi del Volturno a
Cancello Arnone
Dati storici Ch(0.04)+OB(0.04) Ch(0.03)+OB(0.03)
Ch(0.02)+OB(0.02) Ch(0.05)+OB(0.05) SDDP Herschy
0
500
1000
1500
2000
2500
1931
1934
1937
1940
1950
1953
1956
1959
1962
1965
1968
1971
1974
1977
1980
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
2011
2014
2017
2020
Portate
massime
[m
3
/s] Anni
Storico portate massime del Volturno a Cancello Arnone
R0 R1 R2
Al fine di ricostruire dati di portata al
colmo di piena e deflussi di magra, sono
state implementate tecniche di
ricostruzione basate su metodi statistici e
modelli di simulazione idraulica applicati
alle sezioni idrauliche monitorate.

19. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Inquinamento
e Monitoraggio

20. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Cambiamenti Climatici
Ref: Christensen et al. (2007)
Proiezioni delle precipitazioni globali per dicembre, gennaio
e febbraio (mappa in alto) e giugno, luglio e agosto (mappa
in basso). Le aree blu e verdi subiranno aumenti delle
precipitazioni entro la fine del secolo, mentre le aree gialle e
rosa si prevede che subiranno diminuzioni.

21. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Il Cambiamento non è una semplice traslazione
Schär et al. (2003)
http://prudence.dmi.dk

22. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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...alla scala nazionale (Italia)
Short-term serie: diminuzione dei totali annui e invernali su tutto il territorio italiano,
ad eccezione dell'Italia settentrionale. Nessuna tendenza per le altre stagioni
Ref: Caporali et al. "A review of studies on observed precipitation trends in Italy." International Journal of
Climatology41 (2021): E1-E25.
Long-term serie: no trend a scala annuale per il
nord e centro Italia, trend negativo per il sud;
nessuna tendenza stagionale in Italia
settentrionale; tendenza negativa in inverno,
estate e autunno e positiva in primavera per il
centro Italia; nessuna tendenza stagionale, ad
eccezione di una diminuzione per i totali invernali,
per l’Italia meridionale

23. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Le Precipitazioni Annuali
MK test con
significatività del
5% (*) and 1%
(**)
Caloiero et al. (2018)
ITA Method – Campania
winter (a) spring (b)
summer (c) autumn (d)
Region Year Winter Spring Summer Autumn
Calabria - ** - * - * + - **
Sicily - ** - * - + -
Basilicata - ** - * - + - **
Campania - - ** + + +
Apulia - * - - + - *

24. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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SPI - Standard Precipitation Index
Analisi basate sull'indice di
precipitazione standardizzato
(SPI) a varie scale temporali
(3, 6, 12 e 24 mesi) sfruttando
I dati Global Precipitation
Climatology Centre (GPCC)
Full Data Monthly Product
Version 2018, con risoluzioni
spaziali di 0,5°, mostrano che
il bacino del Mediterraneo e il
Nord Africa sono le aree più
vulnerabili con una generale
riduzione dei valori SPI
soprattutto per la lunga scala
temporale.
Caloiero et al. (2018)

25. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Le Piogge Annuali
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
1921
1924
1927
1930
1933
1936
1939
1942
1945
1948
1951
1954
1957
1960
1963
1966
1969
1972
1975
1978
1981
1984
1987
1990
1993
1996
1999
2002
2005
2008
2011
2014
2017
2020
Piogge
(mm/anno)
Salerno Avellino Benevento Caserta
Grazzanise Baronissi Marsico Nuovo Barletta
Linear (Salerno) Linear (Benevento) Linear (Caserta) Linear (Grazzanise)
Linear (Baronissi) Linear (Barletta)

26. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Ricostruzione del Dato Idrologico
1952-1961 1962-1971 1972-1981 1982-1991 1992-2001 2002-2011 2012-2021
Evapotraspirazione Potenziale annuale (mm/anno)
Precipitazione media annuale (mm/anno)

27. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Deflussi Medi Annuali
1952-1961 1962-1971 1972-1981 1982-1991 1992-2001 2002-2011 2012-2021
Ref: Chen et al. (2022) and Fu (1981)

28. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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29. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Il Deficit Idrico in Italia e nell’area meridionale
0
500
1000
1500
1951
1955
1959
1963
1967
1971
1975
1979
1983
1987
1991
1995
1999
2003
2007
2011
2015
2019
Dinamiche dei Deficit Idrici nell'Area
dell'Appennino Meridionale
1951-1985è Durata media periodi siccitosi 1,5 anni
1986-2021è Durata media periodi siccitosi 4,6 anni

30. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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“Global and Regional Increase of Precipitation Extremes
under Global Warming”
Papalexiou e Montanari, WRR, 2019
“Observed heavy precipitation increase
confirms theory and early models”
Fischer e Knutti, NCC, 2016
u Tendenze all’aumento delle precipitazioni annuali nelle regioni
a latitudine medio-alta e alla diminuzione nell'area del
Mediterraneo (latitudine medio-bassa)
u Aumento generalizzato della frequenza e intensità degli
eventi estremi di precipitazione negli ultimi decenni
I giorni più piovosi diventano
più frequenti a scapito dei
giorni con precipitazioni
deboli o assenti
Tendenza all’aumento sia
in termini di intensità che
di frequenza delle
precipitazioni
Inquadramento del problema...alla scala globale

31. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Eventi di pioggia eccezionali nel Sud Italia
Gargano, settembre 2014 (244mm in 24h)
Palermo, luglio 2020 (134mm in 2h)
Rossano Calabro, agosto 2015
(160mm in 4h, 408mm in 19h)
Matera, novembre 2019 (115mm in 9h)
Vibo Valentia, luglio 2006 (190mm in 2h)
Sarno, maggio 1998 (300mm in 72h)
Messina, ottobre 2009 (500mm in 24h)
Napoli Nord, ottobre 2018 (50mm in <1h)
Catania, ottobre 2021 (603mm in 72h)
Dalle prime analisi sembrerebbe che la
frequenza di eventi estremi innescati dalle
precipitazioni (frane, inondazioni fluviali e
pluviali) sia aumentata, con conseguenti
problemi per le società, gli ecosistemi naturali
e le attività produttive

32. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Raccolta dati di pioggia oraria nel Sud Italia per
il periodo 1970-2020

33. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Rappresentazione spaziale dei trends rilevati con il
test at-site Mann-Kendall (MK)
Appennino Campano, area al confine
tra Molise, Campania e Puglia
Altopiano centrale del Molise e Parco
Regionale del Matese, al confine tra
Campania e Molise
Appennino Calabro, dall’altopiano della
Sila fino all’Aspromonte
Appennino Lucano, al confine tra
Basilicata e Campania
1h 6h
3h 12h 24h

34. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Le sfide del Sud nella Gestione delle Risorse Idriche
• Serve una azione coordinata per la valorizzazione delle reti di monitoraggio
esistenti e per l’aggiornamento delle scale di deflusso;
• I cambiamenti climatici stanno alterando le forzanti idrologiche influenzando sia
le disponibilità di risorse idriche sia gli eventi straordinari;
• L’effetto più preoccupante legato ai cambiamenti climatici è rappresentato dalla
amplificazione di fenomeni estremi;
• Le infrastrutture esistenti necessitano di significativi interventi di manutenzione
(e.g., ammaloramento calcestruzzi, tenuta paramenti, verifica scarichi di
superficie, interrimento serbatoi);
• Pressione antropica e inquinamento rappresentano un ulteriore elemento di
preoccupazione che necessita di strategie ad-hoc.

35. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Grazie…
Fontana del Sebeto di via Caracciolo

36. Le sfide del Sud nella gestione delle risorse idriche - Salvatore Manfreda
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Il Team HydroLAB UNINA