seminario n -...

Il lago, genius loci del territorio bresciano: occasione di educazione ambientale e di introduzione al pensiero scientifico - Anno 2014-2015

Seminario N° 1

Perchè occuparsi dell’acqua e dei laghi ?

Classe IV del Liceo Calini

Liceo Leonardo da Vinci

Professori : Aldo Auditore

Marco Pietro Longhi

STRUTTURA DEL CICLO DI SEMINARI

Seminario 1: Perchè occuparsi di acqua e di laghi? (ovvero: perché l’acqua è importante ?)

Seminario 2: In quanto tempo è possibile svuotare un lavandino ? (ovvero: le leggi della fisica

hanno potere predittivo ?)

Seminario 3: Quanto tempo rimane l'acqua nel lago d'Iseo? (ovvero: un modello troppo semplice

richiede di essere sostituito da uno più complesso)

Seminario 4: E’ giusto il risultato che si è prima ottenuto? Il ruolo della stratificazione termica

(ovvero: la realtà è ancora più complessa)

Seminario 5: Perchè il lago d’Endine gela e il lago d’Iseo no? (ovvero: il ruolo del bilancio termico

dei laghi nella loro dinamica e sul territorio circostante)

Seminario 6: Che ruolo ha la rotazione della terra sulle correnti del lago d’Iseo? (ovvero: un

esperienza di laboratorio presso l’Università degli Studi di Brescia)

Seminario tradizionale

Seminario a contenuto sperimentale

STRUTTURA DEL CICLO DI SEMINARI

Seminario 7: Qual’è lo stato di salute dei nostri laghi ? (ovvero: mettiamo assieme matematica,

fisica, biologia, chimica per capire qualcosa di più della dinamica di un lago e per predire la loro

evoluzione futura)

Seminario 8: E’ solo teoria? (ovvero: misuriamo in campo nel mezzo del lago d’Iseo)

Seminario 9: Come riassumere l’esperienza fatta? (ovvero: proviamo a riassumere questa

esperienza in un articolo giornalistico divulgativo)

Interviste: 4 interviste a persone che operano nel campo dell’acqua

OGGETTO DEL SEMINARIO N. 1

• In questo seminario cercheremo di mettere a fuoco il ruolo dell’acqua nella società

• Partiremo stimando I nostri fabbisogni quotidiani

• Analizzeremo poi la situazione mondiale e le implicazioni della diversa disponibilità idrica

• Studieremo poi il ciclo idrologico

• Vedremo infine quali sono le sorgenti di approvvigionamento dell’acqua

• Introdurremo a questo punto I laghi come riserve di acqua dolce

SEMINARIO N. 1

L’acqua come risorsa primaria per lo sviluppo

della civiltà

Quanti litri d’acqua (L) si utilizzano ogni giorno per l’uso domestico?

1L

10L

150L

250L

500L

1000L

4000L

6000L

SEMINARIO N. 1: il fabbisogno idrico della nostra societa’

Calcoliamo il quantitativo procapite relativo all’utilizzo diretto di acqua per uso domestico,

compilando il questionario che verrà distribuito

FONTI: Southwest Florida water management district http://www.swfwmd.state.fl.us/conservation/thepowerof10/

Politiche socio-educative del Comune di Firenze :

http://politichesocioabitative.comune.fi.it/export/sites/societa/materiali/agenzia_casa/ACQUA.pdf


http://www.swfwmd.state.fl.us/conservation/thepowerof10/

http://politichesocioabitative.comune.fi.it/export/sites/societa/materiali/agenzia_casa/ACQUA.pdf


Statistica dei dati raccolti sui consumi diretti

Numerosità del campione: 62

Numerosità del campione elaborato: 56 (*)

Media: 362 L/ab/giorno

Dev. Standard: 137 L/ab/giorno

(*) 6 questionari scartati per dati mancanti o per dati non ritenuti realistici

0%

5%

10%

15%

20%

25%

100-150 150-200 200-250 250-300 300-350 350-400 400-450 450-500 500-550 550-600

Classi di consumo (l/ab/giorno)

Densità di frequenza di classe

In realtà esiste anche un fabbisogno idrico “indiretto”

Infatti usiamo molta acqua per bere, cucinare e lavare, ma ancor più per produrre cibo, carta, vestiti in

cotone, etc. L'impronta idrica è un indicatore che consente di calcolare l'uso di acqua, prendendo in

considerazione sia l'utilizzo diretto che quello indiretto di acqua, cioè il volume totale di risorse idriche

utilizzate per produrre i beni e i servizi consumati dagli abitanti .


Calcoliamo il quantitativo procapite relativo all’utilizzo indiretto di acqua per uso alimentare,

compilando il questionario che verrà distribuito.

FONTE: Waterfootprint http://www.waterfootprint.org/?page=files/home


Il quantitativo di acqua per unità di prodotto indicati in tabella verrà utilizzato per il calcolo del consumo

giornaliero procapite di acqua connesso all’alimentazione

http://www.waterfootprint.org/?page=files/home


Statistica dei dati raccolti

Numerosità del campione: 62

Numerosità del campione elaborato: 53 (*)

Media: 1132 L/ab/giorno

Dev. Standard: 565 L/ab/giorno

(*) 9 questionari scartati per dati mancanti o per dati non ritenuti realistici

0

100

200

300

400

500

600

Cereali Carne Latticini Uova Verdura Frutta Tuberi Caffè The

l/ab

/gio

rno

The "Water footprint" related to food

FONTE: ISTAT http://dati.istat.it/Index.aspx?DataSetCode=DCCV_INDACQDOM

Media italiana: 195 l/ab/giorno Brescia: 225 l/ab/giorno


http://dati.istat.it/Index.aspx?DataSetCode=DCCV_INDACQDOM

SEMINARIO N. 1: Consumi d’acqua a livello continentale (km 3/anno)

0

50

100

150

200

250

300

1900 1940 1950 1960 1970 1980 1990 1995 2000 2010 2025

Europa

Nord America

Africa

Sud America

Aust. E Oceania

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

2000

1900 1940 1950 1960 1970 1980 1990 1995 2000 2010 2025

Asia

Consumo

[km3]

Consumi pro

capite

[m3/(anno ab.)]

Consumi pro capite

[litri/(giorno ab.)]

Africa 160 226 619

Europa 189 276 756

Sud America 89.4 284 778

Asia 1381 401 1098

Nord America 237 523 1433

Australia e Oceania 17.5 610 1671

sources: “WORLD WATER RESOURCES AT THE BEGINNING OF THE 21ST CENTURY” , PREPARED IN THE FRAMEWORK OF UNESCO

(State Hydrological Institute, St. Petersburg, 1996)

SEMINARIO N. 1: percentuali di consumo dei diversi settori produttivi

Continent 1950 1995 2025

1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

Europe 67.7 12.6 15.6 4.0 71.4 5.6 15.3 7.6 66.8 4.3 22.3 6.7

N.America 83.5 4.7 3.6 8.0 75.1 5.0 7.2 12.8 72.4 6.0 7.5 14.2

Africa 97.9 1.6 0.5 0.0 63.8 1.5 0.8 33.8 60.5 3.4 1.3 35.0

Asia 98.0 0.7 1.1 0.0 91.0 1.5 2.3 5.1 88.4 1.8 4.1 5.7

S.America 95.0 2.5 1.9 0.6 76.4 4.0 3.2 16.3 67.4 4.7 8.3 20.0

Australia&Oceania 81.3 2.0 9.9 6.7 69.1 2.2 3.1 25.7 64.1 2.1 6.4 27.8

1 – agricoltura

2 – industria

3 – uso domestico

4 – serbatoi

Alcune questioni fondamentali per i diversi settori

Agricoltura: quantità e qualità dell’acqua rilasciata; metodi di irrigazione non appropriati

Industria: qualità dell’acqua rilasciata

Fornitura Civile: qualità

Serbatoi: evaporazione e perdite al fondo

SEMINARIO N. 1: l’utilizzo agricolo parossistico e le sue conseguenze

Irrigazione a goccia, Israele, 1965

SEMINARIO N. 1: le perdite idriche dai serbatoi

Sadek, M. M. Shahin and C. J. Stigter, Evaporation from the reservoir of the High Aswan Dam, Egypt: A new comparison of relevant methods with limited data, Theoretical and Applied Climatology, 2005

Summary Previous estimates of average annual evaporation from the lake formed by the High Dam at Aswan, Egypt, fall in the range from 4.65 mm d–1 to 7.95 mm d–1. The difference between these limits, more than 7 billion m3 yr–1 at the highest storage level, is nearly one-eighth the share by treaty of Egypt, and more than one-third of the share of the Sudan. It is also more than the estimated increase of the annual water need for Egypt between 1990 and 2000. This state of affairs renders proper management of the river flow for the sake of Egypt and the Sudan quite difficult. This paper compares the relevant methods of estimating evaporation from the limited data available. These methods are:water-balance, energy budget, bulk aerodynamic (Dalton),combination (Penman) andComplementary Relations Lake Evaporation (CRLE) model (Morton). The new estimates have a much narrower range, from 5.70 mm d–1 to 7.05 mm d–1, or only a bit more than 4% of the annual Nile flow below the High Aswan Dam. …. The monthly distribution of the annual evaporation varies more widely with the method applied. Similar comparative studies in future, aiming at obtaining improved estimates of evaporation, require all the data relevant to all the methods to be collected properly for a common period of several years at relatively stable lake level.

Lake Victoria Surface 68870 km²;

water evaporated = 1.7 m/anno; Volume lost : 110.2 *109 m3/year;

Surface 5250 km²; water evaporated = 2.35 m/year; Volume lost: 12.34 *109 m3/year; 171 m3 /year (469 l/day) for each inhabitant of Egypt (72 milions inhabitants)

SEMINARIO N. 1: l’entità dei diversi utilizzi

Un esempio: l’uso dell’acqua per scopi civili e agricoli nell’area fra l’Oglio e il Mella

USO DOMESTICO

NR. ABITANTI PORTATA (m3/s)

Comune di Brescia 193599 0.504

Comune di Palazzolo 20036 0.052

Comune di Rovato 19029 0.050

Comune di Gussago 16826 0.044

Provincia di Brescia 1263838 3.291

USO AGRICOLO

(Consorzio dell’Oglio)

SEMINARIO N. 1

La effettiva disponibilità della risorsa

Water, water, everywhere, nor any drop to drink

(Coleridge, The Ancient Mariner)

Las Vegas: esempio di utilizzo non sostenibile della risorsa idrica

SEMINARIO N. 1: la precipitazione media annua

Fonte: Le Scienze

SEMINARIO N. 1: la precipitazione media annua a Brescia (isoiete medie annue)

SEMINARIO N. 1: disponibilità di acqua

Acqua complessivamente disponibile sulla terra ~ 1.4*109 km3

Acqua salata

97.5%

Acqua dolce

2.5 %

Acqua dolce allo

stato liquido

0.8 %

Acqua

accessibile

0.02 %

~ 1.35*109 km3

(0.19 km3/persona)

• Oceani 99.04 %

• Acque sotterranee 0.95 %

• Laghi 0.01 %

~ 35*106 km3

• Ghiacciai-nevi perenni 68.70

%


• Permafrost 0.86 %

• Laghi 0.26 %

• Umidità suolo 0.05 %

• Atmosfera 0.04 %

• Paludi 0.03 %

• Fiumi 0.01%

~ 10*106 km3


• Laghi = 0.86 %

• Paludi 0.11 %

• Fiumi 0.02%

~ 35*104 km3

(50’000 m3/persona)

• Acque

sotterranee

72%

• Laghi 25%

• Paludi 3%

• Fiumi 0.3%

FONTE: USGS

SEMINARIO N. 1: la effettiva disponibilità idrica

•water stress: disponibilità idrica effettiva < 1700 m3/anno. water scarcity: disponibilità idrica effettiva < 1000 m3/anno.

SEMINARIO N. 1: la qualità della risorsa idrica

SEMINARIO N. 1: le conseguenze

Disease Morbidity (episodes/year or people infected) Mortality (deaths/year)

Diarrheal Diseases 1,000,000,000 3,300,000

Intestinal Helminths 1,500,000,000 (people infected) 100,000

Schistosomiasis 200,000,000 (people infected) 200,000

Dracunculiasis 150,000 (in 1996) -

Trachoma 150,000,000 (active cases) -

Malaria 400,000,000 1,500,000

Dengue Fever 1,750,000 20,000

Poliomyelitis 114,000 -

Trypanosomiasis 275,000 130,000

Bancroftian Filariasis 72,800,000 (people infected) -

Onchocerciasis 17,700,000 (people infected; 270,000 blind) 40,000 (mortality caused by

blindness)

Estimates of Global Morbidity and Mortality of Water-Related Diseases (early 1990s)

Source: Table 2.2 from "The World’s Water." Data from World Health Organization, 1995, "Community Water Supply and Sanitation:

Needs, Challenges and Health Objectives." 48th World Health Assembly, A48/INF.DOC./2,28 April, Geneva, Switzerland.

SEMINARIO N. 1

Il Ciclo idrologico e la unitarietà del bacino

idrografico

SEMINARIO N. 1: da dove viene l’energia del ciclo idrologico ?

SEMINARIO N. 1: quali sono i flussi equivalenti medi sugli oceani e sulle terre emerse ?

SEMINARIO N. 1: quali sono i tempi caratteristici del ciclo idrologico ?

SEMINARIO N. 1: quali sono le proprietà fisiche dell’acqua coinvolte ?

SEMINARIO N. 1: quali sono i principali processi fisici innescati ?

SEMINARIO N. 1: il trasferimento di calore a livello planetario tramite la circolazione oceanica

SEMINARIO N. 1: l’erosione del suolo e le conseguenze geomorfologiche

Immagine radar dell’altimetria del terreno, Ohio

SEMINARIO N. 1: il bacino idrografico come unità fondamentale

• Una volta caduta sulla superficie terrestre, il ciclo dell’acqua coinvolge il bacino idrografico,

che è il prodotto geomorfologico del ciclo idrologico

• Una goccia di acqua caduta in A, perviene in B arricchita delle sostanze incontrate nel

percorso


Le fonti di approvvigionamento

FONTE: ISTAT (2008)

Italia

Lombardia

SEMINARIO N. 1: Le fonti di approvvigionamento

Quali fonti di approvvigionamento di l’acqua potabile vengono utilizzate in Italia?

Anche in Italia i laghi (artificiali e naturali)

costituiscono una fonte non trascurabile

di approvvigionamento di acqua potabile

SEMINARIO N. 1: i laghi come fonti di approvvigionamento - il lago di Costanza -

Il prelievo dell’acqua dei laghi a scopo idropotabile: il lago di Costanza

Impianto di trattamento

delle acque

V = 50 . 109 m3

V = 8.109 m3

• il più grande invaso utilizzato a scopo idropotabile

in Europa

• derivazione a scopo idropotabile attiva dal 1954

• 4 milioni di persone servite (320 centri urbani)

• Profondità della presa = 60 m

• Massima portata derivabile = 7755 litri/s

~ 2% portata in ingresso dagli immissari

~ 0.001% di riduzione del volume del lago

~ 1mm di riduzione del livello

• Derivazione media = 350 103 m3 /giorno

• 1700 km di rete; 7 giorni di percorso dell’acqua

per raggiungere il punto più lontano della rete

SEMINARIO N. 1: i laghi come fonti di approvvigionamento - i laghi prealpini italiani -

Il prelievo dell’acqua dei laghi a scopo idropotabile in Lombardia

SEMINARIO N. 1: le problematiche di qualità delle acque dei laghi

Bloom algali

1. Sovraccarico di

nutrienti (P-N)

sversarti nei laghi

Tempo

3. Bloom algali in

superficie

2. Fioriture di

piante acquatiche

4. Decomposizione della sostanza organica

accumulatosi sul fondo

5. Riduzione del contenuto di

ossigeno: formazione di

ambienti riducenti e

limitazione della vita

acquatica

Limitazione della fruibilità della risorsa, potenziale innesco di inquinamento acuto

connesso alla tossicità di alcune specie di alghe

SEMINARIO N. 1: La normativa europea in materia di acque (Water Framework Directive )

Lo stato di qualità delle acque è normato a LIVELLO EUROPEO dalla Direttiva WFD 2000/60/CE

“The general purpose of the Water Framework Directive is to “establish a framework for the protection of inland surface waters (…)

which prevents further deterioration and protects and enhances the status of aquatic ecosystems (…) promotes sustainable water

use based on a long-term protection of available water resources (…) and thereby contributes to the provision of the sufficient supply

of good quality surface water and groundwater as needed for sustainable, balanced and equitable water use “.

(http://ec.europa.eu/environment/water/water-framework/index_en.html)

In pratica questo obiettivo generale si traduce nel raggiungimento di questi OBIETTIVI:

1)Prevenire il deterioramento del livello di qualità attuale dei corpi idrici, proteggendo l’“alto livello di qualità”

quando presente

1)Migliorare lo stato di qualità dei corpi idrici inquinati entro fissati termini temporali

Corpi idrici Attuale stato di qualità Stato di qualità obiettivo

Monitoraggio Attuazione di politiche di intervento

Acque interne (superficiali e

sotterranee)

Acque costiere, marine e di

transizione

2000 2015/2027

Il PERCORSO previsto per il conseguimento di tali obiettivi è:

http://ec.europa.eu/environment/water/water-framework/index_en.html



CONCLUSIONI

• Il nostro stile di vita è sostenibile solo a patto di disporre di 350 l/giorno di acqua potabile e 1200

l/giorno di acqua di buona qualità

• L’acqua non manca sulla terra ma non si trova sempre dove vorremmo ed è sempre più deteriorata

da un utilizzo eccessivo e da cicli produttivi non ecocompatibili

• In prospettiva, la ricerca della disponibilità di acqua sarà fonte di importanti flussi migratori

e di potenziali contrasti

• Il ciclo idrologico, innescato dall’irraggiamento solare, svolge un ruolo fondamentale sul pianeta.

Senza di esso la terra non sarebbe quella che è e la vita stessa sarebbe impossibile

• I laghi sono un’importante risorsa di approvvigionamento idrico. La loro tutela è imposta dalla

normativa europea che ci da tempo fino al 2015 (2027) per raggiungere l’obiettivo di buona qualità.

• L’ambito delle acque ha una tale importanza che sicuramente sarà fonte di opportunità lavorative.

A tale proposito si possono ascoltare le interviste disponibili sul sito

SEMINARIO N. 1: il bacino idrografico come unità fondamentale

seminario n -...

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