La valutazione della disponibilità idroelettrica futura del torrente Anza a Ceppo Morelli

In this dissertation, we focus on the quantification of climate change impacts on the water resource system and its management at the scale of a single hydropower plant, situated in Valle Anzasca, near the Monte Rosa. This study is motivated by recent observed changes in the hydrology and climatology of snow-dominated or heavy glaciarized mid-latitude catchments. These include both morphological and hydrological properties, such as a reduction of glaciers surfaces, an increase in landslides occurrence, a general shortening of the snow season and an anticipation of the melting period. We implement a conceptual hydrological model, that subdivides the studied catchment in altitude bands and that simulates the relevant physical processes involved in flow discharge estimation at the river section. This model needs a calibration procedure to be run, that has been initially run focusing on the upper part of the watershed. Secondly, model parameters have been calibrated at the Ceppo Morelli dam. In both cases, results have been compared with simulations operated by a second model (HBV-EC). After the calibration and the evaluation phases, the model is used to assess scenarios in terms of future hydropower production, in the next 50 years. Different scenarios are considered: reduction of the glacier surface, increasing of the mean annual temperature, and disappearing of snow events in favour of an all-rain scenario. Results show a general reduction of hydroelectric production beginning from late 20’s (~20%).

I recenti cambiamenti osservati nel regime idrologico e climatico delle aree montane poste alle medie latitudini rendono di estrema rilevanza la modellazione delle dinamiche dei bacini idrografici dominati dalla componente glaciale e nivale. Tali regioni stanno subendo importanti modifiche sia dal punto di vista morfologico, con l’arretramento dei ghiacciai, l’aumento della franosità, la diminuzione del numero di giorni con neve al suolo, sia del regime delle portate, con l’anticipazione dei picchi di piena primaverili e lo spostamento verso una dinamica più impulsiva. Obiettivo di questo lavoro è la quantificazione degli effetti di tali cambiamenti sulla produzione di energia idroelettrica presso la centrale di Battigio, posta in mezzeria della Valle Anzasca, ai piedi del Monte Rosa. Inizialmente si è implementato un modello concettuale afflussi-deflussi a fasce altimetriche che simula i principali processi fisici che contribuiscono alla formazione della portata alla sezione di chiusura: evapotraspirazione, infiltrazione secondo il metodo dell’SCS-CN, fusione nivale e glaciale stimate mediante l’approccio del degree day. In secondo luogo, dopo aver calibrato e validato i parametri del modello concettuale alla sezione di chiusura di Pecetto, ai piedi del ghiacciaio del Belvedere e alla sezione in corrispondenza dell’invaso di Ceppo Morelli, i suoi risultati sono stati confrontati con quelli ottenuti simulando la portata con il modello HBV-EC, ottenendo valori degli indici di accuratezza, RMSE, NSE e deviazione volumetrica molto simili. L’incertezza dei risultati ottenuti viene stimata mediante metodo Montecarlo, che permette di tenere in considerazione l’effetto della variabilità dell’input meteorologico. Mediante il modello concettuale si è proceduto alla stima della produzione idroelettrica nei prossimi 50 anni, sotto l’ipotesi di diversi scenari di cambiamento: riduzione della superficie glaciale, aumento di temperatura e afflusso dominato dalla sola precipitazione liquida. Le simulazioni mostrano una generale perdita della produzione di energia idroelettrica quantificabile in un 20% annuo a partire dal 2030 circa.