Assessing the potential of seasonal drought forecasts for triggering drought management strategies

In Southern Europe, the occurrence of increasingly frequent and severe droughts challenges water resources management. This trend calls for a proactive approach to drought management through the development of efficient monitoring, warning and forecasting systems. The Lake Como system, operated with the dual objective of downstream irrigation supply and flood control in the city of Como, has recently experienced severe droughts that have exacerbated conflicts between agriculture and other sectors. Climate change has also caused a reduction in spring inflows with a consequent progressive lowering of the average lake level, negatively impacting on lake ecosystem, tourism and navigation. This study demonstrates the potential of drought seasonal forecasts for promptly activating a drought management strategy aimed at mitigating the conflict between sectors. This strategy is based on the use of the planned mobile dikes system, originally designed to protect the shoreline of Como city from floods, as a means of reducing the impacts of drought. The intent is to lift the dikes in view of dry seasons to increase the storage capacity of the lake, with potential benefits both for irrigation supply and for low levels control. To operate the dikes only in the event of actual drought, a seasonal drought forecast is generated with a statistical approach that takes into account the influence of El Nino Southern Oscillation (ENSO) on local hydro-climatic conditions. In drought emergency conditions, a new operating policy is adopted, designed by solving a three-objective optimization problem. In normal conditions, an operating policy which approximates the historical regulation is instead adopted. Results show that many of the policies generated are demonstrated to be effective in improving the historical operation of the system both in terms of irrigation supply and low levels control without increasing the risk of flooding.

In Europa meridionale, il verificarsi di fenomeni di siccità sempre più frequenti e intensi rappresenta un'ardua sfida per la gestione dei sistemi idrici. Questa tendenza impone un approccio proattivo alla gestione della siccità tramite lo sviluppo di sistemi efficienti di monitoraggio, allerta e previsione. Il sistema del Lago di Como, regolato con il duplice obiettivo della fornitura irrigua a valle e del controllo delle esondazioni a Como, è stato di recente soggetto a magre intense che hanno acuito i conflitti tra agricoltura e altri settori. Il cambiamento climatico ha inoltre causato una riduzione degli afflussi primaverili e il progressivo abbassamento del livello medio del lago con conseguenti impatti negativi sull'ecosistema lacuale, sul turismo e sulla navigazione. Questo studio dimostra il potenziale dei sistemi di previsione stagionale delle magre per attivare tempestivamente una strategia di gestione della siccità volta a mitigare il conflitto tra settori. Tale strategia si basa sull'utilizzo del sistema di paratie mobili attualmente in costruzione, originariamente progettato per difendere il lungolago comasco dalle piene, come mezzo per ridurre gli impatti della siccità. L'intento è di sollevare le paratie in vista di stagioni secche per aumentare la capacità di invaso del lago, con potenziali benefici sia per il settore irriguo sia per il controllo dei bassi livelli. Per azionare le paratie solo in caso di effettiva siccità, è stato generato un previsore stagionale di magra tramite un approccio statistico che tiene conto dell'influenza dell'ENSO (El Niño Southern Oscillation) sulle condizioni idroclimatiche locali. In condizioni di emergenza siccità, viene adottata una nuova politica di regolazione progettata risolvendo un problema di ottimizzazione a tre obiettivi. In assenza di emergenza, viene invece adottata una politica che approssima la regolazione storica. I risultati mostrano che molte fra le politiche generate si sono dimostrate efficaci nel migliorare la regolazione storica sia in termini di fornitura irrigua che di controllo dei bassi livelli senza aumentare il rischio di esondazione.