Cost-benefit analysis of NBSs for urban water management

This thesis addresses the current challenge of implementing Nature-Based Solutions (NBSs) in urban context, as they represent an opportunity to address social, economic and environmental issues. Moreover, they are promoted by international and national policies, such as the European Green Deal, the Sustainable Development Goals (SDGs) and the Italian Recovery and Resilience Plan (PNRR). Despite the progress already made on this topic, there are still some crucial aspects that have not been adequately addressed. The European Commission has discussed these aspects in depth, describing them as fundamental to set future research. One of the main critical issues is the development and testing of Decision Support Systems (DSS), evaluation tools and models for the comprehensive evaluation of NBS interventions to support their design and implementation in urban systems, covering both monetary and non-monetary evaluation. The aim of this research is to quantify in monetary terms the costs and benefits, both overt and covert, of NBSs that can be implemented in urban streets, one of the most neglected urban environments. In particular, those related to stormwater management have been addressed, because, especially in recent years in Milan due to increasingly heavy rainfall, it is the cause of physical damage to property and infrastructure as well as the cause of disruption. However, due to the multi-functionality of NBSs, other environmental and social values have also been included, with the aim of underestimating as little as possible the overall economic value of these solutions. To this purpose, some hypothetical interventions in the city of Milan have been analysed to evaluate costs and benefits: construction costs have been estimated using the analytical appraisal method, benefits and damages have been estimated using the benefit transfer method, and the time value of money has been included using the net present value with different discount rates. In conclusion, it has been demonstrated that NBSs can be cost-effective and consequently feasible operational tools that can be implemented within projects aimed at improving the urban environment quality.

Questa tesi si concentra sull’implementazione delle Nature Based Solutions (NBSs) nel contesto urbano, in quanto rappresentano un’opportunità per affrontare questioni sociali, economiche e ambientali. Inoltre, sono promosse da politiche internazionali e nazionali, come il Green Deal europeo, gli Obiettivi di Sviluppo Sostenibile (SDGs) e il Piano Nazionale di Recupero e Resilienza (PNRR). Nonostante i progressi già compiuti su questo tema, ci sono ancora alcuni aspetti cruciali che non sono stati adeguatamente affrontati. La Commissione Europea ha dedicato ampio spazio a questi aspetti, riconoscendone l’importanza cruciale per la programmazione futura della ricerca. Una delle principali criticità riguarda lo sviluppo e la sperimentazione di Decision Support Systems (DSS), di strumenti di valutazione e di modelli per la valutazione globale degli interventi di NBSs a supporto della loro progettazione e implementazione nei sistemi urbani, sia per la valutazione monetaria sia per quella non monetaria. L’obiettivo di questa ricerca è quantificare in termini monetari i costi e i benefici, sia apparenti che latenti, delle NBSs che possono essere implementate nelle strade urbane, uno degli ambienti in città più trascurati. In particolare, sono stati presi in esame quelli relativi alla gestione delle acque meteoriche che, soprattutto negli ultimi anni a Milano, a causa delle precipitazioni sempre più intense, causano danni fisici a beni e infrastrutture, oltre a provocare disagi. Tuttavia, data la multifunzionalità delle NBS, sono stati inclusi anche altri valori ambientali e sociali, con l’obiettivo di sottostimare il meno possibile il valore economico complessivo di queste soluzioni. A tal fine, sono stati analizzati alcuni interventi ipotetici nella città di Milano per valutare costi e benefici: i costi di costruzione sono stati stimati utilizzando il metodo della valutazione analitica, invece i benefici sono stati stimati utilizzando il Benefit Transfer e il valore temporale del denaro è stato incluso adottando il Valore Attuale Netto con diversi tassi di sconto. In conclusione, è stato dimostrato che le NBSs possono essere strumenti operativi efficaci dal punto di vista dei costi e, di conseguenza, realizzabili nell’ambito di progetti volti a migliorare la qualità dell’ambiente urbano.