Modellazione numerica per l'analisi dell'efficacia delle tecniche di irrigazione invernale per l'adattamento ai cambiamenti climatici

Water scarcity is one of the most critical and current challenges, which is expected to become worse under the pressure of climate change. Therefore, is clear the need for sustainable and integrated resource management. The present study aims to evaluate the effect of winter irrigation techniques as climate change adaption measures by evaluating their spatial and temporal influence. Through the development of a groundwater flow simulation model, representing an average condition of June 2023, four different distributions of agricultural fields and three different recharge scenarios were evaluated: winter irrigation in one simulation period, winter irrigation in three consecutive years, and reduced recharge following winter irrigation. The results obtained shows that, at the end of the period of winter irrigation there is a rapid increase in the difference of the hydraulic head, followed by a gradual decrease that, however, does not return to the levels observed without winter irrigation, indicating that this measure has prolonged effects over time. In addition, the spatial and temporal replication of winter irrigation leads to different hydraulic head changes, with cumulative effects when winter irrigation is repeated over several years. Finally, a transient model, from June 2023 to September 2024, was built to be used in the future to implement both winter irrigation and climate change scenarios. The initial development identified critical issues in the transient model and strategies to improve its accuracy.

La scarsità idrica rappresenta una delle sfide più critiche e attuali, destinata a peggiorare sotto la pressione dei cambiamenti climatici. La necessità di strategie per la gestione sostenibile e integrata delle risorse è quindi sempre più evidente. Questo studio analizza l’efficacia delle tecniche di irrigazione invernale, come misura di adattamento, valutandone l’influenza spaziale e temporale. Attraverso lo sviluppo di un modello di simulazione di flusso delle acque sotterrane, rappresentante una condizione media di giugno 2023, si sono valutate quattro diverse configurazioni della distribuzione di terreni agricoli usati in inverno e tre diversi scenari di ricarica: irrigazione invernale in un solo periodo della simulazione, irrigazione invernale in tre anni consecutivi e riduzione della ricarica del 50% nei periodi successivi all’irrigazione invernale, per simulare un anno siccitoso. I risultati mostrano che, nel periodo subito dopo l’irrigazione invernale, si regista l’aumento massimo di variazione di carico idraulico, seguito da una graduale decrescita dei carichi idraulici che, tuttavia non ritornano ai livelli osservati nel modello senza irrigazione invernale, indicando che questa misura ha degli effetti prolungati nel tempo. Inoltre, la distribuzione spaziale e la ripetizione temporale dell’irrigazione invernale portano a variazioni di carico idraulico diverse, con effetti cumulativi quando l’irrigazione invernale viene ripetuta su più anni. Infine, si è passati alla costruzione di un modello in transitorio, da giugno 2023 a settembre 2024, che possa in un futuro essere utilizzato per l’implementazione di scenari sia di irrigazione invernale che cambiamento climatico. Questo primo sviluppo ha permesso di individuare le criticità del modello transitorio e le strategie per migliorarne l’accuratezza.