I fiumi sono ancora di salvezza per molti paesi. Creano ecosistemi preziosi, fornire acqua potabile per le persone e acqua grezza per l'agricoltura e l'industria. Nel Sud del mondo in particolare, esiste una forte concorrenza per l'accesso alle risorse di acqua dolce. Il crescente utilizzo dell'energia idroelettrica ha recentemente intensificato ulteriormente questa concorrenza.

Prendi l'Etiopia, per esempio:quando il paese ha iniziato a riempire la mega-diga Gibe III sul fiume Omo nel 2015, gli utenti a valle hanno visto un calo dei volumi d'acqua. Le inondazioni naturali sono diminuite, riducendo il volume di fango fertile lavato sulla pianura alluvionale. Il livello del lago Turkana in Kenya, in cui scorre l'Omo, caduto temporaneamente di due metri, con conseguenze significative per le persone e l'agricoltura.

Affrontare il nesso

La rete di interazioni tra acqua, energia, cibo ed ecosistemi, indicati dagli esperti come "nesso acqua-energia-cibo (WEF)", spesso portano a controversie di vasta portata nei bacini idrografici dei fiumi transfrontalieri. Progetti di costruzione di infrastrutture su larga scala come dighe e sistemi di irrigazione hanno causato in passato tensioni politiche tra gli stati confinanti.

Un team di ricerca internazionale guidato dall'ETH di Zurigo ha ora sviluppato un toolkit strategico che può aiutare a disinnescare tali conflitti sull'uso dell'acqua, attraverso un'analisi obiettiva degli interessi degli stakeholder. Nel progetto dell'UE Orizzonte 2020 DAFNE, 14 partner di ricerca provenienti da Europa e Africa hanno lavorato insieme per trovare approcci a una gestione più equa delle risorse idriche.

"Volevamo mostrare come sia possibile gestire in modo sostenibile il nesso tra acqua, energia, cibo ed ecosistemi, anche in bacini fluviali di grandi dimensioni e transfrontalieri con un'ampia gamma di utenti, "dice Paolo Burlando, Professore di idrologia e gestione delle risorse idriche all'ETH di Zurigo.

Integrare e bilanciare interessi diversi

Sebbene sia ormai riconosciuto che la pianificazione dei bacini idrografici dovrebbe adottare un approccio olistico che rispetti le esigenze di tutte le parti interessate, problemi decisionali multidimensionali con un numero significativo di parti interessate rendono difficile negoziare soluzioni generalmente accettate.

"Gli strumenti di pianificazione convenzionali sono solitamente sopraffatti da sfide come queste, " spiega Burlando, che ha guidato il consorzio DAFNE negli ultimi quattro anni. Questo è il motivo per cui il team del progetto ha sviluppato un nuovo metodo per mappare e quantificare i compromessi nel nesso WEF.

L'approccio si basa sui principi della pianificazione e gestione partecipata e integrata delle risorse idriche, che si concentra sul ruolo e sugli interessi degli stakeholder. La metodologia DAFNE è progettata per coinvolgere le parti interessate e trovare compromessi e sinergie in un approccio congiunto. "La chiave è trovare soluzioni a vantaggio di tutti, tenere conto dell'ambiente e avere anche un senso economico, " spiega Burlando.

Abilitazione del dialogo attraverso i modelli

DAFNE utilizza tecniche di modellazione all'avanguardia e soluzioni digitali per consentire la pianificazione partecipativa. Uno strumento di decisione strategica consente al sociale, conseguenze economiche e ambientali degli interventi da valutare con un approccio quantitativo, consentire agli utenti di identificare percorsi di sviluppo praticabili. I percorsi selezionati dalle parti interessate sono simulati in dettaglio utilizzando un modello idrologico guidato da scenari climatici ad alta risoluzione, al fine di analizzare con precisione l'impatto sulle rispettive risorse idriche. Ulteriori sottomodelli possono essere utilizzati per modellare altri aspetti del nesso. Finalmente, uno strumento di visualizzazione aiuta a illustrare le interrelazioni ea valutare i problemi da diverse prospettive dell'utente.

"I modelli mirano a facilitare la negoziazione continua tra le parti interessate, che è un elemento chiave dell'approccio DAFNE, " afferma lo scienziato senior Scott Sinclair, che ha co-sviluppato l'approccio di modellazione.

Casi studio con stakeholder locali

Il progetto DAFNE si è concentrato su due grandi bacini fluviali nell'Est, e l'Africa meridionale, l'Omo-Turkana e lo Zambesi, dove i ricercatori hanno testato la loro metodologia in due casi di studio. In entrambi i casi studio, le parti interessate reali sono state coinvolte nello sviluppo degli approcci DAFNE, collaborare con loro per testare modalità operative alternative per le centrali elettriche e gli schemi di irrigazione, progettare scenari di utilizzo più sostenibili per i propri bacini di utenza. Hanno scambiato le loro diverse prospettive in negoziazioni simulate per illustrare il processo.

Nel bacino dell'Omo-Turkana, gli scienziati hanno anche utilizzato la loro metodologia in un'analisi retrospettiva della controversa fase di riempimento di due anni della mega-diga Gibe III in Etiopia. "Abbiamo osservato che l'impatto negativo sui vicini a valle è stato esacerbato da una prolungata siccità, " riporta Burlando. Lo hanno potuto dimostrare i partner del consorzio DAFNE del Politecnico di Milano in uno studio pubblicato su Comunicazioni sulla natura insieme a Burlando e Sinclair, che tali problemi possono essere ridotti combinando gli strumenti DAFNE con previsioni stagionali di siccità e adattando in modo flessibile il regime di riempimento alle condizioni idroclimatiche.

Dighe in anticipo in tutto il mondo

I risultati dello studio sono di grande attualità:l'Etiopia sta attualmente costruendo un'altra mega-diga nel bacino idrografico dell'Omo-Turkana, e riempiendo la Grande Diga Rinascimentale Etiope sul Nilo Azzurro. In tutto il mondo, circa 500 progetti di dighe sono in programma nelle regioni colpite dai feedback climatici attraverso le teleconnessioni. La crescita della popolazione e l'aumento della prosperità continueranno ad aumentare la domanda di energia, cibo e acqua. I ricercatori sperano che la metodologia DAFNE diventi un giorno un punto di riferimento.

"Abbiamo progettato gli strumenti di modellazione per essere trasferibili ad altre regioni con esigenze idriche in competizione, " afferma Burlando. Sono già in corso progetti di follow-up per applicare e sviluppare ulteriormente la tecnologia in diversi bacini fluviali in tutto il mondo.