La gestione ottimale delle risorse idriche deriva da una precisa valutazione del bilancio idrico. Esiste la necessità di uno strumento che fornisca un bilancio idrico accurato e aggiornato.

Background & Obiettivi

La Direttiva quadro sulle acque (WFD; 2000/60CE) impone agli Stati membri di utilizzare i propri piani di gestione dei bacini idrografici e programmi di misure per proteggere e ripristinare i corpi idrici. A livello nazionale, il Ministero delle Politiche Agricole Alimentari e Forestali ha istituito una banca dati dei volumi idrici utilizzati per l'irrigazione. Le Regioni, dal canto loro, devono provvedere (i) alla validazione di tali dati, e (ii) alla quantificazione e aggiornamento dei volumi idrici.

Water Digital Twin (WADIT) è un progetto in corso avviato nel 2023 coordinato dal Distretto Tecnologico Aerospaziale Pugliese (DTA) in collaborazione con Planetek Italia srl, Sitael SpA, il Consiglio Nazionale delle Ricerche (CNR) e l'Università degli Studi di Bari Aldo Moro. Il progetto Wadit è cofinanziato dal Ministero delle Imprese e del Made in Italy attraverso il programma "ACCORDI PER L’INNOVAZIONE".

L’obiettivo è creare un Digital Twin degli asset fisici (uso del suolo, umidità del suolo, frequenza e data di irrigazione delle colture, tecniche di irrigazione, ecc.) per la gestione dell’acqua a livello di bacino, volto a sostenere il bilancio idrico. WADIT si concentra sull'analisi del fabbisogno idrico legato all'uso dell'acqua in agricoltura per ottenere una stima affidabile del consumo idrico effettivo nei campi coltivati.

I modelli da studiare, progettare e implementare sperimentalmente consentiranno di elaborare i Big Data (dati telerilevati multipiattaforma, dati provenienti da stazioni agro-meteorologiche, dati core da servizi Copernicus, dati commerciali, dati censimentari) mediante tecniche di intelligenza artificiale.

Il sistema risultante dall’ingegnerizzazione dei modelli studiati, messo a punto e integrato, sarà in grado di fornire, a livello di distretto/bacino, la stima dei fabbisogni/consumi irrigui, aggiornata periodicamente sulla base dei dati acquisiti ed elaborati in prossimità tempo reale sulla zona di interesse.

WADIT prevede:

• La produzione di carte di uso del suolo dinamiche;
• L’identificazione della ubicazione ed estensione delle aree irrigue;
• L’individuazione, attraverso l’utilizzo di algoritmi di intelligenza artificiale, di le aree irrigue che presentano una elevata probabilità di utilizzo non autorizzato di acqua;
• La produzione di librerie dei coefficienti colturali KC per le diverse tipologie di colture nei diversi contesti agro-ecologici;
• L’utilizzo dii dati meteo-climatici, forniti dal programma europeo Copernicus, per alimentare i modelli per il calcolo del fabbisogno irriguo;
• La creazione di una infrastruttura digitale, il gemello digitale, per automatizzare il processo di elaborazione, analisi e restituzione di report e indicatori analitici di sintesi.

Si prevedono 3 aree studio, una in Salento, una nel nord Barese e l’altra in Capitanata, in modo da rappresentare le diverse caratteristiche del territorio pugliese (colture, struttura aziendale, disponibilità di fonti irrigue, servizi e qualità delle acque di irrigazione). Dopo il set up dei modelli per le tre aree test si procederà ad applicare il sistema all’intero territorio regionale. 

Il gemello digitale sarà in grado di creare scenari per una stima sul breve periodo (12 mesi per tenere conto della variabilità delle specie erbacee) o per la simulazione di trasformazioni del territorio che comportano cambiamenti radicali dei fabbisogni nel lungo periodo (10/20 anni come nel caso di piantumazione di specie arboree).

Utenti

• Enti (pubblici e privati) preposti alla gestione dell’acqua che devono stimare e valutare i fabbisogni e i consumi irrigui stagionali a livello di bacino/distretto/regione e, in base alla disponibilità, pianificare l’utilizzo;
• Enti (pubblici e privati) preposti alla gestione del servizio idrico irriguo come strumento di monitoraggio e controllo dei prelievi irrigui a livello aziendale;
• Operatori del settore agricolo per la pianificazione degli investimenti nell’impianto di aree agricole, sia a breve termine per le colture annuali che a medio termine per le colture arboree (arco temporale di 20/50 anni).

Benefici

I principali benefici per i soggetti deputati alla gestione della risorsa idrica nell’utilizzo di WADIT possono essere riassunti in:

• Disporre di dati aggiornati e omogenei sull’intero territorio di interesse per una gestione dinamica della risorsa idrica;
• Ridurre i tempi per la produzione dei report previsti dalla normativa in tema di gestione delle risorse idriche
• Effettuare stime e simulazioni predisponendo differenti scenari di utilizzo e di disponibilità della risorsa idrica;
• Valutare l’attitudine del territorio a sostenere trasformazioni colturali sulla base della disponibilità di risorse irrigue per indirizzare gli investimenti da parte di operatori privati;
• Identificare i siti con elevata probabilità di utilizzo non autorizzato della risorsa idrica per implementare politiche di tutela delle acque.

Presentazione del progetto WADIT al workshop "EO for Agriculture under Pressure" organizzato da ESA, WFP, FAO, GEOGLAM.