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Milano, 14 Dicembre 2011 Rodolfo Soncini Sessa , Enrico Weber, Daniela Anghileri, Marco Micotti DEI Politecnico di Milano Negotiations for the joint regulation of the Lake Maggiore Lake Lugano system: aims, procedure and state of advancement. Attività 2.1.4. Individuazione di una politica di regolazione integrata e condivisa

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Milano, 14 Dicembre 2011

Rodolfo Soncini Sessa, Enrico Weber,

Daniela Anghileri, Marco Micotti DEI – Politecnico di Milano

Negotiations for the joint regulation of

the Lake Maggiore – Lake Lugano system:

aims, procedure and state of advancement.

Attività 2.1.4. Individuazione di una politica di regolazione integrata e condivisa

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The VerbaCe water system VERBAno (Maggiore) - CEresio (Lugano )

Diga della Miorina

Diga di Ponte Tresa

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VerbaCe Project When:

2010-2012

Goal:

Identify an integrated and

shared policy for the

management of both lakes,

taking care of climate

change.

Start from previous studies:

- Progetto Verbano-INTERREG-II

- Progetto Ceresio

Take into account possible

synergies between the two

lakes

Diga della Miorina

Diga di Ponte Tresa

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VERBANO-Interreg II When:

1996-1999

Goal:

Explore possible regulation policies for Verbano

Conclusions

Modify the lake outlet

Design a new regulation dam, such that regulation is possible even during floods

Miorina dam

Ponte Tresa dam

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AIPO study

A preliminary design of a new dam.

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Stage-discharge functions of the new dam

Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

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Regulation policies

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Regulation policy: presently dis-joined regulation

hVer

rMio

hCer

rPT

V

C

rMio

Ponte Tresa release

Miorina release

Verbano Ceresio

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Regulation policy: joined regulation

V

C

hVer

hCer

rMio

hVer

hCer

rPT

Ponte Tresa release

Miorina release

VerbaCe

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V

C

Ponte Tresa release

Miorina release

VerbaCe

hVer

hCer

rPT

Regulation policy: joined regulation

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hVer

hCer

rPT

rPT = mt(hCer)

Best

compromise

policy

Regulation policy: joined regulation

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hVer

hCer

rPT

0,5

rPT = mt(hCer)

Regulation policy: joined regulation

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rPT

hVer -0,5 1,5

rPT = f(hCer)

Range of hVer levels within which Ceresio regulation is

independent upon Verbano conditions so that the best

compromise policy can be adopted for Ceresio.

Regulation policy: joined regulation

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rPT

hVer -0,5 1,5

rPT = mt(hCer)

rPT = m2t(hVer , hCer) rPT = m1

t(hVer , hCer)

?? ??

Once the best

compromise

has been

identified

Design joined

regulation

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Pavia fears

What can we do?

A first-of-all negotiations

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Stage-discharge functions of the new dam

Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

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Regulation space

To-day regulation

space

Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

Page 20: Negotiations for the joint regulation of the Lake Maggiore ...€¦ · Milano, 14 Dicembre 2011 Rodolfo Soncini Sessa, Enrico Weber, Daniela Anghileri, Marco Micotti DEI – Politecnico

Regulation space

New dam regulation space Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

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Regulation space

Low releases:

potentially dangerous for lake floods.

SUGGESTION disregard them! Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

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Regulation space

Very high releases:

potentially dangerous for Pavia.

SUGGESTION disregard them!

Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

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Regulation space

Proposed and accepted

regulation space

Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

Page 24: Negotiations for the joint regulation of the Lake Maggiore ...€¦ · Milano, 14 Dicembre 2011 Rodolfo Soncini Sessa, Enrico Weber, Daniela Anghileri, Marco Micotti DEI – Politecnico

Max rilascio

attuale

Max rilascio

nuovo

sbarramento (settori aperti)

Min rilascio

attuale

Min rilascio

nuovo sbar.

(settori

chiusi e

ventole

chiuse fino a

1,50 m) Proposed and accepted

regulation space

Regulation space

?

How to choose the limit

flow?

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Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

Max release rule

it must be decreasing with

increasing Po flow

Max release

present dam

Max release

new dam

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ICT T

ools

yes

Final (political) decision

reasonable alternatives

2. Conceptualisation

3. Designing Alternatives

4. Estimating effects

Sta

keholders

1. Reconnaissance

5. Evaluation

no Mitigation, and compensation, Agreement?

PIP procedure

Participatory and Integrated Planning procedure

6. Comparison or negotiation

Problem formulation Setting the goal and identifying the

constraints

Designing alternatives/options

Selecting the best compromise alternative

How to choose?

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The actions

present dam

new dam

dis-joined

joined

dis-joined

joined

Set a dmv Set a dam

dmv

Set a policy

Futu

re

clim

ate

Pre

sent

clim

ate

Set a

climate

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Gerarchia di progetto

Dott. Massimiliano Foglia

Dipartimento del Territorio

Repubblica e Cantone Ticino

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Ambiente Ceresio

Avifauna/nidificazione dello Svasso Maggiore

Percentuale di uova deposte Mortalità uova per decremento livello

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Ambiente Ceresio

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Criteria hierarchy

107 indicators all toghether

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Setting the model

V

C

Villoresi

Antiche utenze

Pavia

Est-Sesia

Po

Ticino

Tresa

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An example: the Ticino river

Isola S.

Antonio

Pavia

Piacenza

Porto della

Torre

The MIKE 11 model used in Fews by

Protezione Civile Lombardia:

It describes

the Ticino river from Porto

Torre to the Po junction;

the Po: from Isola S. Antonio

to Piacenza.

Too big a model for policy design: an

emulator has to be identify for that scope.

The original model will be used in the

evaluation phase.

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Irri

gat

ion

def

icit

Floods

structural

normative

actions indicators

flooded area

...

max flood

14 days deficit

... regulatory (policy)

alternatives

A1

...

A2

...

An

Designing alternatives

Experts

J1

J2

Pareto

Optimisation

A

C B Ir

rig

atio

n d

efic

it

Floods

Dominated

alternative

Dominating

alternative Pareto frontier

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0.15 0.07 0.01 0.85 0.16 downstr. envir.

hydropower

irrigation

upstr.envir.

lake flood

0.70 0.80 0.66 0.15 0.83

0.59 0.75 0.86 0.00 0.61

0.48 0.16 0.14 0.67 0.26

0.66 0.70 0.55 0.22 0.12

A54 … A4 A2 A1 A0

Alternatives

Ind

exes

Value matrix

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

upstr.envir. downstr. envir. hydropower irrigation lake flood

ut

il

it

y

A0 A0 A0

Pareto Race

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

upstr.envir. downstr. envir. hydropower irrigation lake flood

ut

il

it

y

A0 A0 A26

excessive loss in irrigation

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

upstr.envir. downstr. envir. hydropower irrigation lake flood

ut

il

it

y

A0 A36 A26

going on ...

reasonable alternative

A0 no actions 0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

upstr.envir. downstr. envir. hydropower irrigation lake flood

uti

lity

A0 A36 A34

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rPT

hVer -0,5 1,5

rPT = mt(hCer)

rPT = m2t(hVer , hCer) rPT = m1

t(hVer , hCer)

?? ??

Once the best

compromise

has been

identified

Design joined

regulation

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Negotations for the whole system

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Evaluation the impact of Climate Change

4

Regional climate scenario

Impact on hydrology

Climate model

Emission scenario

Local climate scenario

Impact on water

related interests Management policy

From PRUDENCE project [prudence.dmi.dk]

ES : A2

GCM : HadAM3H

RCM : RACMO

Quantile Method

HBV

Reservoir, channel, …

models

Hydropower revenue

Irrigation deficit

8 policies optimal

under historical climate

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Evaluation the impact of Climate Change on the management indicators! Adaptive policy design

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Model uncertainty

Uncertainty over 1961-1990

Uncertainty over 2071-2100

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Future is not stationary

2071-2080

2081-2090

2091-2100

1961-1970

1971-1980

1981-1990

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Thanks for attention

http://baobab.elet.polimi.it/verbace

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Spazio di regolazione

New dam regulation space

Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

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Regola di massimo rilascio

qPo = 5000 m3/sec

caso 1

Regola di

massimo

rilascio

In sede di progetto esecutivo:

1) lo sbancamento e lo sbarramento dovranno essere

progettati in modo da poter riprodurre la scala di massimo

rilascio attuale per tutti i valori di portata considerati.

2) si dovrà anche definire la massima rapidità di manovra

dei settori per mantenere le onde prodotte a monte e valle

entro limiti accettabili.

Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)

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Regola di massimo rilascio

qPo = 8000 m3/sec

caso 2

Max release

present dam

Max release

new dam

Min release

present dam

Min release

new dam (sector closed)