Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/2067/1086
Title: Applicazione a scala nazionale per l’Italia del modello idrologico SWAT
Other Titles: Application at a national scale for Italy of the hydrological model SWAT
Authors: De Luca, Daria
Keywords: SWAT;Scala nazionale;Modello idrologico;AGR/10
Issue Date: 26-Feb-2009
Publisher: Università degli studi della Tuscia - Viterbo
Series/Report no.: Tesi di dottorato di ricerca. 21. ciclo
Abstract: 
Il modello idrologico a scala di bacino SWAT (Soil and Water Assessment Tool) è stato applicato all’intero territorio italiano.
Gli obiettivi sono stati in primo luogo quello di sperimentare la possibilità di usare un modello matematico per studiare gli impatti a scala nazionale sul bilancio idrologico e sui cicli di sedimenti e nutrienti a livello previsionale ed in secondo luogo quello di valutare l’uso delle banche dati con copertura regionale o globale disponibili a questo scopo.
A questo fine sono stati utilizzati alcuni database europei: il MARS database, per i dati climatici a risoluzione giornaliera, la carta uso-suolo del progetto CORINE Land Cover, il SGBDE (Soil Geographic Database of Europe), per la caratterizzazione dei tipi di suolo e il CCM (Catchment Characterization and Modelling) per la delineazione dei reticoli idrografici e dei contorni dei bacini analizzati. Inoltre sono stati utilizzati il modello globale digitale del suolo SRTM3 ed i dati del 5° Censimento italiano dell’agricoltura ISTAT.
Data la vastità dell’area esaminata e la mole di dati elaborati, si è resa necessaria la suddivisione per l’Italia in 9 zone di simulazione di estensione simile. In ogni zona di simulazione sono stati quindi compresi e simulati più bacini idrografici. In questo modo sono stati simulati 86 bacini idrografici ricoprendo il 71,63% del territorio nazionale.
Il modello è stato in grado di individuare correttamente i contorni dei bacini esaminati, i rispettivi sottobacini ed i reticoli idrografici. Il bilancio idrologico è stato calibrato sulle portate per un bacino pilota in ogni zona di simulazione.
Gli indici di correlazione e di efficienza di Nasch e Sutcliffe sono stati usati per valutare gli output delle simulazioni. Questi sono stati caratterizzati da risultati scarsi o accettabili a scala giornaliera e discreti alla scala mensile.
L’analisi di sensitività e l’autocalibrazione sono state utilizzate al fine di evidenziare le variabili chiave ed ottenere migliori risultati di calibrazione, per due bacini idrografici.
L’uso di questi moduli ha migliorato sensibilmente i risultati di calibrazione in entrambe i bacini esaminati.
Altri studi sviluppati a grande scala o con l’utilizzo di Global Data con il modello SWAT, in ambiti territoriali diversi, hanno mostrato risultati simili.
In conclusione, è possibile utilizzare il modello SWAT anche a scala nazionale per l’Italia ed usando le attuali banche dati a larga scala, ad esclusione del database MARS che non è risultato pienamente soddisfacente per un’area come quella italiana dove l’influenza del mare e la grossa variabilità topografica rappresentano degli ostacoli nelle procedure di interpolazione dei dati climatici.

The Soil and Water Assessment Tool (SWAT) was applied to the whole Italian Region.
The goals were firstly to assess the possibility to use a simulation tool to study the impacts at a national scale on the water, nutrient and sediment balance for forecasting use and secondly to evaluate the use in this framework of available databases with regional or global coverage.
To this purpose some European databases have been used: the MARS database, for the climatic data at a daily resolution, the CORINE Land Cover, the SGBDE (Soil Geographic Database of Europe), for the soil types and the CCM (Catchment Characterization and Modelling) for the river network and basin boundaries delineation. Besides the Global Digital Elevation Model SRTM3 and the 5° Italian Agriculture Census (ISTAT) data were used. All of these databases have a rather coarse spatial resolution.
Due to the large dimension of the study area and to the huge amount of data, the simulation of the whole national surface has been divided into nine zones that were simulated separately. Within each simulation zone a variable number of basins was included. In this way 86 Italian basins were simulated covering the 71,63 % of the Italian territory.
The model was able to delineate the basins boundaries, the subbasins and the river networks correctly. The hydrological balance was calibrated on the flow for a pilot basin in each simulation zone.
The correlation index and the Nash and Sutcliffe Efficiency were used to evaluate the simulation outputs. These indexes show low or acceptable results at daily scale and better results at monthly scale.
The sensitivity analysis and an autocalibration procedure were used in order to highlight key variables and obtain better calibration. This significantly improved the simulation results.
Other studies at a national scale or carried out using global coverage data with the SWAT model shown similar results.
In conclusion, it is possible to use the SWAT model also at national scale for Italy using the available European large scale databases, even if at least the MARS climate database resulted not completely satisfactory for an area like Italy where sea influence and great topographic variability can be a challenge for weather data interpolation procedures.
Description: 
Dottorato di ricerca in Scienze e tecnologie per la gestione forestale e ambientale
URI: http://hdl.handle.net/2067/1086
Rights: If not otherwise stated, this document is distributed by the Tuscia University Open Archive under a Creative Commons 2.0 Attribution - Noncommercial - Noderivs License (http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.0/)
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