BCG_DSS Black Canyon of the Gunnison Decision Support System

1. Vittoria Paramithiotti BCG_DSS Black Canyon of the Gunnison Decision SupportSystem È un programma EXCEL fornito di macro che, una volta dati come input i flussi giornalieri del Gunnison River, calcola degli indicatori rappresentanti caratteristiche e processi propri dell’area del Black Canyon of the Gunnison National Park. Il Sito cui è reperibile il software è: http://www.mesc.usgs.gov/Products/Software/BCGDSS/. Tale software, disponibile per uso pubblico, è stato sviluppato dagli scienziati del Fort CollinsScience Center dell’ USGS (U.S. Geological Survey) come importante strumento di gestione delle risorse naturali. Gli autori della guida all’uso per gli utenti sono Gregor T. Auble, Mark Wondzell e Colin Talbert. Per l’utilizzo il sistema richiede Windows XP o Vista e Microsoft EXCEL 2003 o 2007. Struttura: Il sistema mette a confronto almeno otto alternative di gestione di flusso del Gunnison River dove ciascuna alternativa è rappresentata da una sequenza giornaliera di dati per la durata di almeno 20 anni consecutivi. Obiettivi: Tale sistema decisionale intende mostrare varie alternative di flussi simulati in base ad una vasta serie di dati e valutarne la relativa desiderabilità al fine di rispettare le risorse naturali. Poiché i diversi utenti del modello possono prendere differenti decisioni valutando l’importanza di un indicatore rispetto ad un altro o valorizzando maggiormente certi aspetti del sistema, l’obiettivo del BCG_DSS non consiste nel prendere tale decisione, bensì nel ridurre la complessità delle informazioni e nel concentrare l’attenzione sui compromessi della decisione stessa.

2. Area di interesse Il Black Canyon of the Gunnison National Park si trova lungo il Gunnison River in Colorado. Esistono tre dighe (Blue Mesa, Morrow Point e Crystal), conosciute col nome di Aspinall Unit, che regolano il flusso nel Black Canyon attenuando i picchi primaverili e aumentando i bassi flussi di fine estate. I flussi vengono deviati grazie al Gunnison tunnel lungo 6 miglia e capace di deviare fino a 1300 ft³/s d’acqua.

3. I tre tipi di input del sistema Questi sono gli 8 esempi di alternative offerte dal software: • Hgage_1911-2005 • Hgage_1975-2005 • Hgage_1934-1964 • HabvTun_1911-1964 • BRnoAction • BRaltA • BRaltB • BRaltC Le prime tre sono dati di flusso giornaliero del Gunnison River sotto il Gunnison Tunnel. La quarta è una combinazione di misurazioni sopra e sotto il Gunnison Tunnel. Infine le ultime 4 sono descritte nel Draft Environmental Impact Statement for Aspinall Unit Operationsdel 2009.

4. I tre tipi di Input del sistema Nel foglio EXCEL di Input Scenario Specificationl’utente specifica quali sono i dati d’ingresso per ciascun scenario e le possibili alternative di gestione del flusso. Esistono tre tipi di input, il primo riguardante i dati idrologici e i restanti riguardanti la richiesta d’acqua e utili ad individuare alcuni elementi del National Park Service (NPS) water right: • The daily hydrologic data (gli unici necessari all’esecuzione del sistema). Ogni alternativa di regime di flusso è infatti rappresentata da una sequenza di dati giornalieri (espressi in ft³/s) per almeno 20 anni consecutivi. Le registrazioni di flusso devono iniziare il 1° gennaio e terminare il 31 dicembre ed essere complete per ogni anno. • I dati annuali riguardanti l’afflusso d’acqua al bacino della diga Blue Mesa non regolato dal 1° aprile al 31 luglio. Tale quantità ben rappresenta la variabilità annuale della domanda d’acqua ed è utilizzata per la simulazione ed il funzionamento delle strutture dell’Aspinall Unit. • I dati inerenti al deposito (misurato in acre-feet) nel bacino del Blue Mesa il 31 dicembre dell’anno precedente. Il valore limite del deposito nel Blue Mesa è di 550000 acre-feet. In condizioni di possibile siccità, determinata dai dati di afflusso al Blue Mesa , gli approvvigionamenti nel NPS water right non vengono applicati se il deposito nel bacino supera i 550000 acre-feet il 31 dicembre dell’anno precedente. Conversione delle unità di misura utilizzate nei dati: • 1 foot (ft) = 0.3048 meter (m) • 1 acre = 4047 square meter (m²) • 1 cubic foot (ft³) = 0.02832 cubic meter (m³)

5. Indicatori del sistema Le relazioni quantitative tra i regimi di flusso e le risposte fisiche e biologiche dei sistemi fluviali sono complesse e gli indicatori possono non rappresentarle in modo perfetto. Poiché lo scopo è quello di bilanciare la semplificazione dei dati assunti e l’ottenimento di un risultato troppo semplificato per essere adattato alla realtà, la soluzione del BCG_DSS produce una serie di indicatori raggruppati in alcune aree di interesse di risorse naturali. Box Elder Clearing: Vengono stimati due indicatori: Percentage of Bottomland Cleared Percentage of Bottomland Cleared by Scour Le tavole dei parametri dei terreni dei fondali definiscono lo scarico di inondazione ed il flusso che produce una più che critica sollecitazione di taglio al terreno. Questa tipologia di grafico mostra l’intervallo dei valori dell’indicatore all’estremo superiore e inferiore della linea sottile, il 10% e il 90% agli estremi del rettangolo ed il valore medio con una linea orizzontale dentro al rettangolo stesso.

6. Plant Communities: La distribuzione delle comunità in differenti classi di durata dell’inondazione è stata usata per predirne la distribuzione sui fondali sotto diversi regimi di flusso. Percentage of Bottomland in Community types (Aquatic, Hydric, Mesic, Xeric) Tali percentuali sono rappresentate con grafici di questo tipo per ciascuna alternativa di flusso: in questi grafici vengono confrontate l’H1934 e l’AbT1934. Trout Fry Habitat: Rainbow Trout Fry Habitat Brown Trout Fry Habitat ( in ascissa: alternative di flusso; in ordinata: ft² per 1000 ft di fiume)

7. Sediment Mobilitation: Le dinamiche dei sedimenti sono complesse funzioni della grandezza e della durata dei flussi dotati di diverse capacità di trasporto di particelle con vari diametri. In questo sistema si usano tre indicatori in corrispondenza di tre classi di diametro: • Annual Percentage of River Mobilized for D16Particle size • Annual Percentage of River Mobilized for D50Particle size • Annual Percentage of River Mobilized for D84Particle size Questa tipologia di grafico calcola le percentuali annuali dei tratti di fiume mobilizzati in riferimento alle diverse alternative di gestione di flusso ed al diametro delle particelle. Tale altra tipologia di grafico mostra la frazione annuale del tratto di fiume mobilizzato prendendo il D84 come riferimento. c.f.s. = m³/s

8. National Park Service Water Right È un legge di flusso espresso in ft³/s (c.f.s) ed ha tre componenti di base: • Minimum Flow • May-June Peak Flow • Shoulder Flow In questo grafico il sistema mostra le percentuali di anni per ogni alternativa per cui è soddisfatto il Minimum Flow Water Right. In questo secondo grafico (ascisse:tempo in anni; ordinate: flusso in ft³/s), per l’alternativa H1934, le linee rosse rappresentano l’insufficienza di flusso osservato rispetto al National Park servicewater right. Nel terzo grafico si può confrontare l’alternativa H1975, dove le linee nere rappresentano l’eccesso di flusso osservato rispetto al NPSwater right. • Hydrologic indicators • Daily Flow constancy • Annual Minimum/Mean/Maximum/14-day Maximum Daily discharge • Coefficient of Variation of Monthly Discharge within Years Infine l’utilizzo del software, che risulta semplice, richiede una vasta quantità di dati ma assolve bene il compito di chiarificare, tramite i propri indicatori, gli effetti dei vari flussi su un ambiente naturale che si vuole salvaguardare.