SWAT-based evaluation of multi-decadal land use dynamics and hydrological response in the data-scarce Nambul River Watershed, Manipur

L'acqua non cade semplicemente dal cielo per poi svanire; l'acqua viaggia. Quando la pioggia colpisce il suolo, il suo viaggio dipende interamente da ciò che si trova al di sotto di essa. Se cade sul suolo di una foresta, il terreno agisce come una spugna, assorbendo l'acqua e rilasciandola lentamente nei torrenti nel tempo. Se cade su una strada di cemento o su un campo di terra battuta, l'acqua non può infiltrarsi. Invece, scorre sulla superficie, accumulando velocità e volume fino a diventare un'improvvisa e potente ondata. Questo principio fondamentale di come il territorio modella il flusso dell'acqua è la base della scienza dei bacini idrografici. Per le città costruite lungo i fiumi, comprendere questa relazione è una questione di sicurezza. Se una città si espande pavimentando le sue naturali zone di esondazione, il fiume può gonfiarsi più velocemente e più in alto rispetto a prima, trasformando un temporale di routine in un disastro. La domanda per i pianificatori non è solo se il livello dell'acqua salirà, ma quanto il cambiamento del paesaggio acceleri tale innalzamento.

Nel cuore di Imphal, una città nello stato del Manipur, nel nord-est dell'India, il fiume Nambul taglia un paesaggio densamente popolato. Questo fiume è la linfa vitale della regione, alimentando infine il vasto lago Loktak, una zona umida protetta di importanza internazionale. Eppure, per le persone che vivono lungo le sue rive, il fiume è anche una fonte di ricorrente ansia. Tra il 2008 e il 2021, i funzionari hanno registrato ogni giorno il livello dell'acqua del fiume. I record mostrano un modello preoccupante: in 361 giorni, l'acqua ha superato la linea di avvertimento e in 75 giorni è salita oltre il livello di piena. La città è cresciuta rapidamente, trasformando campi agricoli e aree pianeggianti in quartieri di cemento e mattoni. Sembra logico supporre che questo indurimento del paesaggio sia il driver primario delle inondazioni, costringendo più acqua nel canale del fiume a ogni tempesta. Per testare questa ipotesi, un ricercatore della Dhanamanjuri University si è rivolto a uno strumento di simulazione computerizzata potente noto come SWAT, che sta per Soil and Water Assessment Tool (Strumento di Valutazione del Suolo e dell'Acqua). Questo software funge da laboratorio digitale, permettendo agli scienziati di ricreare il comportamento del fiume in diverse condizioni senza dover aspettare il prossimo monsone.

Il ricercatore ha impostato una mappa digitale dettagliata del bacino idrografico del fiume Nambul, un'area che copre circa 183 chilometri quadrati. Il modello è stato alimentato con dati reali: la forma del terreno, il tipo di suolo e i registri quotidiani delle precipitazioni risalenti a decenni fa. Fondamentalmente, lo studio si è concentrato su tre momenti specifici nel tempo: 2001, 2011 e 2021. Per ciascuno di questi anni, il ricercatore ha mappato esattamente come veniva utilizzato il suolo, distinguendo tra foreste, fattorie, corpi idrici e aree urbane ed edificate. Il modello informatico è stato prima calibrato rispetto alle misurazioni effettive del flusso d'acqua della fine degli anni '90 e dei primi anni 2000 per garantirne l'accuratezza. Una volta che il modello ha dimostrato di poter imitare in modo affidabile il comportamento passato del fiume, il ricercatore ha eseguito una serie di esperimenti. Hanno mantenuto il tempo esattamente uguale per tutti e tre gli scenari, ma hanno scambiato le mappe dell'uso del suolo. Ciò ha permesso loro di isolare l'effetto del cambiamento del paesaggio, chiedendo al computer: "Se la pioggia è la stessa, ma il terreno è cambiato da un campo agricolo a una città, come risponde il fiume?".

I risultati di questo esperimento digitale sono stati sorprendenti. Lo studio ha scoperto che, sebbene il paesaggio del bacino del fiume Nambul sia cambiato drasticamente in due decenni, la quantità totale di acqua che fluisce dal bacino è rimasta quasi esattamente la stessa. Tra il 2001 e il 2021, l'area coperta da edifici è cresciuta di circa il 15 percento, mentre la copertura forestale densa è diminuita di oltre il 30 percento. Nonostante questi massicci cambiamenti nell'ambiente fisico, le simulazioni al computer hanno mostrato che il flusso medio annuo del fiume è cambiato di meno dell'uno percento. Infatti, il volume totale d'acqua che si muove attraverso il fiume è stato così costante attraverso i tre decenni che le piccole differenze rientravano nel margine di errore del modello stesso. Ciò suggerisce che la forza pura delle piogge monsoniche e le pendenze ripide delle colline circostanti siano le forze dominanti che guidano il volume totale del fiume, sovrastando gli effetti sottili della conversione del suolo.

Tuttavia, la storia non finisce con la quantità totale di acqua. Lo studio ha rivelato che la natura del movimento dell'acqua è probabilmente diventata più pericolosa, anche se il volume totale non è cambiato. Le simulazioni al computer hanno indicato che, mentre la foresta e la boscaglia un tempo trattenevano l'acqua e la rilasciavano lentamente, il nuovo paesaggio urbano permette all'acqua di scorrere sulla superficie molto più velocemente. Questa accelerazione significa che, durante i forti temporali, l'acqua arriva in città tutta in una volta invece di filtrare lentamente nel tempo. Questo spiega perché Imphal sperimenta inondazioni improvvise così frequenti e severe, con il fiume che supera i livelli di piena decine di volte all'anno, anche se l'approvvigionamento idrico totale annuo non è aumentato. L'inondazione non è causata da un massiccio aumento dell'acqua complessiva del fiume, ma dalla velocità con cui quell'acqua viene consegnata alle strade della città.

I risultati mettono in discussione l'idea semplice che più cemento equivalga sempre a più acqua. In questo specifico ambiente, caratterizzato da colline e guidato dal monsone, la relazione tra l'uso del suolo e il flusso del fiume è molto più complessa. Lo studio conclude che la gestione del fiume Nambul richiede un approccio olistico che vada oltre il semplice conteggio della quantità d'acqua. Richiede una concentrazione sul rallentamento del flusso dell'acqua attraverso la città, sul ripristino delle zone di esondazione e sulla protezione delle foreste rimanenti che fungono da barriere naturali. La ricerca evidenzia che nelle regioni con scarsità di dati, dove le misurazioni dettagliate sono difficili da ottenere, i modelli informatici possono fornire intuizioni vitali, ma i loro risultati devono essere interpretati con cura. Il comportamento del fiume è una danza complessa di clima, geologia e attività umana, e risolvere il problema delle inondazioni a Imphal richiederà la comprensione di tutti e tre, non solo del mutare dello skyline.