ASSOCIAZIONE DI INGEGNERIA OFFSHORE E MARINA EDITORIALE. pagina 16 RILIEVI MORFO- BATIMETRICI CON SONAR MULTI-BEAM

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1 ASSOCIAZIONE DI INGEGNERIA OFFSHORE E MARINA n. 30 ottobre 2004 via G. Zanella, MILANO - tel/fax Internet: SOMMARIO pagina 3 EDITORIALE pagina 5 RILIEVI MORFO- BATIMETRICI CON SONAR MULTI-BEAM pagina 10 PROGRAMMA DI DIFESA DEI LITO- RALI VENEZIANI pagina 16 RECENSIONI E NOTIZIE pagina 21 CONGRESSI E CONFERENZE pagina 23 LA TESI Valutazione BOLLETTINO Periodico dell Associazione Ingegneria Offshore e Marina Direttore Responsabile Mario de Gerloni Comitato di Redazione Renata Archetti Mario Caironi Daniela Colombo Maurizio Gentilomo Quote Associative AIOM Individuali: 80 Collettive: 800 Università: 160 Juniores 25 Contributo inserzioni sul bollettino Per 1 anno e comunque per 3 numeri: 1 modulo = ½ pagina moduli = 1 pagina 500 CONSIGLIO DIRETTIVO Presidente: Vice Presidente: Mario de Gerloni Tesoriere: Elio Ciralli Consiglieri: Sindaci: Segreteria: Maurizio Gentilomo Luigi Alberotanza Renata Archetti Viviana Ardone Mario Caironi Daniela Colombo Stefano Copello Andrea Ferrante Maria Martino Antonio Migliacci Massimo Montevecchi Giuseppe Passoni Sandro Stura Roberto Libè Gianfranco Liberatore Alberto Meda Carlo Niccolai Giselda Barina Stampato c/o Technital Spa Verona

2 FINALMENTE RITORNA LA SPIAGGIA! Dopo un attesa di dieci anni, il ripascimento della spiaggia di Ostia Levante è divenuto una realtà ad opera della Società Italiana Dragaggi Spa. L intervento di ripascimento ha interessato il litorale di Ostia Levante per un estensione di circa tre chilometri e cinquecento metri, a partire dal canale dei pescatori verso sud ed è consistito nel versamento di circa m 3 di sabbia prelevata e- sclusivamente dai fondali marini. L intervento e stato eseguito in un tempo estremamente breve (meno di quattro mesi) nel pieno della stagione balneare creando disagi minimi alla fruizione della spiaggia stessa. Il ripascimento e stato realizzato utilizzando una draga autocaricante e refluente avente una capacita nei pozzi di 9000 metri cubi; la draga ha prelevato il materiale in un giacimento subacqueo al largo di Anzio, a circa 45 km da Ostia ed alla profondità di 50 metri; per il versamento della sabbia e stata posata sul fondo del mare una tubazione di refluimento (del diametro di 800mm ed avente una lunghezza di 1500m) per collegare la draga ormeggiata al largo con la spiaggia da ricostruire. Una volta giunta all ormeggio, la draga ha pompato a terra la sabbia che, in seguito, a mezzo di bulldozer, e stata sistemata secondo il profilo previsto in progetto. SOCIETA ITALIANA DRAGAGGI SPA Roma Via Carlo Zucchi, 25 Tel Fax sidra.it 2

3 INFORMAZIONI Editoriale Presentiamo con soddisfazione il trentesimo Bollettino AIOM. Esso contiene scritti d alto profilo di natura, questa volta, monotematica : la difesa delle coste, unitamente ad uno studio di natura specialistica in materia di rilievi batimetrici in acque portuali poco profonde. Riguardo al tema costiero Alfredo Caielli e Viviana Ardone riferiscono sugli interventi di rinforzo dei litorali veneti. L argomento è ripreso nella Tesi di Carlo Barbanti, ancora a proposito di litorali veneti (Isola di Pellegrina). E interessante notare che gli scritti presentano un notevole contenuto scientifico, però accompagnato da un poderoso valore aggiunto: il fatto che sui litorali veneti sono stati eseguiti, in un ambito Mediterraneo, estesissimi veri e propri lavori. In altri termini, concezione, rilievi, studi propedeutici, progettazioni, monitoraggi sono stati messi con successo a confronto diretto con l ambiente naturale, con l usura del tempo e con gli attacchi, notoriamente rudi, del mare. Non può sfuggire che lo strumento dei rilievi sottomarini (prima, durante e dopo i lavori), strettamente connesso con gli interventi sui litorali, appare perfettamente coerente con il tema costiero. Gli autori, ci si perdoni il bisticcio, sono autorevolissimi, come del resto le rispettive istituzioni di provenienza (il Magistrato alle Acque di Venezia, il Consorzio Venezia Nuova) o influenti (nella Tesi: l Università di Bologna). Segnaliamo con l occasione che il Consiglio Direttivo ha confermato l intenzione di organizzare al più presto un convegno AIOM, possibilmente in Sicilia, da dedicare ai nostri temi ed alle opportunità di generare, nel nostro Paese, energia per via eolica offshore. Desideriamo inoltre porre in e- videnza la notizia, meglio precisata nel Bollettino, riguardo ai Membri istituzionali del Consiglio Direttivo, provenienti da CNR, Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici e RINa. Inoltre, alcune nostre iniziative come l aggiornamento della Mailing List e l opportunità di inserzioni commerciali specialistiche nel Bollettino. Desideriamo infine sottolineare l importanza di queste, come di altre, iniziative perché sono dirette a fortificare la vita dell Associazione ed il suo rapporto con il mondo esterno. Rinnoviamo il tradizionale invito a Soci e ad Amici a contribuire al successo di AIOM mediante idee, segnalazioni, proposte, scritti: lo strumento migliore, per parlarci, è la posta elettronica che, ricordiamo, è: MEMBRI ISTITUZIONALI I signori Luigi Alberotanza, CNR, Stefano Copello, RINA e Andrea Ferrante, Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici hanno accolto l'invito a far parte del Consiglio Direttivo dell AIOM come previsto all art. 11 dello Statuto. Ai nuovi menbri va il saluto e il ringraziamento del Presidente e del CD eletto. AGGIORNAMENTO MAILING LIST Stiamo aggiornando l indirizzario dei soci e dei simpatizzanti con particolare riferimento alla posta elettronica per un maggiore uso di questo mezzo per la diffusione di informazioni. Preghiamo pertanto tutti i lettori di inviare una a: con il vostro nome e eventualmente recapito nel caso desideraste aggiornarlo. 3

4 Consulting Engineers Dal 1964 società leader in Italia e nel mondo * infrastrutture di trasporto * opere marittime * salvaguardia ambientale e gestione territorio * idraulica e idrogeologia * strutture e costruzioni civili Sede: via Cassano d'adda, 27/ MILANO Tel (4 linee r.a.) Fax Direzione e Sede Amm.: via C. Cattaneo, VERONA Tel ; Fax

5 Rilievi morfo-batimetrici in acque basse con l applicazione di tecnologie sonar multibeam di Elio Ciralli (1) Introduzione L attuale tecnologia sonar, applicata al settore dei rilievi morfobatimetrici, consente oggi di ottenere risultati di notevole livello non facilmente raggiungibili ancor fino a pochi anni fa. La disamina completa dei sistemi oggi disponibili comporterebbe disponibilità di spazi e di attenzione del lettore ben superiori rispetto a quella tipica dell articolo tecnico. Per tale motivo in questa sede affronteremo soltanto l aspetto dei rilievi in acque basse, interessandoci solo dei risvolti materiali e pratici, prendendo spunto da una recente applicazione effettuata nel Porto di Palermo. La tecnologia sonar Ormai ben nota ai più, grazie alla sua applicazione legata alla storia militare, oggi l affinamento tecnologico raggiunto consente rilievi di superfici subacquee con precisione centimetrica. L accoppiamento con affidabili sistemi di correzione degli errori (dovuti al movimento dell imbarcazione ed alle caratteristiche dell acqua, per esempio) e 1 Ing. Elio Ciralli - Studio di Ingegneria Civile e Costiera, Palermo; con sistemi di posizionamento con precisione centimetrica (GPS RTK, utilizzabile in zone costiere) consente livelli di precisione difficilmente raggiungibili fino a pochi anni or sono. Le restituzioni dei rilievi eseguiti, al di là dei dati metrici altamente affidabili, consente spesso visualizzazioni di immagini di grande interesse per il livello dei dettagli rappresentabili, ottenibili anche in condizioni ambientali proibitive a causa, per esempio, di alta o altissima torbidità delle acque e/o insalubrità dei siti che non consentono l ausilio di operatore subacqueo o di ROV (remotely operated vehicles) per la ripresa videofotografica. E quindi possibile censire e rappresentare, comunque e con notevole precisione, emergenze dei fondali, che siano esse anomalie morfologiche naturali o relitti di qualsiasi natura e tipo. L applicazione nel porto di Palermo L Autorità Portuale di Palermo ha recentemente commissionato il rilievo morfo-batimetrico di una parte dello specchio acqueo portuale, ed in particolare quello tra i cosiddetti Molo Trapezoidale e Molo Sud. 5 L imbarcazione utilizzata è una imbarcazione a motore denominata M/B Maestrale II (Figura 1) con un pescaggio tale da permettere la navigazione in sicurezza in zone a bassa profondità. Su di essa è stata installata tutta la strumentazione necessaria per il rilievo. Le operazioni di rilievo sono state eseguite con l ausilio delle apparecchiature nel seguito descritte (opportunamente interfacciate), per le quali vengono elencate le principali specifiche tecniche Multibeam RESON Seabat 8125, operante a 455 khz; Fig. 1 Imbarcazione e strumentazione a bordo

6 Monitor Pilota PDS m DGPS Girobussola e sensore di moto PC Navigazione PDS 2000 Fig. 2 Schema delle connessioni degli strumenti Sonda per il profilo della velocità del suono nell acqua, RESON SVP/15; Sistema OCTANS Surface con girobussola e sensore di moto tridimensionale (MRU) integrato; Subbottom Profiler multiparametrico digitale, INNOMAR SES 2000; Sistema DGPS RTK LEICA 1200 con correzione differenziale satellitare; Software per rilievi idrografici PDS Uno schema delle interfacce degli strumenti è presentato in Figura 2. La Figura 3 e la Tabella 1 indicano lo schema di installazione della strumentazione a bordo dell imbarcazione Maestrale II. Tab.1 Offset della strumentazione rispetto al centro di riferimento della barca (v Fig. 3) STRUMENTO X(m) Y(m) Z(m) DGPS 0,00 4,60 2,68 MULTIBEAM 0,00 4,60-0,68 OCTANS 0,00 3,00-0,39 SBP 0,00 4,60-0,70 Multibeam Subbottom Profiler MULTIBEAM SBP DGPS Il posizionamento dell imbarcazione durante il rilievo è stato e- seguito mediante il sistema DGPS RTK Leica 1200, con stazione di riferimento collocata sul punto IGM 95 n Garitta G.d.F.. Il ricevitore a bordo dell imbarcazione è stato interfacciato con il software di navigazione PDS Il rilevamento è stato effettuato nel sistema di coordinate WGS 84, con proiezione nel sistema UTM. Uno schema riassuntivo dei parametri geodetici impostati è presentato nella Tabella 2. Tab. 2 Parametri geodetici Datum WGS 84 Proiezione UTM-Fuso 33 N Meridiano centrale Falso Est Fattore di Scala 0,9996 I dati batimetrici sono stati acquisiti tramite l utilizzo di un ecoscandaglio multifascio (multibeam) della RESON, modello Seabat 8125 funzionante ad una frequenza di 455 khz (Figura 4). Il sistema Multi Beam permette di scandagliare i fondali lungo un fascio di ampiezza variabile, a seconda della profondità di utilizzo e dell angolo di apertura del trasduttore (in questo caso 120 ). L utilizzo di tale strumento, alle basse profondità dell area di lavoro, ha permesso di ottenere una OCTANS M/B MAESTRALE II (non in scala) Fig. 3 Posizione degli strumenti a bordo CF batimetria molto dettagliata, dalla quale è stata ricavata una maglia di punti distanziati di circa 15 cm l uno dall altro. Il trasduttore è stato montato a palo a prua della M/B Maestrale II (Figura 5) ed è stato interfacciato con il sistema di posizionamento ed il software di navigazione (PSD 2000), per la visualizzazione e la georeferenziazione in tempo reale dei dati acquisiti, con il sensore di moto, per la correzione dei movimenti di rollio, beccheggio e deriva, e con la girobussola, per l orientamento (Sistema Octans Surface). Prima dell inizio del rilievo lo strumento è stato calibrato per gli 1.9 m Fig. 4 Processore, trasduttore e monitor del sistema RESON Seabat 8125 Fig. 5 Trasduttore montato a prua dell imbarcazione 6

7 PROFINDITA (m) VELOCITA DEL SUONO (m/sec) Fig. 6 Esempio di Profilo errori di altitudine statici dovuti al non perfetto allineamento del palo di supporto del trasduttore rispetto alla verticale. Un ulteriore calibrazione strumentale è stata eseguita mediante la misurazione del profilo di velocità del suono nell acqua (effettuata mediante l uso di una sonda Reson SVP/15). Questo profilo (Figura 6) consente di settare la corretta interpretazione delle onde acustiche e, quindi, di ottenere un altissima precisione sulla misurazione dei dati batimetrici. Tab. 3 Caratteristiche dei relitti individuati TARGET N 1 DESCRIZIONE Nave non identificata (pontone?) affondata all ormeggio Al termine delle operazioni di rilevamento, i dati sono stati controllati a bordo prima della demobilitazione della strumentazione e salvati su supporto magnetico per le successive fasi di elaborazione da effettuare in ufficio. La procedura di elaborazione dei dati è stata eseguita tramite fasi successive così definite: correzione di tutti i dati batimetrici per l escursione di marea rilevata durante il periodo del rilievo dal mareografo del porto di Palermo; editing delle linee di navigazione per eventuali problemi connessi a salti di posizione o errori del multibeam; creazione del modello digitale del fondale; tracciamento delle isobate ad intervalli regolari di profondità; editing delle linee isobate; creazione di modelli tridimensionali del fondo. I dati batimetrici così ottenuti hanno consentito di individuare la presenza di emergenze sul fondale, quali relitti di imbarcazioni, corpi morti usati per l ormeggio come anche i piloni di sostegno delle banchine e i massi della diga a gettata. L andamento delle isobate si è presentato alquanto irregolare a causa delle ripide scarpate (gradienti compresi tra il 40 e il 50%) probabilmente dovute a dragaggi effettuati in periodi passati. Il rilievo ha i- noltre permesso di identificare un rialzo di circa 3.5 m nei pressi della porzione meridionale del Molo Trapezoidale, probabilmente prodotto da un errore di dragaggio. Nella Figura 7 è riportata una restituzione tridimensionale dei dati batimetrici acquisiti. Nella Tabella 3 sono descritte le principale emergenze i- dentificate sul fondale. LUNGHEZZA (m) LARGHEZZA (m) FIGURA N ~50 ~9 9 2 Barca di ridotte dimensioni ~5 ~ Ormeggio del target n 2 ~2 ~ Barca da pesca (Figura 8) Rimorchiatore Colombus (Figura 9) ~20 ~ ~25.5 ~ Fig. 7 Restituzione tridimensionale dei dati batimetrici 7

8 Fig. 8 Barca da pesca; sulla destra si può notare un altra piccola barca affondata all ormeggio 0 Fig. 9 Rimorchiatore; sulla destra una visione frontale della barca da pesca mostrata nella figura 8 Tutte le emergenze sono state identificate come relitti di imbarcazioni, corpi morti e blocchi di roccia di modeste dimensioni (questi ultimi di scarsa importanza e quindi non censiti). Le immagini successive (Fig. 8, 9 e 10), riferite ai targets della Tabella 3 sono state estratte dall Editor del software PDS Fig. 10 Immagine ridimensionale della morfologia del fondale 8

9 9 AIOM BOLLETTINO n. 30 ottobre 2004

10 Programma di gestione degli interventi di difesa dei litorali veneziani. di Alfredo Caielli 2 e Viviana Ardone 3 L intervento è stato presentato dagli autori al Convegno sulle A- zioni per la difesa dei Litorali dall erosione svoltosi a Bibione il 14 ott ed è stato pubblicato su questo bollettino per gentile Concessioni degli organizzatori (Regione Veneto) nonchè del magistrato alle Acque di Venezia. Premessa In seguito al disastroso evento del 4 novembre 1966, che rese evidente la grande precarietà dell intero bacino lagunare e la necessità di realizzare interventi di protezione, lo Stato, attraverso il Magistrato alle Acque di Venezia ed il Consorzio Venezia Nuova, ha sviluppato e parzialmente realizzato un piano unitario di interventi in laguna e nei centri abitati sotto la disciplina di quattro Leggi Speciali (1973, 1984, 1991, 1992). Gli interventi riguardano principalmente il recupero morfologico e ambientale della laguna, le protezioni locali e la chiusura delle bocche di porto, la protezione dei litorali. 2 3 Magistrato alle Acque Ufficio Genio Civile Opere Marittime, S. Croce 1307, Venezia Consorzio Venezia Nuova, San Marco 2803, Venezia Il murazzo di Pellestrina dopo l evento eccezionale del In questa memoria dopo un breve inquadramento sulle altre opere, vengono descritti il progetto e le modalità realizzative delle opere di difesa dei litorali Recupero morfologico e ambientale Questa categoria di interventi consiste nella ricostituzione delle zone umide lagunari e stabilizzazione del fondale, attraverso due tipi di interventi: riuso di sedimenti dragati per ricostruire le zone umide lagunari che dal 1900 ad oggi si sono più che dimezzate a causa dell erosione prodotta dal moto ondoso e da un eccessivo tasso di subsidenza non compensato dall apporto di sedimenti dai fiumi e dal mare; protezione del territorio lagunare con la realizzazione di sovralzi dei bassifondali, allo scopo di stabilizzare il fondale lagunare, accrescerne l abitabilità e ridurre il moto ondoso lungo i bordi delle barene retrostanti. Protezioni locali e chiusure mobili alle bocche di porto Per la difesa dalle acque alte è stato progettato un sistema integrato di opere che prevede interventi di difesa locale dei centri storici e dispositivi mobili alle bocche di porto. La difesa locale è attuata alzando le zone urbane più basse in modo permanente, ma compatibile con le condizioni architettoniche e di agibilità, variando le tipologie di intervento a seconda delle aree interessate. 10

11 Il sistema di opere per la salvaguardia di Venezia Il progetto delle opere mobili alle bocche di porto è la fase finale e la più importante per poter mantenere livelli di marea accettabili per l ecosistema lagunare ed evitare il degrado del patrimonio urbano: la soluzione adottata prevede la chiusura temporanea di tutte e tre le bocche di porto, in caso di acqua alta superiore a 110 cm, attraverso una schiera di paratoie. La tipologia di struttura adottata, unica al mondo in interventi di questo tipo, prevede la completa scomparsa delle paratoie in condizioni normali in appositi alloggiamenti sul fondale. Protezione dei litorali soggetti ad un generale processo di erosione ed approfondimento dei fondali le cui principali cause sono la subsidenza e vari interventi antropici che vanno dall estromissione dalla laguna dei fiumi che vi sfociavano, alla riduzione dell apporto di sedimenti da parte dei corsi d acqua. Il Magistrato alle Acque ha quindi progettato e quasi interamente realizzato con un programma dettato dalla situazione di criticità di ciascun litorale un sistema di difesa e rinforzo in grado di proteggere il territorio e la laguna. Criteri progettuali Il sistema di difesa prescelto è quello più naturale e flessibile in quanto consiste principalmente in un ripascimento di sabbia protetto da strutture rigide trasversali e Il litorale veneziano è un sottile lembo di terra che, sviluppandosi complessivamente per 60 km, dalla foce dell Adige a quella del Piave, separa e difende la laguna dal mare. I litorali veneti sono stati Caratteristiche degli interventi di protezione dei litorali 11

12 talvolta longitudinali. L efficacia di questo tipo di intervento è legata alla capacità della nuova spiaggia di dissipare l energia del moto ondoso durante le mareggiate con temporanee modifiche del profilo trasversale. La particolare soluzione adottata consente di proteggere tutta la costa veneziana contro gli eventi eccezionali, simili a quello del 1966, senza che si verifichino sommersioni per crollo delle arginature e dei murazzi: per la loro insita caratteristica di resilienza, gli interventi di ripascimento adottati sono in grado di adattarsi anche agli effetti di un eventuale cambiamento climatico, in quanto dispongono di ampie riserve di sicurezza, ben superiori a quelle offerte dalle protezioni rigide in pietrame. La realizzazione delle opere, iniziata nel 1994 con la protezione dei litorali di Cavallino e Pellestrina, è proseguita con gli interventi di difesa di Sottomarina, Isola Verde, Jesolo: attualmente è in avvio quella del Lido. Ciò ha comportato fino ad ora l utilizzo di 7,5 milioni di m 3 di sabbia, per ampliare mediamente la spiaggia di 30-50m. Problemi di erosione dei litorali: il caso di Pellestrina Caratteristiche degli interventi di protezione di Pellestrina Di particolare importanza gli interventi a Pellestrina, che subì i più gravi danni nel 1966, dove sono stati versati 4 milioni di m 3 di sabbia in 18 celle di contenimento formate da 19 pennelli trasversali e una barriera longitudinale sommersa: si è realizzata così una nuova spiaggia ampia in media 40 m alla base della scogliera e del murazzo storico. Questi interventi hanno rispettato stretti vincoli progettuali, tra cui si annoverano i seguenti: il dimensionamento dei pennelli prevede di contenere il danneggiamento delle mantellate di protezione entro il 5% per la più sfavorevole condizione di acqua alta e moto ondoso; la tracimazione delle strutture longitudinali a protezione degli abitati deve essere inferiore a 100 l/s per km di spiaggia in Litorale di Pellestrina prima e dopo i lavori 12

13 caso di condizioni di moto ondoso e acqua alta con tempo di ritorno di 300 anni (H s =5,3 m e acqua alta di 1,5 m); la granulometria della sabbia d apporto deve essere compatibile con quella della sabbia presente per limitarne l asportazione da parte del moto ondoso e delle correnti: quella utilizzata presenta un valore D 50 > 200 µm. Fonti di approvvigionamento della sabbia Tra le possibili fonti di prelievo della sabbia considerate in sede di progetto (cave a terra, escavo dei bacini idroelettrici, dragaggio di canali e aree portuali, barre sabbiose all esterno delle tre bocche lagunari e alcune aree del fondale marino), la sola concretamente utilizzabile è risultata essere quella di spiagge relitte che si sviluppano parallelamente alla costa veneta, ad una profondità media di 20 m. Le altre fonti di approvvigionamento non sono state impiegate per l insufficienza dei quantitativi disponibili, per inadeguatezza delle caratteristiche granulometriche e, nel caso delle cave e dei serbatoi idroelettrici, per il costo e per l impatto del trasporto via terra. Sono tuttavia ancora indagate, e talora impiegate, possibilità alternative, com è avvenuto per Sottomarina e Isola Verde, sui cui litorali è stata versata la sabbia proveniente dalla barra di foce dell Adige. Necessità future di sabbia per gli interventi di difesa costiera In fase di progettazione si è stimata la necessità di porre in opera per la manutenzione degli interventi, nel corso di 10 anni, un ulteriore quantitativo di sabbia dell ordine del 10% dei volumi di ripascimento iniziali: il monitoraggio finora operato sui litorali oggetto di intervento conferma in linea generale questa previsione. Nel corso dei prossimi 5 anni si prevede pertanto di dover porre in opera almeno m 3 di sabbia. Gli interventi futuri richiederanno inoltre circa m 3 per la realizzazione del ripascimento sommerso del Lido e m 3 per il completamento del ripascimento del litorale dalla foce del Piave a quella del Livenza (intervento in accordo di programma con la Regione del Veneto). Nella pianificazione e gestione delle coste a medio e lungo termine, si deve infine tenere conto anche dei dati che emergono dagli studi in corso relativi alla subsidenza, ai cambiamenti climatici ed all innalzamento del livello marino. Per il Mediterraneo, infatti, cambiamenti climatici e innalzamento del livello marino determineranno l intensificazione di problemi già critici attualmente; inoltre i sistemi costieri saranno sempre più minacciati anche dall incidenza antropica con l aumento del turismo, lo sviluppo di infrastrutture, l inadeguata gestione delle risorse ambientali. In questa ottica, il Magistrato alle Acque, tramite il Consorzio Venezia Nuova, ha recentemente eseguito un analisi degli scenari di evoluzione futura del litorale di Cavallino, ipotizzando una possibile variazione del regime dei venti e l aumento relativo del livello del mare: i risultati ottenuti devono considerarsi una stima indicativa, utile per la pianificazione e gestione delle aree costiere a medio e lungo termine. Tenuto conto che i valori di innalzamento del livello marino sono affetti da notevoli incertezze e che la variazione del regime dei venti è un ipotesi, basata sull analisi della serie storica dei dati meteomarini dal 1960 al 2002, i risultati ottenuti devono considerarsi solo una stima indicativa utile per la pianificazione e gestione delle aree costiere a medio e lungo termine. Per quanto riguarda lo scenario di intensificazione del regime dei venti, si è innanzitutto valutata la variazione attraverso una funzione esponenziale di generazione dello scenario di cambiamento climati- Ubicazione delle cave marine coltivate per i ripascimenti 13

14 co (V scenario = V attuale 1.06 ), applicata ai dati registrati presso la Piattaforma Acqua Alta del CNR nel periodo Dai valori di vento così generati si sono ricavate le caratteristiche dell onda significativa (altezza e periodo) e quindi il corrispondente valore di ripidità dell onda, tramite il quale si possono stimare i principali parametri di descrizione dell evoluzione del litorale (variazione della linea di riva, dell area di spiaggia e del volume di sabbia). L applicazione di tale procedura ha evidenziato, per il litorale di Cavallino, una marcata tendenza all erosione: la linea di riva tenderebbe a diminuire di circa 8 m all anno, con relativa riduzione del volume di sabbia di circa m 3. Per quanto riguarda lo scenario di innalzamento relativo del livello del mare, è stata applicata la formula di Bruun, secondo la quale l arretramento della linea di riva (R) è funzione dell innalzamento del livello del mare (S), della lunghezza calcolata dalla quota di i- nizio spiaggia fino alla profondità di chiusura (L) e dell altezza (h + B) della porzione attiva del litorale 4. In particolare, assumendo un valore di subsidenza locale pari a 2,5 mm/anno (Carbognin e Tosi, 2003) e diversi scenari di innalzamento del livello del mare (scenario minimo = 1,1 mm/anno; scenario medio = 1,7 mm/anno; scenario massimo = 2,5 mm/anno IPCC, ), si è ottenuto un 4 5 Formula di Bruun: R=S[L/(h+B)] nel caso del litorale di Cavallino si è assunta come lunghezza attiva (L) la distanza dal punto più elevato (B) di ogni sezione analizzata, fino alla profondità di chiusura, posta pari a 3,5 m; il termine S è corrisponde alla somma dei valori di innalzamento del livello marino e della subsidenza. IPCC: Intergovernmental Panel on Climate Change, 2001 arretramento della linea di riva, al 2050, variabile da 15 a 20 m, con relativa perdita annua di volume di sabbia variabile da m 3 a m 3. Dal punto di vista della perdita del volume di sabbia, assumendo il solo caso di aumento relativo del livello del mare, si tratta di valori dell ordine di quelli necessari per la manutenzione del litorale, di cui quindi si dovrebbe tenere conto nella pianificazione delle attività future. Per il litorale di Jesolo lo scenario potrebbe risultare anche più grave: i risultati ottenuti con la livellazione geometrica eseguita nell ambito del progetto ISES 6, confrontati con i dati del CNR del 1993, evidenziano infatti valori di subsidenza pari anche a 5 mm/anno, a causa della diminuzione della quota piezometrica dovuta alle aumentate estrazioni artesiane in atto. 6 Andamento della subsidenza a Trieste e Venezia nell ultimo secolo ISES (Intrusione Salina e Subsidenza): progetto avviato nel 1999 dalla Provincia di Venezia e dal CNR Istituto per lo Studio della Dinamica delle Grandi Masse in merito ai processi di intrusione salina e subsidenza nell area prospiciente il margine lagunare. Conclusioni Gli interventi di protezione dei litorali veneziani sono stati progettati dal Magistrato alle Acque - Consorzio Venezia Nuova scegliendo soluzioni, quali il ripascimento del litorale e la ricostruzione del cordone di dune, in grado di adattarsi con danni contenuti alle sollecitazioni estreme e ad eventuali aggravamenti futuri del livello relativo del mare causato da subsidenza ed eustatismo. Nell ottica di una attenta pianificazione e gestione dell ambiente costiero, nel corso dei prossimi anni si dovrà porre sempre più attenzione all evoluzione dei litorali, in modo da ottimizzare gli interventi di manutenzione necessari sia per garantire l ampiezza di spiaggia minima per la protezione degli abitati retrostanti, sia per l adeguata fruizione delle spiagge dal punto di vista socio economico. 14

15 15 AIOM BOLLETTINO n. 30 ottobre 2004

16 Recensioni e Notizie 29 International Conference on Coastal Engineering Lisbona sept. 04 Dopo 40 anni dal 9 congresso ICCE del 1964, è tornata a Lisbona la 29 International Conference on Coastal Engineering, ICCE 2004, uno dei maggiori e- venti nel settore dell ingegneria costiera. L organizzazione portoghese, coordinata dal Prof. M. Marcos Rita, ha scelto come sede dei lavori il Laboratorio Nacional de Engenharia Civil, LNEC. La sede del prestigioso centro di ricerca è stata attrezzata allo scopo e sono state impiegate diffusamente l elegante auditorium principale e altre quattro sale di minori dimensioni per consentire lo svolgimento contemporaneo delle sessioni sui vari temi trattati. La distanza tra le varie sale di conferenza, tuttavia non favoriva la possibilità di seguire in successione ravvicinata presentazioni scelte relative a tematiche differenti. Le conferenze ICCE continuano a rappresentare un prestigioso e attraente forum internazionale di scambio di idee e conoscenze: lo dimostrano i 778 studi presentati da delegati di 44 paesi differenti. Proprio nell ottica di fornire una vetrina il più ampio possibile, il tempo disponibile per le presentazioni quest anno è stato ridotto da 25 a 20 minuti, consentendo la dimostrazione di 425 studi in cinque sessioni parallele. Le principali tematiche trattate sono state: processi costieri e cambiamenti climatici; ingegneria e gestione della difesa delle coste; gestione dei rischi da inondazione; ambiente costiero; porti e infrastrutture portuali; legislazione, pianificazione e cooperazione. Evidentemente è emerso che l ingegneria costiera ha fatto molti passi avanti dal momento delle sue prime applicazioni. Tuttavia essa rimane ancora un arte basata sull interpretazione del mondo naturale. Nonostante oggi siano disponibili molti strumenti per interpretare tale mondo fisico e l uso di modelli matematici, sempre più sofisticati, è abbastanza comune nelle applicazioni ingegneristiche pratiche, vi è generale consenso sul fatto che le prove su modello fisico in scala continueranno ad essere utilizzate nel futuro. La possibilità di fruire di strutture attrezzate in tal senso sarà sempre più una esigenza per la ricerca, la progettazione e lo sviluppo. Tutto ciò pone sotto una grande responsabilità il nuovo ingegnere del mare e delle coste che necessita di essere sempre più preparato su un ampio spettro di settori che spaziano dalla tradizionale fisica matematica alla pianificazione territoriale, passando per l informatica applicata. Il livello delle presentazioni, generalmente di buona qualità, è spesso rimasto nell ambito accademico, vedendo modesta la partecipazione di presentazioni relative alle applicazioni pratiche o anche alla immediata applicazione degli studi sulle problematiche ingegneristiche. L appuntamento è stato dato per la 30 ICCE 2006 che si svolgerà a San Diego, California. Ecco gli indirizzi per i dettagli sulle manifestazioni: (a cura di Elio Ciralli) 16

17 Azioni per la difesa dei litorali dall erosione Bibione (S. Michele al Tagliamento), 14 ottobre 2004 Organizzato dalla regione Veneto, nell ambito del programma di iniziativa comunitaria INTERREG III Italia Slovenia si è svolto a Bibione (comune di S. Michele al Tagliamento) all hotel Savoy Beach un convegno di una giornata dedicato principalmente al problema dell erosione delle spiagge venete. I lavori sono stati aperti dal sindaco di S. Michele al Tagliamento il quale oltre a dare il benvenuto ai presenti ha voluto ricordare l importanza che le spiagge hanno dal punto di vista economico per i comuni rivieraschi, che hanno nel turismo la principale risorsa economica. I saluti ufficiali ai partecipanti al convegno sono stati poi presentati da Massimo Giorgetti, Assessore Regionale ai lavori Pubblici, Difesa del Suolo e Protezione Civile il quale ha ricordato l impegno della Regione Veneto nella difesa delle coste di concerto con le altre autorità ed in particolare con lo Stato rappresentato dal Magistrato alle Acque di Venezia. E stato sottolineato come l impegno finanziario della Regione per la difesa delle coste ammonti a circa 50 milioni di Euro, in gran parte già stanziati per le varie opere previste sui litorali. Si sono quindi aperti i lavori con la sessione del mattino, con mederatore l ing. Roberto Casarin, dedicata alla presentazioni di memorie da parte dei soggetti istituzionali regionali. Ha aperto i lavori un intervento di un ospite sloveno, dott. Borut Mozetiĉ, il quale ha presentato una memoria se si vuole in parte fuori tema ma di notevole interesse naturalistico, riguardante il recupero della laguna di val Stagnon una riserva e oasi naturale alle porte di Capodistria. La presentazione ha dapprima ripercorso la storia recente di questa area di grande interesse naturalistico, evidenziando come essa fosse stata praticamente distrutta, nel nome di un malinteso progresso. E stata quindi illustrata la paziente e faticosa attività di recupero, ancorchè posibile solamente su una parte della laguna originaria, che comunque oggi rappresenta la maggiore zona umida salmastra della Slovenia, dope sono presenti una grande ricchezza di flora e fauna con alcune specie molto rare ed in pericolo di estinzione, che ne fanno una risorsa anche turistica. Gli interventi della sessione mattutina sono quindi stati i seguenti: La difesa dei litorali dall erosione nella programmazione regionale di Luigi Fortunato e Marco Puiatti (che ha presentato) della Direzione Difesa del Suolo e Protezione Civile; La gestione del demanio marittimo e la riqualificazione dei litorali di Enzo Zennaro, del Distretto Idrografico Laguna, Veneto Orientale e Coste; Interventi specifici per la difesa dei litorali nel Veneto di Salvatore Patti, dell Unità periferica Genio Civile di Venezia; Programma di gestione degli interventi di difesa dei litorali Veneziani di Alfredo Caielli del Magistrato alla Acque di Venezia e Viviana Ardone del Consorzio Venezia Nuova Tutti gli interventi hanno in generale riguardato le attività svolte o in programmazione, inquadrandole anche dal punto di vista delle competenze ed evidenziando come almeno recentemente si sia assistito ad un coordinamento tra le varie autorità che ha trovato la sua massima espressione negli interventi sul litorale di Eraclea attraverso un accordo di programma Regione Veneto- MAV. La sessione pomeridiana, coordinata da ing. Luigi Fortunato, è stata dedicata soprattutto a memorie di tipo scientifico, ancorchè precedute da un altro intervento di tipo istituzionale avendo trattato in particolare gli aspetti relativi alle autorizzazioni all effettuazione dei ripascimenti. Le memorie sono state le seguenti: Problematiche afferenti la qualità dell ambiente marino-costiero e loro implicazioni negli interventi di ripascimento dei litorali di Marina Vazzoler della ARPAV Direzione Tecnico Scientifica; Esperienze e studi nella difesa dei litorali. Proposta per un sistema integrato della gestione della costa di Mario Bernero e Paul Sayers di HR Wallingford LTD Oxford; Probelmi idraulici connessi al comportamento delle foci lagunari di Luigi D Alpaos, Università degli Studi di Padova; Esperienze e studi nel settore della difesa dei litorali di Giuseppe Matteotti dell Università degli Studi di Padova (non presentata); Situazione evolutiva dei litorlai del Veneto orientale di Gianfranco Liberatore della Università degli Studi di Udine Le etodologie di modellazione nella progettazione di interventi di ingegneria costiera di Pietro Ruol, dell Università degli Studi di Padova Di tutte le memorie è stata consegnata ai partecipanti una scheda riassuntiva mentre è prevista la redazione di un volume di proceedings. Per gentile concesssione degli organizzatori in questo numero è presentata una delle memorie che vede come co-autrice l ing. Viviana Ardone membro del CD dell AIOM. (a cura di Mario de Gerloni) 17

18 PROGETTO DELOS FINAL MEETING OSTIA - 13 febbraio 2004 Premessa Il progetto è finalizzato a fornire elementi di supporto ad una progettazione efficace ed ambientalmente compatibile delle barriere sommerse o semi sommerse (in Inglese LCS: low crested structures),per la difesa delle coste europee dall erosione preservando l ambiente e lo sviluppo economico. Gli obiettivi ed i metodi adottati sono i seguenti: Definire un inventario delle strutture LCS esistenti e una ricerca bibliografica sui loro effetti; Analizzarne l idrodinamica, la stabilità e l effetto sulla spiaggia per mezzo di rilievi in sito e studi su modelli fisici e matematici; Indagare gli impatti sulla biodiversità e sull insieme costiero attraverso osservazioni ed esperimenti; Sviluppare una metodologia per quantificare i benefici di una gestione integrata della costa basata su base economica applicata ai vari stati europei Definire degli standard per la progettazione di tali strutture sulla base dei risultati del progetto Il progetto è stato condotto da 18 partners, provenienti da 7 Paesi europei, appartenenti sia ad enti pubblici che privati, che hanno affrontato nella ricerca diversi temi sopraelencati. I partner del progetto sono: DISTART, University of Bologna, Bologna; Italy Fondazione Flaminia, Laboratory of Ecology, Ravenna, I- taly; University of Rome 3, Rome, Italy; Modimar s.r.l, Rome, Italy; Aalborg University, Dept. of Civil Engineering, Aalborg, Denmark; Technical University Denmark, Lyngby, Denmark; DHI Water & Environment, Hoersholm, Denmark; University of Cantabria, Santander, Spain; Consejo Superior d Investigaciones Cientificas, Dept. of Acquatic Ecology, Blanes, Spain; Technical University of Catalonia, Barcelona, Spain; Goeteborg University, Marine Botany, Goeteborg, Sweden; University of Twente, Twente, The Netherlands; Delft Hydraulics, Delft, The Netherlands; Infram ltd, Marknesse, The Netherlands; University of Southampton, Oceanography Centre, Southampton, United Kingdom; Marine Biological Association, Plymouth, United Kingdom; Aristotle Universoty Thessaloniki, Dept. of Civil Engineering, Thessaloniki, Greece University; University of Aarhus, Dept. of Marine Ecology, Aarhus, Denmark Il progetto è ormai concluso, e nel final meeting, tenutosi ad O- stia il 13 febbraio 2004, sono stati presentati i risultati finali del lavoro. Risultati I risultati del progetto riguardano gli aspetti ecologici, quelli economici e naturalmente quelli tecnico-progettuali. Gli effetti ecologici delle barriere sommerse (LCS) sono risultati in generale molto dipendenti dal sito come conseguenza della complessità e variabilità dei sistemi naturali [12]. Le barriere sommerse producono sempre un aumento della biodiversità ma per contro generano una sedimentazione sottocosta che ha impatti negativi sull habitat del fondo sabbioso delle spiagge [11]. Dal punto di vista ambientale le indicazioni progettuali più importanti da tenere in considerazione sono [13]: Evitare la formazione di aree poco salubri di acqua stagnante o semistagnante nella zona ridossata aumentando il flusso attraverso la struttura; Ridurre al minimo la lunghezza delle barriere per evitare effetti su larga scala di perdita di habitat, frammentazione e modifiche alle comunità bentoniche; Aumentare la stabilità della struttura per evitare operazioni di manutenzione e gestire l intervento e l uso dell uomo per facilitare la colonizzazione di alghe e invertebrati marini e per ridurre la presenza di alghe verdi effimere; Evitare, per esempio aumentando la larghezza della berma, la sedimentazione e l erosione che sono percepiti come disturbi allo sviluppo e alla varietà del biota; Realizzare geometrie complesse ed eterogenee che facilitino la colonizzazione di organismi diversi promuovendo così la biodiversità: Utilizzare una sommergenza 18

19 della cresta inferiore al livello di bassa marea per evitare l essicazione degli organismi che colonizzano la struttura. Secondo le analisi di costibenefici condotte durante il progetto la realizzazione di strutture sommerse per la protezione delle spiagge è giustificata dal punto di vista economico. Il valore del piacere di una visita alla spiaggia è risultato mediamente di 25 per persona per giorno. La perdita di spiaggia causata da erosione riduce questo valore del 50% circa; inoltre il 20% delle persone intervistate hanno dichiarato che non avrebbero mai frequentato la spiaggia se fosse prevista erosione nell arco di 10 anni. Le preferenze delle persone relativamente alle strutture da utilizzare sono risultate le strutture sommerse per ragioni estetiche e i pennelli per la migliore qualità delle acque e perché consentono attività ricreative. Nell ambito del progetto è stato poi messa a punto uno schema di analisi costi-benefici, basato su coefficienti da tarare sul sito di interesse. Per quanto riguarda gli aspetti ingegneristici sono state utilizzati tre tipi di approccio: Indagini in sito; Prove sperimentali; Modellazione numerica. Le indagini in sito [3] hanno consentito di migliorare la conoscenza dell evoluzione morfodinamica della spiaggia in presenza di diversi tipi di intervento. E stato eseguito un censimento delle LCS presenti in Europa che ha consentito di individuare le configurazioni più ricorrenti delle opere. Per alcune strutture, scelte come campione rappresentativo, è stata presentata una descrizione approfondita dell opera, della sua funzionalità, degli effetti prodotti sull ambiente limitrofo (fisici e biologici) e per alcuni siti sono stati presentati anche i risultati di misure sperimentali. I siti, scelti in modo da coprire diverse tipologie di opere, ordinati per sommergenza decrescente sono: Pellestrina; Ostia; Lido di Dante; Altafulla (Spagna); Londsdrup (Danimarca); Elmer (UK). Gli ambienti in cui sono state realizzate sono svariati, sia per condizioni ondose che mareali. Per quanto riguarda la sommergenza Ostia e Pellestrina hanno sommergenza molto significativa, Lido di Dante è semisommersa mentre le barriere di Altafulla, Londsrup and Elmer sono emerse. La scelta progettuale di Pellestrina, costituita da un sistema di barriere e di pennelli ha funzionato molto bene. Ad Ostia con condizioni simili di progetto della barriera LCS dove lo schema di opere difensive non prevedeva i pennelli per trattenere i sedimenti, non si sono avuti risultati altrettanto buoni. Nel caso del Lido di Dante il sistema di protezione costiera consiste in una LCS con sommergenza nulla e tre pennelli, che formano due celle. La barriera è interrotta da un varco in cui si verificano correnti molto intense. Presso tale varco e presso le testate si sono osservate erosioni molto significative e pericolose. Le LCS emergenti favoriscono invece la formazione di tombolo (Altafulla, Londsrup) e ad Elmer, sito in cui la escursione mareale è molto elevata le correnti mareali sono la causa più significativa della evoluzione del fondale a tergo della barriera. In generale è risultato che le correnti e l ampiezza delle aperture tra le barriere hanno una forte influenza sull erosione locale [9], sulla stabilità delle barriere [10] e sulla sicurezza dei bagnanti ed i meccanismi non sono ancora completamente compresi. Allo stato attuale sembra che l unica soluzione sicura sia quella che prevede barriera e pennelli come a Pellestrina. Le prove sperimentali eseguite sia con modelli bidimensionali che tridimensionali hanno consentito di coprire la mancanza di informazioni sull interazione delle onde e delle correnti con le barriere sommerse [4]. Gli esperimenti condotti hanno consentito di identificare i parametri che li influenzano i principali processi coinvolti quali la stabilità delle strutture [10], il frangimento [5], la tracimazione [7], la filtrazione e la trasmissione delle onde [6]. Le prove su modello sono state condotte presso il DHI (Danish Hydraulics Institute) in Danimarca, l Università di Santander e l Università di Barcellona in Spagna. Le prove eseguite riguardanti la stabilità della testata e del tronco, la trasmissione e frangimento e l idrodinamica in funzione dello spazio tra le barriere e anche con barriere inclinate hanno fornito importanti indicazioni in particolare sulla erosione (scour) e sul danneggiamento. 19

20 Dai test eseguiti è emerso che lo scour in prossimità di una barriera è dovuto a 2 fenomeni: L instaurarsi di un flusso costante (corrente di ritorno) ai lati della struttura. Il frangimento (di tipo plunging) sopra la barriera. Il frangimento in particolare forma dei buchi immediatamente dietro la struttura. La corrente di ritorno provocata dalla necessità dell acqua tracimata sopra la struttura di ritornare verso il mare risulta molto maggiore per le barriere sommerse per le quali ovviamente il passaggio di acqua nella zona ridossata è molto maggiore che per quelle emerse. Per quanto riguarda il danno subito dalle barriere, dalle prove su modello, sono emerse importanti considerazioni sulla sua localizzazione. E risultato infatti che le parti maggiormente danneggiate sono le due estremità longitudinali lato mare e lato terra della cresta, e questo indipendentemente dalla quota dela cresta (sia >0, =0, <0). Dal punto di vista progettuale, è stata ricavata un indicazione di massima per dimensionare i massi che può essere data dalla formula: Dn 50 =0.3 H applicabile per condizioni di altezza d onda limitata dal fondale. Non risulterebbe necessario differenziare le dimensioni dei massi, a meno che la struttura non sia particolarmente alta. L attività riguardante la modellazione numerica ha consentito di produrre nuovi modelli 2D e 3D validati e di calibrare modelli esistenti utilizzando i risultati delle prove su modello fisico. Questi modelli sono risultati capaci di predire gli effetti di trasmissione e di e di tracimazione mentre la riproduzione degli effetti morfodinamici di dettaglio [9] è risultata incerta a causa degli effetti scala. In particolare i modelli numerici utilizzati sono risultati in grado di calcolare, sulla base dei dati d onda, il radiation stress, e da questo il flusso che si instaura dietro la struttura. Peraltro dal confronto con i modelli fisici è emersa una coerenza dal punto di vista qualitativo mentre dal punto di vista quantitativo i risultati sono abbastanza diversi. Conclusioni I risultati del progetto sono stati condivisi con i potenziali utilizzatori durante gli incontri di lavoro ed i meeting ufficiali. In particolare nella riunione finale, che è stata interamente dedicata, come si comprende da questo resoconto, alla presentazione e discussione sui risultati ottenuti, hanno preso parte alcune società di ingegneria a manifestare il grande interesse pratico per l argomento trattato. I risultati del progetto DELOS saranno formalizzati in un insieme di linee guida di progetto delle strutture sommerse tenendo conto degli aspetti metodologici e gestionali applicabili in generale sulle coste europee. E anche prevista la stampa di fascicoli informativi e la redazione di una serie selezionata di articoli che saranno riportati in un numero speciale della rivista Coastal Engineering. Durante lo svolgimento del progetto è stato realizzato e mantenuto aggiornato un sito internet che rimarrà attivo e sarà reso accessibile al pubblico. 20 Bibliografia (v. Coastal Engineering Special Issue for DELOS, 2004) [1] Lamberti, A. [2] Polomè, Ph., Marzetti, S., van der Veen, A. [3] Lamberti, A., Archetti, R., Kramer, M., Paphitis, D., Mosso, C., Di Risio, M. [4] Kramer, K., Zanuttigh, B., van der Meer, J. W., Vidal C., Gironella, X. [5] Losada, I, Lara, J. L., Damgaard, E. [6] van der Meer, J., Wang, B. Briganti, R., Zanuttigh, B., Gironella, X. [7] Sanchez Arcilla, A., Caceres, I., Franco, L., Lamberti, A., Zanuttigh, B., Garcia, N., van der Meer, J. [8] Johnson, H. K, Karambas, Th., Avgeris, J., Zanuttigh, B., Caceres, I., Bellotti, G., Bocchini, M. [9] Sumer, B.M., Fredsøe, J., Dixen, M., Lamberti, A., Zysermann, J., Zanuttigh, B., Jimenes, J., Briganti,R. [10] Burcharth H., Vidal, C., Lamberti, A., Franco, L., Noli, A., van der Meer, J. [11] Martin, D., CSIC, MBA, FF, [DH]. [12] Morchella, P., UGOT, FF, BIAU, CSIC. [13] Airoldi, L., FF, UGOT, MBA, CSIC. (a cura di Mariella di Leo e Renata Archetti)

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