Attività dell ARPA Emilia-Romagna a supporto della difesa della costa

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1 Attività dell ARPA Emilia-Romagna a supporto della difesa della costa Stefano Tibaldi, Mentino Preti e Carlo Cacciamani ARPA Emilia-Romagna La gestione dei litorali: le esperienze in Emilia-Romagna e in Italia Ravenna, 15 maggio 2009

2 Inizio attività dell Area Mare-Costa di ARPA Il Piano Costa 1981 di Idroser Nel 1979 la Regione decide di dotarsi di un studio generale del litorale e ne affida l incarico alla Società Idroser È il 1 studio di questo tipo in Italia Esamina tutti i fattori incidenti sul litorale Fornisce indicazioni assolutamente innovative alla politica di difesa del litorale pag. 2

3 Inizio attività dell Area Mare-Costa di ARPA Il gruppo di studio di Idroser che elabora il Piano Costa 1981 diventa così il principale riferimento tecnico-scientifico della Regione nel settore della difesa del litorale. La collaborazione prosegue anche dopo il 1996, quando Idroser viene incorporata in ARPA. Nel corso degli anni le attività di supporto riguardano non solo la Regione ma anche, Stato, Comuni, ENI e diverse società private. pag. 3

4 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Il gruppo tecnico di Idroser-ARPA ha realizzato quattro studi di pianificazione del litorale regionale pag. 4

5 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Ricerche di sabbie in mare Campagne geofisiche e geognostiche pag. 5

6 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Campagne di monitoraggio della costa Subsidenza (1984, 1987, 1993, 1999, 2005) Batimetrie (1984, 1993, 2000, 2006) Linea di riva (1983, 1991, 1998, 2006) pag. 6

7 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Progettazione esecutiva di interventi di difesa Primi interventi di ripascimento a Misano, Riccione, Cesenatico e Milano Marittima 1983, 1984 Opere di difesa dal mare finanziate con la Legge speciale di Ravenna (Lido di Classe, Lido Adriano, Punta Marina, Casalborsetti) Progettone 1 del 2002 (progettista: M. Preti) Progettone 2 del 2007 (Gruppo di progetto RER con M. Preti e N. De Nigris) pag. 7

8 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Portualità turistica Progetto di Piano per la Portualità Turistica in Emilia- Romagna, Idroser 1987 Approvato dal Consiglio Regionale nel luglio 1989 Aggiornamento del Piano per la Portualità Turistica, ARPA IA 1999 Entrato a far parte del PRIT pag. 8

9 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Caratterizzazione dei sedimenti portuali (1997) A seguito del decreto del Ministero dell Ambiente del gennaio 1996 sulla movimentazione dei materiali in ambito litoraneo, la Regione incarica ARPA di caratterizzare i materiali da dragare di tutti i porti. ARPA sottolinea la necessità di interrompere la pratica del tutto negativa di scaricare a mare le sabbie di buona qualità dragate all imboccatura dei porti. pag. 9

10 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Inviduazione e caratterizzazione delle aree per lo scarico in mare dei sedimenti portuali (1999) Per far fronte a una specifica richiesta del Ministero dell Ambiente, la Regione incarica ARPA di individuare nuove aree in mare per lo scarico dei materiali. pag. 10

11 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Progettone 1 ( ) ARPA ha svolto: Progettazione preliminare es esecutivaesecutiva Individuazione, caratterizzazione e monitoraggio delle aree di prelievo della sabbia in mare Individuazione, caratterizzazione e monitoraggio delle spiagge oggetto di ripascimento pag. 11

12 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Progettone 2: Monitoraggio delle spiagge e delle aree di prelievo al largo ( ) Così come era avvenuto con il Progettone 1, anche per il Progettone 2 la Regione ha incaricato ARPA di individuare le aree di prelievo della sabbia al largo, di caratterizzarle e di monitorarle per 2 anni dopo l intervento. Lo stesso per le spiagge oggetto di ripascimento. pag. 12

13 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA GIZC - Gestione Integrata Zona Costiera Nel 2003 e 2004 ARPA IA e SIMC partecipano attivamente a tutta la fase di studio e alla definizione di numerose linee guida (sul sistema fisico costiero, i fattori di rischio e le strategie di difesa), nonché alla stesura del capitolo sul cambiamento climatico e i suoi potenziali impatti pag. 13

14 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Progetto Europeo Beachmed-e ARPA ha operato nei seguenti sottoprogetti: RESAMME (capofila): scoperto un nuovo giacimento di sabbia al largo di Rimini EUDREP: monitorati gli impatti derivanti dal dragaggio di sabbia da un giacimento con copertura pelitica OPTIMAL: confrontati i risultati di un rilievo aereo con Lidar marino e un rilievo batimetrico tradizionale, in corrispondenza del tratto Rimini Marina di Ravenna, lungo 50 km pag. 14

15 Dati e modelli meteomarini per la costa Emiliano-Romagnola: le attività modellistiche e previsionali di ARPA- SIMC

16 La boa ondametrica Nausicaa al largo di Cesenatico (Datawell directional WAVERIDER MKIII) http//arpa.emr.it/sim

17 La Modellistica: previsione quotidiana dei fenomeni meteo-marini costieri

18 Cos è la modellistica meteomarina? (modelli numerici) MODELLO METEOROLOGICO MODELLO OCEANOGRAFICO OUTPUT correnti temperatura, salinità livello del mare INPUT vento, flussi di calore, pressione portata di fiumi e sorgenti temperature, salinità e maree al canale d Otranto batimetria MODELLO DI STATO DEL MARE OUTPUT altezza e direzione dell onda periodo medio (acque profonde e acque basse) INPUT vento batimetria

19 48 rivers and springs Modellistica oceanografica: AdriaROMS Implementazione regionale del Modello ROMS (Regional Ocean Modeling System) LAMI wind 10 m mean sea level pressure air temperature 2 m dew temperature 2 m total cloud cover net short-wave radiation Mediterranean GCM (OPA-MFSTEP) daily forecasted temperature and salinity + tidal elevation and currents (M2, S2, O1, K1) from QUODDY model

20 Applicazioni delle previsioni di livello marino previsione delle acque alte allerta meteo per il Nord Adriatico, risalita del cuneo salino

21 Livello del mare: confronto preliminare AdriaROMS-mareografo Volano VOLANO ROMS

22 Confronto salinità del modello con immagini clorofilla da satellite il 17 Novembre 2004 Intrusione di acque costiere nel bacino settentrionale Acque oligotrofe ad alta salinità Ricircolo acque costiere

23 Confronto temperatura del modello con immagini da satellite il 17 Novembre Confrontare le strutture e non i valori assoluti: sono due variabili diverse (skin-sst da satellite e bulk-sst da modello )

24 Modellistica delle onde: MEDITARE (MEDiterraneo - ITAlia REgione) SWAN SWAN MEDCOSTA SWAN ITA Risoluzione Risoluzione 1/4 di 1/120 gradodi grado Risoluzione Forzante Forzante 1/12 di meteo: meteo: grado GME LAMI + LAMI Forzante Emissione: Emissione: meteo: LAMI ore 00 ore UTC 00 UTC Emissione: ore 00 UTC Massima Massima previsione: previsione: +72 ore +72 con ore scadenza oraria Massima con previsione: scadenza +72 oraria ore con scadenza oraria

25 Altezza significativa dell onda: confronto preliminare SWAN-dati Nausicaa

26 La diffusione dei dati previsionali oceanografici via web:

27 Applicazioni Nel progetto CADSEALAND il sistema è stato applicato in combinazione con dati geo-morfologici per lo studio dell erosione costiera per effetto delle mareggiate P60 24 Sept. storm 02/08/ /09/ /10/ /11/2004 Impatto sulla spiaggoa dei Fiumi Uniti (fonte P. Ciavola, UNIFE) :00 GMT 26 Sept Nov. storm

28 Rilascio accidentale sostanze tossiche e pericolose: Correnti di AdriaROMS Vento di LAMI GNOME Oil Spill Model Ogni giorno previsione a +72 ore per: oil spill ma anche search and rescue trasporto Inquinanti trasporto alghe (mucillagini)

29 From: Influence of physical factors on the autumn 2002 hypoxic event in the North Adriatic Sea bottom layer by Russo, R. P. Signell, J. Chiggiato, M. Marini, F. Grilli, A. Campanelli, A. Aartegiani, S. Carniel, M. Sclavo; manuscript in preparation Applicazioni Simulations of lagrangian drifters (i.e. for SAR or crude Oil Spill prediction) or tracking of particular water masses Sep Oct

30 Conclusioni Lo sviluppo di uno spettro così ampio di attività attinenti il mare e la costa, ha generato notevoli competenze nell attuale Area Mare-Costa di ARPA DT (ex IA) I tecnici dell area hanno operato come interfaccia tra le amministrazioni pubbliche e il mondo scientifico, sviluppando un esperienza che occorre valorizzare ulteriormente In anni più recenti l attività di modellistica marina del SIMC si è affiancata a quella dell ex IA, sviluppando prodotti previsionali operativi (onde, livello, correnti e temperatura) a supporto delle attività di protezione civile e difesa del suolo a difesa dei litorali emiliano-romagnoli La collaborazione continua con i servizi regionali che si occupano di queste materie è stata determinante per la definizione e attuazione di politiche di avanguardia, che hanno portato la Regione Emilia-Romagna ai vertici in Italia nel campo della difesa dei litorali pag. 30

31 GRAZIE A TUTTI PER L ATTENZIONE pag. 31

32 Sintesi L Area Mare-Costa della Direzione Tecnica opera da 30 anni (ex IA) nei seguenti campi di attività: Pianificazione dell area costiera Progettazione di interventi di difesa Qualità ambientale Ricerca in mare Monitoraggi Progetti europei Studi specialistici Divulgazione scientifica pag. 32

33 Predicibilità a breve e lungo termine dei fenomeni costieri Breve termine Modelli meteorologici globali Modelli oceanografici globali (con o senza accoppiamento) Global Observing System Modelli meteo ad area limitata: forzanti per modelli d onda e modelli idrodinamici Modelli biogeochimici Sistemi di osservazione locali (meteo e marini) Modelli di morfodinamica costiera Oil spill e trasporto inquinanti Lungo termine Modelli climatologici Downscaling e regionalizzazione Serie storiche di osservazioni..

34 Quali processi vengono modellati? Modello oceanografico Equazioni del moto: Eq. Di conservazione del momento (orizzontale e verticale) Eq. Avvezione-diffusione Eq. di stato Eq. Di continuità Nuovi Moduli: bio-geochimica Trasporto di sedimenti (wave/current bed boundary layer) Assimilazione dei dati Modello di stato del mare Processi di propagazione: rifrazione (variazioni di corrente e di profondità) shoaling (decresce la profondità steepness onda cresce mentre velocità decresce) blocco o riflessione (correnti opposte) trasmissione, blocco o riflessione (ostacoli, es. opere costiere) diffrazione (barriere, ostacoli, isole, ecc.) Processi di generazione e dissipazione: generazione dovuta al vento dissipazione dovuta al whitecapping (schiuma bianca sulla cresta dell onda dovuta al vento) dissipazione per attrito sul fondo dissipazione per rottura dell onda dovuta alle variazioni di profondità interazioni non lineari tra onde stesse (triad/quadruplet wave-wave interaction)

35 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Studi e progettazione di opere per la protezione dalle mucillaggini (1990) Idroser fa parte di un raggruppamento di imprese che opera per conto del Commissario ad Acta gestisce un budget di 5 miliardi di Lire viene messo a punto e brevettato un originale sistema di protezione (Brevetto Colamussi Preti) vengono realizzati due interventi: a Lido Adriano e Lido delle Nazioni pag. 35

36 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Studi specialistici di Ingegneria costiera A partire dal 2000 ARPA IA ha effettuato 3 studi di ingegneria costiera basati sull utilizzo delle più moderne tecniche di simulazione matematica : Igea-Marina (incarico ST Bacino Conca-Marecchia) 2002 Cervia Milano Marittima (incarico Comune di Cervia - Regione) 2005 Misano-Riccione (incarico Assessorato Difesa del Suolo) 2007 Obiettivi Verificare l efficacia di opere di difesa vecchie e nuove Trovare soluzione a problematiche che affliggono specifici tratti costieri pag. 36

37 Campi di attività dell Area Mare-Costa di ARPA Monitoraggio di nuove opere a mare Monitoraggio nuova barriera sommersa in sacchi a Riccione sud ( ) Committente: Regione su richiesta del Ministero Ambiente Nuova darsena di Rimini ( ) Committente: Marina di Rimini S.p.A Nuova darsena di Cattolica ( ) Committente: Marina di Cattolica S.p.A. Intervento sperimentale di trasformazione di 6 scogliere a Igea Marina (2007) Committente: STB Conca Marecchia e Servizio Difesa del Suolo pag. 37

38 Grid 160 x 60 variable resolution ~ 3 Km (north) ~ 10 Km (south) Ocean Model OCEAN MODEL GRID Original resolution: 15 arc seconds (1/240 ). Source: data collected during the project ADRIA 02-03