Indice Capitolo 1 Premesse, dati di base, obiettivi, e risultati ottenuti... 2

Transcript

1

2 Indice Capitolo 1 Premesse, dati di base, obiettivi, e risultati ottenuti Premesse Dati di riferimento Obiettivi Risultati ottenuti... 3 Capitolo 2 Fase 1: Inquadramento geografico ed analisi dei dati di moto ondoso Flusso di energia al largo Definizione dell anno climatico medio Capitolo 3 Fase 2: Applicazione del modello di propagazione del moto ondoso SWAN Definizione delle griglie di calcolo Propagazione degli spettri d onda associati agli eventi significativi Risultati della propagazione Capitolo 4 Fase 3: Calcolo del flusso di energia associato al moto ondoso Flusso di energia associato al moto ondoso al largo Flusso di energia associato al moto ondoso sottocosta Flusso di energia longitudinale sottocosta Risultante del flusso di energia longitudinale Capitolo 5 Fase 4: Studio morfologico del litorale Introduzione Acquisizione dei dati e definizione del sistema di riferimento Analisi diacronica delle linee di riva storiche Stima delle portate solide longitudinali Capitolo 6 Fase 5: Studio di morfodinamica costiera Introduzione Configurazione del modello di spiaggia GENESIS Simulazioni degli scenari evolutivi MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 1

3 Capitolo 1 Premesse, dati di base, obiettivi, e risultati ottenuti 1.1 Premesse La presente relazione riporta i risultati dello studio specialistico di morfodinamica litoranea eseguito dalla MODIMAR s.r.l. su incarico (det. Dir. G00802 del 22/10/2013) dell Area Difesa della Costa dell ARDIS (Agenzia Regionale per la Difesa del Suolo) finalizzato alla gestione degli interventi di ricostruzione e difesa delle spiagge dei litorali nel Comune di Fiumicino (RM). Nei paragrafi seguenti è riportata una descrizione sintetica dei risultati ottenuti per le distinte fasi in cui si sono articolate le attività specialistiche espletate dalla MODIMAR per il perseguimento degli obiettivi preventivamente concordati con in tecnici dell ARDIS. A tal scopo si è fatto riferimento ad una serie di dati morfometrici ed ondametrici di base, forniti dalla struttura tecnica dell ARDIS, ed inerenti l unità fisiografica all interno della quale ricade il litorale oggetto dello studio 1.2 Dati di riferimento Indagini di campo e rilievi topo batimetrici Per la batimetria si è fatto riferimento ai dati desunti dalle carte nautiche dell Istituto Idrografico del Marina Militare opportunamente integrati con i dati forniti dall ARDIS relativi alla campagna di monitoraggio condotta nel mese di maggio del 2004 che ha riguardato il tratto di litorale di Focene che si estende per circa 7 km. Dati di moto ondoso Per il regime di moto ondoso al largo della costa laziale in corrispondenza della batimetrica -100 m si è fatto riferimento a quanto definito dal CNR-ISMAR sulla base del modello di propagazione spettrale SWAN, a partire dai dati del modello di generazione e propagazione del moto ondoso del centro meteorologico (ECMWF), nell ambito di una precedente convenzione di ricerca con l ARDIS. Linee di riva storiche Sono state fornite dall ARDIS le linee di riva storiche relative all ultimo ventennio individuate da foto aeree/satellitari o rilievi sul campo con GPS eseguiti con specifiche campagne, opportunamente georeferenziate e restituite su CAD. 1.3 Obiettivi I principali obiettivi del presente studio sono: 1. l analisi delle caratteristiche del moto ondoso al largo (-100 m) al fine di determinare il clima di moto ondoso medio da utilizzare per le simulazioni; 2. la definizione del caratteristiche del moto ondoso sottocosta, con l utilizzo di un modello numerico, della fascia litoranea del lobo settentrionale del delta del Tevere che si estende da Fiumicino sino a Torre Flavia; MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 2

4 3. la stima del flusso di energia associato al moto ondoso sottocosta e della sua componente longitudinale, che costituisce la forzante primaria dei processi di trasporto solido litoraneo nel lungo termine; questa fase di studio è stata finalizzata ad una valutazione oggettiva delle possibili variazioni del trasporto solido potenziale dovute agli scenari di espansione futuri del porto commerciale di Fiumicino, secondo l assetto delle opere foranee previste dal nuovo PRP; 4. l analisi, su base morfologica, dell evoluzione del litorale avvenuta nell ultimo ventennio a partire dalla posizione delle linee di riva storiche, evidenziando i tratti di costa interessati da fenomeni di erosione; 5. l esame con l ausilio del modello numerico di morfodinamica costiera GENESIS, dei possibili scenari di evoluzione della linea di riva dal 2014 a 2024; in questa fase dello studio, oltre a simulare la tendenza evolutiva per i prossimi 10 anni in assenza di qualsiasi intervento di difesa, sono stati presi in esame una serie di scenari di intervento per la ricostruzione e difesa della spiaggia, assumendo come linea di riva di progetto la posizione rilevata nel Risultati ottenuti Per il perseguimento degli obiettivi precedentemente illustrati lo studio è stato suddiviso in più fasi, utilizzando la banca dati fornita dall ARDIS, ed applicando diversi metodologie e strumenti di morfodinamica e ingegneria costiera. A seguire sono riepilogati i principali risultati ottenuti. FASE 1: Inquadramento geografico ed analisi dei dati di moto ondoso Nella prima fase di studio i dati relativi al moto ondoso a largo della costa laziale sono stati analizzati al fine di determinare il clima di moto ondoso che contraddistingue il paraggio e di definire la serie ondametrica rappresentativa dell anno climatico medio. Nel punto di analisi selezionato (LZ5), posto al largo di Focene alla profondità di -100 m, si verificano in prevalenza onde di mare vivo con altezza significativa 0.5< H s <1.5 m e periodo compreso tra 3.0 < T p < 6.0 s, provenienti dai settori di ponente, libeccio e mezzogiorno. I contributi energetici maggiori sono associati a stati di mare con direzione compresa tra 260 e 270 N, ma nel suo complesso la risultante energetica determina un onda morfologica di altezza equivalente a 1.3 m con direzione 230 N e durata pari a circa 3.5 mesi l anno. Gli eventi di moto ondoso, suddivisi secondo classi di altezza, periodo e direzione, sono stati schematizzati in 104 stati di mare rappresentativi del clima meteomarino al largo del litorale di Focene-Fregene, con valori di altezza d onda compresi tra 0.75 m e 5.0 m provenienti dal settore di traversia al largo compreso tra 155 e 325 N. FASE 2: Applicazione del modello SWAN Nella seconda fase di studio è stato applicato il modello SWAN per la propagazione spettrale dei 104 stati di mare precedentemente definiti da largo verso riva. Tenuto conto dell estensione del dominio di calcolo è stata applicata una procedura di calcolo che utilizza griglie di calcolo computazionali annidate, in modo da poter incrementare la risoluzione spaziale sottocosta e limitare comunque gli effetti di approssimazione numerica in prossimità dei bordi del dominio di calcolo MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 3

5 È stata pertanto utilizzata una griglia principale, di dimensioni 35 km 15 km con passo di 100 m, che si estende da Fiumara Grande a Ladispoli, ed una griglia di dettaglio, di dimensioni m 5000 m con passo di 40 m, che si estende dal Canale di Fiumicino a Passoscuro. Le griglie di calcolo sono state definite utilizzando le informazioni batimetriche desunte dalle carte nautiche e dai rilievi batimetrici eseguiti nel tratto di mare antistante a Focene ed hanno consentito di studiare nel dettaglio la propagazione del moto ondoso tra la foce del Canale di Fiumicino e la foce dell Arrone. I valori di altezza d onda, periodo e direzione di propagazione ottenuti con le simulazioni condotte sono stati registrati in corrispondenza di 115 nodi di calcolo ubicati al largo del litorale in corrispondenza della profondità -5.0 m sul l.m.m.. Le simulazioni sono state condotte in due fasi successive, calcolando nella prima l attuale assetto territoriale mentre nella seconda fase si è considerata anche la presenza delle nuove opere del porto commerciale previsto dal PRP di Fiumicino. Il confronto tra queste due serie di simulazioni ha consentito di valutare le possibili influenze sul moto ondoso sottocosta nella zona immediatamente sottoflutto al porto. FASE 3: Calcolo del flusso di energia associato al moto ondoso I risultati ottenuti con il modello SWAN sono stati utilizzati per determinare in ogni punto di registrazione sottocosta il flusso di energia medio annuo ed in particolare, considerando l orientamento del tratto di costa in esame, la sua componente longitudinale, che fornice una stima del trasporto solido potenziale che interessa il paraggio nelle condizioni di esposizione medio climatica. Il trasporto solido potenziale risultante è diretto da Sud verso Nord e rappresenta la causa principale della tendenza evolutiva che interessa il litorale. Il trasporto potenziale presenta valori più elevati nel tratto di costa immediatamente sottoflutto al Canale di Fiumicino, dove l orientamento della costa forma un angolo maggiore rispetto alla risultante energetica, per poi ridursi proseguendo Nord verso la Foce dell Arrone dove si incontra un litorale più stabile. Dal confronto tra la scenario attuale e lo scenario di PRP risulta che l influenza sul trasporto solido potenziale determinata dalle nuove opere del porto commerciale è confinata nella zona immediatamente sottoflutto al nuovo porto per un tratto di costa di circa 2000 m. In tale tratto di costa, è prevista un inversione del flusso longitudinale ed è quindi attesa localmente una deriva dei sedimenti diretta da Nord verso Sud. Nel tratto di costa sottoflutto a Focene la presenza delle nuove opere del porto commerciale non determina variazioni apprezzabili del trasporto solido potenziale. Si può pertanto concludere che la realizzazione delle opere previste dal PRP di Fiumicino non andrà ad alterare in modo significativo la dinamica del trasporto solido lungo il litorale di Focene Fregene ed eventuali mutamenti della dinamica attuale sono attesi solo localmente a ridosso delle nuove opere foranee dove potrà verificarsi un accumulo di sedimenti. FASE 4: Studio morfologico del litorale Utilizzando le linee di riva storiche fornite è stata eseguita un analisi diacronica che ha permesso di valutare il trend evolutivo che ha interessato il litorale in oggetto nell ultimo ventennio. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 4

6 La riduzione degli apporti solidi forniti dal fiume Tevere ha modificato l equilibrio dell unità fisiografica provocando, a partire dalla seconda metà del secolo scorso, una fase di arretramento del delta fluviale con un conseguente arretramento della linea di riva. Per contrastare i fenomeni erosivi nel corso degli ultimi decenni sono stati messi in opera diversi interventi di difesa, sia nel tratto di costa dinanzi all abitato di Fiumicino, sia nel tratto di costa di Focene, che sono stati realizzati in più fasi di intervento. Il sito in esame pertanto presenta, nel tratto di costa più prossimo alla foce del Tevere, un elevato grado di antropizzazione anche in termini di opere marittime per la difesa del litorale (scogliere frangiflutti). Gli interventi di difesa hanno limitato i fenomeni erosivi nel tratto di litorale ridossato ma hanno innescato evidenti effetti di bordo, come documentato dai fenomeni erosivi registrati, che hanno provocato erosione nei tratti di costa immediatamente sottoflutto. La variazione della linea di riva osservata tra il 1992 e il 1996 (precedentemente alla realizzazione delle opere di difesa a Focene) presenta un forte arretramento nel tratto di costa tra Fiumicino e Focene (nel tratto di costa antistante all aereoporto) e lungo il litorale di Focene, con valori di arretramento compresi tra -40 m e -20 m. Tra il 1996 ed il 2013 la realizzazione delle opere di difesa presso Focene ha permesso di contenere localmente la tendenza erosiva, ma non ha attenuato il trasporto solido potenziale il cui gradiente ha innescato, immediatamente sottoflutto al litorale di Focene, evidenti fenomeni di arretramento della linea di riva, responsabili dell attuale tendenza evolutiva. L analisi dei ratei annui di variazione della linea di riva ha definito, in questo tratto di costa, un trend erosivo molto marcato (circa -5.0 m/anno) che ha determinato, nel tratto di costa di competenza dell Oasi di Macchiagrande, l arretramento della linea di riva anche di 80 m negli ultimi quindici anni. Si osserva che il litorale di Fregene ha da sempre beneficiato degli apporti solidi provenienti dallo smantellamento dei tratti di costa sopraflutto e solo ultimamente, con la messa in esercizio dei nuovi interventi di difesa costiera presso Focene che hanno ridotto il trasporto solido, ha iniziato ad essere interessato da fenomeni erosivi. L analisi delle linee di riva storiche ha inoltre consentito di fornire una stima del trasporto solido netto che agisce lungo il litorale in esame. Risolvendo l equazione di bilancio dei sedimenti in funzione delle variazioni osservate della linea di riva è stata calcolata la portata solida longitudinale punto per punto. Il trasporto solido ottenuto dalla risoluzione dell equazione di bilancio risulta diretto da Sud verso Nord, e provoca una deriva dei sedimenti da Fiumicino verso Fregene, confermando lo scenario ottenuto dall analisi del moto ondoso sottocosta. La portata solida nel tratto di litorale compreso tra il canale di Fiumicino e Focene, grazie alla presenza delle opere di difesa, risulta molto contenuta. Nel tratto di costa compreso tra Focene e Fregene la portata solida aumenta in modo significativo (generando una zona in erosione) per poi stabilizzarsi lungo il litorale di Fregene, con valori compresi tra m³/anno e m³/anno, con un gradiente più contenuto. FASE 5: Studio di morfodinamica costiera Nell ultima fase di studio è stato applicato il modello di morfodinamica costiera ad una linea GENESIS, con il quale è stata simulata l evoluzione del tratto di costa in esame nel prossimo decennio. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 5

7 Il modello numerico è stato opportunamente validato per il sito in esame sulla base del confronto con i risultati ottenuti nell ambito delle analisi morfologiche basate sulle linee di riva storiche. La taratura dei parametri del modello è stata eseguita sulla base del periodo di osservazione I risultati della propagazione sottocosta ottenuti con il modello SWAN hanno permesso di fornire al modello numerico ad una linea, in ogni nodo di calcolo, i parametri del moto ondoso (H, T, Dir) con i quali viene calcolata la portata solida longitudinale ed eseguito il bilancio dei sedimenti. In tal modo è stato possibile tenere conto delle diverse caratteristiche del moto ondoso al frangimento che si vengono a realizzare lungo il litorale in esame. L applicazione del modello numerico ha consentito di valutare la naturale evoluzione del litorale da qui a 10 anni in assenza di interventi a partire dalla condizione attuale (Scenario A0). I risultati ottenuti mostrano che il tratto di costa compreso tra il canale di Fiumicino e Focene è giunto oramai ad un equilibrio e non sarà oggetto in futuro di evoluzioni significative. Anche il litorale di Focene protetto dalle opere di difesa costiera, a prescindere da variazioni localizzate, risulta essere stabile nel lungo termine. Sottoflutto il modello ha confermato la presenza di un trend erosivo che nel tempo porterà un progressivo arretramento del tratto di costa sottoflutto a Focene fino ad interessare il litorale di Fregene, con variazioni a 10 anni comprese tra -50 m e -20 m rispetto alla situazione attuale (2014). Il trasporto solido longitudinale risulta molto contenuto nel tratto di costa compreso tra Fiumicino e Focene. Nel tratto di costa di Macchiagrande e di Fregene Sud, sottoflutto alle opere di difesa di Focene, il trasporto solido cresce con un forte gradiente, causa di visibili effetti erosivi, per poi stabilizzarsi verso la foce dell Arrone su valori di portata compresi tra e m³/anno I risultati ottenuti per lo scenario A0 indicano che il litorale in esame, a causa del solo trasporto solido litoraneo, potenzialmente nel corso di 10 anni perde m³ di sabbia. Il modello è stato inoltre applicato per studiare la naturale evoluzione del litorale da qui a 10 anni in presenza delle porto commerciale di Fiumicino previsto da PRP (Scenario A1). I risultati ottenuti hanno confermato lo scenario definito con lo studio del flusso di energia longitudinale. Tra il nuovo porto commerciale e Focene si verifica un inversione del trasporto solido che provoca un avanzamento della linea di riva a ridosso del nuovo molo sottoflutto ed un arretramento nel tratto di costa in prossimità della prima scogliera a Sud di Focene. I risultati ottenuti con le due configurazioni analizzate sono sostanzialmente coincidenti. Il modello GENESIS è stato infine applicato per valutare l efficacia di possibili scenari di intervento finalizzati alla ricostituzione e difesa della spiaggia nei tratti di costa più soggetti a fenomeni erosivi. Gli scenari presi in considerazione prevedono l esecuzione di interventi di ripascimento nonché la realizzazione di opere di difesa della costa, quali pennelli e barriere debolmente sommerse. Le simulazioni degli interventi di ripascimento sono state condotte prendendo come obiettivo progettuale la ricostituzione e mantenimento della linea di riva rilevata nel 2002 per un tratto di costa che si estende verso Nord per circa 2400 m a partire dall oasi di Macchiagrande. L inserimento nel modello delle opere di difesa costiera è stato realizzato con l obiettivo di proteggere il più possibile i tratti di costa attualmente più soggetti all erosione cercando di non esportare, per quanto possibile, il fenomeno erosivo sottoflutto. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 6

8 Complessivamente sono stati analizzati i seguenti scenari: Interventi di solo ripascimento Scenario A1: Scenario A2: intervento di ripascimento iniziale di m³ per la ricostituzione della spiaggia in corrispondenza dell oasi di Macchiagrande e nel tratto più a Sud di Fregene; intervento di ripascimento di m³, come per lo scenario A1, in abbinamento ad interventi di ripascimento manutentivi di m³, con cadenza biennale; Interventi di sole opere rigide Scenario A3: Scenario A4: Scenario A5: Scenario A6: realizzazione di un sistema di difesa rigido costituito da una serie di 7 pennelli di lunghezza pari a ottanta metri (80 m) con interasse 500 m a difesa del litorale di Fregene; realizzazione di un sistema di difesa rigido costituito da una serie di 14 pennelli corti di lunghezza pari a quaranta metri (40 m) con interasse 240 m a difesa del litorale di Fregene; realizzazione di un sistema di difesa a celle costituito da barriere debolmente sommerse con varco unico connesse a terra con pennelli parzialmente emersi; sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse con doppio varco connesse a terra con pennelli parzialmente emersi. Interventi misti (opere rigide abbinate a ripascimenti) Sulla base degli assetti strutturali impostati per gli interventi di sole opere rigide sono stati infine studiati anche gli scenari A3.1, A3.2, A4.1, A4.2, A5.1 A5.2, A6.1 e A6.2 che contemplano di abbinare alla realizzazione delle opere rigide anche interventi di ripascimento del tutto simili per quantità e frequenza a quelli già previsti dagli scenari A1 e A2. In questo modo tutti i diversi scenari degli interventi ( 1 ) simulati risultano tra loro confrontabili. L intervento di ripascimento iniziale di m³ simulato con lo scenario A1 consente di raggiungere l obiettivo prefissato (recupero della posizione della linea di riva rilevata nel 2002) ma non di mantenerlo nel tempo. Nell arco di 10 anni il volume di ripascimento viene quasi totalmente mobilitato verso Nord riportando la linea di riva praticamente alla condizione iniziale (2014). Ovviamente lo smantellamento del tratto di costa oggetto del ripascimento implica comunque un beneficio per il tratto di costa di Fregene posto sottoflutto al ripascimento. Dal confronto con l evoluzione ottenuta a 10 anni in assenza di interventi (Scenario A0) si ricava che il solo intervento di ripascimento iniziale, ancorché privo negli anni successivi di ulteriori ripascimenti, consente di garantire nel tempo una linea di riva più avanzata lungo tutto il litorale di Fregene con valori massimi di 40 m che si riducono proseguendo verso Nord fino ad annullarsi alla foce dell Arrone. L abbinamento all intervento iniziale di ripascimento di ulteriori ripascimenti da attuare nei successivi 10 anni con finalità di manutenzione del ripascimento iniziale(scenario A2), consente non solo di raggiungere l obiettivo prefissato di ricostituire la larghezza di spiaggia del 2002 ma anche di mantenerlo nel tempo. Il versamento ogni due anni nella zona sottoflutto a Focene di m³ di sabbia consente di compensare le perdite verso Nord che subisce il litorale (che mediamente si assestano intorno a m³/anno). Nel loro complesso gli interventi di ripascimento simulati 1 Complessivamente sono stati simulati 12 scenari di intervento oltre lo scenario A0 che costituisce l elemento base di confronto essendo rappresentativo della tendenza evolutiva nei prossimi 10 anni in assenza di qualsiasi intervento. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 7

9 nell arco di 10 anni consentono di ottenere, in corrispondenza dell Oasi, per un tratto di costa di 860 m, una larghezza di spiaggia di circa m maggiore rispetto allo scenario di non intervento (A0). Tale incremento si riduce lungo il litorale di Fregene in modo progressivo con variazioni comprese tra 60 e 20 m. Nel complesso si rileva che gli interventi di solo ripascimento non sono sufficienti a contrastare i fenomeni erosivi sottoflutto alle opere di difesa di Focene. Nonostante gli interventi di ripascimento previsti dagli scenari A1 ed A2 il tratto di costa che si estende per circa un chilometro a Nord dell abitato di Focene, in cui ricade l oasi di Macchiagrande, non risulta stabile e rimane pertanto oggetto di un forte trend erosivo che non consente di mantenere la posizione della linea di riva presa come obiettivo. La realizzazione di interventi di difesa di tipo rigido consente di ridurre il trasporto solido litoraneo localmente, attenuando nelle zone ridossate dalle opere, rispetto alla direzione dei provenienza del moto ondoso, la componente longitudinale del trasporto solido. Per le tipologie di opere trasversali alla linea di riva (pennelli) a questo fenomeno di attenuazione del moto ondoso (più marcato per le barriere longitudinali alla linea di riva) si combina quello di intercettazione di una quota parte dei sedimenti movimentati dalla componente longitudinale del trasporto solido litoraneo. Nel suo complesso, la messa in opera di pennelli trasversali alla linea di riva (simulata negli scenari A3 e A4) consente di ridurre il gradiente del trasporto solido longitudinale ridistribuendo il trend erosivo lungo tutto il tratto di costa compreso tra l oasi di Macchiagrande e la foce dell Arrone. Gli scenari A3 ed A4 si differenziano per il numero e per la lunghezza dei pennelli messi in opera ma nel complesso presentano risultanti analoghi. I maggiori benefici si osservano nella zona immediatamente a Nord di Focene dove grazie alla presenza dei pennelli si ottiene una riduzione degli effetti erosivi indotti dal trasporto solido. In particolare tra l oasi di Macchiagrande e Fregene rispetto allo scenario di non intervento (A0), al termine finestra di simulazione di 10 anni, si ottiene una linea di riva a 10 anni più avanzata di circa 20 m per un tratto di circa 1.5 km. Di contro nel tratto più a Nord del litorale di Fregene, sottoflutto ai pennelli, rispetto allo scenario A0 si verifica una riduzione della larghezza di spiaggia variabile tra 15 e 5 m. La realizzazione di interventi del tipo a celle, costituiti da barriere sommerse e pennelli parzialmente emersi, a protezione del litorale di Fregene Sud per uno sviluppo di 2.0 km, consente di ridurre localmente il trasporto solido litoraneo ed i conseguenti fenomeni erosivi. Gli scenari A5 e A6 si differenziano per la conformazione planimetrica delle barriere sommerse che nel primo caso presentano varchi centrali alle celle di larghezza 100 m e nell altro presentano un doppio varco laterale di 50 m di larghezza ciascuno. Qualitativamente i risultati ottenuti sono analoghi. I risultati ottenuti con le simulazioni degli scenari A5 e A6 mostrano che le barriere debolmente sommerse, unitamente alla presenza dei pennelli, sono in grado di attenuare il trasporto solido e di conseguenza l erosione nel tratto di litorale retrostante le opere. All interno delle celle la spiaggia assume una conformazione a falcata contraddistinta da uno arretramento del tratto mediano ed un avanzamento in corrispondenza dei pennelli che delimitano la cella, ma complessivamente il volume di sabbia all interno della cella viene conservato, con variazioni MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 8

10 della posizione della linea di riva dell ordine di uno, due metri in dieci anni. Nella zona di intervento, rispetto allo scenario di non intervento (A0), la linea di riva risulta più avanzata mediamente di 30 m. Sebbene il sistema a celle offra un ottima protezione nella zona d intervento si osserva che il problema dell erosione, provocata dal trasporto solido litoraneo, viene inevitabilmente trasferito sottoflutto. A valle (sottoflutto) delle opere di difesa previste dagli scenari A5 e A6 si verifica infatti un forte gradiente della portata solida che innesca fenomeni erosivi in grado di far arretrare la linea di riva anche per circa m in dieci anni e quindi con un trend evolutivo di circa 2-3 m/anno. La realizzazione di interventi di tipo misto, contraddistinti da interventi di ripascimento combinati alla realizzazione di opere rigide (scogliere in massi naturali a conformare un sistema di pennelli o celle) che inducono una significativa attenuazione locale del trasporto solido, di fatto preservano al meglio i quantitativi di sedimenti posti in opera con gli interventi di ripascimento. Gli scenari A3.1 e A4.1 abbinano alla realizzazione dei pennelli trasversali un ripascimento iniziale del litorale compreso tra Focene e Fregene di m³ finalizzato a recuperare la posizione della linea di riva di progetto (2002), al pari dello scenario di solo ripascimento simulato nello scenario A1. I pennelli più lunghi e distanziati, previsti dallo scenario A3.1, preservano in maggior misura i volumi di ripascimento nell area di versamento, con un avanzamento medio della linea di riva compresa tra i pennelli superiore a 70 m rispetto allo scenario di non intervento ma che rimane comunque arretrata rispetto alla linea di riva del Per contro sottoflutto alla zona di intervento si registrano arretramenti della linea di riva, anche se inferiori a 10 m in 10 anni. I pennelli corti, previsti dallo scenario A4.1, trattengono una frazione minore dei volumi di ripascimento e quindi risultano meno efficaci nella zona di intervento che registra comunque un avanzamento medio dell ordine di 40 m. Per contro i pennelli più corti consentono una ridistribuzione più uniforme dei volumi di ripascimento lungo il litorale posto sottoflutto alla zona di intervento con arretramenti della linea di riva molto più contenuti rispetto a quelli simulati per lo scenario A3.1. Gli scenari A3.2 e A4.2 abbinano alla realizzazione dei pennelli trasversali un ripascimento iniziale di m³, al pari dello scenario A1, ed una serie di interventi di ripascimento manutentivi effettuati con cadenza biennale di m³ ciascuno, suddivisi in parte nel tratto di costa dell Oasi di Macchiagrande ed in parte lungo il litorale di Fregene per compensare gli effetti di bordo sottoflutto ai pennelli. In entrambi i casi gli interventi manutentivi di ripascimento compensano validamente il deficit di bilancio solido sottoflutto limitando sensibilmente il trend erosivo. Gli scenari A5.1 e A6.1, al pari dello scenario di solo ripascimento simulato nello scenario A1, abbinano alla realizzazione di un sistema a celle un intervento di ripascimento iniziale di m³ localizzato tra Focene e Fregene finalizzato a recuperare la posizione della linea di riva di progetto (2002). Le simulazioni condotte indicano una maggiore efficacia del sistema a celle nel contenere i volumi di sedimento posti a ripascimento, con avanzamento della linea di riva superiore a 90 m rispetto allo scenario di non intervento. Per contro si registra una sensibile attenuazione della deriva dei sedimenti sottoflutto con un conseguente incremento dei fenomeni di erosione della linea di riva nella zona sottoflutto. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 9

11 Gli scenari A5.2 e A6.2 abbinano alla realizzazione del sistema a celle ed all intervento di ripascimento iniziale analogo a quello già contemplato dagli scenari A5.1 e A6.1 anche una serie di interventi di ripascimento manutentivi effettuati con cadenza biennale di m³ ciascuno, eseguiti lungo il litorale di Fregene per compensare gli effetti di bordo sottoflutto alle opere realizzate. Per entrambi gli scenari, gli interventi di ripascimento manutentivo simulati riescono a compensare il deficit del bilancio solido introdotto sottoflutto dalla presenza delle nuove opere rigide annullando il trend erosivo che si registrerebbe in assenza dei suddetti interventi manutentivi. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 10

12 Capitolo 2 Fase 1: Inquadramento geografico ed analisi dei dati di moto ondoso Il tratto di costa oggetto del presente studio è situato a Nord dell abitato di Fiumicino e si estende tra la foce del fiume Tevere ed i litorale di Fregene in prossimità della foce del Fiume Arrone (loc. villaggio dei pescatori). Il regime di moto ondoso al largo delle coste del Lazio è stato definito dal CNR ISMAR di Venezia nell ambito di una precedente convenzione di ricerca con l ENTE e fornito su supporto informatico per lo svolgimento del presente studio. Il regime di moto ondoso al largo della costa laziale in corrispondenza della batimetrica -100 è stato definito dal CNR ISMAR a partire dai dati del modello di generazione e propagazione del moto ondoso del centro meteorologico (ECMWF) utilizzando in modello di propagazione spettrale SWAN. Con riferimento alla corografia rappresentata in Figura 2-1 per il presente studio sono stati acquisiti i dati di moto ondoso relativi al nodo di calcolo LZ 5 localizzato dinanzi al litorale di Fiumicino ad una distanza di circa 15 km dalla costa in corrispondenza delle coordinate: N E. Figura 2-1. Inquadramento geografico e ubicazione del paraggio in esame. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 11

13 Figura 2-2. LZ 5. Frequenza di accadimento degli eventi di moto ondoso divisi per classi di altezza d onda. Figura 2-3. LZ 5. Frequenza di accadimento degli eventi di moto ondoso divisi per classi di periodo di picco. Figura 2-4. Distribuzione delle onde per classi di altezza d onda e periodo e legge di adattamento Tp=f(Hs). MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 12

14 Tabella 2-1. LZ 5. Distribuzione direzionale degli eventi di moto ondoso divisi per classi di altezza d onda. Dir. Nord Classe di altezza d'onda significativa Hs [m] Tot > Tot Tot. cumul MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 13

15 Figura 2-5. Distribuzione direzionale degli eventi di moto ondoso nel punto di analisi LZ Flusso di energia al largo La risultante vettoriale dell energia consente di definire l onda morfologica che per altezza, periodo, direzione e durata fornisce un informazione sintetica dell azione del moto ondoso sul litorale. Utilizzando i dati di moto è stata calcolata l onda morfologica relativa a tre distinte soglie di H s : 0.5, 1.0 e 1.5 m. Prendendo in considerazione la soglia di 0.5 m si ottiene un onda morfologica di altezza equivalente pari a 1.27 m con direzione 229 N. Prendendo in considerazione la soglia di 1.0 m si ottiene un onda morfologica di altezza equivalente pari a 1.64 m con direzione 229 N. Prendendo in considerazione la soglia di 1.5 m si ottiene un onda morfologica di altezza equivalente pari a 2.00 m con direzione 230 N. 2.2 Definizione dell anno climatico medio Al fine di poter applicare al meglio una modellistica numerica in grado di valutare l evoluzione della spiaggia sotto l azione del moto ondoso è stata sintetizzata una serie di dati ondametrici rappresentativi dell anno climatico medio. A partire dalla frequenza di accadimento degli stati di moto ondoso su base annuale fornita per il punto LZ 5 sono stati definiti una serie di eventi esaorari i quali sono stati successivamente ridistribuiti casualmente secondo una distribuzione di tipo Gauss con varianza 1 e media nulla. Complessivamente sono stati sintetizzati 1460 stati di mare con cadenza esaoraria, rappresentativi dell'anno climatico medio. È stato assunto come settore di traversia quello compreso tra 155 N e 325 N. Del totale di 1460 eventi, 764 (~52%) sono risultati inferiori, come altezza d'onda MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 14

16 significativa, a 0.5 m o esterni al settore di traversia indicato. Tali eventi costituiscono un contributo trascurabile o nullo al flusso longitudinale che causa la modellazione della spiaggia e sono stati di conseguenza assunti come valori di calma. I restanti 696 eventi sono stati suddivisi secondo classi di altezza, periodo e direzione come riportato nella tabella climatica di Figura 2-6. Nel complesso sono stati definiti 104 stati di mare rappresentativi del clima meteomarino al largo del litorale di Focene-Fregene, contraddistinto pertanto da valori di altezza d onda compresi tra 0.75 m e 5.0 m provenienti dal settore di traversia al largo compreso tra 155 e 325 N. Figura 2-6. Tabella riepilogativa dell anno climatico medio e flusso di energia. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 15

17 Capitolo 3 Fase 2: Applicazione del modello di propagazione del moto ondoso SWAN Lo studio di propagazione del moto ondoso da largo verso riva è stato condotto utilizzando il modello numerico SWAN sviluppato dall istituto olandese Delft University of Technology. SWAN è modello spettrale bidimensionale, basato sull equazione di bilancio dell energia associata al moto ondoso, che è in grado di simulare la propagazione di uno stato di moto ondoso, definito da un altezza d onda significativa, un periodo di picco e una direzione di provenienza, all interno di un dominio di calcolo rappresentativo di una batimetria che caratterizza lo specchio acqueo di interesse. Il modello SWAN simula i principali fenomeni di propagazione per fondale variabile, come gli effetti di rifrazione e shoaling e gli effetti dissipativi dovuti al frangimento. Il modello SWAN consente di utilizzare la procedura di nesting, per la quale, i risultati di una propagazione effettuata su una griglia principale (parent grid) con passo di discretizzazione elevato in modo da contenere i tempi di calcolo, possono essere utilizzati come condizione iniziale lungo il bordo di una griglia più definita (nested grid), con passo di discretizzazione più piccolo, in modo da ottenere un informazione precisa nella zona investigata. Figura 3-1. Definizione delle griglie di calcolo utilizzate per le simulazioni con il modello SWAN. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 16

18 3.1 Definizione delle griglie di calcolo Il primo passo per l applicazione del modello è stata la definizione della parent grid, la griglia di calcolo ad ampio raggio per la propagazione da largo verso la zona di interesse caratterizzata da dimensioni elevate ma con un grande passo di in modo da ridurre i tempi di calcolo. La griglia principale, riportata in, è stata generata a partire dai dati batimetrici provenienti dall Istituto Idrografico Militare e si estende per 35 km lungo l asse X e per 15 km lungo l asse Y; l angolo tra il Nord e l asse X del sistema di riferimento di SWAN è pari a 60, il passo di discretizzazione adottato è pari a 100 metri. Figura 3-2. Parent grid. Per analizzare più in dettaglio la propagazione in prossimità della costa per verificare l influenza delle nuove opere previste dal Piano Regolatore Portuale di Fiumicino sono state successivamente utilizzate due distinte griglie di dettaglio: una relativa allo scenario attuale, l altra relativa allo scenario di progetto la quale contempla la presenza delle nuove opere foranee previste dal PRP. In Figura 3-3sono riportate le nested grids utilizzate per le simulazioni dello scenario attuale e per quelle relaitive alla configurazione di progetto. In rosso sono riportati i punti sottocosta (station points), impostati sulla batimetrica -5.0 m s.l.m., in cui sono stati registrati i risultatati della propagazione sottocosta. Le griglie si estendono per m lungo l asse X e per 5000 m lungo l asse Y, il passo di discretizzazione adottato per le griglie di dettagli è di 40 metri, l angolo tra il Nord e l asse X del sistema di riferimento di SWAN è pari a 70. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 17

19 Figura 3-3. Nested grids. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 18

20 3.2 Propagazione degli spettri d onda associati agli eventi significativi I 104 eventi significativi precedentemente definiti, caratterizzati da un altezza, un periodo e una direzione, sono stati successivamente propagati da largo verso riva con SWAN, utilizzando prima la griglia primaria e successivamente quella secondaria,in modo da ottenere negli station points le caratteristiche del moto ondoso sottocosta. 3.3 Risultati della propagazione A seguire sono riportati, a titolo illustrativo, i risultati ottenuti per 5 dei 104 eventi propagati: - Evento : H mo : 2.25 m T p : 6.25 s Dir: 300 N, rappresentativo di uno stato di mare proveniente da maestrale (frequenza di accadimento 0.05% - circa 1.5 eventi l anno di durata pari a 3 ore per un totale di 4.5 ore/anno). - Evento : H mo : 2.75 m T p : 6.25 s Dir: 260 N, rappresentativo di uno stato di mare proveniente da ponente (frequenza di accadimento 0.5% - circa 15 eventi l anno di durata pari a 3 ore per un totale di 45 ore/anno). - Evento 20607: H mo : 3.75 m T p : 7.50 s Dir: 170 N, rappresentativo di un evento proveniente da mezzogiorno (frequenza di accadimento 0.07% - circa 2 eventi l anno di durata pari a 3 ore per un totale di 6 ore/anno). - Evento 70607: H mo : 3.75 m T p : 7.50 s Dir: 220 N rappresentativo di un evento proveniente da libeccio (frequenza di accadimento 0.06% - circa 2 eventi l anno di durata pari a 3 ore per un totale di 6 ore/anno). - Evento : H mo : 5.00 m T p : 8.25 s Dir: 260 N rappresentativo di un evento di mareggiata proveniente da ponente (frequenza di accadimento 0.04% - circa 1 evento l anno di durata pari a 3 ore). MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 19

21 3.3.1 Evento : H mo : 5.00 m T p : 8.25 s Dir: 260 N MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 20

22 3.3.2 Evento 70607: H mo : 3.75 m T p : 7.50 s Dir: 220 N MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 21

23 3.3.3 Evento 20607: H mo : 3.75 m T p : 7.50 s Dir: 170 N MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 22

24 3.3.4 Evento : H mo : 2.75 m T p : 6.25 s Dir: 260 N MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 23

25 3.3.5 Evento : H mo : 2.25 m T p : 6.25 s Dir: 300 N MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 24

26 Capitolo 4 Fase 3: Calcolo del flusso di energia associato al moto ondoso La conoscenza del flusso di energia medio annuo in punto in prossimità del litorale permette di valutare la tendenza del moto ondoso di movimentare i sedimenti e la direzione prevalente del trasporto solido litoraneo. Per valutare le possibili interferenze delle nuove opere con la dinamica litoranea del litorale di Fiumicino è stato valutato l effetto schermo provocato dalle opere previste dal PRP di Fiumicino sul flusso di energia associato al moto ondoso su base annua. 4.1 Flusso di energia associato al moto ondoso al largo L energia del moto ondoso per unità di superficie è data dalla seguente relazione: E 1 gh 8 2 M 2 L 2 T in cui è la densità dell acqua, g l accelerazione di gravità e H l altezza d onda dell evento di moto ondoso. Il flusso di energia P, per unità di fronte d onda, è dato dalla seguente espressione: P EC EnC 2 ML g 1 L 2 T In cui C g rappresenta la celerità di gruppo, definita come il prodotto tra il numero n, funzione del numero d onda e della profondità h, e la celerità di fase C. C g C 2kh nc 1 2 sinh( kh) Per le finalità del presente studio è possibile utilizzare una formulazione semplificata per il flusso di energia. Utilizzando la relazione di dispersione: T 2 gk tanh( kh) È possibile semplificare, sotto l ipotesi che siano verificate le condizioni di acqua profonda, la relazione della celerità di fase: C = L/T = (g/t =.56 T. Sostituendo nell equazione del flusso di energia si ottiene infine il flusso di energia associato ad un singolo evento di moto ondoso: 2 g P H 32 T nˆ 2 Per ogni settore direzionale è possibile determinare la risultante del flusso di energia associando ad ogni contributo la sua frequenza di accadimento in accordo alla tabella climatica precedentemente illustrata. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 25

27 Figura 4-1. Flusso di energia direzionale al largo di Fiumicino (punto LZ5). È stato così possibile determinare il flusso di energia al largo rappresentato in Figura 4-1 contraddistinto da una concentrazione del flusso di energia intorno al settore di ponente, in misura minore, intorno al settore di mezzogiorno-scirocco. 4.2 Flusso di energia associato al moto ondoso sottocosta A seguito dell applicazione del modello SWAN, applicato in presenza ed in assenza delle nuove opere previste da PRP, è stato possibile determinare in ogni punto sottocosta in prossimità del litorale il flusso di energia direzionale su base annua utilizzando la seguente espressione: g P( ) fi H T moi m1, 0i in cui P() rappresenta il flusso energetico associato alla direzione ottenuto in corrispondenza degli station points sommando tutti gli i-esimi contributi energetici associati alla direzione valutati come prodotto tra la frequenza di accadimento di ogni evento e il termine energetico H²T. Per rappresentare i risultati in modo compartivo e sintetico sono stati selezionati 12 punti campione (Figura 4-2) per i quali è riportato in Figura 4-3 il flusso di energia direzionale su base annua ottenuto per lo stato attuale ed in presenza del porto commerciale di Fiumicino previsto dal PRP. Come è possibile osservare a partire dal punto campione P80, ad una distanza sottoflutto di circa 1000 m dal porto commerciale, inizia ad essere apprezzabile l effetto schermo operato dalle opere previste dal PRP. Nello scenario di PRP, nei punti compresi tra P80 e P100, le componenti energetiche associate al settore di libeccio risultano schermate. Si ha pertanto una riduzione dell energia complessiva con uno spostamento del picco di energia verso il settore di ponente. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 26

28 Figura 4-2. Punti sottocosta campione utilizzati per la rappresentazione del flusso di energia. Figura 4-3. Flusso di energia direzionale ottenuto nei punti sottocosta campione. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 27

29 4.3 Flusso di energia longitudinale sottocosta Il flusso di energia associato al moto ondoso sottocosta è la causa principale del trasporto longitudinale dei sedimenti. Rispetto all orientamento della costa il flusso di energia incidente può essere scomposto in una componente trasversale ed una longitudinale parallela alla costa. È questa componente longitudinale che rappresenta il motore del trasporto solido litoraneo e la sua conoscenza, anche qualitativa, consente di valutare la direzione e l entità della deriva dei sedimenti. Con riferimento allo schema di calcolo la componente longitudinale P l del flusso di energia del moto ondoso per unità di lunghezza è data dalla relazione: P l 2 g 2 H T sen(2 ) W / m 32 in cui entra in gioco l angolo formato dalla normale alla linea di riva e il moto ondoso incidente. Figura 4-4. Schema di calcolo del flusso di energia longitudinale. Per effettuare il calcolo del flusso di energia longitudinale è stata utilizzata una procedura automatizzata che in ogni station point e per ogni stato di mare propagato con il modello SWAN, determina l angolo come differenza tra la direzione del moto ondoso e l orientamento della linea di riva, e successivamente calcola il flusso longitudinale P l utilizzando la precedentemente relazione. 4.4 Risultante del flusso di energia longitudinale Per determinare la risultante annuale del flusso longitudinale di energia è stata associata ad ogni evento la sua frequenza di accadimento annuale ottenuta nel calcolo dell anno climatico medio. È stato così possibile determinare in ogni station points la risultante del flusso longitudinale, distinguendo la componente positiva e la componente negativa del flusso. L andamento della risultante del flusso longitudinale ottenuta sulla base dei dati di moto ondoso propagati sottocosta è riportata nei grafici in Figura 4-5, dove sono riportati rispettivamente i risultati relativi alla configurazione attuale e a quella di PRP. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 28

30 Secondo la convenzione adottata un flusso di energia positivo è causa di un trasporto solido litoraneo diretto nel verso concorde all asse delle ascisse, mentre un flusso negativo è indice di un trasporto con verso contrario all asse di riferimento. Nel caso in esame questo si traduce in un trasporto potenziale diretto verso Sud nel caso di flusso positivo e un trasporto potenziale diretto verso Nord nel caso di flusso negativo. (a) (b) Figura 4-5. Flusso di energia longitudinale associato al moto ondoso ottenuto in corrispondenza della batimetrica -5.0 (a) stato attuale (b) configurazione di PRP. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 29

31 Per lo scenario attuale il flusso longitudinale sottocosta è sempre negativo e risulta diretto da Sud verso Nord. L intensità del flusso è maggiore in prossimità del Canale di Fiumicino e va ad attenuarsi verso Nord. I grafici di Figura 4-6 riportano il confronto tra i flussi energetici calcolati in presenza o meno delle opere previste da PRP, il grafico di destra presenta il delta tra il flusso ottenuto per lo scenario di PRP e lo stato attuale. In presenza delle opere previste dal PRP di Fiumicino si può osservare un inversione del flusso longitudinale nella zona d ombra a ridosso delle opere foranee del porto commerciale. L influenza delle opere foranee del porto commerciale nel tratto di costa sottoflutto si estingue ad una distanza di circa 2000 m da molo sottoflutto. Figura 4-6. Confronto tra i flussi di energia longitudinale ottenuti per lo stato attuale e per lo scenario di PRP. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 30

32 Capitolo 5 Fase 4: Studio morfologico del litorale 5.1 Introduzione Il litorale di Fiumicino ricade all interno dell unità fisiografica che si estende da Capo Linaro a Nord- Est sino a Capo d Anzio a Sud-Ovest per circa 90 km. Come è possibile osservare in Figura 5-1 la caratteristica prevalente che contraddistingue tale unità fisiografica è la presenza della foce del fiume Tevere. Il morfotipo di questa unità fisiografica è contraddistinto da un delicato equilibrio tra gli apporti solidi fluviali del fiume Tevere e l azione erosiva associata al moto ondoso incidente. La foce del Tevere è un delta a dominio ondoso che ha visto nei secoli un forte evoluzione. Dalla fine del Medioevo si è verificato il massimo sviluppo del delta. In coincidenza con la Piccola Età Glaciale, con le maggiori piene del Tevere storicamente documentate (1530, 1557, 1598 e 1606 A.D.) e con la definitiva stabile apertura del canale di Fiumicino (XVI secolo), tutto il delta avanzò, rapidamente fino al XVIII secolo, e quindi più lentamente, fino ai primi anni del XX. L arresto della progradazione coincide circa con il termine della Piccola Età Glaciale. Ma il periodo di intensa erosione che ne è seguito è essenzialmente legato all attività antropica. I prelievi in alveo di materiale inerte, e i lavori di regimazione e di costruzione di bacini idroelettrici lungo il Tevere hanno prodotto un deficit nel rifornimento sedimentario alla foce del fiume. Figura 5-1. Inquadramento dell unità fisiografica. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 31

33 Con riferimento allo schema riportato in Figura 5-2, è possibile osservare che l evoluzione di un delta fluviale tende a due diversi scenari: nel caso in cui gli apporti solidi fluviali sono maggiori del trasporto solido potenziale associato al moto ondoso si verifica un avanzamento del delta fluviale; nel caso invece in cui gli apporti solidi portati dal fiume non sono sufficienti a bilanciare l azione erosiva del moto ondoso si verifica un arretramento del delta fluviale sino a giungere alla nuova condizione di equilibrio in cui la costa si dispone parallela ai fronti d onda incidenti. Ovviamente tale tendenza evolutiva dipende fortemente anche dalla direzione prevalente del moto ondoso. Il trasporto solido longitudinale provocato dal moto ondoso, in prossimità della foce, è divergente, a causa del diverso orientamento della linea di costa rispetto alla direzione dei fronti d onda frangenti. Figura 5-2. Schema evolutivo di un apparato di foce. (Sinistra) Avanzamento della foce dovuto ad un maggiore apporto di sedimenti fluviali. (Destra) Smantellamento dell apparato di foce in seguito ad una riduzione degli apporti solidi. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 32

34 5.2 Acquisizione dei dati e definizione del sistema di riferimento Il tratto di litorale in esame si estende per circa 12 km dalla foce del Canale di Fiumicino a Sud fino alla foce del Fiume Arrone a Nord, che delimita il litorale di Fregene da quello di Marina di Maccarese. L area in esame è riprodotta nelle sei aereofoto riportate a seguire estratte da Google Earth, relative all anno 2013 di cui in Figura 5-3 è riportato il quadro di unione Figura 5-3. Quadro di unione delle aerefoto. Le linee di riva storiche digitalizzate riferite al sistema di proizione UTM WGS84 sono state fornite dal Centro di Monitoraggio Gestione Integrata Delle Zone Costiere (GIZC) 2. Tabella 5-1. Linee di riva storiche fornite dall ARDIS Anno Dato 1992 Foto aeree studio RILTER 1994 Foto aeree regionali 1996 Foto aeree AIMA 1998 Foto CGR Regione Lazio 2002 Foto aeree AGEA 2005 Foto da satellite ad alta risoluzione QuickBird 2011 Rilievo GPS 2013 Rilievo GPS Le linee di riva, rappresentate in Figura 5-10, sono state discretizzate e interpolate utilizzando come asse di riferimento la Baseline, avente orientamento S-N (160 N N), con un passo di discretizzazione di 20 m. 2 Sito internet MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 33

35 Figura 5-4. Aereofoto 1 [Fonte: Google Earth 2013] Figura 5-5. Aereofoto 2 [Fonte: Google Earth 2013] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 34

36 Figura 5-6. Aereofoto 3 [Fonte: Google Earth 2013] Figura 5-7. Aereofoto 4 [Fonte: Google Earth 2013] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 35

37 Figura 5-8. Aereofoto 5 [Fonte: Google Earth 2013] Figura 5-9. Aereofoto 6 [Fonte: Google Earth 2013] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 36

38 (a) (b) Figura Linee di riva storiche georeferenziate (a) e rappresentate in scala distorta (b) utilizzate per lo studio morfologico del litorale di Fiumicino. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 37

39 5.3 Analisi diacronica delle linee di riva storiche Per poter analizzare le recenti tendenze evolutive che hanno interessato il litorale di Fiumicino, è stata condotta un analisi diacronica delle linee di riva precedentemente discretizzate. In corrispondenza di ogni i-esimo passo di discretizzazione, le variazioni subite secondo l equazione: y ( y ) 1 1,2 2 y ove il pedice indica l anno di riferimento. In accordo con il riferimento adottato valori negativi di Δy denunciano un arretramento della linea di riva mentre valori positivi indicano un avanzamento della linea di riva. In Figura 5-11 sono riportate le variazioni che ha subito la linea di riva nell ultimo ventennio, rispettivamente nel periodo e nel periodo Per il calcolo delle tendenze evolutive in atto si è fatto riferimento alla metologia di analisi, indicata in letteratura come average of eras rates. La metodologia di analisi average of eras rates o media delle variazioni, si compone di due fasi: inizialmente viene valutato, per ogni i-esimo step di calcolo, il rateo annuo di variazione verificatosi per ogni intervallo di riferimento (eras), mediante il rapporto: j, j1 y t j, j1 j, j1 ( y t j1 j1 y in cui t j, j 1è l intervallo, espresso in anni, tra due anni di osservazione per i quali viene valutato il rateo di variazione. Dato un numero N di anni di osservazione i ratei annui risultano in numero pari a M = N -1. Successivamente in ogni nodo viene stimata la media e la deviazione standard (STD) dei diversi ratei di variazione annuale tramite le relazioni: s 1 M m j, j1 M j 1 M j, j1 M 1 j t m Si ottiene così un indice del trend evolutivo della spiaggia ed un indice di precisione della stima eseguita. I risultati delle analisi condotte sono riportati in Figura j 2 j ) 1 2 MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 38

40 (a) (b) (c) Figura (a) Variazioni della linea di riva osservate tra i diversi anni di rilievo. (b) Variazione delle linea di riva valutata nel periodo (c) (b) Variazione delle linea di riva valutata nel periodo MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 39

41 (a) (b) Figura Risultati dell analisi diacronica effettuata sulle linee di riva storiche del litorale di Fiumicino (a) Ratei annui di variazione misurati (b) trend evolutivo e deviazione standard. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 40

42 5.4 Stima delle portate solide longitudinali Risolvendo l equazione di bilancio dei sedimenti solidi è possibile, a partire dai ratei di variazione annua della linea di riva, ottenere un indicazione sull andamento della portata solida longitudinale lungo il litorale. Per determinare la portata solida longitudinale Q(x,t) è stata risolta l equazione di bilancio : y t ( D b 1 D c Q ) x q 0, utilizzando uno schema alle differenze finite esplicito applicando, ad una delle estremità, una condizione al contorno sulla portata. Nella precedente equazione in termine y(x,t) rappresenta la posizione della linea di riva, D b e D c rispettivamente l altezza della berma della spiaggia e la profondità di chiusura al largo, q il termine che rappresenta gli apporti e/o le perdite trasversali alla spiaggia (perdite verso largo, ripascimenti, etc ). Nel caso in esame si è scelto di applicare come condizione al contorno una condizione di portata nulla in corrispondenza del canale di Fiumicino ipotizzando che non vi siano più apporti solidi dal fiume Tevere, tale condizione risulta certamente cautelativa per la dinamica in oggetto. I risultati ottenuti, relativi all ultimo decennio, sono riportati nei grafici di Figura 5-13 dove sono riportate le portate ottenute per i periodi , e La convenzione adottata definisce che valori di portata positivi indicano una deriva dei sedimenti da sinistra verso destra concordi all asse delle ascisse. Dove il gradiente di portata presenta valore positivo (pendenza positiva della portata), si verifica erosione, dove si ha un gradiente negativo (pendenza negativa) si ha invece accrescimento. Nel tratto di costa compreso tra il canale di Fiumicino e Focene [ m] l andamento della portata presenta una pendenza molto moderata. Tra la fine di Focene e Fregene [ ], nell ambito dell Oasi di Macchiagrande, la portata mostra un deciso incremento che comporta, descritto in precedenza, una zona soggetta all erosione. Più sottoflutto proseguendo lungo il litorale di Fregene la portata tende a stabilizzarsi con gradienti molto modesti che indicano in alcuni tratti processi di deposizione dei sedimenti erosi più a monte. La portata solida che esce dal volume di controllo si attesta, in corrispondenza della foce dell Arrone, tra i m³/anno e i m³/anno. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 41

43 Figura Portate solide longitudinale stimate sulla base dell analisi delle linee di riva (a) Periodo (b) Periodo (c) Periodo MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 42

44 Capitolo 6 Fase 5: Studio di morfodinamica costiera 6.1 Introduzione Lo studio di morfodinamica costiera è stato condotto utilizzando il pacchetto applicativo NEMOS 3, considerato uno dei più validi e completi strumenti attualmente in commercio per le analisi dei processi di evoluzione costiera, che al suo interno vede la presenza della versione più aggiornata del modello di spiaggia ad una linea GENESIS. Il modello di calcolo utilizzato consente di valutare avanzamenti ed arretramenti della linea di riva nel corso degli anni indotti dal trasporto solido longitudinale causato dal moto ondoso incidente. Il modello è in grado di effettuare un analisi a grande scala, simulando nel lungo termine (anche decenni) l evolversi dei fenomeni di morfodinamica costiera anche in presenza di opere di difesa litoranea lungo ampi tratti di costa. Il software GENESIS è stato applicato in abbinamento al software di propagazione spettrale del moto ondoso SWAN sviluppato dal DELFT. L applicazione del modello SWAN ha consentito, come illustrato in precedenza, di ricavare le caratteristiche del moto ondoso in corrispondenza dei punti di calcolo sottocosta (station points) posti in corrispondenza della batimetrica -5.0 m, e di tenere conto dei fenomeni di rifrazione e shoaling che i fronti d onda subiscono durante la propagazione da largo verso riva. All interno del software GENESIS viene implementato uno schema di calcolo che descrive il sito in esame, inserendo i dati caratteristici della spiaggia (diametro caratteristico dei sedimenti, l altezza della berma di spiaggia, profondità di chiusura) e le principali strutture o interventi che interessano il paraggio (scogliere, pennelli, interventi di ripascimento, portate solide trasversali). 6.2 Configurazione del modello di spiaggia GENESIS Griglia di calcolo e condizioni di calcolo La griglia di calcolo si estende da Sud verso Nord a partire dalla Foce del Canale di Fiumicino fino ad arrivare alla Foce del Fiume Arrone che separa il litorale di Fregene da quello di Marina di Maccarese. La griglia ha una lunghezza complessiva di m con passo di discretizzazzione x di 40 m, l intervallo di discretizzazione temporale t è 1 ora. L origine della griglia di calcolo adottata per le simulazioni con GENESIS è localizzata nel punto di coordinate UTM - WGS N, E con l asse delle ascisse orientato a 340 N. I parametri caratteristici del modello sono stati definiti sulla base dei dati forniteci dall ARDIS. In particolare la profondità di chiusura D c, stimata sulla base del regime di moto ondosoo del paraggio, è stata valutata, utilizzando il criterio di Hallermaier, pari a 6.8 m, l altezza della berma di spiaggia D b è pari a 1.0 m, mentre il valore del diametro medio D 50 utilizzato è stato 0.30 mm. 3 Nemos è presente all interno del software package Coastal Engineering Design & Analysis System (CEDAS versione 4.03) licenziato dalla Very- Tech. Sviluppato dal Coastal Engineering Research Center (CERC) della United States Army Corps of Engineering (ASCE), considerato in campo internazionale la struttura di riferimento nel settore dell Ingegneria Costiera. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 43

45 Il tratto di costa in esame presenta un elevato grado di antropizzazione ed è contraddistinto dalla presenza di diversi interventi di difesa costiera. Il tratto di costa immediatamente a Nord della foce del canale (Figura 5-4) è contraddistinto dalla presenza della vasca di colmata prevista dal PRP a cui seguono una successione di interventi di difesa finalizzati alla salvaguardia della strada e dell abitato di Fiumicino. Di fatto questo primo tratto di costa risulta inerodibile pertanto è stato schematizzato nel modello numerico con un seawall (difesa radente). Il tratto di costa prospiciente all abitato di Focene è caratterizzato dalla presenza di molteplici interventi di difesa costiera che sono stati messi in opera in più fasi di intervento. Attualmente è possibile osservare la presenza di 17 pennelli trasversali connessi a barriere distaccate più o meno sommerse che presentano un andamento planimetrico poco omogeneo. Gli interventi di difesa hanno arrestato i fenomeni erosivi in corso nel tratto di costa retrostante ma hanno dato avvio a evidenti effetti di bordo che hanno provocato erosione nel tratto di costa sottoflutto. Nel tratto di costa di competenza dell Oasi di Macchiagrande, come ottenuto anche dall analisi diacronica, nell ultimo decennio si è verificato un trend erosivo molto marcato (circa -5.0 m/anno). Proseguendo verso Nord il trend erosivo si riduce sensibilmente, il tratto di costa in prossimità della Foce dell Arrone risulta pressoché stabile, anche grazie all apporto di sedimenti provenienti dall erosione del tratto di spiaggia a monte. La condizione al contorno lato mare è costituita dalla serie trioraria rappresentativa dell anno climatico medio precedentemente descritta. Grazie alla propagazione sottocosta del moto ondoso effettuata con SWAN, per ogni onda della serie, vengono forniti a GENESIS i valori di altezza, periodo e direzione dell onda in corrispondenza degli station points. Alle estremità sinistra della griglia è stata applicata una condizione al contorno del tipo gated boundary regolata dalla presenza di un pennello (rappresentativo della foce del canale di Fiumicino). L ipotesi adottata, sicuramente cautelativa, è che attraverso questo bordo non vi sia ingresso di sedimenti (apporti solidi nulli provenienti dal Tevere). All estremità destra della griglia di calcolo è stata invece imposta una condizione al contorno del tipo punto fisso per la quale il modello di calcolo determina il valore della portata (entrante/uscente) tale da garantire nel tempo la posizione della linea di riva iniziale. La procedura di taratura del modello ha portato, dopo diversi tentativi, ad individuare i parametri di da adottare nelle simulazioni per il sito di Focene-Fregene: K 1 =0.250 K 2 =0.083 Tutte le simulazioni riguardanti l evoluzione futura sono state effettuate su una finestra temporale di 10 anni utilizzando come linea di riva iniziale la linea di riva rilevata con la campagna di indagini preliminari al presente studio effettuata nel Le simulazioni sono state condotte sotto l ipotesi che il clima meteomarino di riferimento rimanga inalterato, ovviamente la ripetizione dell anno climatico medio per un periodo così esteso consente di avere come risultato una tendenza media del litorale che prescinde da eventi estremi e dalla naturale variabilità del moto ondoso. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 44

46 MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 45

47 6.3 Simulazioni degli scenari evolutivi Il modello numerico GENESIS, di cui si riporta in appendice una descrizione sintetica, si basa sulla teoria di evoluzione del tipo ad una linea per valutare la variazione di posizione della linea di riva nel tempo causata dal trasporto solido longitudinale generato dal moto ondoso sottocosta. Il codice di calcolo è stato applicato per simulare l evoluzione nel medio-lungo termine (10 anni) sia dello scenario attuale in assenza di intervento (opzione di non intervento), sia considerando diverse ipotesi di intervento per la difesa della costa. Gli scenari evolutivi analizzati sono: Scenario A0.1: opzione di non intervento; Scenario A0.2: opzione di non intervento in presenza delle opere previste per il porto commerciale di Fiumicino (PRP); Scenario A1: Scenario A2: Scenario A3: intervento di ripascimento iniziale di m³; intervento iniziale di ripascimento di m³ in abbinamento ad interventi di ripascimento manutentivi di m³, con cadenza biennale; sistema di difesa rigido costituito da una serie di 7 pennelli di lunghezza pari a ottanta metri (80 m); Scenario A3.1: sistema di difesa rigido costituito da una serie di 7 pennelli di lunghezza pari a ottanta metri (80 m) con intervento di ripascimento iniziale di m³; Scenario A3.2: sistema di difesa rigido costituito da una serie di 7 pennelli di lunghezza pari a ottanta metri (80 m) con intervento di ripascimento iniziale di m³ in abbinamento ad interventi di ripascimento manutentivi di m³, con cadenza biennale; Scenario 4: Scenario 4.1: Scenario 4.2: Scenario 5: Scenario 5.1: Scenario 5.2: sistema di difesa rigido costituito da una serie di 14 pennelli corti di lunghezza pari a quaranta metri (40 m); sistema di difesa rigido costituito da una serie di 14 pennelli corti di lunghezza pari a quaranta metri (40 m) con intervento di ripascimento iniziale di m³; sistema di difesa rigido costituito da una serie di 14 pennelli corti di lunghezza pari a quaranta metri (40 m) con intervento di ripascimento iniziale di m³ in abbinamento ad interventi di ripascimento manutentivi di m³, con cadenza biennale; sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse e pennelli parzialmente emersi con varco unico; sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse e pennelli parzialmente emersi con varco unico con intervento di ripascimento iniziale di m³; sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse e pennelli parzialmente emersi con varco unico con intervento di ripascimento iniziale di m³ in abbinamento ad interventi di ripascimento manutentivi di m³, con cadenza biennale; MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 46

48 Scenario 6: Scenario 6.1: Scenario 6.2: sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse e pennelli parzialmente emersi con doppio varco; sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse e pennelli parzialmente emersi con doppio varco con intervento di ripascimento iniziale di m³; sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse e pennelli parzialmente emersi con doppio varco con intervento di ripascimento iniziale di m³ in abbinamento ad interventi di ripascimento manutentivi di m³, con cadenza biennale; Nei paragrafi seguenti, dopo aver illustrato lo schema di calcolo adottato e i parametri utilizzati, sono presentati i diversi scenari studiati. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 47

49 SCENARIO A0.1 opzione di non intervento La prima simulazione condotta rappresenta lo scenario di non intervento, ossia la naturale tendenza evolutiva che il litorale in esame è destinato a seguire a partire dallo stato attuale, in assenza di nuovi interventi ed in analoghe condizioni di esposizione medio climatica del recente passato. I risultati ottenuti in termini di variazione della linea di riva e di portata solida longitudinale sono riportati nei grafici sottostanti e nella relativa tavola ST 001 cui si rimanda per i dettagli. Figura 6-1. Trasporto solido longitudinale netto previsto dal modello GENESIS per lo SCENARIO A0.1. Figura 6-2. Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A0.1. Figura 6-3. Variazione della linea di riva rispetto allo situazione iniziale (2014) ottenuta per lo SCENARIO A0.1. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 48

50 SCENARIO A0.2 opzione di non intervento in presenza delle opere previste per il porto commerciale di Fiumicino (PRP) Per valutare le possibili variazioni nel trasporto solido litoraneo indotte dalla realizzazione del porto commerciale di Fiumicino è stato simulato lo scenario di evoluzione a 10 anni del tratto di costa in esame in presenza delle opere previste per dal PRP. La simulazione è stata condotta utilizzando i dati ottenuti nei punti di registrazione sottocosta con il modello numerico di propagazione del moto ondoso SWAN in presenza delle opere previste dal PRP. I risultati ottenuti in termini di variazione della linea di riva e di portata solida longitudinale sono riportati nei grafici sottostanti e nella relativa tavola ST 001 cui si rimanda per i dettagli.. Figura 6-4. Trasporto solido longitudinale netto previsto dal modello GENESIS per lo SCENARIO A0.2. Figura 6-5. Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A0.2. Figura 6-6. Variazione della linea di riva rispetto allo situazione iniziale (2014) ottenuta per lo SCENARIO A02. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 49

51 SCENARI A0.1 A0.2 - Variazioni registrate all interno del dominio di calcolo cella sviluppo long. [m] Variazioni medie all'interno della cella Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y SCENARIO Linee di riva di riferimento m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m SCENARIO A0.1 opzione zero Iniziale [2014] Obiettivo [2002] SCENARIO A0.2 Opzione zero PRP Fiumicino Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] linea di riva di riferimento [2002] linea di riva iniziale [2014] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 50

52 SCENARIO A1 - intervento di ripascimento iniziale Tra i possibili scenari di intervento presi in considerazione nel presente studio vi è quello di realizzare un intervento di difesa del litorale di tipo morbido che prevede un intervento di ripascimento nei tratti di costa più a rischio di erosione senza realizzare alcun tipo di difesa rigida. L interevento di ripascimento ipotizzato è stato concentrato nel tratto di litorale più soggetto all erosione ed è finalizzato al ripristino della linea di riva obiettivo, relativa all anno Nello scenario analizzato sono stati inseriti, nel primo anno di simulazione, i seguenti volumi di ripascimento: m³ riversati nell area di intervento immediatamente a Nord dell abitato di Focene per un tratto di costa di estensione 340 m con un rateo di versamento di circa 625 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 78.0 m; m³ riversati nel tratto di costa consecutivo per un estensione di 500 m con un rateo di versamento di circa 480 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 55 m; m³ riversati nel tratto di costa successivo per un estensione di 500 m con un rateo di versamento di circa 268 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 35 m; m³ riversati nel tratto di costa seguente di estensione 500 m con un rateo di versamento di circa 116 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 15 m; m³ riversati per un tratto di costa di 500 m con un rateo di versamento di circa 55 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 7.0 m; per un totale di m³ versati lungo un tratto di spiaggia di 2340 m di lunghezza. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A1 sono riportati, oltre che nella tavola ST 002 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 51

53 Figura 6-7. Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A1. Figura 6-8. Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A1. Figura 6-9. Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A1. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A1. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 52

54 SCENARIO A2 - intervento di ripascimento iniziale con manutenzione ordinaria Lo SCENARIO A2 prevede di realizzare un intervento di difesa del litorale di tipo morbido programmato nel tempo con un primo intervento principale seguito da intereventi di manutenzione ordinaria finalizzati al mantenimento della posizione della linea di riva raggiunta. L interevento di ripascimento ipotizzato è stato concentrato nel tratto di litorale più soggetto all erosione ed è finalizzato al ripristino della larghezza di spiaggia rilevata nel Nello scenario analizzato sono stati inseriti, nel primo anno di simulazione, i seguenti volumi di ripascimento: m³ riversati nell area di intervento immediatamente a Nord dell abitato di Focene per un tratto di costa di estensione 340 m con un rateo di versamento di circa 625 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 78.0 m; m³ riversati nel tratto di costa consecutivo per un estensione di 500 m con un rateo di versamento di circa 480 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 55 m; m³ riversati nel tratto di costa successivo per un estensione di 500 m con un rateo di versamento di circa 268 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 35 m; m³ riversati nel tratto di costa seguente di estensione 500 m con un rateo di versamento di circa 116 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 15 m; m³ riversati per un tratto di costa di 500 m con un rateo di versamento di circa 55 m³/m che consente di avere un avanzamento della linea di riva di circa 7.0 m; per un totale di m³ versati lungo un tratto di spiaggia di 2340 m di lunghezza. Successivamente, con cadenza bieannale, sono stati inseriti i seguenti volumi di ripascimento: m³ riversati nell area di intervento immediatamente a Nord dell abitato di Focene per un tratto di costa di estensione di 340 m con un rateo di versamento di circa 250 m³/m che consente di avere un avanzamento medio della linea di riva di 32.5 m; m³ riversati nel tratto di costa consecutivo per un estensione di 500 m con un rateo di versamento di circa 80 m³/m che consente di avere un avanzamento medio della linea di riva di 10.0 m; m³ riversati nel tratto di costa consecutivo per un estensione di 220 m con un rateo di versamento di circa 25 m³/m che consente di avere un avanzamento medio della linea di riva di 3.0 m; per un totale m³ da ripetere ogni 2 anni. Lo SCENARIO A2, nell arco temporale di 10 anni, prevede di versare lungo il litorale a Nord di Focene un volume di sabbia complessivo di m³ suddiviso in un primo intervento di m³ seguito da interventi di manutenzione di m³ ciascuno per un totale di m³. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A2 sono riportati, oltre che nella tavola ST 003 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 53

55 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A2. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A2. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A2. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A2. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 54

56 SCENARI A1 A2 - Variazioni registrate all interno del dominio di calcolo cella sviluppo long. [m] Variazioni medie all'interno della cella Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y SCENARIO Linee di riva di riferimento m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m SCENARIO A1 ripascimento SCENARIO A2 ripascimento +manutenzione Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] linea di riva di riferimento [2002] linea di riva iniziale [2014] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 55

57 SCENARIO A3 - intervento di difesa costiera costituito da pennelli Lo SCENARIO A3 prevede la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo rigido con la messa in opera di una serie di sette (7) pennelli, ortogonali alla linea di riva. I pennelli sono localizzati nel tratto di costa a Nord dell abitato di Focene con interasse 500 m ed hanno lunghezza di 80 m, relativamente alla posizione della linea di riva iniziale (2014). Per limitare gli effetti di bordo sottoflutto gli ultimi tre pennelli verso Nord hanno una lunghezza che viene a ridursi in modo progressivo pari a 60 m, 40 m e 20 m. I pennelli sono stati modellati come opere emerse non permeabili in grado di arrestare una frazione del trasporto solido variabile tra il 90% e il 40% in funzione dell altezza d onda 4. Come mostrato nel grafico di Figura 6-1, la portata longitudinale ottenuta per lo scenario attuale (A0.1) presenta un forte gradiente nel tratto di costa che si estende per 2.0 km a Nord delle opere di difesa di Focene, e interessa principalmente l Oasi di Macchiagrande e il tratto di costa di Fregene posto più a sud. L inserimento dei pennelli nel modello di calcolo è stato eseguito cercando di ridurre il più possibile tale gradiente di portata. In tal modo il trend erosivo, che attualmente risulta localizzato nella zona di Macchiagrande, è stato ripartito in un tratto di costa più esteso di lunghezza pari a circa 5.0 km. È bene sottolineare che in termini di bilancio dei sedimenti, la presenza dei pennelli non va ad alterare l equilibrio del tratto di costa esaminato, pertanto, anche in presenza delle opere previste dallo scenario simulato, il volume di sabbia uscente si attesta intorno a m³/anno. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A3 sono riportati, oltre che nella tavola ST 003 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. 4 I pennelli di lunghezza 80 m sono in grado di offrire una riduzione del trasporto solido stimabile in una percentuale del 90% per le onde più basse (0.5 < Hs< 1.5 m) che si riduce in modo inversamente proporzionale al crescere dell onda fino ad arrivare al 40% per le onde più elevate (Hs 3.5 m) MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 56

58 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A3. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A3. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A3. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A3. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 57

59 SCENARIO A3.1 - intervento di difesa costiera costituito da pennelli con ripascimento iniziale Lo SCENARIO A3.1 prevede la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo rigido con la messa in opera di una serie di sette (7) pennelli, ortogonali alla linea di riva, in abbinamento ad un intervento di ripascimento iniziale finalizzato a recuperare la posizione della linea di riva osservato nel Il posizionamento dei pennelli è identico a quello descritto in precedenza per lo scenario A3 ma in questo caso la lunghezza dei pennelli, uguale ad 80 m per i 4 pennelli posti più a Sud e rispettivamente pari a 60 m, 40 m e 20 m per i pennelli posti più a Nord, è stata determinata a partire dalla linea di riva di ripascimento. L intervento di ripascimento iniziale, al pari dello scenario A1 di solo ripascimento, prevede il versamento di m³ concentrati in prevalenza nella zona immediatamente a Nord delle opere di difesa di Focene in corrispondenza dell Oasi di Macchiagrande fino ad interessare il tratto di costa più a Sud di Fregene. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A3.1 sono riportati, oltre che nella tavola ST 004 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 58

60 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A3.1. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A3.1. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A3.1. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A3.1. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 59

61 SCENARIO A3.2 - intervento di difesa costiera costituito da pennelli con ripascimento iniziale e manutenzione ordinaria Lo SCENARIO A3.2 prevede, al pari dello scenario A3.1, la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo rigido con la messa in opera di una serie di sette (7) pennelli, ortogonali alla linea di riva, in abbinamento ad un intervento di ripascimento iniziale finalizzato a recuperare la posizione della linea di riva osservato nel Successivamente all intervento di ripascimento iniziale, di m³, sono inseriti con cadenza biennale quattro interventi di ripascimento, da m³ ciascuno, per la manutenzione del litorale. Grazie al contenimento dei sedimenti operato dai pennelli, gli interventi di manutenzione previsti dallo scenario A3.2 sono stati suddivisi in parte nel tratto di costa dell Oasi di Macchiagrande ed in parte lungo il litorale di Fregene per compensare gli effetti di bordo sottoflutto ai pennelli. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A3.2 sono riportati, oltre che nella tavola ST 004 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. SCENARI A3 A3.1 A3.2 Variazioni registrate all interno del dominio di calcolo cella sviluppo long. [m] Variazioni medie all'interno della cella Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y SCENARIO Linee di riva di riferimento m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m SCENARIO A3 pennelli SCENARIO A3.1 pennelli +ripascimento SCENARIO A3.2 pennelli +ripascimento +manutenzione Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] linea di riva di riferimento [2002] linea di riva iniziale [2014] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 60

62 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A3.2. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A3.2. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A3.2. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A3.2. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 61

63 SCENARIO A4 - intervento di difesa costiera costituito da pennelli corti Lo SCENARIO A4 prevede la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo rigido con la messa in opera di una serie di quattordici (14) pennelli che per la loro limitata lunghezza possono essere definiti corti. I pennelli sono localizzati nel tratto di costa a Nord dell abitato di Focene con interasse 240 m ed hanno lunghezza di 40 m, relativamente alla posizione della linea di riva iniziale (2014). Per limitare gli effetti di bordo sottoflutto gli ultimi tre pennelli verso Nord hanno una lunghezza che si riduce in modo progressivo pari a 30 m, 20 m e 10 m. Anche in questo caso i pennelli sono stati modellati come opere emerse non permeabili in grado di arrestare una frazione del trasporto solido variabile tra il 60% e il 20% in funzione dell altezza d onda 5. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A4 sono riportati, oltre che nella tavola ST 003 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. 5 I pennelli di lunghezza 40 m sono in grado di offrire una riduzione del trasporto solido stimabile in una percentuale del 60% per le onde più basse (0.5 < Hs< 1.5 m) che si riduce in modo inversamente proporzionale al crescere dell onda fino ad arrivare al 20% per le onde più elevate (Hs 3.5 m) MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 62

64 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A4. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A4. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A4. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A4. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 63

65 SCENARIO A4.1 - iniziale intervento di difesa costiera costituito da pennelli corti con ripascimento Lo SCENARIO A4.1 prevede la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo rigido con la messa in opera di una serie di quattordici (14) pennelli in abbinamento ad un intervento di ripascimento iniziale finalizzato a recuperare la posizione della linea di riva osservato nel Il posizionamento dei pennelli è identico a quello descritto in precedenza per lo scenario A4 ma in questo caso la lunghezza dei pennelli, uguale ad 40 m e 30 m, 20 m e 10 m per i pennelli posti più a Nord, è stata determinata a partire dalla linea di riva di ripascimento. L intervento di ripascimento iniziale, al pari dello scenario A1 di solo ripascimento, prevede il versamento di m³ concentrati in prevalenza nella zona immediatamente a Nord delle opere di difesa di Focene in corrispondenza dell Oasi di Macchiagrande fino ad interessare il tratto di costa più a Sud di Fregene. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A4.1 sono riportati, oltre che nella tavola ST 005 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 64

66 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A4.1. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A4.1. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A4.1. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A4.1. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 65

67 SCENARIO A4.2 - iniziale e manutenzione ordinaria intervento di difesa costiera costituito da pennelli corti con ripascimento Lo SCENARIO A4.2 prevede, al pari dello scenario A4.1, la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo rigido con la messa in opera di una serie di quattordici (14) pennelli in abbinamento ad un intervento di ripascimento iniziale finalizzato a recuperare la posizione della linea di riva osservato nel Successivamente all intervento di ripascimento iniziale, di m³, sono stati inseriti, con cadenza biennale, quattro interventi di ripascimento, da m³ ciascuno, per la manutenzione del litorale. Grazie al contenimento dei sedimenti operato dai pennelli, gli interventi di manutenzione previsti dallo scenario A3.2 sono stati suddivisi in parte nel tratto di costa dell Oasi di Macchiagrande ed in parte lungo il litorale di Fregene per compensare gli effetti di bordo sottoflutto ai pennelli. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A4.2 sono riportati, oltre che nella tavola ST 005 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. SCENARI A4 A4.1 A4.2 Variazioni registrate all interno del dominio di calcolo cella sviluppo long. [m] Variazioni medie all'interno della cella Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y SCENARIO Linee di riva di riferimento m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m SCENARIO A4 pennelli corti SCEANRIO A4.1 pennelli corti +ripascimento SCENARIO A4.2 pennelli corti +ripascimento +manutenzione Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] linea di riva di riferimento [2002] linea di riva iniziale [2014] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 66

68 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A4.2. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A4.2. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A4.2. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A4.2. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 67

69 SCENARIO A5 - sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse e pennelli parzialmente emersi con varco unico Lo SCENARIO A5 prevede la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo a celle posto a protezione del litorale di Fregene, costituito da barriere distaccate debolmente sommerse connesse a terra da pennelli trasversali, parzialmente emersi. Le 4 celle previste dallo scenario hanno ciascuna un estensione lineare di 500 m, le barriere sono posizionate su fondali di m ad una distanza dalla linea di riva iniziale di 120 m presentano una lunghezza di 400 m con un varco di 100 m. È stato applicato un coefficiente di trasmissione K t =0.35 per tenere conto della riduzione dell altezza d onda a tergo delle barriere. Per contenere gli inevitabili effetti di bordo è stato inserito sottoflutto al sistema a celle un pennello di lunghezza 80 m. I pennelli sono stati modellati come opere parzialmente emerse con un grado di permeabilità del 20% e sono in grado di arrestare una frazione del trasporto solido variabile tra il 80% e il 40% in funzione dell altezza d onda. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A5 sono riportati, oltre che nella tavola ST 006 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 68

70 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A5. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A5. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A5. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A5. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 69

71 SCENARIO A5.1 - sistema di difesa a celle con intervento di ripascimento iniziale Lo SCENARIO A5.1 prevede la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo a celle, configurato come lo scenario A5 descritto in precedenza, unitamente ad un intervento di ripascimento iniziale finalizzato a riconquistare la posizione della linea di riva del 2002 nella zona a Nord di Focene che risulta più soggetta a fenomeni erosivi. L intervento di ripascimento iniziale, al pari dello scenario A1 di solo ripascimento, prevede il versamento di m³ concentrati in prevalenza nella zona immediatamente a Nord delle opere di difesa di Focene in corrispondenza dell Oasi di Macchiagrande fino ad interessare il tratto di costa più a Sud di Fregene. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A5.1 sono riportati, oltre che nella tavola ST 007 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 70

72 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A5.1. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A5.1. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A5.1. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A5.1. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 71

73 SCENARIO A5.2 - manutenzione sistema di difesa a celle con intervento di ripascimento iniziale e Lo SCENARIO A5.2 abbina alla realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo a celle, configurato come lo scenario A5, un intervento di ripascimento iniziale finalizzato a riconquistare la posizione della linea di riva del 2002 e una serie di quattro interventi di ripascimento, da m³ ciascuno con cadenza biennale, per la manutenzione del litorale. I risultati ottenuti in precedenza per gli scenari A5 ed A5.1 hanno evidenziato che il sistema di difesa a celle è in grado di offrire un efficace protezione della spiaggia retrostante ma inevitabilmente innesca sottoflutto evidenti fenomeni erosivi, al pari di quanto oggi sta avvenendo sottoflutto alle difese di Focene. Pertanto in questo scenari di simulazione i volumi di ripascimento previsti dagli interventi di manutenzione, pari a m³, sono stati concentrati nel tratto di costa immediatamente sottoflutto al sistema a celle per cercare di compensare la tendenza erosiva. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A5.2 sono riportati, oltre che nella tavola ST 007 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. SCENARI A5 A5.1 A5.2 Variazioni registrate all interno del dominio di calcolo cella sviluppo long. [m] Variazioni medie all'interno della cella Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y SCENARIO Linee di riva di riferimento m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m SCENARIO A5 sistema a celle con varco singolo SCENARIO A5.1 sistema a celle con varco singolo +ripascimento SCENARIO A5.2 sistema a celle +ripascimento +manutenzione Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] linea di riva di riferimento [2002] linea di riva iniziale [2014] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 72

74 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A5.2. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A5.2. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A5.2. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A5.2. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 73

75 SCENARIO A6 - sistema di difesa a celle costituito da barriere parallele debolmente sommerse e pennelli parzialmente emersi con varco doppio Lo SCENARIO A6 prevede la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo a celle posto a protezione del litorale di Fregene, costituito da barriere distaccate debolmente sommerse connesse a terra da pennelli trasversali, parzialmente emersi. Nella configurazione prevista dalla scenario A6 le barriere sommerse che costituiscono le 4 celle hanno ciascuna un estensione lineare di 500 m, con due varchi di vivificazione di 50 m ciascuno. Le barriere sono posizionate su fondali di m ad una distanza dalla linea di riva iniziale di 120 m.è stato applicato un coefficiente di trasmissione K t =0.35 per tenere conto della riduzione dell altezza d onda a tergo delle barriere. Per contenere gli inevitabili effetti di bordo è stato inserito sottoflutto al sistema a celle un pennello di lunghezza 80 m. I pennelli sono stati modellati come opere parzialmente emerse con un grado di permeabilità del 20% e sono in grado di arrestare una frazione del trasporto solido variabile tra il 80% e il 40% in funzione dell altezza d onda. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A6 sono riportati, oltre che nella tavola ST 006 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 74

76 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A6. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A6. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A6. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A6. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 75

77 SCENARIO A6.1 - sistema di difesa a con varco doppio e intervento di ripascimento iniziale Lo SCENARIO A6.1 prevede la realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo a celle, configurato come lo scenario A6 descritto in precedenza, unitamente ad un intervento di ripascimento iniziale finalizzato a riconquistare la posizione della linea di riva del 2002 nella zona a Nord di Focene che risulta più soggetta a fenomeni erosivi. L intervento di ripascimento iniziale, al pari dello scenario A1 di solo ripascimento, prevede il versamento di m³ concentrati in prevalenza nella zona immediatamente a Nord delle opere di difesa di Focene in corrispondenza dell Oasi di Macchiagrande fino ad interessare il tratto di costa più a Sud di Fregene. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A6.1 sono riportati, oltre che nella tavola ST 008 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 76

78 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A6.1. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A6.1. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A6.1. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A6.1. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 77

79 SCENARIO A6.2 - manutenzione sistema di difesa a celle con intervento di ripascimento iniziale e Lo SCENARIO A6.2 abbina alla realizzazione di un intervento di difesa costiera di tipo a celle, configurato come lo scenario A6, un intervento di ripascimento iniziale finalizzato a riconquistare la posizione della linea di riva del 2002 e una serie di quattro interventi di ripascimento, da m³ ciascuno con cadenza biennale, per la manutenzione del litorale. I risultati ottenuti in precedenza per gli scenari A6 ed A6.1 hanno evidenziato che il sistema di difesa a celle è in grado di offrire un efficace protezione della spiaggia retrostante ma inevitabilmente innesca sottoflutto evidenti fenomeni erosivi, al pari di quanto oggi sta avvenendo sottoflutto alle difese di Focene. Pertanto in questo scenari di simulazione i volumi di ripascimento previsti dagli interventi di manutenzione, pari a m³, sono stati concentrati nel tratto di costa immediatamente sottoflutto al sistema a celle per cercare di compensare la tendenza erosiva. I risultati ottenuti per lo SCENARIO A6.2 sono riportati, oltre che nella tavola ST 008 cui si rimanda per i dettagli, anche nei grafici della pagina successiva. SCENARI A6 A6.1 A6.2 Variazioni registrate all interno del dominio di calcolo cella sviluppo long. [m] Variazioni medie all'interno della cella Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y Bilancio y SCENARIO Linee di riva di riferimento m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m m³/m m SCENARIO A6 sistema a celle con varco doppio SCEANRIO A6.1 sistema a celle con varco doppio +ripascimento SCENARIO A6.2 sistema a celle +ripascimento +manutenzione Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] Iniziale [2014] Obiettivo [2002] Scenario A0.1 [2024] linea di riva di riferimento [2002] linea di riva iniziale [2014] MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 78

80 Figura Trasporto solido longitudinale netto prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A6.2. Figura Evoluzione a 10 anni della linea di riva prevista dal modello GENESIS per lo SCENARIO A6.2. Figura Variazione della linea di riva rispetto allo scenario di non intervento ottenuta per lo SCENARIO A6.2. Figura Variazione della linea di riva rispetto alla linea di riva obiettivo (2002) ottenuta per lo SCENARIO A6.2. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 79

81 APPENDICE introduzione al modello GENESIS Il codice di calcolo GENESIS 6, rientra nella categoria dei modelli numerici di spiaggia del tipo ad una linea basati sull ipotesi che il profilo trasversale della spiaggia rimane costante nel tempo e che le variazioni di volume dovuti al trasporto longitudinale associato al moto ondoso provocano di conseguenza un arretramento o un avanzamento della linea di riva. I modelli numerici ad una linea si basano infatti sulle seguenti ipotesi: Il profilo della spiaggia, condotto trasversalmente alla linea di riva, non cambia nel tempo ma trasla rigidamente sulla base della variazione della posizione della linea di riva. La componente longitudinale del trasporto solido litoraneo è strettamente correlata all altezza ed alla direzione del moto ondoso frangente la cui variazione lungo il litorale in esame è anch essa condizionata dalla variazione nel tempo della posizione ed orientamento della linea di riva Si prescinde da un calcolo diretto della componente trasversale del trasporto solido litoraneo che può essere comunque introdotto a priori anche al fine di simulare ad esempio apporti solidi fluviali, perdite verso il largo e/o interventi di ripascimento. Pertanto sulla base del calcolo numerico della componente longitudinale del trasporto solido litoraneo associato al moto ondoso e della sua variazione nel tempo e lungo il litorale è possibile definire, attraverso un bilancio di massa condotto per tratti discreti del litorale (con il metodo alle differenze finite), la conseguente variazione della posizione della linea di riva. Procedendo con iterazioni di calcolo successive nel tempo, al variare anche delle condizioni di moto ondoso (in termini di durate nel tempo e per caratteristiche di altezza, periodo e direzione dell onda), si simulano le conseguenti variazioni della linea di riva. Con riferimento alla Figura 6-63, la relazione fondamentale dei modelli di spiaggia del tipo ad una linea è la seguente equazione di continuità: y t ( D b 1 D c Q q 0 ) x Nella quale y(x,t) rappresenta la posizione della linea di riva, rispetto ad un riferimento cartesiano, variabile lungo l asse x e nel tempo. Q(x,t) è la portata solida longitudinale, mentre q=q s +q o rappresenta la portata entrante o uscente dovuta ad altre cause, come ad esempio un apporto fluviale di sedimenti oppure una perdita verso il largo dovuta ad una corrente di rip. I due termini D b e D c sono rispettivamente l altezza della berma della spiaggia sopra il livello medio mare e la profondità di chiusura, oltre la quale gli effetti del trasporto longitudinale non sono più apprezzabili. 6 GENEralized Model for SImulating Shoreline Change MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 80

82 Figura Schema di calcolo del modello ad una linea. Il termine Q, che esprime il trasporto solido longitudinale, viene modellato con la nota relazione, di origine semi empirica, fornita dal CERC: Q H 2 c g b a H 2 a cosb x sin 1 b 2 Nella quale H è l altezza d onda, c g rappresenta la celerità di gruppo con cui si propagano le onde, è l angolo che localmente il fronte d onda forma con la linea di riva. Il pedice b sta ad indicare che tutte le grandezze vanno valutate in condizioni di frangimento per l onda incidente. I parametri monodimensionali a 1 e a 2 sono dati dalle seguenti espressioni: a 2 K1 a1 s p / 2 K2 s ptan / 2 Dove s e rappresentano rispettivamente la densità della sabbia e dell acqua 7, p la porosità del fondo sabbioso, tan la pendenza media del fondale dalla riva alla profondità di chiusura. I coefficienti K1 e K2 rappresentano i parametri di calibrazione e taratura del modello, Il modello assume per il profilo di spiaggia l andamento parabolico definito dall equazione di Dean: D 2 3 Ay b 7 I valori di densità e porosità sono fissati nel modello di calcolo e valgono rispettivamente s= ³ kg/m³ per la sabbia, ³ kg/m³ per l acqua di mare e p=0.4 per la porosità della sabbia. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 81

83 In cui la profondità D è funzione della distanza dalla linea di riva, y, e dipende dal parametro A che tiene conto della granulometria della spiaggia. Ne consegue che a parità di distanza dalla riva con sedimenti grossolani si avranno profondità maggiori rispetto a sedimenti più fini. Il codice di calcolo GENESIS è in grado di simulare la variazione della linea di riva e quindi la risposta morfodinamica del litorale in esame anche in presenza di strutture poste lungo il litorale per le quali è in grado di calcolare gli effetti di diffrazione indotti sulle onde che si propagano verso costa. Il modello è anche in grado di simulare le variazioni della linea di riva dovuti a interventi di ripascimento della spiaggia o ad apporti solidi alle foci dei fiumi. Il sistema di modellazione può essere applicato per una grande varietà di dati di input dell onda al largo, per distinte conformazioni planimetriche della spiaggia e in presenza di strutture costiere ed interventi di ripascimento. La principale versatilità di GENESIS risiede nella possibilità di simulare l evoluzione della linea di riva e quindi la risposta morfodinamica di un litorale nel caso di interventi di difesa composti da opere tradizionali e/o interventi di ripascimento. Sul tratto di costa modellato, possono essere rappresentate combinazioni e configurazioni arbitrarie di strutture (pennelli, moli, frangiflutti distanziati, scogliere) e ripascimenti. Il modello è in grado di simulare l interazione di queste opere di difesa costiera non solo in termini di variazione lungo il litorale del campo moto ondoso (in altezza e direzione) ma anche in termini di trasporto longitudinale, simulando la permeabilità delle opere. È doveroso precisare che il modello GENESIS ha delle limitazioni, al pari di tutti i modelli del tipo ad una linea, dettate dalle assunzioni di base; il programma di calcolo utilizza un profilo analitico di tipo parabolico a batimetrie parallele e pertanto non tiene conto della batimetria reale dei fondali. Inoltre il modulo interno di propagazione del moto ondoso dal largo verso riva è in grado di valutare i soli fenomeni di shoaling e rifrazione (utilizzando l legge di Snell) ma non tiene conto dei fenomeni di riflessione/assorbimento delle onde. Relativamente al modulo di bilancio solido ed evoluzione morfologica, non è possibile simulare la formazione di tomboli a tergo delle barriere, ma solo di salienti. Vi sono infine delle restrizioni nel numero complessivo, posizionamento e orientamento delle opere. Il limite operativo della propagazione del moto ondoso da largo verso riva con il modulo semplificato insito in GENESIS può comportare errori di valutazione del campo d onda sottocosta che potrebbero vanificare i risultati dei successivi calcoli del trasporto e bilancio solido. A tal scopo è opportuno, come nel caso in esame, abbinare al modello GENESIS la preventiva applicazione del modello di propagazione STWAVE trasferendo i risultati del campo d onda propagato, in termini di altezza d onda, periodo e direzione in alcuni punti definiti come station points prossimi alla fascia costiera. In questo modo a GENESIS viene lasciato il compito di propagare con il suo modello interno le onde dagli station-points fino al frangimento. In Figura 6-64 è riportato uno schema che illustra i principi di funzionamento del modello GENESIS in concomitanza con l utilizzo del modello di propagazione del moto ondoso STWAVE. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 82

84 Figura Rappresentazione schema del funzionamento del GENESIS a seguito dell utilizzo del modello di propagazione STWAVE. MODIMAR srl via Monte Zebio 40 Roma Pagina 83