MASTER GESTIONE DEI SERVIZI PORTUALI

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1 MASTER GESTIONE DEI SERVIZI PORTUALI GESTIONE DELLE INFRASTRUTTURE PORTUALI E MARITTIME FRANCESCO GRANATA 1

2 Equilibrio dei litorali 2

3 L Italia possiede circa 8000 km di coste Il valore di 1 mq di spiaggia attrezzato per la balneazione supera i 3000 La superficie di spiaggia erosa a livello nazionale negli ultimi 100 anni porta ad una perdita del valore capitale iniziale pari a circa il 70 % 3

4 Equilibrio dei litorali Unità fisiografica: rappresenta un tratto di costa alle estremità del quale il trasporto solido longitudinale è nullo, cosicchè si comporta autonomamente rispetto a ciò che accade nei tratti di litorale limitrofi. Le cause che determinano e che modificano l equilibrio di un litorale sono riconducibili a - fattori naturali - fattori antropici 4

5 Equilibrio dei litorali Fattori naturali: - clima meteomarino del paraggio - apporti dal trasporto solido fluviale - mareggiate 5

6 Equilibrio dei litorali Fattori antropici: - prelievo di inerti dagli alvei fluviali - costruzione di opere a mare 6

7 Equilibrio dei litorali Cause che modificano il trasporto nei corsi d acqua: - variazione dell erodibilità del bacino imbrifero - sistemazioni torrentizie - canalizzazione di tronchi vallivi - costruzione di pennelli - prelievo di inerti 7

8 Equilibrio dei litorali Cause che modificano il trasporto nei corsi d acqua: - variazione dell erodibilità del bacino imbrifero 8

9 Equilibrio dei litorali Cause che modificano il trasporto nei corsi d acqua: - sistemazioni torrentizie 9

10 Equilibrio dei litorali Cause che modificano il trasporto nei corsi d acqua: - canalizzazione di tronchi vallivi 10

11 Equilibrio dei litorali Cause che modificano il trasporto nei corsi d acqua: - costruzione di pennelli 11

12 Equilibrio dei litorali Cause che modificano il trasporto nei corsi d acqua: - prelievo di inerti 12

13 Equilibrio dei litorali Il trasporto solido dei corsi d acqua può anche variare per cause naturali (variazioni climatiche), ma in tal caso le variazioni risultano lente e possono provocare squilibri al litorale in tempi molto lunghi. Altre cause di alterazione dell equilibrio dei litorali possono essere: - La costruzione di rilevati stradali o ferroviari in prossimità del mare - La subsidenza 13

14 Equilibrio dei litorali All interno dell unità fisiografica Apporti solidi positivi Dai corsi d acqua Perdite Asportazione da parte del moto ondoso 14

15 Equilibrio dei litorali Effetti degli interventi di tipo antropico Sono essenzialmente costituiti dalla costruzione di: - opere portuali - opere di difesa costiera 15

16 Equilibrio dei litorali Indagini di carattere storico relative alla linea di riva 16

17 Equilibrio dei litorali Indagini di carattere storico relative all andamento dei fondali 17

18 Metodi di determinazione del senso del trasporto longitudinale netto Metodo basato sull esame dell andamento della linea di riva in presenza di opere trasversali 18

19 Metodi di determinazione del senso del trasporto longitudinale netto Metodo delle analisi granulometriche Vale il principio di selezione, secondo cui il deposito inizia con il materiale di granulometria maggiore, mentre man mano che diminuisce la granulometria dei sedimenti, questi vengono trasportati a distanze più elevate 19

20 Metodi di determinazione del senso del trasporto longitudinale netto Metodo dei traccianti Metodo di rilevazione del senso del trasporto basato sui traccianti, costituiti da sedimenti di natura mineralogica nota e atipici per tutto il tratto di litorale. Il tracciante viene immesso in una data zona, in bassi fondali, e dopo varie mareggiate si effettuano prelievi di sedimenti marini, andando a rilevare la presenza del tracciante, dalla quale si risale al senso del trasporto. 20

21 Metodi analitici di determinazione del trasporto longitudinale netto 21

22 Le opere di difesa dei litorali Opere di difesa passiva Proteggono la situazione esistente per il litorale, senza la pretesa di ottenere alcun miglioramento Opere di difesa attiva Permettono di ottenere un miglioramento della situazione esistente 22

23 Le opere di difesa attiva si dividono in Opere fisse Scogliere, pennelli, etc. Ripascimenti artificiali Consistono nel versamento di sedimenti sulla spiaggia o in bassi fondali I ripascimenti vengono definiti interventi morbidi in quanto con essi, non realizzando di fatto delle opere, non si interviene sulle cause dell erosione e quindi il miglioramento ottenuto, qualora non si ripetano periodicamente i versamenti, è solo temporaneo. Può anche essere realizzato un intervento di compromesso, con ripascimento artificiale ed esecuzione di opere di protezione dei sedimenti versati (ripascimenti protetti). 23

24 Le opere di difesa passiva si dividono in muri paraonde Impermeabili o rigide rivestimenti delle scarpate paratie e diaframmi scogliere radenti (o aderenti) massi naturali massi artificiali Permeabili o elastiche di tipo misto gettate di massi alla rinfusa 24

25 Opere di difesa attiva Opere perpendicolari alla linea di riva (pennelli, isolati o in batteria) A basso grado di permeabilità A medio grado di permeabilità A elevato grado di permeabilità Opere parallele alla riva (scogliere parallele o foranee) emergenti sommerse poco estese (l/d << 2) mediamente estese (l/d 2) molto estese (l/d >> 2) In massi artificiali In massi naturali Miste Difese a pettine (opere perpendicolari + opere parallele alla riva) 25

26 Opere di difesa attiva Ripascimenti artificiali granulometria dei sedimenti versati Più sottile di quelli presenti in sito (pompaggio di sabbia da alti fondali) Stessa granulometria di quelli presenti Più grossi di quelli presenti Ripascimenti artificiali protetti Con opere perpendicolari alla riva emergenti o sommerse (se occorre una difesa dal trasporto longitudinale) Con opere parallele alla riva emergenti o sommerse (se occorre una difesa dal trasporto trasversale) Con difese a pettine 26

27 Opere di difesa perpendicolari alla linea di riva I pennelli vengono classificati in base alla loro permeabilità, che può essere definita come il trasporto netto longitudinale che il pennello lascia passare rispetto al trasporto longitudinale netto totale. 27

28 Opere di difesa parallele alla linea di riva Le scogliere possono essere emergenti o sommerse e possono essere classificate in base al rapporto l/d, dove l è la lunghezza e d è la distanza delle scogliere dalla linea di riva 28

29 Opere di difesa a pettine Le difese a pettine, realizzate con opere sia parallele, sia perpendicolari alla linea di riva, danno origine a una serie di celle protette. Le difese a pettine determinano una protezione del litorale maggiore di quella conseguibile solo con opere trasversali o solo con opere parallele alla riva, tuttavia danno luogo a un forte peggioramento della qualità delle acque all interno delle varie celle. 29

30 Ripascimenti Consistono nel combattere i fenomeni erosivi mediante versamento di sedimenti di diversa granulometria: in sostanza rappresentano interventi di manutenzione: non rimuovendo la causa dell erosione del litorale, i sedimenti versati vengono asportati dalle correnti marine, per cui i ripascimenti devono essere periodicamente ripetuti. 30

31 Opere di difesa passiva di tipo impermeabile o rigido I muri paraonde 31

32 Opere di difesa passiva di tipo permeabile o elastico Scogliere radenti 32

33 Opere di difesa passiva di tipo permeabile o elastico Scogliere radenti 33

34 Opere di difesa attiva perpendicolari alla riva Pennelli Radice Testa Vengono in genere realizzati in presenza di fondali sabbiosi con dolce pendenza. In fondali con pendenza elevata i pennelli non vengono utilizzati perché risulterebbero troppo corti e avrebbero effetti modesti. Rappresentano opere di difesa indiretta poiché non si oppongono alle mareggiate in modo diretto, ma difendono i centri abitati e le strutture a terra grazie al fatto che determinano una maggiore ampiezza della spiaggia come conseguenza dell avanzamento della linea di riva. 34

35 Opere di difesa attiva perpendicolari alla riva Pennelli Il pennello intercetta un aliquota più o meno grande del trasporto solido longitudinale, per cui, considerando il senso del trasporto longitudinale netto, il pennello dà luogo a un deposito di sedimenti sul litorale sopraflutto, dove quindi si avrà un avanzamento della linea di riva. L entità dell avanzamento del litorale sopraflutto e quella dell arretramento del litorale sottoflutto dipendono dal grado di permeabilità del pennello, che può essere definito come il rapporto tra la quantità di sedimenti che il pennello lascia transitare e il trasporto longitudinale netto. 35

36 Opere di difesa attiva perpendicolari alla riva Pennelli Pennelli a basso grado di permeabilità (pennelli ostrusivi): arrestano l % del trasporto longitudinale; Pennelli a medio grado di permeabilità: arrestano dal 40 al 60 % circa del trasporto longitudinale; Pennelli a elevato grado di permeabilità: arrestano il % circa del trasporto longitudinale. Il primo tipo di pennello dà luogo a vistosi fenomeni di ripascimento sopraflutto e di erosione sottoflutto. Volendo ridurre l erosione si ricorre al secondo e al terzo tipo. 36

37 Pennelli Il passaggio dei sedimenti può avvenire secondo le seguenti modalità: attraverso il corpo del pennello alla testa, realizzando un pennello più corto in sommità, realizzando un pennello sommerso 37

38 Pennelli Un pennello permeabile nel corpo è costituito da una struttura a giorno molto simile ad un pontile, ma con i pali di sostegno della struttura molto più fitti. Questa soluzione permette di realizzare al più pennelli con elevato grado di permeabilità; inoltre è un tipo di pennello abbastanza costoso e presenta un impatto ambientale non trascurabile, per cui viene in genere realizzato solo se svolge anche la funzione di pontile vero e proprio. I pennelli permeabili alla testa devono essere corti e raggiungere quindi fondali molto modesti, poiché circa il 70% del trasporto longitudinale totale si verifica fino a fondali di circa 2 m. Vengono in genere realizzati in successive fasi. I pennelli permeabili in sommità sono sommersi, con la sommità posta a quota variabile in genere da a -1.0 m; l onda scavalca quindi il pennello e permette il passaggio sottoflutto di una parte del materiale solido trasportato. Il principale inconveniente di questo tipo di pennello sta nel fatto che, essendo un opera sommersa, può risultare pericolosa per la balneazione e la navigazione di piccoli natanti. 38

39 Batterie di pennelli La lunghezza L dei pennelli e il loro interasse d vengono scelti in modo da rispettare la relazione: d 1 3 L 39

40 Pennelli inclinati 40

41 Opere di difesa attiva parallele alla riva Le opere in mare parallele alla linea di riva, dette scogliere parallele o scogliere foranee, agiscono sul trasporto trasversale e vengono quindi realizzate quando le mareggiate più violente sono pressocchè perpendicolari alla linea di riva e sono causa dell erosione per effetto dell asportazione al largo dei sedimenti 41

42 Opere di difesa attiva parallele alla riva Scogliere foranee 42

43 Opere di difesa attiva parallele alla riva Scogliere foranee Le scogliere foranee si realizzano, per motivi economici, su profondità dell ordine di 3 4 m, altrimenti risultano di dimensioni troppo grandi e diventano simili a piccoli moli; la distanza dalla linea di riva varia da un minimo di m a un massimo di m. L entità del ripascimento dipende dai seguenti fattori: pendenza dei fondali; natura dei fondali; entità delle mareggiate; caratteristiche costruttive delle scogliere 43

44 Opere di difesa attiva parallele alla riva Scogliere foranee Per quanto concerne le caratteristiche costruttive delle scogliere, il rapporto tra la lunghezza l delle stesse e la loro distanza d dalla riva determina varie situazioni l d << 2 I fronti d onda diffratti si intersecano. 44

45 Opere di difesa attiva parallele alla riva Scogliere foranee l d 2 La nuova linea di riva resta ad apprezzabile distanza dalla scogliera. 45

46 Opere di difesa attiva parallele alla riva Scogliere foranee l d >> 2 In questo caso gli effetti laterali diventano trascurabili: in quasi tutta la zona protetta l agitazione è dovuta solo alle onde che scavalcano la scogliera e il ripascimento in alcuni casi origina una linea di riva che arriva a ricongiungersi alla scogliera stessa. 46

47 Ripascimenti artificiali Consistono nel combattere i fenomeni erosivi mediante versamento di sedimenti di diversa granulometria. Principali vantaggi: bassissimo impatto ambientale, assenza di opere a mare, effetti benefici per i tratti di litorale limitrofo. Principali svantaggi: mancata rimozione della causa di erosione e conseguente necessità di interventi periodici. Tecniche di ripascimento Versamenti da terra in cumuli Versamenti da terra con stendimento Versamenti da mare 47

48 Equilibrio dei litorali 48

49 Equilibrio dei litorali Effetti degli interventi di tipo antropico 49

50 Equilibrio dei litorali 50

51 Equilibrio dei litorali 51

52 Equilibrio dei litorali 52

53 Equilibrio dei litorali 53

54 Equilibrio dei litorali 54

55 Sistemi di dragaggio in presenza di opere portuali La presenza di una struttura portuale determina un alterazione del flusso longitudinale dei sedimenti, con accumulo degli stessi sul litorale sopraflutto e con un erosione del litorale sottoflutto. In questi casi è spesso indispensabile effettuare dragaggi, con il trasferimento della sabbia dalla zona di sopraflutto a quella di sottoflutto. Se tale operazione non è condotta tempestivamente, il progressivo accumulo di sedimenti sopraflutto può portare a una riduzione dei fondali davanti al molo foraneo e alla formazione di una barra all imboccatura del porto. 55

56 Sistemi di dragaggio in presenza di opere portuali Dragaggi con mezzi terrestri che si muovono perpendicolarmente alla riva 56

57 Sistemi di dragaggio in presenza di opere portuali Dragaggi mediante draghe 57

58 Sistemi di dragaggio in presenza di opere portuali Dragaggi mediante draghe e impianti fissi di rifluimento 58

59 Sistemi di dragaggio in presenza di opere portuali Dragaggi mediante draghe e impianti fissi di rifluimento 59