Processi di morfodinamica costiera in prossimità di una foce fluviale

Di Ronza, Stefania (2006) Processi di morfodinamica costiera in prossimità di una foce fluviale. [Tesi di dottorato] (Inedito)

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Abstract

L’influenza di una corrente che si sovrappone ad un moto ondoso in un tratto di mare a largo o sottocosta è un fenomeno fisico molto frequente le cui caratteristiche sono sostanzialmente quelle di apportare delle trasformazioni, più o meno intense al campo di moto oscillatorio, e delle modifiche alla morfologia del fondo. Le correnti presenti a largo sono dovute essenzialmente a diverse cause quali, maree, gradienti di densità e/o di temperatura, azione del vento sulla superficie libera. In prossimità della fascia costiera, oltre alle cause prima indicate, sono da annoverare poi quelle dovute alla presenza del moto ondoso che, come è noto, in condizioni di shallow water e nella surf zone è caratterizzato, oltre che dalle componenti oscillatorie, anche dalla presenza di correnti di massa, di intensità molto spesso non trascurabili. Un ulteriore esempio di interazione tra moto ondoso e corrente lungo la fascia costiera è rappresentato dai processi di moto che si determinano in prossimità di una foce fluviale. In questo caso la corrente si sviluppa in opposizione alla direzione di propagazione del moto ondoso e la zona interessata dal fenomeno di interazione si estende a tutto l’apparato di foce producendo modifiche che interessano non solo lo specchio d’acqua di mare prospiciente la foce stessa, ma anche un tratto più o meno esteso dell’asta terminale del corso d’acqua naturale. L’interazione idrodinamica onde-correnti determina inoltre modificazioni morfologiche (erosioni o accrescimenti dei fondali) che possono estendersi fino a profondità elevate. Lo studio di tale fenomeno presenta notevoli difficoltà trattandosi di un processo di interazione fortemente non lineare tra le sollecitazioni dovute alla corrente e al moto ondoso e le modificazioni morfologiche indotte dall’azione combinata delle due forzanti. Il problema può essere trattato mediante un approccio di tipo matematico, fisico o mediante misure in situ. I modelli matematici che descrivono tali fenomeni, nonostante ipotesi semplificative introdotte nella trattazione idrodinamica e nella schematizzazione dell’evoluzione morfologica, si presentano particolarmente complessi e nel contempo poco attendibili. I modelli fisici sono invece più realistici quando tengono conto di un’opportuna scalatura fisica, fornendo tuttavia risultati qualitativi più che quantitativi a causa soprattutto degli effetti scala. Le misure in situ risultano tecnicamente difficili da realizzare e molto costose, ma talvolta sono necessarie per interpretare correttamente i fenomeni modellati. Nel presente elaborato di tesi lo studio dei processi di morfodinamica costiera in prossimità di una foce fluviale è stato trattato utilizzando un approccio di tipo sperimentale. A tal proposito è stata innanzitutto messa a punto una installazione di laboratorio che prevede l’utilizzo della vasca ondogena della SUN. Nell’impianto messo a punto, è stato possibile simulare i processi morfologici presi in esame, mediante l’immissione di una prefissata corrente nella vasca ondogena con fondo incoerente con onde di assegnate caratteristiche. La corrente è stata immessa in vasca mediante una canaletta utilizzando un circuito idraulico chiuso, mentre il moto ondoso veniva generato con un sistema di pale ondogene del tipo piston type che consentiva di generare moti ondosi regolari e random di prefissato spettro di energia e forme d’onde. La finalità della sperimentazione effettuata è stata quella di mettere in evidenza le variazioni morfologiche, longitudinali e trasversali, della zona antistante la foce, sottoponendo il fondale incoerente prima alla sola azione della corrente, del moto ondoso e poi all’interazione corrente-moto ondoso. In particolare, i rilievi eseguiti hanno riguardato gli spettri dell’energia del moto ondoso, e i profili trasversali del fondo mobile in presenza della sola corrente, del solo moto ondoso e dell’interazione corrente - moto ondoso. Dai risultati ottenuti si è riscontrato come i processi morfologici costieri in prossimità di una foce fluviale dipendono fortemente dagli effetti indotti dall’azione combinata corrente-moto ondoso, che si esplicano con la formazione di zone di erosione e di accumulo localizzate in prossimità della foce stessa. Relativamente allo studio dei profili trasversali, nell’ambito delle prove eseguite, si è ottenuto che la presenza della corrente da sola determina zone di escavazione localizzate in prossimità della foce e zone di accumulo meno evidenti poste più a largo; la presenza del moto ondoso in assenza di corrente determina invece zone di escavazione meno pronunciate rispetto alla condizione precedente. L’interazione corrente-moto ondoso determina, in prossimità della foce, zone di escavazione molto più pronunciate rispetto ai casi precedenti e zone di accumulo apprezzabili solo nel caso in cui l’azione della corrente predomina su quella del moto ondoso. Le valutazioni qualitative prima indicate sono supportate nella ricerca anche da analisi quantitative mediante l’introduzione di opportuni parametri adimensionali. Lo studio della correlazione tra detti paramenti ha consentito altresì di ottenere delle espressioni matematiche per caratterizzarne i legami funzionali.

Tipologia di documento:Tesi di dottorato
Parole chiave:Foce fluviale, Interazione corrente-moto ondoso, Morfodinamica costiera
Settori scientifico-disciplinari MIUR:Area 04 Scienze della terra > GEO/02 GEOLOGIA STRATIGRAFICA E SEDIMENTOLOGICA
Area 04 Scienze della terra > GEO/12 OCEANOGRAFIA E FISICA DELL'ATMOSFERA
Area 04 Scienze della terra > GEO/04 GEOGRAFIA FISICA E GEOMORFOLOGIA
Area 01 Scienze matematiche e informatiche > MAT/08 ANALISI NUMERICA
Area 05 Scienze biologiche > BIO/07 ECOLOGIA
Area 08 Ingegneria civile e Architettura > ICAR/01 IDRAULICA
Area 05 Scienze biologiche > BIO/05 ZOOLOGIA
Area 08 Ingegneria civile e Architettura > ICAR/02 COSTRUZIONI IDRAULICHE E MARITTIME E IDROLOGIA
Coordinatori della Scuola di dottorato:
Coordinatore del Corso di dottoratoe-mail (se nota)
D’Argenio, Bruno
Tutor della Scuola di dottorato:
Tutor del Corso di dottoratoe-mail (se nota)
Di Natale, Michele
Stato del full text:Accessibile
Data:2006
Numero di pagine:136
Istituzione:Università degli Studi di Napoli Federico II
Dipartimento o Struttura:Scienze della terra
Tipo di tesi:Dottorato
Stato dell'Eprint:Inedito
Denominazione del dottorato:Scienze ed Ingegneria del Mare
Ciclo di dottorato:XVII
Numero di sistema:938
Depositato il:30 Luglio 2008
Ultima modifica:04 Febbraio 2009 09:41

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