Opere di protezione costiera a basso impatto ambientale: i ripascimenti protetti

In the present work an alternative approach for protecting sandy beach nourishment is proposed. The short-term morphological evolution of a beach nourishment profile under erosive wave conditions is investigated in presence of a mixed defence system. Such a system is composed by a drain pipe placed inside the beach in the swash zone, parallel to the shoreline, and a submerged rubble mound breakwater characterized by a high freeboard below the mean water level, namely equal to 90% of the offshore significant wave height. A new experimental campaign has been performed at the Coastal Engineering Laboratory of the Technical Uni-versity of Bari (Bari, Italy). Tests on 2-D small scale physical model (according to Froude analogy, 1:10) have been conducted on both unprotected and protected sandy beach nourishment starting from the same initial profile up to equilibrium conditions (16-19 hours in model scale). The drainage system and the submerged barrier have been tested firstly separately and then deployed together, in order to be able to separate the effects of each defence system on the cross-shore sediment transport. Both the defense systems induce a landward main sediment transport, in correspondence of the submerged breakwater and the sand bar. Moreover, both systems induce a slower shoreline withdraw and, specifically, the drainage system a reduction of the beach face slope. The experimental measure-ments have allowed a preliminary calibration of the XBeach numerical model (Roelvink et al., 2009), in order to investigate the model accuracy in reproducing the evolution of the unprotected nourishment profile. The model sensitivity was preliminary evaluated as a function of spatial computational grid discretization and wave bound-ary conditions, thus allowing the definition of a base-model for the further calibration of the numerical model. The calibration of the XBeach model was carried out by comparing the measured and modelled temporal evolution of the cross-shore nourishment profile, by varying the main parameter involved in both hydrodynamic and morphody-namic analytical models. The results show that the calibrated model is able to reproduce the bottom evolution and the hydrodynamics along the flume, namely in terms of significant wave height, even if some uncertainties can be observed on the formation of submerged sandbar, which is not properly recognized by the model.

Nel presente lavoro si riportano i principali risultati ottenuti durante una campagna sperimentale condotta presso il Laboratorio di Ingegneria Costiera del Politecnico di Bari. Le attività sperimentali mirano ad analizzare gli effetti del sistema di drenaggio spiagge accoppiato ad una barriera sommersa ad elevata sommergenza sull’evoluzione trasversale a breve termine di un ripascimento artificiale, in condizioni ondose erosive. Le prove su modello fisico 2D sono state condotte in condizioni di spiaggia non protetta e protetta, a partire dallo stesso profilo iniziale sino al raggiungimento dell’equilibrio. L’influenza dei due sistemi sui processi sottocosta è stata analizzata osservando il comportamento del sistema di drenaggio spiagge e della barriera sommersa prima separatamente e poi congiuntamente, al fine di poter scindere gli effetti di ciascun intervento sul trasporto dei sedimenti. I risultati mostrano che in presenza del sistema di drenaggio e della barriera sommersa si verifica una riduzione dell’arretramento della linea di riva con deposizione dei sedimenti nei bassi fondali, intercettati dalla presenza della struttura e quindi, potenzialmente utili per il rimodellamento della spiaggia, senza ulteriore aggravio nei costi di gestione di un ripascimento. Le misure acquisite sul modello fisico hanno consentito l’analisi delle capacità predittive del modello numerico XBeach per lo studio dell’evoluzione del profilo trasversale del ripascimento non protetto, nelle condizioni testate in laboratorio. La sensitività del modello è stata dapprima valutata in relazione alla discretizzazione spaziale della griglia e alla condizione ondosa al contorno, consentendo la definizione di un modello di base per la successiva fase di calibrazione. La calibrazione del modello è stata condotta confrontando l’evoluzione temporale del profilo trasversale del ripascimento, al variare dei principali parametri coinvolti nella modellazione analitica dei processi di idrodinamica e morfodinamica.