Analisi numerica e progettazione di una barriera tracimabile a T per la difesa del litorale

The aim of this thesis work concerns the analysis of a design solution to the coastal erosion induced by the cross shore current. The case study addressed is the area located between Capo Bonifati and Capo Suvero, within which specialized studies have identified the two stretches at the greatest risk of erosion, with an extension of 3000m (Guardia Piemontese) and 5280m (Fuscaldo). The intervention proposed by the studies involve the combined action of a series of T-shaped groynes along the coast, with an initial nourishment. The sizing of the structures was verified on the basis of the measured bathymetry. To evaluate the effectiveness of the intervention, the erosion induced by an intense storm, lasting 9 hours, was simulated using a numerical software, XBeach (Roelvink et al, 2009). A comparison was also made between the design condition, the zero option and the intervention without nourishment, to better understand the effect of the planned actions and the natural processes involved. Results suggest that the erosion is greater than expected, due to the high long waves observed, which propagate in the openings between the submerged barriers. However, the material is retained shore side of the barriers, forming a berm in a typical winter configuration. A following swell, less energic and lasting 90 hours, was then considered for the combined intervention, in order to verify the reconstruction of the design berm. Results demonstrate that after 24 hours the artificial berm tends to regenerate. However, after 90 hours the profile is only partially reconstructed compared to the initial situation, since only a part of the material deposited behind the breakwaters is pushed towards the shore. This could mean that, under less energetic conditions, submerged barriers excessively reduce wave action. The XBeach software therefore proved capable of simulating the morphological response of the design intervention. However, the great uncertainties due to the absence of calibration of the model require caution in the assessment of the results, which must be interpreted as indicative of the phenomena taking place. From a design perspective, a physical model might be appropriate, considering the strategic importance of the work. Constant monitoring will also be necessary to verify the benefits of the intervention and make any corrections.

Lo scopo di questo lavoro di tesi riguarda l'analisi di una soluzione progettuale all'erosione costiera indotta dalla corrente cross shore. Il caso studio affrontato è l'area situata tra Capo Bonifati e Capo Suvero, all'interno della quale studi specialistici hanno individuato i due tratti a maggior rischio di erosione, di estensione pari a 3000 m (Guardia Piemontese) e 5280 m (Fuscaldo). L'intervento proposto dagli studi prevede la realizzazione di una serie di pennelli di forma "a T" lungo la costa e di un ripascimento iniziale. Il dimensionamento delle strutture è stato verificato sulla base della batimetria misurata in sito. Per valutare l'efficacia dell'intervento, è stata simulata l'erosione indotta da una mareggiata intensa, della durata di 9 ore, utilizzando un software numerico, XBeach (Roelvink et al, 2009). È stato inoltre eseguito un confronto tra la condizione di progetto, l'opzione zero e di intervento senza il ripascimento, per comprendere meglio l'effetto delle azioni pianificate e dei processi naturali coinvolti. I risultati suggeriscono un'erosione maggiore del previsto, a causa delle importanti onde lunghe osservate, che si propagano nelle aperture tra le barriere sommerse. Tuttavia, il materiale viene trattenuto a terra dalle barriere, formando una berma in una tipica configurazione invernale. Una mareggiata successiva, meno energica e della durata di 90 ore, è stata poi considerata per l'intervento combinato, con l'obiettivo di verificare la ricostruzione della berma di progetto. I risultati dimostrano che dopo 24 ore la berma artificiale tende a rigenerarsi. Tuttavia, dopo 90 ore il profilo viene ricostruito solo in parte rispetto alla situazione iniziale, poiché solo una parte del materiale depositato dietro ai frangiflutti viene spinto verso riva. Questo potrebbe significare che, in condizioni meno energetiche, le barriere sommerse riducono eccessivamente l'azione delle onde. Il software XBeach si è dunque dimostrato in grado di simulare la risposta morfologica dell'intervento progettuale. Tuttavia, le forti incertezze dovute alla mancata calibrazione del modello impongono cautela nella valutazione dei risultati, che devono essere interpretati come indicativi dei fenomeni in atto. Dal punto di vista progettuale, un modello fisico potrebbe essere appropriato, considerata l'importanza strategica dell'opera. Sarà inoltre necessario un monitoraggio costante per verificare i benefici dell'intervento e apportare eventuali correzioni.