Realizzazione di un modello di simulazione per la previsione dell'evoluzione futura delle spiagge della Versilia

Lo scopo di tale tesi è lo sviluppo di un modello numerico per simulare l’evoluzione della linea di costa del tratto che si estende dal porto di Carrara (MS) al porto di Viareggio (LU). Tale modello è stato creato con l’ausilio del pacchetto di software CEDAS disponibile presso il laboratorio. Tra questi software quello che specificamente serve per la simulazione della linea di riva è GENESIS, gli altri servono per elaborare gli input che sono necessari per il suo funzionamento, tra i quali il più importante il software di propagazione del moto ondoso dal largo a costa noto come STWAVE. La prima attività che è stata svolta è stata la creazione del supporto cartografico digitale, che costituisce l’input essenziale di partenza per STWAVE e GENESIS. A tale scopo sono state scannerizzate delle carte nautiche DTM - UTM 32 dell’area in questione, tali scannerizzazioni sono poi state elaborate con Image Rectifier del pacchetto MIKE21. Tale elaborazione ha permesso di correggere le eventuali distorsioni ottiche quindi di rettificare e georeferenziare le carte scannerizzate. Il supporto cartografico così digitalizzato è stato successivamente trasferito sul software Autocad, che ha permesso di scambiare in modo efficace i dati con i software contenuti nel pacchetto CEDAS. La fase successiva è stata l’individuazione del dominio spaziale del modello numerico che deve tenere conto delle caratteristiche morfologiche della costa e delle approssimazioni che vengono inevitabilmente effettuate durante la modellizzazione, in modo tale da limitare il più possibile gli effetti indotti dalle condizioni al contorno. I dati batimetrici del domino numerico sono stati triangolati con l'utility Grid Generator di CEDAS, in modo tale da ottenere un modello 3D dell’andamento batimetrico su maglia regolare. In seguito è stata inserita la linea di riva che caratterizza l’area. La fase successiva è stata la creazione delle condizioni del moto ondoso offshore attraverso il software WWL Data di CEDAS. I dati ondametrici inseriti sono stati forniti dalla boa ondametrica di La Spezia e riguardano il range temporale dal luglio 1989 all’inizio dell’anno 2005. Le onde sono state filtrate, per tenere conto del solo settore di traversia di interesse per il paraggio in esame e per eliminare le altezze d’onda e i periodi d'onda trascurabili o affetti da evidenti anomalie di acquisizione. I dati ondametrici filtrati sono stati successivamente elaborati attraverso il software WSAV di CEDAS per creare la matrice di frequenza delle permutazioni di moti ondosi da utilizzare per le simulazioni numeriche. In questo modo non si propaga tutta la serie temporale del moto ondoso ma solo delle onde caratteristiche tenendo conto successivamente la frequenza di accadimento di quei particolari moti ondosi. Attraverso l’utilizzo SPECGEN questi dati sono stati utilizzati per creare la spettro di tutte le permutazioni da dare in input al modello STWAVE per studiare la loro evoluzione nella propagazione del moto ondoso da largo a costa. I dati ottenuti sono stati visualizzati con WMV. La fase successiva ha previsto l’utilizzo di GENESIS, nel quale sono stati inseriti tutti gli input elaborati nelle fasi precedenti, oltre alla posizione e dimensioni di tutte le strutture ingegneristiche costiere presenti nell’area (pennelli, muri radenti, barriere, ecc…) e le condizioni al contorno, rappresentate dalle caratteristiche della dinamica dei sedimenti presso i moli dei porti che delimitano l’area. È stata svolta la fase di calibrazione, utilizzando le linee di riva del 1997 e del 2005 ed il clima ondoso dal 1 luglio 1989 al 09 settembre 2004. Tali linee di riva sono state ricostruite con dati non molto precisi e frammentari a causa della scarsa disponibilità, per ovviare a questo problema per la calibrazione è stato utilizzato solo il tratto in cui si avevano dati precisi per entrambi gli anni. Con i parametri ottenuti dalla calibrazione, utilizzando la linea di riva del 2005 come originale, è stata effettuata una simulazione di un range temporale di 15 anni, utilizzando il medesimo clima ondoso della fase di calibrazione. GENESIS ha restituito in output l’evoluzione della linea di riva dell’area analizzata. A causa della scarsa qualità dei dati delle linee di riva non è stato possibile utilizzare i risultati ottenuti per fare un’analisi a piccola scala spaziale, ma sono state fatte delle considerazioni sulle osservazioni a grande scala. A questo proposito è stato possibile individuare l’erosione che avviene a S del sistema di pennelli e barriere che si estende dal Porto di Carrara fino a Marina di Ronchi, di cui è stata stimata un’estensione di 2050 m ed un’entità di 20 – 30 m. È stata poi fatta un’analisi sul trasporto solido netto: è stato ricavato un valore medio per i 15 anni per ciascuna cella del modello. È stato messo in evidenza che esistono due drift: uno da N verso S ed uno da S verso N, che si incontrano all’altezza di Marina di Pietrasanta. È stato analizzato lo spostamento nel tempo di tale punto di conversione, che risulta frutto di un equilibrio dinamico che dipende dal moto ondoso, il range di spostamento di tale punto nei 15 anni di simulazione è stato stimato pari a 4500 m. Il modello sviluppato in tale elaborato può essere utilizzato per confrontare tra loro l’effetto di due diverse opere di protezione nell’ottica di una gestione integrata della sub – unità fisiografica di riferimento. Utilizzando dei dati delle linee di riva storiche maggiormente dettagliati e completi, sarebbe possibile anche studiare l’andamento locale della linea di riva con l’installazione di un’opera di protezione a livello locale, previa l’esecuzione di una fase di calibrazione e di una di verifica