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CARATTERIZZAZIONE DI UNA SPIAGGIA

I litorali sono denominati coste se alti e rocciosi, spiagge se bassi e composti da

materiale non compatto. Con il termine spiaggia si indica comunemente la zona

che si estende tra il livello pi basso della marea (astronomica e meteorologica) e il

limite superiore, al quale si risentono gli effetti dinamici del moto ondoso. In realt

tale delimitazione corretta solo se si fa riferimento alla definizione che la legge

fornisce per la zona di spiaggia demaniale. Nel linguaggio ingegneristico, la

spiaggia (spiaggia attiva) comprende anche il tratto pi al largo sul cui fondale

sono comunque percepibili gli effetti di modellamento del moto ondoso. Un

generico profilo di spiaggia schematizzato in Figura.

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Si usa distinguere come zona offshore (al largo) quella che, partendo dal limite

esterno dei frangenti, va verso mare; surfzone o inshore (zona dei frangenti) quella

compresa fra il predetto limite e la linea di riva.

Lestensione della zona dei frangenti definita in relazione allaltezza e al

periodo delle onde che arrivano alla spiaggia. La larghezza della zona dei frangenti

dipende dal clima delle onde presenti nel paraggio, che generalmente muta con la

stagione. Anche la pendenza del fondale in prossimit della riva un fattore

caratterizzante, determinato dalle dimensioni delle particelle di sabbia presenti

sulla spiaggia; essa risulta sufficientemente costante per una sezione di costa.

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Le onde raramente raggiungono la costa parallelamente alla sua linea; quando

esse arrivano obliquamente sono rifratte appena cominciano a risentire gli effetti

del fondo (h < 0,5 Lo). Le loro ortogonali non risultano ortogonali alla linea di riva e

presentano quindi una componente lungo riva. La componente dellonda lungo

riva induce una corrente nella stessa direzione (longshore current).

Nella zona dei frangenti, la turbolenza induce la messa in sospensione

(suspended load) o il rotolamento (bed load) di grandi volumi di sedimenti. Il

flusso della corrente lungoriva, agendo sui sedimenti cos movimentati, ne

trasporta una parte lungo la spiaggia, provocando il cosiddetto trasporto litoraneo

(longshore sediment transport). I termini a valle (sottoflutto) e a monte (sopraflutto)

sono riferiti al tratto di costa, verso cui fluisce o da cui arriva il flusso prevalente

della corrente azionata dal moto ondoso.

Al largo della zona dei frangenti (offshore), la quantit del trasporto assai

minore rispetto alla zona compresa tra la linea dei frangenti e la battigia (inshore).

Il trasporto avviene in uno strato prossimo al fondo. Tipicamente, il trasporto

significativo di sedimenti non avviene al di sopra di un metro dal fondo.

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Lo stato di una spiaggia e, in particolare, la distribuzione dei sedimenti lungo il

suo profilo dipendono dal tipo di onda che agisce. Unonda di tipo swell unonda

quasi monocromatica con periodo medio maggiore rispetto a quello di una

mareggiata. Pertanto, londa swell al suo passaggio nella zona dei frangenti

determina la sospensione di grosse quantit di materiale che viene poi trasportato

verso la battigia ove resta depositato. La linea di falda allinterno della spiaggia si

mantiene ad un livello di poco superiore a quello del medio mare e il potere

drenante della spiaggia resta elevato (Figura pag 130 Silvester). Cosicch, grossi

volumi dacqua tornano verso il largo per percolazione senza percorrere la

superficie della spiaggia e non interagendo con il materiale depositato che provoca

un graduale avanzamento della linea di riva. Viceversa, nel caso di una

mareggiata, cio di una successione di onde con periodi anche assai differenti tra

loro, la spiaggia risulta satura e il sedimento depositato nel corso della risalita

dellonda viene trascinato nuovamente verso il largo (Figura). Il trasporto verso

mare aiuta a spargere materiale lontano dalla costa, tanto pi lontano quanto pi

leggero e piccolo il sedimento.

Processi di spiaggia per condizioni di mare morto

Processi di spiaggia per condizioni di burrasca

B Condizioni di burrascalivello d'acqua sopraelevato

lavaggio di ritornoaumentato

sedimento inquasi sospensione

A Condizioni di mare morto

salto idraulico

lavaggio di ritorno

flusso di risalita

percolazionepiano dell'acqua

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Unaltra caratteristica che distingue la zona offshore da quella inshore data

dalle dimensioni del materiale del fondo. Le particelle molto sottili, che sono

prontamente messe in sospensione, possono facilmente essere trasportate molto

lontano verso il largo durante le sequenze di mareggiata, mentre le onde di mare

morto, di regola meno alte, non hanno la capacit di riportarle a riva. Inoltre, il

trasporto selettivo di particelle pi grossolane verso la spiaggia si ha a causa delle

velocit orbitali pi grandi in corrispondenza delle creste rispetto a quelle dei cavi.

Questa differenza evidenziata nella Figura (pag 199 Manuale) che riporta

landamento nel tempo della componente orizzontale della velocit al passaggio di

unonda sinusoidale.

Le considerazioni fatte sinora sono un tentativo di massima semplificazione del

complesso movimento dei sedimenti di spiaggia sotto lazione del moto ondoso. In

esso non si tenuto conto della pendenza del fondo oltre che di numerosi altri

fattori. Si comprende quindi che i reali meccanismi sono molto pi complessi e

non ancora ben chiariti. Di seguito si procede ad una descrizione pi estesa di

alcuni di questi meccanismi, per fornire, sulla base dellattuale stato della

conoscenza, un quadro pi chiaro dei processi di trasformazione delle spiagge,

limitato tuttavia a un aspetto pi qualitativo che quantitativo.

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Materiali

I materiali che costituiscono una spiaggia sono indicati nella Figura (pag. 115

Silvester). Le dimensioni del materiale che compone la spiaggia determina anche la

pendenza media della sua sezione trasversale.

Scala di Udden-Wentworth: da Coastal Engineering Manual Part III Washington D. C. 2002

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Si osserva quindi che le spiagge possono essere composte da ghiaia e ciottoli

(psefitiche), da sabbia (psammitiche) e da limi e argille (pelitiche).

La Tabella riporta i valori del peso specifico dei materiali che pi comunemente

costituiscono una spiaggia

Tabella . Peso specifico di materiali di spiaggia

Materiale Peso specifico

[g/cm3]

Quarzo 2.66

Calcite 2.72

Dolomite 2.87

Minerali pesanti > 3

I materiali possono provenire dal fondo al largo, dalla distruzione di coste vicine,

dagli apporti fluviali. Lescursione dei materiali costieri pu essere molto lunga e le

loro origini sono sovente multiple.

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Unit fisiografica

I litorali presentano differenti forme planimetriche che sono soggette a variazioni

nel tempo per effetto dellazione del mare. Lo studio di tali variazioni, lo studio cio

della dinamica costiera di un tratto di litorale necessita dellidentificazione dei

limiti allinterno dei quali condurre le osservazioni in campo e le calcolazioni. Tali

limiti (in genere due promontori) individuano la cosiddetta unit fisiografica che

definita (Silvester, 1968) come il tratto di litorale ove il trasporto litoraneo netto

nella medesima direzione o pressoch nullo. Quindi, in una unit fisiografica gli

scambi di sedimenti con i tratti di costa vicini sono pressoch nulli in quanto i

sedimenti presentano movimenti confinati allinterno dellunit.

Gli estremi dellunit saranno quei punti della costa ove il flusso del materiale

nella zona dei frangenti sia divergente per qualunque agitazione compresa nel

settore di traversia. La ricerca di questi due confini pu essere condotta mediante

il tracciamento dei piani donda corrispondenti ai due estremi del settore di

traversia.

Comportamento della spiaggia

Una mareggiata pu generare erosione o ripascimento della spiaggia. Dean (1973)

propose un metodo per stabilire se, per un onda di altezza H e periodo T, il

movimento del sedimento di diametro d diretto verso riva o verso mare.

Supponendo che londa frangente di altezza bH ponga in sospensione una

particella di sedimento che raggiunge una quota bHz = rispetto al fondo, con 1

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Sulla base anche di dati di laboratorio, si determinata lespressione della ripidit

dellonda al largo che stabilisce la separazione tra i due tipi di effetto ripascitivo o

erosivo dellonda sulla spiaggia

gTw

LH

o

o pi7.1=

che, per altezza donda significativa, assume anche la forma approssimata

300027.0

=

wTH

LH o

o

o ()

che viene ben approssimata dalla relazione 2.3=wTHo

. In particolare, se

2.3>wTHo

, unerosione probabile; se 2.3