Programma 

1.          Introduzione

1.1.      Premessa

1.2.      Un po' di storia

1.3.      L’oceanografia

1.4.      L'ingegneria costiera e l’ambiente costiero italiano

1.5.      Bibliografia guidata

2.          Quadro normativo di riferimento sulle coste

2.1.      Generalità

2.2.      I livelli normativi

3.3.      Competenze sulla costa e sul mare

3.               L’IDROSFERA

3.1.          Caratterizzazione dell'idrosfera

3.2.      Il livello medio del mare

             3.2.1        Determinazione del livello del mare

3.3.      Le maree e le correnti

3.4       Generazione e misura del moto ondoso

3.4.1.          Sensori Acustici

3.4.2.          Sensori di pressione

3.4.3.          Rilievi da satellite

3.4.4.          Osservazioni da navi

3.4.5.            Boe accelerometriche

4.         FONTI DI INFORMAZIONE

4.1.           Il servizio Idrografico e Mareografico Nazionale

4.2.           Le reti di monitoraggio in dotazione al SIMN

4.3.           Misura del moto ondoso

4.3.1.                Sensori acustici

4.3.2.               Sensori di pressione

4.3.3.               Rilievi da satellite

4.3.4.               Osservazioni da navi

4.3.5.               Boe accelerometriche

4.4.           Le carte nautiche e l’Atlante delle spiagge

4.5.           Rilievo del fondo

5.          Le onde di gravità regolari

5.1.      Generalità

5.2.      Formulazione del problema bidimensionale

5.3.      Determinazione del campo di moto nell'ipotesi di ampiezza infinitesima

5.3.1.      La relazione di dispersione

5.3.2.      Approssimazioni asintotiche: acque basse e profonde

5.4.      Proprietà ingegneristiche delle onde lineari

5.4.1.         Cinematica delle particelle d’acqua sotto onde di piccola ampiezza

5.4.2.         Traiettorie delle particelle

5.4.3.         Campo di pressioni

5.4.4.         Energia e sua propagazione

5.5.      Teorie non lineari del moto ondoso

5.5.1.         Onde di Stokes ai vari ordini di approssimazione

5.5.2.         Onde cnoidali

5.5.3.         Onde solitarie

6.          Propagazione del moto ondoso SU FONDALI GRADUALMENTE VARIABILI

6.1.      Il fenomeno di shoaling

6.1.1.      Formulazione del problema

6.2.      Il breaking

6.2.1.      Il breaking su profondità infinita: il criterio di Stokes

6.2.2.      Le principali figure di breaking

6.3.      La rifrazione

6.3.1.      Calcolo dei raggi d'onda

6.3.2.      Rifrazione in presenza di batimetriche rettilinee e parallele

6.3.3.      Rifrazione in presenza di fondali poco acclivi

6.4        La Diffrazione

6.4.1.      Descrizione del fenomeno

6.4.2.      Modelli generali di propagazione

6.4.3.      Diagrammi di Wiegel (1962)

6.4.4       .Boundary element method

6.4.5.      Determinazioni delle funzioni d’onda

6.4.6.      Penetrazione del moto ondoso in bacini protetti

7.          La Riflessione

7.1.       Schematizzazione e formulazione del problema

7.2.       Diagramma delle pressioni e approssimazione di Saintflou

7.3.       Coefficiente di riflessione

7.3.1.         Riflessione dovuta ad una parete inclinata

7.3.2.         Riflessione e trasmissione attraverso un ammasso poroso omogeneo e isotropo

7.3.2.1.    Ammasso poroso confinato da piani verticali

7.3.2.2.    Ammasso poroso confinato da piani inclinati

7.3.2.3.    Riflessione provocata da una diga a scogliera

8.          Cenni di meteorologia e clima marino per la previsione del moto ondoso

8.1.   Premessa

8.2.   Generazione e caratterizzazione dei venti

8.3.   Vento geostrofico

8.4.   Stima del vento sulla superficie del mare per la previsione del moto ondoso

8.4.1.         Variazioni verticali

8.4.2.         Variazioni della velocità del vento dovute alla temperatura

8.4.3.         Variazioni della velocità del vento dovute alla localizzazione a terra dell’anemometro

8.5.Reperimento dati anemometrici

9.          le onde di mare

9.1.          Le onde irregolari e il concetto di stato di mare

9.2.          Cenni sulle distribuzioni di probabilità

                         9.2.1.      Distribuzioni di probabilità degli spostamenti verticali, delle onde individuali e dei periodi delle onde individuali

9.3.          Descrizione sintetica degli stati di mare

9.3.1.         Il modello SMB

9.4.          Descrizione degli stati di mare con gli spettri d'energia

9.4.1.         Parametri di deduzione diretta

9.4.2.         Analisi dei dati: problematiche

9.4.2.1.    Massima frequenza risolta: aliasing

9.4.2.2.    Lekage e windowing

9.4.3.         Rappresentazione degli spettri

9.4.4.         Spettri di frequenza delle onde di mare

9.4.5.         Spettri sintetici

9.4.5.1.    Lo spettro JONSWAP

9.4.5.2.    Lo spettro TMA

9.4.5.3.    Lo spettro direzionale

9.4.6.         I dati disponibili

9.5.          Il concetto di mareggiata

9.6.          Previsione a lungo termine

9.7.          Onde di progetto

10.        Le onde dissipative

10.1.       Generalità

10.2. Lo strato limite

11.        Idrodinamica della surf-zone

11.1.       Generalità

11.2.       Le forze che determinano le correnti litoranee

11.2.1.      Le componenti del radiation stress

11.2.1.1.          Attacco frontale del moto ondoso

11.2.1.2.          Attacco obliquo del moto ondoso

11.2.1.3.          Influenza della componente S_yy

11.2.1.4.          Influenza della componente S_xy (radiation shear stress)

11.2.2.      Forze di marea

11.2.3.      Forze dovute alla turbolenza

11.2.4.      Forze d’attrito

11.3.       Calcolo delle correnti litoranee

12.        Processi costieri fondamentali

12.1.       Generalità

12.2.       Caratteristiche dei sedimenti costieri

12.2.1.      Composizione, forma e disposizione dei sedimenti

12.2.2.      Scala di misura dei diametri

12.2.3.      Velocità di sedimentazione

12.3.       Il sistema mare-spiaggia

12.4.       Budget dei sedimenti

12.4.1.      Apporti fluviali

12.4.2.      Erosione di scogliera

12.4.3.      Trasporto dovuto al vento

12.4.4.      Canyon sottomarini

12.4.5.      Ripascimento e prelievo artificiale

12.5.       Metodi per la previsione della trasformazione della linea di costa

12.5.1.      L'equazione della linea di costa

12.5.2.      Schema numerico per il calcolo dell'evoluzione della linea di costa

12.5.3.      Esempi applicativi: profilo di una pocket beach con e senza apporti solidi fluviali

13.        Le maree

13.1.       Generalità

13.2.       Formulazione matematica dell’attrazione luni – solare

13.3.       Cenni sullo sviluppo armonico della forza di marea

13.4.       Osservazioni sulle maree, costanti non armoniche

14.      Linee guida sugli interventi di difesa dei litorali

14.1.       Premessa

14.2.       Dati e rilievi necessari

14.2.1.      Batimetrie

14.2.2.      Indagine geotecnica

14.2.3.      Regime dei venti

14.2.4.      Regime delle onde

14.2.5.      Determinazione dell’evoluzione della linea di costa in assenza dell’opera da realizzare

14.3.       Tipologie di intervento

14.4.       Indicazioni per la scelta della tipologia di un intervento

14.4.1.      Opere longitudinali distaccate dalla linea di riva di tipo emergente ed ubicate al largo della zona dei frangenti

14.4.2.      Opere longitudinali distaccate dalla linea di riva di tipo emergente ed ubicate tra la linea di riva e la zona dei frangenti

14.4.3.  Opere di difesa longitudinali distaccate dalla linea di riva di tipo sommerso (barriere soffolte)

A.        Richiami di idrodinamica

A.1.     Analisi dimensionale e similitudine

A.1.1.     Generalità

A.1.2      Analisi dimensionale

A.1.3.     Matrice dimensionale

A.1.4.     Similitudine e similarità

A.2.     Proprietà dei fluidi

A.2.1.     Analisi della tensione

A.2.2.     Idrostatica

A.2.3.     Principio di conservazione della massa

A.2.4.     Principio di conservazione della quantità di moto

A.2.5.     Condizioni al contorno

A.3.     Dinamica dei fluidi ideali

A.3.1.     Generalità

A.3.2.     Equazione di Eulero

A.3.3.     Teorema di Kelvin

A.3.4.     Fluido ideale in moto irrotazionale e rotazionale

A.3.5.     Soluzioni dell’equazione di Eulero

A.3.6.     Teorema di Bernoulli in piccolo

A.3.7.     Il teorema di Bernoulli in grande

A.4.     Dinamica dei fluidi reali

A.4.1.     Lo strato limite

A.4.2.     Il moto laminare

A.4.3.     Il moto turbolento

Esercitazioni:

E1:       Applicazioni dell'analisi dimensionale. Elementi di programmazione in linguaggio Fortran

E2:       Onde lineari: determinazione della lunghezza d'onda

E3:       Determinazione della sopraelevazione del pelo libero (al 2° ordine della teoria di Stokes).

E4:       Calcolo della componente orizzontale della velocità e della pressione sotto la cresta di un’onda

E5:       Rifrazione di un'onda: calcolo con il metodo dei raggi d'onda

E6:       Rifrazione di un'onda: calcolo con il metodo dei raggi d'onda in presenza di frangimento

E7:       Calcolo della velocità del vento geostrofico, del vento 10 m s.m.m. e determinazione del fetch geografico e del fetch efficace

E8:       Calcolo dell'evoluzione della linea di costa attraverso un modello ad una linea

Libri di testo consigliati:

·         U.S.A.C.E., (1984). “Shore protection manual”, U. S. Government Printing Office, Washington D. C;

·         AA. VV. (1990). “Manuale per la difesa del mare e della costa”, Edizioni della fondazione Giovanni Agnelli

·         BOCCOTTI, P. (1997). “Idraulica marittima”, UTET

·         TOMASICCHIO, U. (1998). “Manuale di ingegneria portuale e costiera”, Editoriale Bios

·         MONDINI, F. (1998). La coltivazione di cave sottomarine di sabbia di rinascimento.

·         FOTI, E. (2002). Appunti delle lezioni di regime e protezione dei litorali.

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