Elaborazioni dati: Relazione tecnica - Comune di Salerno · Il calcolo dei parametri statistici...

Elaborazioni dati: Relazione tecnica

Committente: Comune di Salerno

Responsabili dei Lavori:

Dott. Ing. Roberto Saggiomo

Dott. Geol. Gennaro Sarnacchiaro

oggetto:

Difesa, riqualificazione e valorizzazione

della costa del Comune di Salerno

committente:

Redatto da:

dott. Ing. Roberto Saggiomo

dott. Geol. Gennaro Sarnacchiaro

1

Introduzione ....................................................................................................................................... 2

Operazioni in mare - Rilievi batimetrici “single beam” ................................................................. 7

Indagini sedimentologiche - Caratterizzazione dei fondali ............................................................ 8

Analisi sedimentologico-dinamica .................................................................................................. 11

Valutazione dei vettori di transito sulla costa di Salerno dal sub-ambito 2 al sub-ambito 4 .... 11

oggetto:



committente:

Redatto da:



2

Introduzione

Il golfo di Salerno è una depressione strutturale estesa in direzione WSW-ENE lungo il

margine continentale Tirrenico, l’half-graben che forma tale depressione è bordato a N-NW dalla

faglia principale della valle di Salerno, a NE dai monti Picentini e a SE dalle strutture del Cilento.

Tale depressione è colmata da depositi pleistocenici ed appartiene dal punto di vista regionale ai

bacini di tipo “peri-tirrenico” essendo legata alle fasi distensive del margine continentale (Bartole et

al., 1984; Brancaccio et al, 1987; Budillon et al., 1994).

Il litorale salernitano si estende per circa 12 km tra il comune di Vietri sul Mare ed il

torrente Picentino, la linea di costa presenta due diversi morfotipi andando da ovest verso est; un

primo costituito da costa alta ovvero dalle estreme propaggini del Monte San Liberatore con piccole

baie ghiaiose o sabbiose intrappolate nei sistemi di piede di falesia, mentre il secondo, appartenente

alla piana del Fiume Sele, si presenta come costa bassa di tipo sabbioso (cfr. Progetto CARG Foglio

n. 467 "Salerno", scala 1:50.000).

Il fiume Sele rappresenta il corso d’acqua più importante in termini di apporto di sedimenti,

acque dolci e nutrienti, inoltre nella parte settentrionale del Golfo sfociano anche alcuni fiumi e

torrenti minori (T. Fusandola, F.Irno, T. Rumaggio, T. Mercatello ,T. Mariconda, T. Marchiava, F.

Fuorni, F. Picentino).

Il tratto litorale oggetto del presente lavoro ricade tra il fiume Irno ed il Fiume Picentino e

presenta delle caratteristiche geoambientali estremamente complesse legate principalmente alla

presenza di importanti strutture antropiche che condizionano il naturale evolversi della fascia

costiera. Infatti, il cordone dunare è poco sviluppato e ad esso si è associata una consistente

riduzione della spiaggia con aumento della pendenza media e con una progressiva interferenza sulla

dinamica costiera. Inoltre, l’interruzione di considerevoli apporti sedimentari da parte dei corsi

d’acqua, contemporanea all’irrigidimento della linea di costa, ha provocato un progressivo

oggetto:



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arretramento della linea di riva con situazioni estreme in corrispondenza del litorale che va dalla

zona di Mercatello alla foce del F. Picentino.

L’arretramento generale più marcato della linea di costa si osserva in corrispondenza della

fascia litoranea meridionale con punte massime in corrispondenza della città di Salerno in

prossimità della foce del fiume Irno e sul litorale di via Leucosia.

Lo stato ambientale del litorale risulta abbastanza degradato, infatti le molteplici strutture

antropiche di tipo turistico e/o industriale presenti sulla costa sono spesso fatiscenti e dimesse, le

opere di difesa non presentano caratteristiche di elevata compatibilità ambientale.

Lungo la costa sono inoltre presenti numerosi sbocchi fluviali e fognari che incidono sulla

qualità ambientale del litorale.

Le spiagge, presenti in natura con forme planimetriche varie e particolari (es. lingue,

tomboli, cuspidi), sono classificate in base alle caratteristiche sedimentologiche (mineralogiche e

granulometriche) e topobatimetriche, ricavate in base ad opportune indagini di seguito indicate.

Il profilo trasversale di una spiaggia presenta fasce e morfotipi caratteristici: la spiaggia

propriamente detta è la fascia compresa tra il livello di bassa marea ed il primo brusco cambiamento

geomorfologico terrestre (es. la duna), ma in senso lato essa abbraccia anche il profilo sommerso.

L'elemento distintivo più rilevante è forse la linea di spiaggia o di riva o di battigia, confine

sempre mutevole tra terra e mare, compreso nella fascia di "bagnasciuga" tra il livello di bassa

marea e la quota di massima risalita dell'onda. La linea di spiaggia è infatti soggetta a variazioni

temporali che vanno dal periodo di un onda (pochi secondi) alle ere geologiche.

Dal punto di vista dell'evoluzione a medio-lungo termine del litorale, essa riveste il

maggiore interesse. E’ quindi necessaria l'analisi della cartografia storica ed attuale (basata su

affidabili rilievi planimetrici) estesa per tratti di lunghezza finita, distinti secondo i criteri di seguito

descritti.

oggetto:



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E' comunque importante sottolineare ancora la intrinseca mutevolezza di questa posizione e

la dinamicità della fascia litoranea, area destinata al “libero sfogo” del mare.

I litorali sono contraddistinti da una successione di tratti più o meno lunghi, denominati

"unità fisiografiche", ove i sedimenti che formano o contribuiscono a formare la spiaggia

presentano movimenti "confinati" all'interno di ciascuna unità, poiché gli scambi con le spiagge

limitrofe sono nulli o comunque caratterizzati da quantitativi di flusso trascurabili. Dal punto di

vista ingegneristico essa comprende in pratica la zona di influenza di ogni intervento realizzato al

suo interno.

L’individuazione dell’unità fisiografica deriva dalla necessità di definire i limiti (in generale

non invariabili) all’interno dei quali sviluppare gli studi degli effetti evolutivi della dinamica

costiera. La presente relazione ha lo scopo di accompagnare ed illustrare le indagini svolte sul

litorale di Salerno, nelle sue porzione comprese fra il sub-ambito 2, che si estende dalla foce del

fiume Irno e fino alla foce del torrente Mercatello (per uno sviluppo complessivo pari a circa 2800

m); il sub-ambito 3 che si estende dalla foce del torrente Mercatello e fino alla foce del torrente

Mariconda (per uno sviluppo complessivo pari a circa 1200 m) e per finire il sub-ambito 4 che si

estende dalla foce del torrente Mariconda e fino alla foce del fiume Picentino (per uno sviluppo

complessivo pari a circa 3700 m).

Tale studio è stato eseguito nel periodo ottobre/dicembre 2008 e gennaio 2009 prevedendo

l’esecuzione di:

1. Profili batimetrici disposti trasversalmente alla costa;

2. prelievi di campioni di sedimento superficiale del fondo marino;

3. prelievi di campioni di sedimento sulla spiaggia emersa;

4. Analisi sedimentologiche dei campioni prelevati.

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Le lavorazioni sopra descritte sono state eseguite dalla società IDROSFERA s.n.c. di

Alessandro Rignani e Francesco Saggiomo mentre le analisi sedimentologiche sono state eseguite

dai tecnici in parola.

Come richiesto dagli impegni contrattuali, l’attenzione è stata focalizzata sulle indagini

eseguite lungo il tratto di costa, caratterizzato dalla suddivisione interna in ambiti, come

precedentemente descritti, rispetto alla quale si farà riferimento all’interno del testo. Tali tratti di

costa sono stati esplorati con le seguenti indagini:

Indagini morfobatimetriche – Rilievi tipo single-beam, acquisiti tramite profili circa

perpendicolari alla linea di costa e processati secondo gli standard IHO (International Hydrographic

Organization, 1998). Il numero, il passo e l’ubicazione dei profili sono stati indicati dalla

committente, la quale ha fornito una cartografia dell’intera area di intervento.

Su tali profili sono state eseguite la rimozione degli spikes e la correzione di marea, al fine

di omologare le carte finali agli standard richiesti (i livelli batimetrici sono riferiti al valore minimo

delle basse maree sigiziali della zona). L’interpolazione dei dati ha concesso l’ottenimento di una

carta batimetrica nel range compreso fra -0.5 e -9.0 metri circa di profondità.

Sono, inoltre, stati prelevati circa 220 campioni superficiali di sedimento (135 sommersi ed

80 nella porzione di spiaggia emersa) secondo le direttive di campionamento dettate dal contratto

fra le parti. Tali campioni sono stati analizzati dal laboratorio certificato ISOGEA S.r.l. con sede

operativa in Salerno alla via Colombo n° 22 – 84018 Scafati.

L’analisi dei campioni ha prodotto la stima e la valutazione di una serie di parametri

statistici di rilievo, quali:

1. il diametro, il peso e la frequenza delle classi granulometriche rinvenute all’interno dei

campioni, la definizione delle classi, i percentili, etc.

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2. Il calcolo dei parametri statistici necessari per una corretta valutazione sedimentologica

dell’area,quali la media, la moda, la mediana, la deviazione standard, la dispersione, lo

skewness ed il kurtosis.

3. Il calcolo dei parametri grafico-statistici necessari per lo studio sedimentologico, quali: il

diametro medio, il coefficiente di cernita, il coefficiente di asimmetria, il coefficiente di

appuntamento, la deviazione interquartile.

4. Sono state inoltre prodotti, per ogni campione, grafici relativi alla distribuzione di frequenza

ed alla curva cumulativa semi-logaritmica

5. Ogni campione è stato, infine, classificato sedimentologicamente sulla base delle analisi

effettuate (sabbia, sabbia limosa, sabbia argillosa, etc.).

Lo studio delle analisi effettuate, nel complesso, ha concesso la produzione di elaborati

quali:

I. Carta della distribuzione areale dei sedimenti;

II. Carta della deviazione standard delle granulometrie;

III. Carta della isodensità modale dei sedimenti;

IV. Carta dei vettori di transito.

Gli elaborati sono stati tutti restituiti alla scala 1 2.000.

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Operazioni in mare - Rilievi batimetrici “single beam”

Il rilievo batimetrico è stato effettuato dalla società IDROSFERA s.n.c. nel periodo

compreso tra il 27 ottobre 2008 ed il 10 novembre 2008 a bordo dell’imbarcazione da lavoro

GAIA.

Tale imbarcazione si è dimostrata particolarmente adatta al lavoro di acquisizione da

svolgere, in particolare per le sue caratteristiche di grande maneggevolezza e basso pescaggio

(inferiore ai 50 centimetri) che ha concesso di spingere l’acquisizione fin quasi alla linea di riva. Il

sistema di navigazione è stato interfacciato con sistema GPS (Global Positioning System) con

correzione differenziale, in modo da ridurre al più possibile l’errore strumentale sistematico

determinato sul posizionamento.

L’acquisizione batimetrica è stata effettuata in modalità Single-Beam con lo strumento della

Reson, Navisound 215. La campagna è consistita nella registrazione in continuo della profondità in

diversi punti, seguendo delle rotte prestabilite corrispondenti con profili ortogonali alla costa, al fine

di ricostruire una mappa tridimensionale del fondale: questa operazione è stata realizzata con un

software opportunamente compilato per lo scopo.

Lo strumento utilizzato è dotato di un canale in ricezione che supporta due trasduttori, il

range di frequenza a disposizione, per l’acquisizione a diverse profondità, varia da 15 a 600 KHz,

permettendo così indagini del fondale fino a 600 metri con una risoluzione dell’ordine del

centimetro. Per una restituzione in tempo reale lo strumento è dotato di un canale in ricezione che

supporta 2 trasduttori per la trasformazione del segnale da acustico ad elettrico e viceversa.

La messa in acqua è stata effettuata tramite palo basculante, alla cui estremità è stato

ancorato lo strumento. L’utilizzo di questo tipo di palo consente di navigare velocemente nei tratti

di puro spostamento, semplicemente issando il palo a bordo ed assicurandolo all’imbarcazione, ed

inoltre, di mettere lo strumento in condizione di lavorare al meglio in virtù del fatto che viene

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sistemato al di sotto della chiglia dell’imbarcazione, la cui presenza non risulta quindi essere

interferente rispetto all’acquisizione del dato.

Sono stati acquisiti 31 profili per un totale di circa 30 Km lineari di profili batimetrici,

orientati secondo direttrici prestabilite risultate essere circa perpendicolari rispetto alla linea di

costa. L’ubicazione dei profili, decisa dalle specifiche contrattuali, è stata ripartita nel seguente

modo:

4 profili nel sub-ambito 2

17 profili nel sub-ambito 3

10 Profili nel sub-ambito 4.

Durante l’acquisizione batimetrica le condizioni meteo-marine sono risultate ottimali.

La carta batimetrica finale copre un’area estesa per circa 8 Km2. Per la restituzione

cartografica si sono utilizzati i seguenti parametri:

Datum = WGS84

Proiezione Universale Traversa di Mercatore (UTM)

Zona 33

L’interlinea scelta è di 0.5 metri, il passo di cella del grid finale è di 10X10 metri.

Indagini sedimentologiche - Caratterizzazione dei fondali

Il prelievo di campioni eseguito nel corso della campagna è stato effettuato entro profondità

significative (-8.0 / 10.0 m) per la comprensione della dinamica dei sedimenti. Lungo i transetti, in

genere, sono stati prelevati 3 campioni di sedimento, in siti identificati dalle specifiche contrattuali e

individuati con posizionamento di precisione GPS con correzione differenziale. I criteri di

campionamento utilizzati sono di tipo morfologico (battigia, truogolo, cresta barra, piede barra) e/o

geometrico (coordinate o profondità prestabilite). I campioni di sedimento superficiale di fondo

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marino sono stati prelevati mediante idonea strumentazione (benna manuale di tipo Van Veen),

descritta in seguito. Ciascun campione è stato chiaramente ed univocamente identificato e

georeferenziato come riportato nelle tavole allegate alla presente elazione.

La quantità di sedimento prelevata è stata concordata in modo idoneo rispetto

all’esecuzione delle analisi prestabilite (almeno 1 kg per sedimento fino, e 2 kg per sedimento

grossolano). I campioni sono stati conservati in robuste buste di plastica trasparente chiuse,

etichettate, e collocate in cassette atte al trasporto ed alla conservazione dei campioni stessi in

laboratorio. Per ogni campione sono state specificate inoltre, data e profondità di prelievo.

Ogni campione di sedimento prelevato nel corso della campagna in mare è stato sottoposto ad

analisi granulometrica meccanica mediante vibro/vaglio con maglie standardizzate secondo le

tecniche usualmente adoperate (Folk & Ward, Lang & Lucas, Tortora etc.). L'analisi condotta su

ogni singolo campione è articolata nelle seguenti fasi:

1) lavaggio del campione in acqua distillata a mezzo di pompa aspirante;

2) essiccamento in forno elettrico ad una temperatura di circa 105°; solo per sedimento di natura

non calcarea, per la presenza di frammenti di gusci di molluschi può rendersi necessario, dopo una

prima cernita manuale dei frammenti più grossolani, il trattamento del sedimento con una soluzione

di acido cloridrico al 10% e ripetere le fasi 1 e 2;

3) quartatura, al fine di ottenere un saggio rappresentativo di tutte le classi granulometriche

costituenti il campione, del peso di circa 150-250 gr accertato a mezzo di una bilancia elettronica di

precisione;

4) setacciatura a mezzo di microsetacciatore a secco munito di una pila di setacci a ½ phi (dove phi

è dato dal logaritmo negativo in base 2 del diametro della particella espresso in mm) sottoposto a

vibrazioni sia parallele che perpendicolari alla base di appoggio per un tempo pari a 20 minuti.

5) determinazione attraverso la pila di setacci a maglie decrescenti di ½ phi, con una apertura

massima di 16 mm ed una minima di 44 micron e con l'ausilio di una bilancia elettronica di

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precisione, delle singole frazioni granulometriche costituenti ogni campione. Le varie frazioni

granulometriche devono fornire la rappresentazione grafica dello spettro granulometrico ("curve e

istogrammi granulometrici") ponendo sull'asse delle ascisse le dimensioni (in scala aritmetica) e

sull'asse delle ordinate le percentuali singole in scala aritmetica (a sinistra, per gli istogrammi) e le

percentuali cumulate in scala probabilistica (a destra, per la curva cumulativa) nonchè, la

determinazione completa dei seguenti indici e parametri statistici:

1. Phi mean (o granulo medio);

2. mediana ;

3. moda ;

4. deviazione interquartile ;

5. inclusive graphic standard deviation ;

6. asimmetria;

7. indice di curtosi.

Sono, inoltre, stati calcolati e rappresentati i seguenti parametri statistici significativi della

sedimentologia dei campioni prelevati a terra e a amare:

il diametro, il peso e la frequenza delle classi granulometriche rinvenute all’interno dei campioni, la

definizione delle classi, i percentili, etc.

Il calcolo dei parametri statistici necessari per una corretta valutazione sedimentologica

dell’area,quali la media, la moda, la mediana, la deviazione standard, la dispersione, lo skewness ed

il kurtosis.

Il calcolo dei parametri grafico-statistici necessari per lo studio sedimentologico, quali: il

diametro medio, il coefficiente di cernita, il coefficiente di asimmetria, il coefficiente di

appuntamento, la deviazione interquartile

Sono state inoltre prodotti, per ogni campione, grafici relativi alla distribuzione di frequenza

ed alla curva cumulativa semi-logaritmica.

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Ogni campione è stato, infine, classificato sedimentologicamente sulla base delle analisi effettuate

(sabbia, sabbia limosa, sabbia argillosa, etc.)

Analisi sedimentologico-dinamica

I risultati delle indagini sedimentologiche sono riassunti nelle carte allegate alla presente

relazione e definite “distribuzione areale dei sedimenti”, “carte delle curve di isodensità” e “carte

dei vettori di transito”.

Valutazione dei vettori di transito sulla costa di Salerno dal sub-ambito 2 al sub-ambito 4

La valutazione dei vettori di transito ed il conseguente tracciamento degli assi di transito

prevalenti lungo cui si sposta il sedimento è stato effettuato utilizzando la tecnica “Grain Size

Trend Analisys-GSTA” (Gao and Collins, 1992; Gao, 1995) in base a cui la variazione dei parametri

statistici del sedimento nell’ambito dello stesso paraggio è correlata con la risposta in termini di

trasporto solido. In base a quanto riporta Russell (1939) si identificano tre tipologie di meccanismi

responsabili della generazione di trend legati ai parametri dimensionali dei sedimenti: l’abrasione

delle particelle, il sorting idraulico o trasporto differenziale ed il mescolamento di materiale

sedimentario proveniente da diverse fonti.

In seguito a tali considerazioni è possibile stabilire delle relazioni numeriche tra dimensioni del

sedimento e processi di trasporto netto (McLaren e Bowles, 1985; Gao e Collins, 1992), ovvero:

1)utilizzare un criterio statistico per la determinazione delle informazioni relative al trasporto

solido a partire dati granulometrici acquisiti in punti di campionamento opportuni, 2) identificare i

trend utili per l’analisi in oggetto.

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La tecnica GSTA richiede che i parametri trend utilizzati per l’analisi abbiano “spazialmente”

una elevata probabilità di accadimento nella direzione del trasporto solido netto piuttosto che in

altre direzioni, tale considerazione può essere avvalorata da ulteriori conoscenze a livello empirico

del problema nel paraggio in esame. Per caratterizzare un sedimento a livello di distribuzione

dimensionale è necessario utilizzare un ampio numero di parametri statistici e da questi generare dei

cosiddetti “grain-size trends”, chiaramente maggiore è il numero di parametri scelti più accurata è

la stima previsionale della direzione del trasporto netto. Nel caso del litorale di Salerno le analisi

per ogni campione relativo ad ogni sub-ambito considerato sono state condotte utilizzando i tre

parametri più frequentemente adottati per la caratterizzazione di una distribuzione granulometrica

ovvero:

diametro medio (µ)

coefficiente di sorting (σ)

asimmetria della distribuzione (Sk)

in tal modo è stato possibile ottenere otto tipologie base di “grain-size trends”:

Tipo 1: σ2 σ1, µ2 µ1 e Sk2 Sk1

Tipo 2: σ2 σ1, µ2µ1 e Sk2 Sk1







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Nell’ambito di questo studio oltre alla campionatura del fondo mare sono stati acquisiti anche

dati morfo-batimetrici del fondale che forniscono informazioni di campo determinati per la

valutazione del trasporto solido. In base a quanto appena detto è stato possibile scegliere tra le otto

individuate solo due tipologie di “grain-size trend” che forniscono un’elaborazione sufficiente dei

vettori di transito.

La metodologia adottata prevede che per ogni sub-ambito studiato siano selezionati i due parametri

“grain-size trend” rilevanti, e che a questi ultimi vengano paragonati i parametri statistico

dimensionali (diametro medio (µ), coefficiente di sorting (σ), asimmetria della distribuzione (Sk))

di ogni campione acquisito in modo da poter calcolare i vettori di transito del trasporto solido

globali e locali.

Il vettore di trend globale o asse di transito è calcolato come:

Dove R(x,y)1 rappresenta la sommatoria di tutti i vettori di transito locali relativi ai punti di

campionamento analizzati espressi da r(x,y).

I vettori di transito locali sono stati calcolati per ogni punto di campionamento relativo ad ogni

sub-ambito analizzato utilizzando una routine sviluppata in linguaggio fortran che prevede i

seguenti input:

numero di stazioni di campionamento;

indicazione del fattore di scala spaziale;

la distanza caratteristica2;

nome identificativo delle stazioni di campionamento;

parametri statistici della distribuzione granulometrica per ogni punto di campionamento3.

1 x,y sono le coordinate metriche intese nel sistema di riferimento adottato nel survey .

2 La distanza caratteristica è stata ottenuta calcolando la massima distanza spaziale espressa in metri tra due campioni

in uno stesso sub- ambito.

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L’output ottenuto per ogni punto di campionamento univocamente identificato dalle coordinate

geografiche riporta il modulo (espresso in unità di scala) del vettore di transito calcolato e la

direzione dello stesso espressa in gradi N.

I dati cosi ottenuti e relativi ad ogni sub ambito sono stati restituiti cartograficamente in formato

DWG in modo da poter visualizzare la mappa dei vettori di transito ed i relativi assi secondo cui

avviene il trasporto solido del materiale sedimentario nel paraggio considerato.

3 Tali parametri sono stati evinti dalle schede granulometriche relative ai vari sub-ambiti.

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