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11 -- IInnttrroodduuzziioonnee

Il presente lavoro è stato svolto dagli autori nell’ambito di un incaricoprofessionale ricevuto per verificare la fattibilità della realizzazione di unporto turistico nell’arcipelago delle Isole Tremiti e di redigere l’eventualeprogetto preliminare ai sensi del DPR 509 del 2/12/1997.Le Isole Tremiti sono costituite da tre isole e un isolotto: San Domino,Caprara, San Nicola, e Il Cretaccio isolotto di creta. Distante circa 18miglia da Rodi Garganico, 22 miglia da Termoli, 12 da Pianosa e 59 daPescara, non consente facilmente l’ormeggio ai diportisti se non durantele giornate di bonaccia e mare calmo.L’idea è stata quindi quella di realizzare uno specchio d’acqua tale per cuisi potesse permettere alle piccole e medie imbarcazioni di ormeggiare inpiena sicurezza. Per ridurre l’impatti ambientale si sono ipotizzate delleopere che, grazie anche alla presenza e alla posizione delle isoledell’Arcipelago, permettessero di avere un bacino di calma. Sono stateipotizzate delle soluzioni per raggiungere l’obiettivo; mediante modelli-stica numerica è stata verificata idraulicamente la soluzione ottimale eredatto il progetto preliminare per verificarne la fattibilità ambientale,tecnica ed economica. La presente relazione illustra sinteticamente glistudi preliminari verificati con la modellistica numerica di tipo commer-ciale e posti alla base della progettazione. Lo studio meteomarino ha pre-visto una prima fase di analisi morfologica, batimetrica, dei fetch e diesposizione del paraggio. Le condizioni ondametriche considerate nellostudio sono riferite ai dati della Boa di Ortona della RON(Apat). È stataquindi applicata la modellazione numerica alla configurazione attuale delparaggio e a due possibili ipotesi progettuali al fine di studiare il modifi-carsi delle grandezze caratteristiche dell’onda dal largo verso riva e l’i-drodinamica costiera indotta dal moto ondoso. Infine è stata condottauna verifica delle condizioni di agitazione interna al bacino portuale.

SSTTUUDDIIOO MMEETTEEOOMMAARRIINNOO EEDD AANNAALLIISSII MMOODDEELLLLIISSTTIICCAA PPEERR LLAA PPRROOGGEETTTTAA--ZZIIOONNEE DDEELL NNUUOOVVOO PPOORRTTOO TTUURRIISSTTIICCOO AALLLLEE IISSOOLLEE TTRREEMMIITTII

Paolo Atzeni, Paola Letizia, Michela SoldatiMED Ingegneria S.r.l., Ferrara

432 Convegno di Maratea

22 -- LLooccaalliizzzzaazziioonnee ddeell ssiittoo ee mmoorrffoollooggiiaa ddeellllaa ccoossttaa eedd eessppoossiizziioonnee aallmmoottoo oonnddoossoo

Il tratto di costa analizzato nel presente studio appartiene alla zona Norddell’isola di San Nicola, presenta un’inclinazione pressoché costante paria 45°N e si estende per una lunghezza di circa 850 m.La costa è essenzialmente rocciosa e frastagliata ed i fondali presentanopendenze molto elevate. La batimetria è stata desunta dalla carta nauti-ca n. 234 “Isole Tremiti e Pianosa”, redatta dall’Istituto Idrografico dellaMarina e aggiornata al 1992, da cui si evince una pendenza media di circail 9% fino alla profondità di 5 m.Al fine di studiare il moto ondoso incidente sul tratto costiero di SanNicola è stato valutato il settore di traversia mediante l’analisi dei fetch esulla base di orientamento, esposizione e disposizione rispetto alle altreisole.Per il paraggio delle Isole Tremiti il diagramma del fetch risulta moltoallungato in corrispondenza del II e del IV Quadrante, con lunghezze mas-sime lungo le direzioni comprese tra 0 e 130°N e tra 280 e 350°N per lequali il fetch efficace, calcolato come indicato nello SPM 84, supera i 100km. I settori compresi tra 130 e 280°N sono invece caratterizzati da lun-

Figura 1 - Fetch geografico ed efficace per le Isole Tremiti

Coste: Prevenire, Programmare, Pianificare 433

ghezze del fetch efficace basse, per la maggior parte inferiori ai 50 km.È stato così individuato il settore di traversia principale compreso tra 305e 360°N e tra 0 e 50°N, con un piccolo settore da 15 a 35°N di ridossodovuto all’isola di Caprara ed il settore di traversia secondario compresotra 180 e 212°N (fig. 2).

33 -- DDaattii oonnddaammeettrriiccii

Sono stati utilizzati i dati registrati dalla boa di Ortona appartenente allaRete Ondametrica Nazionale relative al periodo compreso tra il01/07/1989 e il 31/12/2001, forniti via web dall’APAT. Tramite l’applica-zione del metodo della trasposizione geografica è stata ricostruita laserie storica e la rosa delle onde relative all’Arcipelago (fig. 3); le ondedominanti si presentano nel settore compreso tra 0 e 30°N, le onde

Figura 2 - Esposizione del sito oggetto dello studio

434 Convegno di Maratea

regnanti lungo le direzioni comprese tra 330 e 360°N, mentre il settorecompreso tra 135 e 315°N riveste una modesta importanza dal punto divista ondametrico.A partire dalla serie storica sono state individuate le onde che meglio rap-presentano il paraggio, effettuando una selezione in base a direzione diincidenza, altezza e frequenza di occorrenza.Sono quindi state scelte quattro onde provenienti dal I Quadrante, unadal III e due dal IV. Inoltre, per il corretto dimensionamento delle opere didifesa portuale, sono state calcolate le onde di progetto tramite l’analisistatistica degli eventi estremi, adottando le leggi di distribuzione di pro-babilità cumulata di non superamento di Weibull e di Gumbel. Sono statieffettuati due studi distinti per il molo Nord Est di sopraflutto (eventi pro-venienti dal I e IV Quadrante) e di sottoflutto Sud Ovest (eventi prove-nienti dal III Quadrante) del porto in progetto.

44 -- RReeggiimmee ddeellllee mmaarreeee

L’analisi delle maree è stata fatta con riferimento alla mareografia ripor-tata nelle tavole di marea edite dall’Istituto Idrografico della Marina

Figura 3 - Rosa delle onde per il paraggio delle Isole Tremiti

Coste: Prevenire, Programmare, Pianificare 435

(2006), attraverso cui si è valutata un’escursione di marea di circa 0.40m. Data la conformazione aperta del sito esaminato sono stati trascuratigli effetti indotti dal vento, mentre per quanto riguarda l’effetto dellapressione si sono seguite le indicazioni dell’Istituto Idrografico (+0.50 me -0.25 m rispettivamente per bassa pressione di 722 mm Hg e alta pres-sione di 779 mm Hg). Tali valori, riportati solo per completezza dello stu-dio, non risultano rilevanti al fine delle verifiche idrodinamiche delle cor-renti, mentre la valutazione dei massimi livelli, elemento dimensionanteper la quota delle banchine fisse, è stata fatta considerando la statisticadei dati mareometrici rilevati a Pescara.

55 -- PPrrooppaaggaazziioonnee ddeell mmoottoo oonnddoossoo

Il regime ondametrico è stato studiato per tre diverse configurazioni:quella attuale e due di progetto. Quest’ultime due sono rappresentate infigura 4:

Figura 4 - Configurazioni progettuali, layout 1 (sinistra) e layout 2 (a destra)

Lo studio delle trasformazioni che le onde subiscono nel propagarsi dalargo (profondità variabili 50-100 m) verso riva, a causa dell’interazionecon il fondo e con le strutture portuali, è stato condotto mediante l’utiliz-zo del modulo Parabolic Mild Slope (PMS) del codice di calcolo MIKE21sviluppato dal Danish Hydraulic Institute (DHI), che consente di rappre-sentare i fenomeni di interazione con il fondo come lo shoaling e la rifra-zione, la diffrazione, molto importante data la particolare morfologia delparaggio ed il frangimento. Le onde, propagate nel dominio di calcolo,sono state simulate come irregolari e direzionali costruite con spettro infrequenza di tipo JONSWAP.Le griglie di calcolo sono state scelte in modo da comprendere la zona distudio, tra il Cretaccio e l’Isola di San Nicola, e comunque tutte le zonecostiere che influenzano la propagazione del moto ondoso; inoltre si ètenuto conto della direzione di provenienza delle onde studiate in modoche esse non si presentino troppo inclinate rispetto ai contorni offshore.

436 Convegno di Maratea

Sono state utilizzate tre griglie di calcolo, di adeguata dimensione eorientazione, aventi maglie quadrate di 4 m di lato tali da rappresentarecorrettamente le onde durante il fenomeno del frangimento (fig. 5). Lagriglia 1 (onde dal I Quadrante), ha dimensioni di 4’520x2’520 m, conl’asse y inclinato di 110°N, la griglia 2 onda dal III Quadrante), ha le stes-se dimensioni della griglia 1, ma inclinazione 290°N; la griglia 3 (onde dalIV Quadrante), ha dimensioni di 3’800x4’200 m con l’asse y inclinato di75°N.Dai risultati si osserva che le ortogonali d’onda tendono a disporsi, nel-l’avvicinamento verso costa, perpendicolarmente alla linea di riva, acausa del fenomeno di rifrazione, che risulta importante nella fascia lito-ranea, che nel caso considerato non supera i 200 m di larghezza. La dis-posizione delle isole influenza molto l’intensità delle onde generando, aseconda della direzione di incidenza, differenti zone, in termini di ampiez-za, forma e importanza, di attenuazione delle altezze d’onda (fig. 6).

Figura 5 - Onde considerate dallo studio e griglie di calcolo utilizzate

Coste: Prevenire, Programmare, Pianificare 437

Per le onde provenienti dal IV Quadrante, tanto meno il moto ondoso allargo si presenta inclinato rispetto al Nord tanto meno l’onda viene atte-nuta raggiungendo il sito esaminato in quanto riesce a giungere in manie-ra più diretta alla costa di San Nicola ed è meno schermata dalla presen-za dell’isola di Caprara. In questo caso la costruzione delle opere portua-li di difesa garantisce una zona di calma in cui l’onda si mantiene presso-ché sempre inferiore ai 0.1 m.L’onda dal II Quadrante, anche in assenza delle opere portuali, si presen-ta con un’altezza molto ridotta, compresa tra 0.1 e 0.6 m, e si riduce ulte-riormente con la presenza dei moli.Le onde provenienti dal IV Quadrante si presentano al largo pressochéperpendicolari alla costa interessata dal progetto e quindi raggiungono ilsito in maniera diretta; le opere previste garantiscono la protezione dellospecchio acqueo portuale.

66 -- CCiirrccoollaazziioonnee iiddrraauulliiccaa iinnddoottttaa ddaall mmoottoo oonnddoossoo

Sottocosta, nella fascia compresa tra la riva ed il limite più esterno deifrangenti, il moto ondoso subisce trasformazioni energetiche complesseche alimentano correnti e innalzamenti di livello, oltre che dissipazioni

Figura 6 - Campi di moto ondoso per onde incidenti con diversa direzione propagate nelletre griglie

438 Convegno di Maratea

per turbolenza. Questi fenomeni sono stati studiati mediante il moduloHydrodynamic (HD) del codice di calcolo MIKE21 (DHI). Il dominio di inte-resse è stato discretizzato con le stesse griglie utilizzate per il moduloPMS, ma in questo caso, per ottimizzare i tempi di calcolo, sono stateusate maglie di 8 m di lato. Le condizioni interne introdotte in tale modu-lo sono ricavate utilizzando i campi di radiation stress indotti dalle ondee calcolati con il modulo PMS. Per le condizioni al contorno, data la par-ticolare morfologia del dominio di calcolo, si è proceduti per iterazionisuccessive. Inizialmente è stata imposta sul contorno di sottoflutto unacondizione di livello e su quello di sopraflutto una condizione di flussocalcolate a partire dal campo dei radiation stress ottenuti dal moduloPMS. Questo ha portato a una forte instabilità del modello, ragione percui si è deciso di applicare su tutti i contorni della griglia, condizioni dilivelli e portate nulli. Dal risultato di questa applicazione sono stateestratte le curve dei livelli e portate dai contorni, utilizzate quindi comecondizioni al contorno per il successivo step fino ad arrivare a staziona-rietà.I risultati mostrano che la corrente generata dalle onde provenienti dal IQuadrante ha una direzione prevalente da Nord verso Sud e lambisce lacosta Ovest dell’Isola di Caprara con intensità elevate (fig. 7) mentre nellazona tra il Cretaccio e Caprara si genera un vortice, di ampiezza e intensi-tà variabile a seconda dell’onda considerata. Il flusso prosegue poi lam-bendo la costa Ovest dell’isola di San Nicola dove si intensifica in corri-spondenza dell’area del previsto porto. Immediatamente a Sud dell’isoladi San Nicola si ha la confluenza dei due flussi provenienti da Ovest e daEst del Cretaccio.L’onda proveniente dal III Quadrante genera una corrente molto attenua-ta che si sviluppa prevalentemente lungo la costa Est delle isole SanDomino, San Nicola e Cretaccio, mentre raggiunge il sito di interesse conintensità molto basse dell’ordine dei 0,15 m/s.Le onde provenienti dal IV Quadrante sono pressoché perpendicolari allacosta nord dell’Isola di San Nicola (fig. 8). In corrispondenza della costaovest dell’Isola di Caprara si genera un flusso di corrente con verso Nord-Sud mentre lungo la costa nord dell’Isola di San Domino se ne genera

Figura 7 - Campo delle velocità della corrente indotta dall’onda proveniente dal I Quadrante

Coste: Prevenire, Programmare, Pianificare 439

uno con direzione NO- SE che, seguendo l’andamento della costa, si pro-paga poi tra San Domino e il Cretaccio. Il primo presenta una biforcazio-ne in corrispondenza della zona terminale dell’Isola di Caprara: partedella corrente si sviluppa verso Est, lambendo la costa dell’Isola di SanNicola, mentre una parte si propaga lungo la costa dell’Isola di San Nicolainteressata dal progetto. Quindi, nella zona immediatamente a Sud delprevisto porto si ha la confluenza di tre flussi che lambiscono rispettiva-mente le isole San Nicola, Cretaccio e San Domino.In generale le intensità massime che si generano sono dell’ordine di 0.6m/s, variabile a seconda della direzione e altezza dell’onda generatrice.La presenza delle opere portuali permette la creazione di un bacino pro-tetto, in quanto, nel caso del layout 1, i moli portuali deviano la correnteverso il Cretaccio. Nel layout progettuale 2 invece le opere previste fannosi che il flusso si sviluppi tra le testate dei quattro moli, ossia in una zonaintermedia tra l’Isola di San Nicola e il Cretaccio. Si osserva inoltre cheall’interno del bacino portuale si ha, mediamente durante l’anno, uncerto ricambio idrico che, pur non essendo molto elevato, garantiscecomunque una discreta qualità delle acque interne portuali.

77 -- AAggiittaazziioonnee rreessiidduuaa aallll’’iinntteerrnnoo ddeell bbaacciinnoo

La verifica delle condizioni di agitazione interna è stata condotta median-te il modulo Boussinesq Wave (BW) del codice di calcolo MIKE21 (DHI),che consente di propagare onde spettrali irregolari e direzionali conside-rando i fenomeni della rifrazione, shoaling, attrito con il fondo, diffrazio-ne e riflessione. Sono state verificate onde che si presentano nel parag-

Figura 8 - Campo delle velocità della corrente indotta dall’onda proveniente dal IVQuadrante

440 Convegno di Maratea

gio uno o due giorni all’anno e con diverse direzione di provenienza talida considerare tutte le possibili situazioni di mareggiate provenienti dalsettore di traversia.La griglia del dominio di calcolo ha maglie quadrate di lato 4 m, ha l’assey orientato parallelamente al Nord e presenta un’estensione di 2’200 mlungo l’asse EO e di 2’200 m lungo l’asse NS. Una griglia di calcolo con icoefficienti di riflessione delle opere interne è stata realizzata per consi-derare la presenza di scogliere e di opere parzialmente riflettenti. I risul-tati mostrano che per onde studiate per il dimensionamento del molo disopraflutto (fig. 9) si verificano delle altezze mediamente di circa 0.1 m incorrispondenza della testata del molo di sottoflutto e di 0.2 m per quellodi sopraflutto; lungo la parete esterna di questo molo l’onda presentaaltezze superiori, di circa 0.5 m. Internamente al bacino portuale l’ondaresidua raggiunge un’intensità massima di 0.15 m, che non compromettein nessun modo il comfort e l’ormeggio delle imbarcazioni utenti.Le onde analizzate per la progettazione del molo di sottoflutto (fig. 10)presentano un’altezza di circa 0.3 m in corrispondenza della testata delmolo di sottoflutto, valore che si riduce a 0.1 m per il molo di sopraflutto.Internamente al bacino portuale si sono ottenuti valori massimi di agita-zione pari a 0.2 m. Le condizioni di agitazione interna di sono in linea conquelle suggerite dalle “Raccomandazioni per la progettazione dei portituristici” (Consiglio Superiore LL.PP.).

Figura 9 - Risultati del modulo BW, onda proveniente dal IV Quadrante

Coste: Prevenire, Programmare, Pianificare 441

88 -- CCoonncclluussiioonnii

Scopo del lavoro è stato quello di studiare le condizioni meteomarine chesi verificano nella zona Nord dell’isola di San Nicola dell’Arcipelago IsoleTremiti. La metodologia di studio ha messo in evidenza in primis le carat-teristiche idrodinamiche del sito in condizioni attuali, di seguito sonostate introdotte delle opere foranee per verificare l’alterazione del regimedelle correnti. In questo modo è stato possibile mettere a punto un layoutche consentisse alle correnti di seguire i suoi path naturali senza ecces-sive alterazioni.Il modello numerico è stato verificato con i codici del DHI (MIKE21) utiliz-zando una metodologia iterativa per la valutazione delle condizioni alcontorno. Inoltre sono state verificate le condizioni di moto ondoso all’e-sterno dei moli per determinare le onde dimensionanti delle opere didifesa.È stato fatto lo studio della tranquillità interna portuale mediante ilmodulo Boussinesq wave del MIKE21 e si è verificato che le onde residuerientrano nei limiti suggeriti dalle raccomandazioni in letteratura (Con-siglio Superiore LL.PP.)Tra le due configurazioni progettuali considerate si è ritenuta migliorequella relativa al layout 1 in quanto ha un minore impatto sul regime dellecorrenti, garantendo buone condizioni di agibilità portuale e una ottima-le disposizione delle opere sia in termini di costi/benefici che in terminidi inserimento paesaggistico.

Figura 10 - Vista 3D del campo delle elevazioni di superficie con onda proveniente dal IIIQuadrante

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Bibliografia

APAT - Agenzia per la protezione dell’ambiente e per i servizi tecnici - Sitointernet: http://www.idromare.it.

DHI - Danish Hydraulic Institute - User guide and reference manual.Istituto Idrografico della Marina (2006) - Tavole di Marea.Consiglio Superiore dei Lavori Pubblici, Sezione Italiana della Associa-

zione Internazionale Permanente dei Congressi di Navigazione(AIPCN) - Raccomandazioni per la progettazione dei porti turistici.

U.S. Army Corps of Engineers (2002) - Coastal Engineering Manual.