Studio Morfodinamica Costiera

COMUNE DI PORTO SANT’ ELPIDIO

PROGETTO DEFINITIVO

DIFESA DEL LITORALE DI

PORTO SANT’ ELPIDIO

Relazione tecnica

Studio di morfodinamica costiera

PROPRIETA’: Comune di Porto Sant’ Elpidio

PROF.ING. Alberto Noli

DOTT. ING. Mauro Marini

DOTT. ING Mario Mita

Roma, novembre 2004

Difesa del Litorale di Porto Sant’Elpidio


1

INDICE

1 PREMESSE ................................................................................................................................2

2 METODOLOGIA GENERALE DI LAVORO.......................................................................2

3 APPLICAZIONE DEL MODELLO DI MORFODINAMICA TRASVERSALE

"SBEACH".........................................................................................................................................5

3.1 DESCRIZIONE DEL MODELLO SBEACH....................................................................................7

3.2 DISCRETIZZAZIONE DEL PROFILO DI SPIAGGIA E DEFINIZIONE DELLE CONDIZIONI AL

CONTORNO ........................................................................................................................................8

3.3 APPLICAZIONE DEL MODELLO .............................................................................................11

4 APPLICAZIONE DEL MODELLO DI MORFODINAMICA LONGITUDINALE

"ARIES"...........................................................................................................................................19

4.1 DESCRIZIONE DEL MODELLO ARIES...................................................................................19

4.2 DISCRETIZZAZIONE DELLA LINEA DI RIVA E DEFINIZIONE DELLE CONDIZIONI AL CONTORNO

21

4.3 CALIBRAZIONE E VALIDAZIONE DEL MODELLO ...................................................................26

4.4 PREVISIONE DELL’EVOLUZIONE DELLA LINEA DI RIVA ........................................................32

Appendice 1 – Modello ARIES



2

1 PREMESSE

La presente relazione descrive lo studio morfodinamico redatto a supporto del progetto in epigrafe e

fa parte degli studi specialistici previsti dal contratto.

Il lavoro descritto è stato svolto dalla Modimar s.r.l. che si è avvalsa della collaborazione dell’Ing.

Mario Mita.

2 METODOLOGIA GENERALE DI LAVORO

Nell’ingegneria costiera con il termine morfodinamica si intende l'evoluzione spazio-

temporale della morfologia della spiaggia o anche di una forma morfologica della spiaggia

quale la linea di riva, il profilo trasversale, la barra sottomarina ecc.

Si possono individuare le tre fasi fondamentali di uno studio rivolto alla modifica dei

fondali:

• idrodinamica;

• trasporto solido;

• morfodinamica.

E' importante sottolineare che il passaggio dal trasporto solido iniziale alla

morfodinamica costituisce tuttora una delle frontiere della ricerca che opera nel settore. Una

delle principali difficoltà che si incontrano nello studio della morfodinamica dei fondali è

causata dall'elevato grado di non linearità dei processi fisici coinvolti. Conseguentemente

modesti errori nella definizione delle condizioni al contorno possono amplificarsi nel tempo

causando il divergere della soluzione prevista (calcolata) da quella reale.

E' evidente che la riproduzione completa su modello, matematico o fisico, dei processi

legati alla morfodinamica dei fondali richiede quindi una completa descrizione

dell'idrodinamica, delle proprietà del materiale di fondo e dei fenomeni di interazione tra

matrice fluida e solida.

Lo studio del trasporto solido costiero risulta particolarmente complesso in quanto

complessa è l'idrodinamica che lo governa. Infatti, il moto oscillatorio delle particelle fluide,

indotto dalle onde di superficie, risulta accoppiato alla turbolenza e alla circolazione generale

indotta dalle onde frangenti che presenta una struttura spiccatamente tridimensionale.

Tuttavia, allo scopo di pervenire ad una valutazione quantitativa delle variazioni del fondo



3

marino, si è soliti suddividere il trasporto solido costiero in due componenti principali

individuate sulla base delle direzioni dominanti assunte dal trasporto stesso:

• trasporto solido trasversale alla linea di battigia (cross-shore);

• trasporto solido longitudinale parallelo alla linea di battigia (longshore).

Il trasporto solido trasversale è causato principalmente dalla corrente di ritorno indotta

dal moto ondoso frangente, mentre il trasporto solido longitudinale è causato dalla corrente

longitudinale indotta dalle onde frangenti.

Il trasporto solido trasversale è la principale causa dei fenomeni evolutivi a breve

termine (ore-giorni) e produce prevalentemente variazioni locali dei fondali influendo in

modo secondario sull'evoluzione a lungo termine.

Il trasporto solido longitudinale influisce in modo prevalente sull'evoluzione a lungo

termine (anni) della morfologia di un litorale.

Tuttavia occorre sempre ricordare che ambedue le modalità di trasporto solido

(trasversale e longitudinale) sono in realtà contemporaneamente presenti su un litorale e che il

trasporto solido trasversale può dar luogo, in alcuni casi, alla perdita definitiva di materiale

verso il largo. Comunque, nonostante l'approssimazione introdotta, questo tipo di

schematizzazione, se ben applicata, dà luogo, nella maggior parte dei casi, a corrette

valutazioni dei fenomeni evolutivi di un litorale.

Da un punto di vista applicativo la stima del trasporto solido longitudinale risulta più

semplice rispetto alla stima del trasporto trasversale.

La complessa interazione tra i sedimenti e il fluido è causata, oltre che dalla turbolenza e dal

moto oscillatorio delle particelle idriche, anche da altri fattori quali ad esempio le variazioni

del livello medio marino, la pendenza locale del fondale che influisce sulla stabilità dei

sedimenti e la diversa granulometria presente nel sedimento che costituisce la spiaggia.

Allo scopo di valutare la tendenza evolutiva di una regione costiera, è necessario quantificare

lo scambio dei sedimenti tra la regione di interesse e il resto del litorale (bilancio dei

sedimenti - sediment budget). Lo studio del bilancio solido longitudinale avvenuto negli

ultimi decenni, lungo l’unità fisiografica a cui appartiene il sito oggetto del progetto in esame,



4

è riportato nello “Studio morfologico” a supporto del progetto preliminare e costituisce la

base per lo studio morfodinamico a lungo termine.

Con il presente studio morfodinamico ci si è posti l’obbiettivo di comprendere la dinamica

evolutiva a breve termine e a lungo termine degli interventi di protezione e riqualifica della spiaggia

previsti nel progetto in oggetto.

Per la valutazione dell’evoluzione del profilo trasversale di progetto a breve termine si è applicato il

modello matematico trasversale Sbeach sviluppato dal "Coastal Engineering Reserch Center" dell'

"US Army Corps of Engineers";

Per la valutazione dell’evoluzione a lungo termine si è applicato il modello matematico

longitudinale Aries sviluppato dalla Modimar s.r.l. di Roma, prevedendo l’evoluzione della linea di

costA nello scenario attuale ed in quello di progetto costituito da:

1. un ripascimento con sedimento avente D50≥1,0 mm e volume tale da garantire a breve

termine, dopo il rimodellamento da parte del moto ondoso, un avanzamento netto della

linea di riva di circa 15 m,

2. un pennello di armatura della foce del fosso Castellano posto in sinistra idraulica rispetto

alla foce della lunghezza di circa 70 m;

3. un pennello di armatura della foce del fiume Tenna posto in sinistra idraulica rispetto alla

foce della lunghezza di circa 70 m;

4. una scogliera longitudinale sommersa di 2,5 km di lunghezza posta mediamente a circa 275

m dalla linea di riva su fondali di -3,5 m s.l.m., avente quota di coronamento di circa –1,3 m

s.l.m. e larghezza in sommità di circa 10 m.



5

3 APPLICAZIONE DEL MODELLO DI MORFODINAMICA

TRASVERSALE "SBEACH"

Per verificare il comportamento a breve termine degli interventi di ripascimento previsti nel

progetto esecutivo abbinamenti alla realizzazione di una scogliera sommersa, è stato applicato il

modello di dinamica trasversale Sbeach32 (versione 2.0) sviluppato dal "Coastal Engineering

Reserch Center" dell' "US Army Corps of Engineers". Il modello è stato applicato in

corrispondenza delle sezione n 178 riportata in Figura 3.1, posta in posizione baricentrica rispetto

all’intervento. Le quote altimetriche della spiaggia emersa e sommersa fino alla profondità di circa

-2,8 m s.l.m. sono state ricavate dai rilievi batimetrici eseguiti dai tecnici della Regione Marche

nell’ottobre 2004, mentre le quote altimetriche per profondità maggiori fino a –30 m s.l.m. sono

state ricavate dalla carta nautica I.M.M. riportata in Figura 3.1.

Si è inizialmente studiato il comportamento del profilo di spiaggia attuale sotto l’azione dell’onda

media climatica e di quella con tempo di ritorno di 1 anno.

Successivamente si è studiato il comportamento del profilo di spiaggia modificato secondo alcune

ipotesi di progetto di difesa della costa, sotto l'azione dell’onda media climatica. In tal modo si è

determinata la conformazione assunta dal profilo trasversale nei diversi scenari di progetto,

studiandone successivamente il comportamento sotto le azioni di onde estreme associate ciascuna

ad un determinato tempo di ritorno (valori tra 1 e 5 anni), aventi caratteristiche già determinate

nello studio meteomarino.

In particolare gli scenari di progetto considerati sono quelli relativi a:

1. un ripascimento di un volume ghiaia e sabbia grossolana (D50 ≥1.0 mm) dell’ordine dei 60

m3/m con granulometria simile a quella in sito della spiaggia sommersa meno profonda

(profondità compresa tra 0 e –2,5 m s.l.m.) con e senza barriera sommersa di protezione;

2. un ripascimento di un volume di sabbia fina (D50 =0.15 mm) dell’ordine dei 700 m3/m con

granulometria simile a quella delle cave sottomarina individuate in siti limitrofi;

3. un ripascimento di un volume di sabbia fina (D50 =0.15 mm) dell’ordine dei 400 m3/m con

granulometria simile a quella delle cave sottomarine con barriera sommersa di protezione.

Figura 3.1 – Ubicazione della sezione di calcolo n. 178



6

Fonte Carta I.M.M. anno 1987 - scala 1:100 000



7

3.1 Descrizione del modello sbeach

SBEACH è un modello numerico bidimensionale, fondato su formulazioni teorico sperimentale,

che simula le variazioni del profilo trasversale di una spiaggia sottoposta all’azione del moto

ondoso frangente. Il modello fu inizialmente sviluppato usando i dati sperimentali di un modello in

scala ed è stato successivamente modificato e verificato sulla base di dati di laboratorio e di campo.

SBEACH calcola i cambiamenti del profilo di spiaggia tenendo conto dell’erosione delle dune e

della formazione o degli spostamenti delle barre sommerse. Il modello è stato sviluppato per

predire le risposte morfologiche nei confronti delle mareggiate a breve termine dei profili di

spiaggia. Una delle ipotesi fondamentali del modello SBEACH è che il cambiamento del profilo è

prodotto unicamente dai fenomeni di dinamica trasversale e dalla ridistribuzione del sedimento

lungo il profilo stesso senza variazione volumetriche complessive. I processi longitudinali sono

considerati uniformi con risultante nulla nei confronti dei cambiamenti del profilo trasversale di

spiaggia. Informazioni dettagliate sul metodo di sviluppo del modello e su varie applicazioni

possono essere reperite in una serie di documenti tecnici e nei manuali del C.E.R.C. (Larson and

Kraus 1989; Larson, Kraus, and Byrnes 1990; Rosati et al. 1993; Wise, Smith, and Larson 1996).

SBEACH per calcolare le risposte morfodinamiche del profilo di spiaggia richiede i dati tipici

utilizzati per gli studi di ingegneria marittima. Infatti per le applicazioni progettuali esso necessita:

della sequenza temporanea delle altezze, periodi e direzioni d’onda relativi alla mareggiata di

calcolo; della sequenza temporanea dei livelli idrici; dei dati che descrivono le coordinate del

profilo trasversale; del diametro medio del sedimento D50. In genere vengono utilizzate serie

storiche di dati ondametrici e di livello idrico con una passo da 1 a 4 ore. In fase di imputazione dei

dati per la configurazione del modello sono richiesti inoltre i valori di alcuni parametri come il

passo di discretizzazione della griglia di calcolo, il passo temporale ed i parametri di calibrazione.

Per i parametri di calibrazione il modello indica i valori di default da utilizzare in assenza di prove

in laboratorio o misure di campo. Valori tipici del passo di discretizzazione della griglia di calcolo

del modello e del passo temporale sono rispettivamente di 3 m e 5 minuti. Il modello opera

attraverso una interfaccia grafica che facilita l’inserimento dei dati, un modello di esecuzione, ed

una interfaccia grafica per l’analisi dei risultati.



8

3.2 Discretizzazione del profilo di spiaggia e definizione delle condizioni al

contorno

Il profilo di spiaggia n. 178, tracciato ortogonalmente alla linea di riva e lungo circa 14 km, è stato

ricavato fino alla profondità di circa –2.8 m s.l.m. dai rilievi batimetrici dell’ottobre 2004 effettuati

dalla Regione Marche ai fini del presente progetto, mentre per profondità maggiori, fino a -30 m

s.l.m. in modo da raggiungere il punto in corrispondenza del quale sono state determinate le onde al

largo del litorale, dalla carta nautica in scala 1:100.000.

Le caratteristiche dell’onda morfologica e di quella di progetto con tempo di ritorno di 1, 2, 3, 4, e 5

anni al largo del litorale di Porto Sant’Elpidio sono state desunte dallo “Studio meteomarino”

allegato.

Il profilo del fondale in corrispondenza della sezione n. 178 è stato discretizzato con passo di:

- 1,0 m per una lunghezza di 179 m;



- 30 m per una lunghezza di 8220 m;

- 40 m per una lunghezza di 3960 m;

per un totale di 973 nodi.

Diametro medio dei sedimenti

Il modello di calcolo per descrivere il sedimento utilizza il valore del diametro medio D50. Le

simulazioni sono state condotte con valori del D50 ≥1.0 mm pari a quello della spiaggia nativa

sommersa meno profonda (profondità compresa tra 0 e –2,5 m s.l.m.) e quello della sabbia di

ripascimento individuata nella cava sottomarina (0,15 mm) che rappresenta anche il sedimento della

spiaggia nativa nelle zone con i fondali più profondi (maggiori di –2,5 m s.l.m.).

Fondo inerodibile

Per simulare la presenza della scogliera sommersa con quota di coronamento posta a –1,3 m s.l.m.

è stato inserito in corrispondenza della stessa un fondale inerodibile.

Seawall – difesa radente

Per simulare la presenza della linea inerodibile che delimita la spiaggia sono stati inseriti nel

modello degli elementi verticali inerodibili al limite della spiaggia.



9

Per determinare il profilo trasversale assunto dal versamento di sabbia a seguito della modellazione

del moto ondoso è stata propagata sul profilo trasversale di progetto l’onda morfologica avente un

altezza significativa di 0.84 m e periodo di picco di 5.3 s con direzione di provenienza di 70,8°N.

Oltre al sovralzo d'onda calcolato dal modello si è considerato un sovralzo di marea pari a ±0.26 m

s.l.m con andamento semi diurno, ed un sovralzo complessivo dovuto ai fenomeni barici all'azione

del vento e a quello dovuto a differenze di densità di circa 0,44 m (vedi Figura 3.2).

Le mareggiate associate con tempo di ritorno di 1, 2, 3, 4,e 5 anni utilizzate per la verifica delle

modifiche morfodinamiche del profilo trasversale, è stata schematizzate da 41 valori di altezze

significative, periodo e direzione d'onda con passo triorario, il cui andamento è riportato nella

Figura 3.3.

Il periodo di picco è stato considerato pari a Tp = 6,52 Hs0.37. Cautelativamente si è assunta come

direzione di provenienza delle mareggiate estreme sopra indicate la direzione di circa 70°N

ortogonale alla linea di riva.

Figura 3.2 – Andamento del sovralzo di marea nelle applicazioni del modello trasversale



10

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.55

0.60

0.65

0.70

0.75

0 24 48 72 96 120

Tempo (ore)

Sovr

lazo

di m

area

(m)

Figura 3.3 – Andamento nel tempo delle altezze d’onda Hs della mareggiata con tempo di

ritorno annuale considerata nelle applicazioni del modello trasversale

Ts = 6.52 H0.37

0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.03.23.43.63.84.04.24.44.64.85.0

0 24 48 72 96 120

Tempo (ore)

Alte

zza

d'on

da (m

)

Tr 1 anni

Tr 2 anni

Tr 3 anni

Tr 4 anni

Tr 5 anni



11

3.3 Applicazione del modello

Il modello è stato applicato in corrispondenza della sezione n.178 baricentrica rispetto alla zona

d’intervento, rappresentativa delle sezioni poste a sud e cautelativa rispetto alle sezioni poste a nord

le quali presentano una barra sottomarina più accentuata. Il modello è stato applicato una prima

volta in fase di calibrazione determinando la forma assunta dal profilo di spiaggia attuale sotto

l’azione dell’onda morfologica e della mareggiata con tempo di ritorno annuale.

Successivamente il modello matematico è stato applicato al profilo trasversale dello scenario di

progetto costituito da un ripascimento di ghiaia e sabbia grossolana (D50=1,0 mm) del volume di

circa 60 m3/m, atto a determinare un avanzamento della linea di riva di circa 15 m al netto del

rimodellamento del moto ondoso più frequente. Le simulazioni hanno consentito di verificare il

comportamento del profilo trasversale di tale scenario sotto l’azione dell’onda morfologica e della

mareggiata con tempo di ritorno annuale.

Il modello è stato poi applicato per verificare il comportamento del profilo trasversale dello scenario

di progetto costituito da un ripascimento di ghiaia e sabbia grossolana (D50=1,0 mm) del volume di

circa 60 m3/m e da una barriera sommersa, posta circa 275 m dalla linea di riva attuale su fondali di

circa –3,5 m s.l.m. avente in sommità larghezza di circa 10 m e quota –1,3 m s.l.m. Le simulazioni

hanno consentito di verificare il comportamento del profilo trasversale di tale scenario sotto

l’azione dell’onda morfologica e della mareggiata con tempo di ritorno annuale.

Infine il modello è stato applicato per verificare il comportamento del profilo trasversale dello

scenario di progetto analogo al precedente ma con un ulteriore ripascimento di sabbia fine del

volume di circa 400 m3/m. Le simulazioni hanno consentito di verificare il comportamento del

profilo trasversale di tale scenario sotto l’azione dell’onda morfologica e delle mareggiate estreme

con tempo di ritorno 1, 2, 3, 4 e 5 anni.

3.3.1 Scenario attuale

Per simulare lo scenario attuale si è dovuto applicare il modello in due fasi distinte, utilizzando

nella prima fase una valore del D50 pari a 1,0 mm e nella seconda fase un valore del D50 pari a 0,13

mm.



12

Infatti il modello matematico utilizzato è in grado di simulare unicamente spiagge con

granulometria uniforme lungo il profilo. La prima applicazione ha consentito di determinare il

profilo della spiaggia emersa e di quella sommersa meno profonda costituita da ghiaia e sabbia

grossolana. La seconda applicazione ha consentito di determinare il profilo della spiaggia sommersa

più profonda costituita da sabbia fine. In questa fase si è imposta la rigidità del tratto di profilo con

granulometria D50 ≥1,0 mm determinato nella fase precedente.

Risultati per D50=1,0 mm

Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche del profilo trasversale 178 per D50=1,0

mm è riportato nella Figura 3.4.

La figura mostra che la spiaggia emersa e quella meno profonda costituita da ghiaia e sabbia

grossolana non vengono modellate dalle onde più frequenti (onda morfologica). Le onde estreme

più intense sono invece in grado di modellare la spiaggia emersa spostando verso l’entroterra il

materiale grossolano. La figura mostra chiaramente che il frangimento durante le mareggiate

estreme si concentra negli ultimi 60 m di spiaggia sommersa e sulla spiaggia emersa, mentre il

livello marino raggiunge +2,0 m s.l.m.


Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche del profilo trasversale 178 per D50=0,13

mm è riportato nella Figura 3.5.

La figura mostra che in corrispondenza della spiaggia sommersa più profonda le onde più

frequenti (onda morfologica) determinano la formazione di una barra tra la profondità di –2,0 e –3,0

m s.l.m.. Le onde estreme più intense tendono a spianare la barra.

3.3.2 Scenario con ripascimento di ghiaia e sabbia grossolana

A seguito del versamento di circa 60 m3/m di ghiaia e sabbia grossolana la linea di riva del profilo

trasversale 178 risulta avanzata di circa 15 m.

Per simulare tale scenario si è dovuto anche in questo caso applicare il modello in due fasi distinte,

utilizzando nella prima fase una valore del D50 pari a 1,0 mm e nella seconda fase un valore del D50

pari a 0,13 mm.


Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche per D50=1,0 è riportato nella Figura 3.6.



13




materiale grossolano. La figura mostra chiaramente che il frangimernto durante le mareggiate

estreme si concentra negli ultimi 60 m di spiaggia sommersa e sulla spiaggia emersa, mentre il

livello marino raggiunge +2,0 m s.l.m.


Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche per D50=0,13 mm è riportato nella

Figura 3.7. La figura mostra che in corrispondenza della spiaggia sommersa più profonda le onde

estreme più intense tendono a spianare la barra sottomarina producendo l’assestamento del

materiale grossolano di versamento con conseguente arretramento dell’ordine del metro della linea

di riva riqualificata.

3.3.3 Scenario con ripascimento di ghiaia e sabbia grossolana e scogliera sommersa

Per simulare tale scenario si è dovuto anche in questo caso applicare il modello in due fasi distinte,

utilizzando nella prima fase una valore del D50 pari a 1,0 mm e nella seconda fase un valore del D50

pari a 0,13 mm. La scogliera sommersa è stata simulata con un elemento inerodibile.


Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche per D50=1,0 è riportato nella Figura 3.8.




materiale grossolano. La figura mostra chiaramente che in corrispondenza della scogliera si

determina l’abbattimento di circa 1,0 m di altezza d’onda e si determina un sovralzo del livello

marino di circa 0,24 m. Il frangimento durante le mareggiate estreme negli ultimi 60 m di spiaggia

sommersa e sulla spiaggia emersa risulta comunque analogo allo scenario senza barriera sommersa.

Anche la quota raggiunta dal livello marino è analoga a quella di +2,0 m s.l.m. dello scenario senza

barriera sommersa.



14


Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche per D50=0,13 mm è riportato nella

Figura 3.9. La figura mostra che in corrispondenza della spiaggia sommersa più profonda le onde

estreme frangono sulla scogliera sommersa riducendo la loro altezza a meno di 2,0 m. Tale

riduzione consente la formazione di una barra sommersa tra le profondità di –2,5 e –3,0 m s.l.m.

Nella zona di sottoflutto rispetto alla scogliera sommersa si accenna la formazione di truogolo con

migrazione di una piccola quantità di materiale sedimentario al largo della scogliera.

3.3.4 Scenario con ulteriore ripascimento di sabbia fine

Oltre al versamento di circa 60 m3/m di ghiaia e sabbia grossolana e alla realizzazione della

scogliera sommersa dello scenario precedente si è considerato lo scenario con un ulteriore

versamento di materiale costituito da sabbia fine (D50=0,15 mm) del volume di circa 400 m3/m.

Per simulare tale scenario si è potuto applicare il modello utilizzando unicamente il valore del D50

della cava marina individuata pari a 0,15 mm.

Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche sotto l’azione dell’onda

morfologica e delle mareggiate estreme con tempo di ritorno 1, 2, 3, 4 e 5 anni. è riportato nella

Figura 3.10. La figura mostra che le onde più frequenti modellano il versamento di sabbia fino alla

profondità di circa –3,0 m s.l.m., dando origine ad una spiaggia fine emersa di circa 40 m di

larghezza.

In occasione della mareggiata con tempo di ritorno annuale parte del materiale della spiaggia

emersa viene trasportato nei fondali più profondi, compresi tra la scogliera e la profondità di –3,0 m

s.l.m. Il frangimento risulta distribuito su 200 m di larghezza della spiaggia. Il livello marino in

occasione della mareggiata con tempo di ritorno annuale raggiunge appena la quota di +1,7 m s.l.m.

Nei 5 anni successivi si assiste al progressivo spostamento del materiale fine dalla spiaggia

emersa alle profondità maggiori anche oltre la scogliera di protezione (fino a –4,5 m s.l.m.). Al

quinto anno la spiaggia fine emersa risulta quasi completamente scomparsa.



15

Figura 3.4 - Applicazione del modello trasversale SBEACH32 con D50=1.0 mm: andamento del

profilo trasversale 178, sottoposto all’onda morfologica e alla mareggiata estrema annuale

-5.5

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

progressive (m)

Hs

(m)

profilo Tr=1 anno

Profilo onda morfologica

Profilo rilevato

Hs Tr=1anno

S.W.L. Tr=1anno


profilo trasversale 178, sottoposto all’onda morfologica e alla mareggiata estrema annuale

-5.5

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

progressive (m)

Hs

(m)

profilo Tr=1 anno


Profilo rilevato

Hs Tr=1anno

S.W.L. Tr=1anno



16


profilo trasversale 178 con ripascimento di 60 m3/m D50=1.0 mm , sottoposto all’onda

morfologica e alla mareggiata estrema annuale

-5.5

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

progressive (m)

Hs

(m)

profilo Tr=1 anno


Profilo rilevato

Hs Tr=1anno

S.W.L. Tr=1anno

Figura 3.7 - Applicazione del modello trasversale SBEACH32 con D50=0,13 mm: andamento del

profilo trasversale 178 con ripascimento di 60 m3/m D50=1.0 mm , sottoposto all’onda

morfologica e alla mareggiata estrema annuale

-5.5

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

progressive (m)

Hs

(m)

profilo Tr=1 anno


Profilo rilevato

Hs Tr=1anno

S.W.L. Tr=1anno



17


profilo trasversale 178 con ripascimento di 60 m3/m D50=1.0 mm e scogliera sommersa,

sottoposto all’onda morfologica e alla mareggiata estrema annuale

-5.5

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

progressive (m)

Hs

(m)

profilo Tr=1 anno


Profilo rilevato

Hs Tr=1anno

S.W.L. Tr=1anno


profilo trasversale 178 con ripascimento di 60 m3/m D50=1.0 mm e scogliera sommersa,

sottoposto all’onda morfologica e alla mareggiata estrema annuale

-5.5

-5.0

-4.5

-4.0

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

0 20 40 60 80 100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

progressive (m)

Hs

(m)

profilo Tr=1 anno


Profilo rilevato

Hs Tr=1anno

S.W.L. Tr=1anno



18

Figura 3.10 - Applicazione del modello trasversale SBEACH32 con D50=0.15 mm: andamento

del profilo trasversale 178 con ripascimento di 60 m3/m D50=1.0 mm, 400 m3/m D50=0.15mm e

scogliera sommersa, sottoposto all’onda morfologica e alle mareggiate estreme



19

4 APPLICAZIONE DEL MODELLO DI MORFODINAMICA

LONGITUDINALE "ARIES"

Il litorale del Comune di Porto Sant’Elpidio ha uno sviluppo di circa 7 km e si colloca tra la foce del

fiume Chienti e la foce del fiume Tenna. Esso fa parte della sub unità fisiografica compresa tra i

porti di Porto Civitanova e Porto San Giorgio avente uno sviluppo di circa 16,5 km.

Per le verifiche morfodinamiche a lungo termine (anni) sono attualmente disponibili modelli

monodimensionali detti "ad una linea". Questi ultimi si applicano bene lungo le spiagge pressoché

rettilinee in cui si può scegliere un asse del modello con orientamento quasi parallelo alla linea di

riva.

Nel caso del litorale del Comune di Porto Sant’Elpidio la linea di costa tra le foci dei fiumi Chienti

e Tenna si presenta attualmente allineata con la direzione di circa 158° N. Rispetto a tale

orientamento la linea di riva della sub-unità fisiografica compresa tra i porti di Porto Civitanova e

Porto San Giorgio si discosta di circa ±18° in prossimità dei due porti e di circa ±11° in prossimità

della foce del fiume Tenna. Sotto tali condizioni l’applicazione dei modelli “ad una linea” risulta

affidabile, pertanto è stato applicato il modello "ad una linea" ARIES sviluppato dalla MODIMAR

s.r.l. di Roma ed ormai testato in numerose applicazioni. Nell’applicazione si è orientato l’asse “x”

secondo la direzione di 158° N.

Mediante la taratura del modello si sono eliminati i disturbi dovuti alla curvatura della spiaggia

nelle parti estremali e più lontane dalla zona di interesse.

Per il clima meteomarino si è fatto riferimento allo “Studio meteomarino”, mentre per la

granulometria del sedimento e per i valori della portata solida si è fatto riferimento allo “Studio

morfologico” .

4.1 Descrizione del modello ARIES

ARIES è un modello di spiaggia del tipo classico "ad una linea" e consente di simulare l'evoluzione

della fascia costiera attraverso la modellazione delle modifiche planimetriche, nel tempo, della sola

linea di riva. Per la descrizione dettagliata del modello si rimanda all'Appendice.



20

Il modello trae la sua origine dai principi teorici degli studi di dinamica costiera condotti da

Pelnard-Considère1 e può essere applicato ad aree costiere ove le fenomenologie di morfodinamica

evolvono sotto le seguenti ipotesi:

• il litorale presenta un profilo di equilibrio, rispetto al piano trasversale alla linea di riva, che

mantiene la sua forma, muovendosi parallelamente a se stesso, al manifestarsi sia di fenomeni di

erosione sia di accrescimento della fascia costiera;

• il trasporto solido litoraneo è indotto essenzialmente dall'azione delle correnti connesse alle onde

di superficie, mentre può ritenersi trascurabile l'effetto delle correnti di marea o di correnti

collegate all'azione diretta del vento;

• il flusso solido si realizza essenzialmente in senso longitudinale alla linea di riva e rimane

confinato entro una fascia costiera (fascia "attiva"), alle cui estremità di "riva" (foreshore) e

"largo" (offshore) il flusso solido può ritenersi trascurabile;

• la portata Q del flusso solido longitudinale è funzione del contenuto energetico (proporzionale ad

Hb2) e dell'angolo α di incidenza delle onde frangenti lungo il litorale;

• i possibili scambi di materiale solido tra la fascia attiva e l'esterno sono di tipo puntuale (foci

fluviali; canyons sottomarini) in termini di portata solida entrante od uscente. Possono essere

considerati perdite o apporti diffusi.

Sulla base di queste ipotesi è possibile modellare la complessa dinamica di un litorale sabbioso,

imponendo e risolvendo, alle differenze finite, l'equazione di continuità del volume di sabbia

associata al flusso di materiale sabbioso relativo alla sola componente litoranea. Ovviamente, il

modello matematico ARIES consente di simulare in maniera soddisfacente l'evoluzione della costa

previa definizione accurata delle condizioni al contorno.

Una di queste condizioni è costituita dal clima meteomarino al largo, ovvero alla sequenza di onde

rappresentative delle condizioni di esposizione medio-climatiche del sito in esame (forzanti di moto

ondoso). Propagandosi verso "riva" su fondali via decrescenti, le onde subiscono una serie di

trasformazioni geometriche e perdite d'energia sino a frangere lungo il litorale innescando ed

alimentando i fenomeni di trasporto litoraneo. Il modello di calcolo Aries è in grado di simulare,

note le condizioni al largo (espresse in funzione di altezza d'onda significative Hs periodi di picco

Tp e direzioni di provenienza α) i fenomeni di propagazione verso riva (rifrazione e shoaling) sino

1 Essai de théorie de l'évolution des formes de rivages en plages de sable et de galets. 4th Journées de

l'Hydraulique, Les Energies de la Mer, Question III, Rapport No.1, 1956



21

al frangimento, tenendo conto anche del fenomeno della diffrazione di eventuali ostacoli emergenti

e/o sommersi (vedi Appendice 1).

Altra condizione al contorno è costituita dal valore della portata solida netta agli estremi dell’area

simulata.

4.2 Discretizzazione della linea di riva e definizione delle condizioni al contorno

Il tratto di litorale simulato si estende fra il porto di Porto Civitanova e quello di Porto San Giorgio

per uno sviluppo costiero di circa 16,8 km lungo l'asse di riferimento.

Il tratto di costa è stato discretizzato con 573 sezioni ad interasse 30 m tracciate ortogonalmente

rispetto all’asse del modello.

CONDIZIONI DI ESTREMITÀ DELLA LINEA DI RIVA

Le condizioni al contorno costituite delle portate Q1 e Qn scambiate con le spiagge esterne a nord

del porto di Porto Civitanova e a sud del porto di Porto San Giorgio sono:

Q1= 30.000 m3/anno in corrispondenza del porto di Porto Civitanova (estremo sinistro del modello);

Qn = 0.000 m3/anno in corrispondenza del porto di Porto San Giorgio (estremo destro del modello).

APPORTI SOLIDI TRASVERSALI

Per quanto riguarda gli apporti solidi trasversali dei corsi d’acqua sono stati trascurati quelli dei

fossi: Cascinare, Castellano, Fonte Serpe, dell’Albero, del Palo, degli Alberelli, Bocca di Rio e Rio

Petronilla, in quanto hanno un bacino idrografico di estensione trascurabile rispetto a quelli dei

fiumi Chienti e Tenna le cui portate solide sono state stimate nello “Studio morfologico ” allegato al

progetto.

I valori degli apporti solidi dei fiumi Chienti e Tenna considerati in fase di calibrazione sono

rispettivamente di 32.000 m3/anno e 22.000 m3/anno.

DIAMETRO MEDIO DEI SEDIMENTI

Il modello di calcolo per descrivere la mobilità del sedimento, utilizza:

• il peso specifico immerso, assunto pari a 1,15 t/m3;

• un coefficiente funzione: di un diametro medio D50 (assunto pari a 1,0 mm) e di un

coefficiente di taratura.



22

Il modello di calcolo per descrivere la forma del profilo trasversale di spiaggia, in modo da

determinare lungo il profilo il punto di primo frangimento, utilizza l’espressione di Dean (h=Ay2/3)

dove A è un coefficiente funzione di un diametro medio D50. A tal proposito è stato utilizzato un

valore di D50 pari a 0,17 mm il quale fornisce il miglior adattamento della curva teorica di Dean

sopra riportata ai profili reali.

OPERE A MARE

Il modello di calcolo è in grado di simulare:

- pennelli trasversali, che influenzano per diffrazione i fenomeni di propagazione del moto

ondoso fino al frangimento ed intercettano parte della “deriva” (drift) longitudinale del

trasporto solido;

- barriere frangiflutti distaccate dalla linea di riva, che modificano per diffrazione le

condizioni di propagazione del moto ondoso nella zona ridossata, determinando un

differente campo di trasporto solido;

- opere di tipo misto, combinando le opere di discontinuità trasversali e longitudinali;

- opere radenti alla linea di riva, che rappresentano una condizione di inerodibilità della costa;

- barriere sommerse, che modificano per trasmissione le condizioni di propagazione del moto

ondoso nella zona ridossata determinando un differente campo di trasporto solido.

Il pennello della foce del fosso del Castellano è stato descritto mediante un pennello emergente

lungo circa 70 m rispetto alla posizione della linea di riva attuale.

Il pennello della foce del fiume Tenna è stato descritto mediante un pennello emergente lungo circa

70 m rispetto alla posizione della linea di riva attuale.

La scogliera sommersa della spiaggia di Porto Sant’Elpidio è stata descritta con una barriera

sommersa lunga circa 2500 m con quota di coronamento posta a –1,3 m s.l.m.

Per determinare la porzione di materiale solido intercettata dalle opere trasversali è stata considerata

una distribuzione triangolare del trasporto solido, con valore massimo in corrispondenza dei fondali

di profondità pari a circa 0,50 volte la profondità di chiusura Dc relativa al moto ondoso incidente.

In Figura 4.1 e Figura 4.2 sono rappresentate le curve della percentuale di sedimento passante oltre

il pennello trasversale per le mareggiate di altezza 3,46 m e 2,0 m aventi frequenza di superamento

rispettivamente di 12 e 240 ore/anno ed aventi una profondità di chiusura rispettivamente di 7,1 m e

4,22 m. Le curve sono relative a diverse profondità di imbasamento della barriera. A lungo termine

infatti la profondità della barriera nella zona di sopraflutto può ridursi per effetto



23

dell’insabbiamento, mentre nella zona di sottoflutto può aumentare per effetto dell’arretramento.

Dalla figura si evince che il by-pass naturale per le mareggiate maggiori è notevole e supera il 70%,

mentre per le mareggiate di 2,0 m di altezza solamente il 40% del materiale oltrepassa le opere che

raggiungono i 2,25 m di profondità.

CLIMA ONDAMETRICO

L'evoluzione del litorale è stata riprodotta tenendo conto del moto ondoso incidente. Le onde

utilizzate sono quelle ricavate dallo “Studio meteomarino” allegato al progetto. In particolare sono

stati utilizzati i dati ricostruiti alla profondità di -50 m al largo di Porto Sant’Elpidio. Sulla base del

moto ondoso così ricostruito sono state determinate per ogni classe di direzione di provenienza

(passo di discretizzazione di 10°) e classe di altezza significativa H (passo di discretizzazione di 0,5

m) la durata media annua, il flusso d’energia del moto ondoso medio annuo F e il valore della

ripidità media R del moto ondoso. Essendo la ripidità R∝H/T2 e Hs∝(F2 R)1/5 dove T è il periodo

d’onda, è stato poi attribuito il valore dell’altezza d’onda significativa Hs e periodo T ad ogni classe

di altezza significativa e direzione. Nel calcolo si sono esclusi gli eventi caratterizzati da un’altezza

significativa inferiore ai 50 cm, in quanto dal punto di vista energetico e quindi della capacità di

modellazione della spiaggia si possono ritenere trascurabili. Inoltre sono stati esclusi gli eventi

ondosi provenienti dalle direzioni comprese tra 158°N e 338 °N in quanto non risultano essere

dirette verso la costa.

Il clima ondoso è risultato pertanto essere rappresentato da 103 onde con diversa altezza periodo

direzione e durata riportate in Tabella 4.1.

Tabella 4.1 – Onde rappresentative del clima ondoso a Porto Sant’Elpidio



24

α He Te durata α He Te durata(°N) (m) (s) mesi (°N) (m) (s) mesi

1 340 2.112 6.771 0.002 53 70 2.748 7.390 0.0042 340 1.863 6.467 0.004 54 70 2.257 7.265 0.0043 340 1.338 5.795 0.012 55 70 1.939 7.482 0.0124 340 0.960 4.989 0.035 56 70 1.441 6.339 0.0315 340 0.564 3.909 0.117 57 70 0.989 5.565 0.0296 350 1.783 6.376 0.006 58 70 0.598 4.554 0.0557 350 1.416 5.706 0.010 59 80 3.225 8.250 0.0028 350 0.933 5.036 0.045 60 80 2.244 6.944 0.0029 350 0.549 4.038 0.125 61 80 1.740 6.903 0.006

10 0 2.570 8.371 0.002 62 80 1.415 6.328 0.02911 0 1.567 4.814 0.002 63 80 1.012 5.365 0.03712 0 1.438 5.975 0.010 64 80 0.633 5.266 0.08813 0 0.924 5.034 0.041 65 90 3.477 8.581 0.00214 0 0.558 4.600 0.127 66 90 1.882 7.666 0.00415 10 3.339 8.840 0.002 67 90 1.439 6.691 0.04116 10 2.671 7.051 0.002 68 90 1.040 6.133 0.06017 10 2.557 7.630 0.002 69 90 0.605 4.935 0.11318 10 1.847 6.963 0.012 70 100 3.142 8.519 0.00219 10 1.453 5.981 0.010 71 100 3.001 8.893 0.00420 10 1.032 5.627 0.049 72 100 2.404 7.926 0.01221 10 0.573 4.605 0.140 73 100 1.980 7.643 0.01222 20 2.592 7.888 0.002 74 100 1.402 7.007 0.04123 20 2.230 6.763 0.010 75 100 1.012 6.248 0.06224 20 1.774 6.884 0.025 76 100 0.594 5.183 0.17725 20 1.416 6.223 0.037 77 110 2.501 6.936 0.00226 20 0.988 5.532 0.041 78 110 2.384 8.250 0.01427 20 0.592 4.638 0.131 79 110 1.864 7.402 0.02328 30 2.228 6.878 0.006 80 110 1.457 6.993 0.05329 30 1.826 6.548 0.027 81 110 0.985 6.264 0.08630 30 1.372 6.183 0.029 82 110 0.597 5.195 0.26931 30 0.936 5.307 0.035 83 120 3.150 8.066 0.00232 30 0.607 4.577 0.097 84 120 2.387 7.317 0.00433 40 2.611 7.110 0.006 85 120 1.920 7.467 0.00434 40 2.373 7.205 0.010 86 120 1.491 6.856 0.02935 40 1.902 6.678 0.021 87 120 0.985 5.612 0.07036 40 1.356 5.973 0.031 88 120 0.592 4.963 0.22637 40 1.002 5.252 0.035 89 130 2.682 7.493 0.00638 40 0.602 4.607 0.086 90 130 2.167 6.737 0.00239 50 2.827 7.698 0.008 91 130 1.973 7.077 0.00440 50 2.382 7.078 0.006 92 130 1.334 6.656 0.01041 50 1.823 6.399 0.008 93 130 0.962 5.267 0.03342 50 1.453 6.245 0.014 94 130 0.562 4.299 0.13143 50 1.016 5.286 0.014 95 140 2.612 6.961 0.00244 50 0.596 4.735 0.057 96 140 1.782 6.401 0.00445 60 2.645 8.235 0.002 97 140 1.296 6.563 0.00646 60 2.326 6.928 0.002 98 140 0.966 5.581 0.01447 60 1.898 6.893 0.014 99 140 0.524 3.729 0.09448 60 1.395 6.420 0.018 100 150 2.071 7.646 0.00249 60 0.969 5.343 0.025 101 150 1.441 6.336 0.01050 60 0.575 4.762 0.066 102 150 1.028 5.492 0.01051 70 3.884 7.692 0.002 103 150 0.535 3.657 0.08452 70 3.421 7.692 0.002



25

Figura 4.1 – Percentuale del trasporto solido passante oltre il pennello per diverse profondità

della testata in funzione della posizione del valore massimo del trasporto solido –

Dc=7,1 m probabilità di superamento 12 ore/anno

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

100%

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.5 6 6.5 7

Profondità del massimo valore del trasporto solido

Perc

entu

ale

del t

rasp

orto

sol

ido

pass

ante

D barriera= 2D barriera= 2.25D barriera= 2.5D barriera= 2.75

Figura 4.2 – Percentuale del trasporto solido passante oltre il pennello per diverse profondità

della testata in funzione della posizione del valore massimo del trasporto solido –

Dc=4.22 m probabilità di superamento 240 ore/anno

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

Profondità del massimo valore del trasporto solido

Perc

entu

ale

del t

rasp

orto

sol

ido

pass

ante

D barriera= 2D barriera= 2.25D barriera= 2.5D barriera= 2.75



26

4.3 Calibrazione e validazione del modello

Per una previsione attendibile dell'evoluzione futura della linea di riva è necessaria una preliminare

calibrazione e validazione del modello sulla base dei dati storici a disposizione.

L'obiettivo della fase di calibrazione consistite nel verificare che il modello fosse in grado di

simulare l'evoluzione della costa verificatasi tra il 1985 ed il 1999 tra i porti di Porto Civitanova e

Porto San Giorgio e nel determinare il set di parametri che meglio la riproducono.

La variabilità spaziale del moto ondoso lungo il litorale è stata assicurata introducendo tra i

parametri di ingresso del modello l'ubicazione della “linea batimetrica di chiusura” corrispondente

ad una profondità considerata pari 7,1 m, oltre il quale il fondale non viene modificato dai processi

evolutivi del litorale. L’altezza della fascia attiva, somma della profondità di chiusura (considerata

pari a 7,1 m) e dell’altezza attiva della spiaggia emersa (considerata pari a 2,6 m), è stata posta pari

a 9,7 m.

Il trasporto solido longitudinale calcolato dal modello è stato poi confrontato con quello

determinato in base all’analisi delle linee di riva dello “Studio morfologico” allegato al progetto per

validarne i risultati.

CALIBRAZIONE – EVOLUZIONE 1985÷1999

Il modello è stato applicato per riprodurre l’evoluzione della linea di riva tra il 1985 ed il 1999.

Dopo una serie di numerosi tentativi, eseguiti modificando i parametri di calibrazione del modello

al fine di ottenere il migliore adattamento della linea di riva calcolata con quella misurata si è

pervenuti ai risultati riportati nella Figura 4.3 in scala distorta. Dalla figura si evince che la linea di

costa al termine della simulazione secondo il modello (linea rossa) risulta in buon accordo con

quella rilevata nel 1999 (linea blu). Infatti lo scarto quadratico medio tra la curva teorica e quella

misurata non supera i 7,5 m (0.54 m/anno) per l’intera spiaggia investigata. Approssimazione

maggiore (4,3 m cioè 0.31 m/anno) si è ottenuta per il tratto tra la foce del fiume Chienti e quella

del fiume Tenna (progr. 1980-9180), mentre un’approssimazione minore si è avuta per il tratto tra il

porto di Civitanova e la foce del fiume Chienti (8,5 m cioè 0.61 m/anno) e per il tratto tra la foce del

fiume Tenna e il porto di porto San Giorgio (9,4 m cioè 0.67 m/anno).

La spiaggia tra il porto di Civitanova e la foce del fiume Chienti risulta mediamente spostata verso

mare di 0,7 m con valori massimi di circa 28 m e scostamenti massimi verso terra di circa 10 m.



27

La spiaggia tra la foce del fiume Chienti e la foce del fiume Tenna risulta mediamente spostata

verso mare di circa 2,3 m con valori massimi di circa 21 m e scostamenti massimi verso terra di

circa 5 m.

La spiaggia tra la foce del fiume Tenna e Porto San Giorgio risulta mediamente spostata verso terra

di circa 2,7 m con valori massimi di circa 18 m e scostamenti massimi verso mare di circa 38 m.

I valori degli scarti quadratici medi e degli scostamenti per l'intero tratto di costa simulato e per i

singoli tratti sopra descritti sono sintetizzati nella Tabella 4.2, mentre nella tabella in allegato sono

riportati gli scostamenti e gli scarti quadratici medi delle singole sezioni di calcolo.

Tenuto conto che le linee di costa del 1985 sono state desunte da carte in scala al 10.000 per cui lo

spessore del pennino (0,3mm) comporta errori di 3,0 m sulla valutazione della linea di riva risultati

della simulazione eseguita sulle modifiche cronologiche tra il 1985 ed il 1999 sono più che

soddisfacenti soprattutto per il tratto di litorale che interessa il Comune di Porto Sant'Elpidio

compreso tra le foci dei fiumi Chienti e del fiume Tenna.

Nella Figura 4.4 è riportato l'andamento nel tempo del trasporto solido netto costiero calcolato dal

modello tra il 1985 ed il 1999. Nella figura le portate positive indicano una risultante del trasporto

solido litoraneo da nord-ovest verso sud-est concorde con il verso positivo dell'asse del modello.

In base al moto ondoso incidente e al valore delle portate solide al contorno è stato calcolato:

- un trasporto solido netto diretto verso nord-ovest dal porto di Civitanova fino quasi alla foce

del fosso Cascinare con un valore massimo di circa 50.000 m3/anno subito in riva sinistra

della foce del fiume Chienti;

- un trasporto solido netto diretto verso sud-est dalla foce del fosso Cascinare fino a Porto San

Giorgio;

- un valore massimo del trasporto solido netto di circa 20.000 m3/anno alla foce del fosso

Fonte Serpe;

- un valore minimo del trasporto solido netto di circa 10.000 m3/anno alla foce del fosso

dell’Albero;

- un valore del trasporto solido di circa 30.000 m3/anno in riva sinistra del fiume Tenna e di

circa 60.000 m3/anno in riva destra;

- un valore massimo del trasporto solido netto di circa 80.000 m3/anno in corrispondenza della

foce del fosso degli Alberelli;

- un valore minimo del trasporto solido netto di circa 50.000 m3/anno circa 600 m a nord-

ovest della foce di Bocca di Rio;



28

- un valore massimo del trasporto solido netto di circa 58.000 m3/anno alla foce di Bocca di

Rio;

- un valore minimo del trasporto solido netto di circa 15.000 m3/anno alla foce del Rio

Petronilla;

- un valore massimo del trasporto solido netto di circa 22.000 m3/anno circa 600 m a sud-est

della foce del Rio Petronilla.

E’ significativo osservare che attualmente il tratto di costa del Comune di Porto Sant'Elpidio ha un

deficit sedimentario di circa 13.000 m3/anno verso nord-ovest e di circa 30.000 m3/anno verso sud-

est, pari complessivamente a 43.000 m3/anno.

La Figura 4.4 evidenzia come il trasporto solido netto sia in ottimo accordo con quanto determinato

dall’analisi volumetrica basata sulle linee di riva storiche, pertanto il modello può ritenersi valido ed

essere utilizzato per prevedere, nei limiti di attendibilità evidenziati in fase di calibrazione,

l'evoluzione futura del litorale anche in presenza delle opere marittime in progetto.

Tabella 4.2 - Scarti quadratici medi e scostamenti tra la linea misurata e quella calcolata per

tratti di costa – fase di calibrazione (valori in metri)

sezione 0-77 77-317 317-573 0-573progr. 0-1980 1980-9180 9180-16800 0-16800Media 0.73 2.30 -2.77 -0.18Max 28.76 21.31 38.15 38.15Min -10.57 -5.22 -18.16 -18.16sqm 8.53 4.35 9.38 7.50

sqm annuale 0.61 0.31 0.67 0.54



29

Figura 4.3.a - Calibrazione evoluzione 1985-1999 - Linee di riva rilevate e linea di riva calcolata

dal modello – Tratto Porto Civitanova foce Tenna



30

Figura 5.4.b - Calibrazione evoluzione 1985-1999 - Linee di riva rilevate e linea di riva calcolata

dal modello – Tratto foce Tenna Porto San Giorgio



31

Figura 4.4 – Andamento delle portate solide nette calcolata dal modello Aries - Calibrazione del

modello 1990÷1998



32

4.4 Previsione dell’evoluzione della linea di riva

La seconda fase dell'applicazione del modello ARIES ha avuto per obiettivo la valutazione

dell'evoluzione futura della linea di riva, nell'intervallo di tempo 2004-2034 (partendo dalla linea di

riva del 1999), mantenendo i valori dei parametri di taratura individuati in fase di calibrazione.

Si è indagata inizialmente l'evoluzione futura nello scenario attuale, in assenza cioè di interventi di

riqualifica e protezione della spiaggia. Successivamente si è studiato il comportamento evolutivo

della linea di costa accoppiando ad un intervento “attivo” di ripascimento la realizzazione di opere

“passive” costituite da pennelli trasversali. Sono stati esaminati numerosi scenari modificando il

numero e la posizione dei pennelli trasversali. In particolare i pennelli sono stati posti in

corrispondenza delle foci dei corsi d’acqua e lungo il litorale tra la foce del fosso dell’Albero e la

foce del fiume Tenna. Si è concluso che la soluzione ottimale risulta quella con due pennelli della

lunghezza di circa 70 m che raggiungono profondità di circa -2,25 m s.l.m., disposti uno in

corrispondenza della foce del fosso del Castellano a nord dell’abitato di Porto Sant’Elpidio e l’altro

in corrispondenza della foce del fiume Tenna a sud dello stesso centro abitato. Per motivi di sintesi

è stato presentato solamente lo scenario ottimale. E’ importante sottolineare che gli scenari scartati

presentavano soluzioni progettuali peggiorative rispetto allo scenario futuro con solo ripascimento.

Per quanto riguarda l’intervento di ripascimento è stato considerato un ripascimento con sabbia

grossolana e ghiaia con fuso granulometrico avente D50≥1,0 mm tale da far avanzare a breve

termine di circa 15 m la linea di riva nel tratto di 2,5 km a nord della foce del fiume Tenna.

Si è studiato poi il comportamento evolutivo della linea di costa con la realizzazione di una

scogliera sommersa a protezione della spiaggia riqualificata con il ripascimento. La scogliera posta

su fondali di circa 3,5 m a circa 275 m dalla riva ha una lunghezza di 2,5 km, una larghezza in

sommità di circa 10 m e una quota di coronamento a –1,3 m s.l.m. E’ da segnalare che nel tratto di

costa in cui è previsto di realizzare la scogliera sono presenti già delle scogliere sommerse, che

nella conformazione attuale però non risultano efficaci ai fini del contenimento dell’erosione della

foce del fiume Tenna, in quanto risultano ubicate troppo vicino a riva.

Infine si è considerato, in aggiunta agli interventi sopra indicati, anche un ripascimento manutentivo

di circa 20.000 m3/anno con versamento lungo la spiaggia compresa tra il Camping La Risacca e la

foce del fosso Castellano.



33

1. Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche della costa nello scenario attuale è

riportato nella Figura 4.5 in scala naturale e Figura 4.6 in scala distorta, nelle quali sono riportate

le linee di riva del 2004, 2014, 2024 e 2034. Nella Figura 4.13 è riportato l'andamento del

trasporto solido costiero nel 2009, 2014, 2019, 2024, 2029 e 2034. Anche in questo caso i flussi

positivi si intendono diretti nel verso concorde con l'asse del modello.

Nella situazione attuale si individuano le seguenti tendenze evolutive:

- la spiaggia tra la foce del fiume Chienti fino a circa 600 m a sud-est della foce del fosso del

Castellano tenderebbe ad erodersi con spostamenti anche di circa 1,0 m/anno;

- più a sud-est fino alla foce del fosso dell’Albero per una lunghezza complessiva di 1,5 km la

spiaggia tenderebbe ad avanzare di circa 0,4 m/anno;

- a sud-est della foce del fosso dell’Albero fino alla foce del fiume Tenna per una lunghezza

complessiva di circa 3,1 km la spiaggia tenderebbe ad arretrare con arretramenti

leggermente crescenti verso la foce del fiume di circa 0,7 m/anno;

- il trasporto solido netto risulta diretto verso nord nel tratto esteso 600 m a sud della foce del

fiume Chienti con valori massimi di circa 10.000 m3/anno alla foce del fiume Chienti;

- nel resto del litorale il trasporto solido netto risulta diretto verso sud con valori massimi, a

circa 300 m a sud della foce del fosso del Castellano, di circa 20.000 m3/anno e in

corrispondenza dalla foce del fiume Tenna di circa 35.000 m3/anno, con valori minimi in

corrispondenza della foce del fosso dell’Albero di circa 10.000 m3/anno;

- il trasporto solido netto risulta stabile nel tempo finché i processi di erosione non

compromettono l’arenile tra la foce del fiume Chienti e la foce del fosso del Castellano.

2. Il risultato della previsione delle modifiche morfologiche della costa nello scenario con i

pennelli alla foce del fosso del Castellano e alla foce del fiume Tenna e con un ripascimento di

sabbia grossolana e ghiaia con D50≥1,0mm per un tratto di circa 2,5 km a nord della foce del

fiume Tenna è riportato nella Figura 4.7 in scala naturale e Figura 4.8 in scala distorta, nelle quali

sono riportate le linee di riva del 2004, 2014, 2024 e 2034. Nella Figura 4.14 è riportato

l'andamento del trasporto solido costiero nel 2009, 2014, 2019, 2024, 2029 e 2034. Anche in

questo caso i flussi positivi si intendono diretti nel verso concorde con l'asse del modello.

A seguito della realizzazione dei due pennelli e dell’intervento di ripascimento si individuano le

seguenti tendenze evolutive:

- la spiaggia tra la foce del fiume Chienti fino a alla foce del fosso del Castellano tenderebbe

ad erodersi con spostamenti anche di circa 1,0 m/anno;



34


spiaggia risulterebbe stabile;

- a sud-est della foce del fosso dell’Albero solamente per un tratto di circa 600 m la spiaggia

risulterebbe tra 30 anni arretrata rispetto all’attuale, mentre più a sud, fino alla foce del

fiume Tenna, risulterebbe avanzata con avanzamenti crescenti fino al valore di 60 m in

corrispondenza della foce del fiume;

- il trasporto solido netto risulta diretto verso nord nel tratto tra la foce del fiume Chienti e la

foce del fosso Cascinare, con valori massimi inferiori a circa 10.000 m3/anno alla foce del

fiume Chienti;

- nel resto del litorale il trasporto solido netto risulta diretto verso sud con valori inferiori a

5.000 m3/anno fino alla foce del fosso dell’Albero e inferiori a 15.000 m3/anno fino alla foce

del fiume Tenna;


compromettono l’arenile nel tratto di circa 900 m a nord della foce del fosso del Cascinare.


pennelli alla foce del fosso del Castellano e alla foce del fiume Tenna, con un ripascimento di


fiume Tenna e la scogliera sommersa di circa 2,5 km di lunghezza a protezione dell’intervento

di ripascimento è riportato ne1la Figura 4.9 in scala naturale e Figura 4.10 in scala distorta, nelle

quali sono riportate le linee di riva del 2004, 2014, 2024 e 2034. Nella Figura 4.15 è riportato

l'andamento del trasporto solido costiero nel 2009, 2014, 2019, 2024, 2029 e 2034. Anche in

questo caso i flussi positivi si intendono diretti nel verso concorde con l'asse del modello.

A seguito della realizzazione dei due pennelli, della scogliera sommersa e dell’intervento di

ripascimento si individuano le seguenti tendenze evolutive:

- la spiaggia tra la foce del fiume Chienti fino a alla foce del fosso del Castellano tenderebbe

ad erodersi con spostamenti anche di circa 1,0 m/anno;





fiume Tenna, risulterebbe avanzata con avanzamenti crescenti fino a valori 40 m in




35


foce del fosso Cascinare con valori massimi inferiori a circa 10.000 m3/anno alla foce del

fiume Chienti;


5.000 m3/anno fino alla foce del fosso dell’Albero e inferiori a 15.000 m3/anno fino alla foce

del fiume Tenna, ma superiori a 10.000 m3/anno solamente nel tratto di 1,6 km più prossimo

alla foce del fiume;


compromettono l’arenile nel tratto di circa 900 m a nord della foce del fosso del Cascinare.


pennelli alla foce del fosso del Castellano e alla foce del fiume Tenna, con un ripascimento di


fiume Tenna, la scogliera sommersa di circa 2,5 km di lunghezza a protezione dell’intervento di

ripascimento ed interventi manutentivi di circa 20.000 m3/anno è riportato ne1la Figura 4.11 in

scala naturale e Figura 4.12 in scala distorta, nelle quali sono riportate le linee di riva del 2004,

2014, 2024 e 2034. Nella Figura 4.16 è riportato l'andamento del trasporto solido costiero nel

2009, 2014, 2019, 2024, 2029 e 2034. Anche in questo caso i flussi positivi si intendono diretti

nel verso concorde con l'asse del modello.

A seguito della realizzazione dei due pennelli, della scogliera sommersa, dell’intervento di

ripascimento e dei ripascimenti manutentivi si individuano le seguenti tendenze evolutive:

- la spiaggia tra la foce del fiume Chienti fino a alla foce del fosso Cascinare risulterebbe

stabile;

- la spiaggia tra la foce del fosso Cascinare e la foce del fosso Castellano risulterebbe in

avanzamento di circa 0,35 m/anno;





fiume Tenna, risulterebbe avanzata con avanzamenti crescenti fino a valori 40 m in




36


foce del fosso Cascinare con valori massimi inferiori a circa 10.000 m3/anno alla foce del

fiume Chienti;


7.500 m3/anno fino alla foce del fosso del Castellano, inferiori a 5.000 m3/anno tra la foce

del fosso del Castellano e la foce del fosso dell’Albero e inferiori a 15.000 m3/anno fino alla

foce del fiume Tenna, ma superiori a 10.000 m3/anno solamente nel tratto di 1,6 km più

prossimo alla foce del fiume;

- il trasporto solido netto risulta stabile nel tempo.

In Figura 4.17 si riporta il confronto della linea di riva tra 30 anni nei diversi scenari.

La figura mostra che tutti gli scenari di progetto sono migliorativi rispetto allo scenario attuale.

Risulta evidente inoltre che la scogliera sommersa oltre a ridurre l’energia trasversale del moto

ondoso, favorisce una conformazione della linea di costa a lungo termine parallela alla linea di riva

attuale nel tratto tra la foce del fosso dell’Albero e la foce del fiume Tenna, riducendone la tendenza

alla rotazione.

Infine la Figura 4.17 mostra come l’intervento manutentivo di 20.000 m3/anno consente il

mantenimento della spiaggia tra la foce del fiume Chienti e la foce del fosso del Cascinare. E’

importante rilevare che alcune simulazioni aggiuntive eseguite al computer di scenari che

prevedevano la realizzazione di una serie di pennelli trasversali emersi, in questo tratto di litorale,

hanno evidenziato pericolosi fenomeni erosivi nelle zone di sottoflutto. Tali fenomeni possono

localizzarsi sia in sinistra che in destra dell’opera in ragione del fatto che lungo il litorale in oggetto

si verifica l’inversione della direzione del trasporto solido netto.

Pertanto l’ipotesi di utilizzo di tale tipologia di intervento nel tratto tra la foce del fiume Chienti e la

foce del fosso Cascinare è stata immediatamente scartata.

Figura 4.5 - Previsione 2004÷2034, scenario attuale



37

Figura 4.6 – Previsione 2004÷2024 - Linea di riva calcolata dal modello Aries – scenario attuale



38



39

Figura 4.7- Previsione 2004÷2034, scenario con pennelli al fosso del Castellano e al fiume

Tenna, ripascimento con Dm ≥1,0 mm



40

Figura 4.8 – Previsione 2004÷2024 - Linea di riva calcolata dal modello Aries – scenario con

pennelli al fosso del Castellano e al fiume Tenna, ripascimento con D50 ≥1,0 mm



41

Figura 4.9 - Previsione 2004÷2024 – scenario con pennelli al fosso del Castellano e al fiume

Tenna, scogliera sommersa, ripascimento con Dm ≥1,0 mm



42

Figura 4.10 – Previsione 2004÷2024 - Scenario con pennelli al fosso del Castellano e al fiume

Tenna, scogliera sommersa, ripascimento con D50 ≥1,0 mm



43

Figura 4.11 - Previsione 2004÷2034 – scenario con pennelli al fosso del Castellano e al fiume

Tenna, scogliera sommersa, ripascimento con Dm ≥1,0 mm e ripascimento

manutentivo di 20.000 m3/anno



44

Figura 4.12 – Previsione 2004÷2024 - Linea di riva calcolata dal modello Aries – scenario con

pennelli al fosso del Castellano e al fiume Tenna, scogliera sommersa, ripascimento

con D50≥1,0 mm e ripascimenti manutentivi di 20.000 m3 anno



45

Figura 4.13 – Andamento delle portate solide nette calcolata dal modello Aries – scenario attuale

previsione 2004÷2024



46

Figura 4.14 – Andamento delle portate solide nette calcolata dal modello Aries – scenario con

pennelli al fosso del Castellano e al fiume Tenna, ripascimento con D50 ≥1,0 mm

previsione 2004÷2024



47



con D50≥1,0 mm - previsione 2004÷2024



48



con D50 ≥1,0 mm e ripascimento manutentivo di 20.000 m3/anno previsione

2004÷2024

Figura 4.17 – Previsione a 30 anni dei diversi scenari simulati



49



50

APPENDICE A

CALIBRAZIONE DEL MODELLO

1985÷1999

Tabella A - Risultati della calibrazione del modello 1985-1999



51

progr. y 1999 y Aries Dy sqrt0 1090.602 1108.03 17.428 303.7430 1080.533 1086.93 6.397 40.9260 1070.622 1072.02 1.398 1.9590 1060.418 1060.15 -0.268 0.07

120 1050.884 1048.66 -2.224 4.95150 1042.76 1038.86 -3.900 15.21180 1033.408 1031.47 -1.938 3.76210 1023.942 1025.48 1.538 2.37240 1016.556 1019.98 3.424 11.72270 1010.103 1015 4.897 23.98300 1007.365 1010.53 3.165 10.02330 1003.391 1006.47 3.079 9.48360 1000.888 1002.62 1.732 3.00390 999.293 998.86 -0.433 0.19420 998.404 995.51 -2.894 8.38450 995.8 992.54 -3.260 10.63480 995.445 990.13 -5.315 28.25510 994.381 988.19 -6.191 38.33540 992.52 986.58 -5.940 35.28570 990.785 985.12 -5.665 32.09600 989.49 983.71 -5.780 33.41630 988.441 982.47 -5.971 35.65660 987.254 981.62 -5.634 31.74690 986.21 980.92 -5.290 27.98720 985.303 980.26 -5.043 25.43750 985.401 979.97 -5.431 29.50780 982.555 980.19 -2.365 5.59810 982.156 979.85 -2.306 5.32840 983.046 979.14 -3.906 15.26870 981.829 978.03 -3.799 14.43900 981.249 977.41 -3.839 14.74930 981.166 976.78 -4.386 19.24960 980.669 976.36 -4.309 18.57990 980.171 976.02 -4.151 17.231020 979.838 976.08 -3.758 14.121050 979.379 976.47 -2.909 8.461080 978.7 977.02 -1.680 2.821110 978.908 977.33 -1.578 2.491140 979.259 977.19 -2.069 4.281170 980.339 977.11 -3.229 10.43



52

progr. y 1999 y Aries Dy sqrt1200 979.661 977.32 -2.341 5.481230 981.661 978.14 -3.521 12.401260 984.497 978.64 -5.857 34.301290 988.324 979.13 -9.194 84.531320 990.728 980.16 -10.568 111.681350 991.383 982.75 -8.633 74.531380 991.213 985.92 -5.293 28.021410 991.796 988.52 -3.276 10.731440 992.135 990.33 -1.805 3.261470 992.817 992.32 -0.497 0.251500 993.681 993.83 0.149 0.021530 993.389 995.85 2.461 6.061560 992.747 997.57 4.823 23.261590 991.826 999.67 7.844 61.531620 991.954 1001.24 9.286 86.231650 992.436 1002.37 9.934 98.681680 994.383 1002.47 8.087 65.401710 1004.266 1002.2 -2.066 4.271740 982.472 1001.82 19.348 374.351770 972.355 1001.11 28.755 826.851800 973.001 999.5 26.499 702.201830 973.168 995.52 22.352 499.611860 973.136 992.26 19.124 365.731890 971.435 988.32 16.885 285.101920 970.714 984.91 14.196 201.531950 972.386 988.63 16.244 263.871980 973.879 987.53 13.651 186.352010 974.849 987.96 13.111 171.902040 976.025 987.04 11.015 121.332070 977.768 987.68 9.912 98.252100 979.935 987.81 7.875 62.022130 982.392 988.18 5.788 33.502160 983.74 988.27 4.530 20.522190 983.379 988.31 4.931 24.312220 981.434 988.19 6.756 45.642250 979.111 987.93 8.819 77.772280 979.174 987.48 8.306 68.992310 979.051 986.84 7.789 60.672340 978.685 985.98 7.295 53.222370 979.51 984.89 5.380 28.942400 980.551 984.18 3.629 13.172430 980.934 984.17 3.236 10.472460 982.063 984.46 2.397 5.752490 984.777 984.52 -0.257 0.072520 985.81 984.55 -1.260 1.592550 985.138 984.36 -0.778 0.612580 984.467 984.06 -0.407 0.172610 983.173 983.59 0.417 0.172640 981.593 982.92 1.327 1.762670 980.013 982.01 1.997 3.99



53

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progr. y 1999 y Aries Dy sqrt16260 317.649 309.06 -8.589 73.7716290 315.956 308.48 -7.476 55.8916320 314.263 307.83 -6.433 41.3816350 312.57 307.28 -5.290 27.9816380 310.877 307.16 -3.717 13.8216410 310.349 309.12 -1.229 1.5116440 312.754 312.72 -0.034 0.0016470 316.178 318.15 1.972 3.8916500 321.858 325.79 3.932 15.4616530 327.538 331.23 3.692 13.6316560 333.218 335.08 1.862 3.4716590 340.209 339.13 -1.079 1.1616620 348.489 349.87 1.381 1.9116650 356.746 359.01 2.264 5.1316680 363.414 358.26 -5.154 26.5616710 370.082 359.47 -10.612 112.6116740 376.75 363.34 -13.410 179.8316770 383.554 368.69 -14.864 220.9416800 390.91 377.27 -13.640 186.05

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