in_Defence

La Regione Emilia-Romagna, in sinergia con i Comuni costieri, svolge una parte attiva nell’assicurare la gestione corretta del bene spiaggia e la difesa dei litorali dal fenomeno dell’erosione e dell’ingressione marina.

Gli interventi consistono nel ripristino del litorale mediante il ripascimento degli arenili, realizzato principalmente utilizzando le sabbie di depositi sottomarini, e nella realizzazione e/o manutenzione delle opere di difesa rigida.

La scelta di intervenire, ove possibile, con sistemi di difesa ‘morbidi’ quali sono i ripascimenti, è stata assunta nel 2005 con l’approvazione da parte della regione delle Linee Guida  per la Gestione Integrata Zone Costiere (Delibera C.R. 20 gennaio 2005, n.645).

Le opere ‘rigide’ per la  difesa della costa

Per proteggere il litorale è necessario mettere in campo varie misure, quelle cosiddette "strutturali", che sono le opere rigide,  quelle non ‘strutturali’ come i ripascimenti  ma anche le ‘misure conoscitive’ che servono a comprendere i fenomeni e a prospettare le possibili soluzioni di intervento. Tra queste ultime rientrano il monitoraggio dei cambiamenti della linea di riva, profondamente influenzati della messa in opera di difese artificiali (attive e passive)  e la ricognizione degli interventi di difesa, al fine di verificare la loro efficacia nella protezione della spiaggia e dell’entroterra e di registrare l’insorgenza di eventuali problematiche.

Per questo motivo nell’ambito del progetto Cadsealand (2004- 2006)  è stato realizzato il primo “Catalogo Informatizzato delle Opere di Difesa costiera della RER”, che forniva la  mappatura e la classificazione delle opere rigide sulla base della foto-interpretazione delle immagini aeree degli anni 1943-45, 1982, 1998 e  2005. In questa occasione, inoltre, è stata analizzata l’influenza delle opere sulla spiaggia emersa e sommersa, mettendo in luce il stretto legame tra l’evoluzione della costa e l’irrigidimento del sistema difensivo (vedi il lavoro Perini et al 2008). Successivamente lo strumento è stato aggiornato sempre su base foto-interpretativa del 2008, 2011 e 2014. Il catalogo delle opere ora costituisce una parte integrante del sistema informativo  in_Defence.

Le prime testimonianze dell’esistenza di opere di difesa costiera sono state individuate sulla cartografia tecnica ‘Primo Impianto IGM del 1893’, mentre la prima mappatura è stata prodotta sulla base delle foto aeree datate 1943-45 (volo R.A.F.) dalle quali risulta che meno del 10% del litorale regionale era protetto con opere di difesa dal mare, per lo più dislocate a fronte delle zone bonificate nei pressi dell’abitato di Goro. A partire dagli anni ’60 l’uso di opere di difesa rigida è divenuto via via più diffuso e ad oggi oltre il 60% della costa emiliano-romagnola risulta protetta in modo artificiale.

Costruzione del Catalogo Informatizzato delle Opere di Difesa

In assenza di un archivio organizzato, anche cartaceo, degli interventi di difesa costiera realizzati in passato, il quadro storico e attuale è stato ricostruito mappando le opere sulla base di fotografie aeree appartenenti a diversi periodi di tempo.

La procedura operativa adottata può essere schematizzata nel modo seguente:

• Fotointerpretazione e mappatura delle strutture rigide riconoscibili sulle foto aeree relative agli anni 1943-45 – 1982 – 1998 – 2005 – 2008 -2011 e 2014.
• Classificazione delle opere utilizzando come riferimento le indicazioni fornite “dall’Atlante delle spiagge Italiane” del CNR (1985) e l’’Atlante delle opere di sistemazione costiera’ pubblicato da Apat (2007).    (PDF allegato 2)
• Misura dei parametri geometrici dell’opera (lunghezza dell’opera, distanza da riva, ampiezza varchi ecc.) e attribuzione del dato altimetrico alle opere emerse mediante confronto con il modello di elevazione digitale Lidar
• Raccolta dei dati costruttivi, disponibili presso i Servizi Tecnici Regionali.
• Popolamento del geodatabase, sulla base della struttura di seguito descritta
• verifica e pubblicazione dei cataloghi in WEB

Struttura del catalogo "Opere di Difesa della Costa"

La struttura finale del database è stata discussa e concordata con gli ex Servizi Tecnici regionali (ora Servizi di area dell’Agenzia regionale per la sicurezza territoriale e la protezione civile)  impegnati nella attività di pianificazione e difesa della costa regionale, e consta dei seguenti campi.

Database degli interventi di ripascimento

La seconda componente di in_Defence è il database degli interventi di ripascimento (DB ripascimenti), realizzato al fine di monitorare le modificazioni antropiche del litorale e di quantificare il contributo ‘artificiale’ al bilancio sedimentario del sistema spiaggia.

Tale prodotto è stato sviluppato in 2 fasi:

• nel  2008, è stato prodotto un primo geodatabase (DB ripascimenti) organizzato sulla base degli interventi effettuati, ricostruendo anche lo storico a partire dal 1983. Si compone di uno shape file con la mappatura dell’area interessata dallo sversamento della sabbia e di una tabella con tutti i dati descrittivi elencati nell’immagine 1.
• a partire dal 2010 con la creazione del Sistema gestionale delle celle litoranee (SICELL) i dati sui ripascimenti sono stati riorganizzati sulla base delle celle litoranee di appartenenza. Il geodatabase è organizzato in 4 tabelle , collegate a ciascuna cella, in cui sono caricate tutte le informazioni relativamente a: apporti da altre celle; apporti esterni; prelievi; spostamenti interni e descritti nell’immagine 2. In GIS è possibile visualizzare sinteticamente le informazioni attraverso grafici che esprimono le quantità apportate o prelevate dalla singola cella (vedi immagine 3). L’alimentazione della banca dati viene fatta dal SGSS sulla base delle informazioni trasmessi dai Servizi di area dell’Agenzia regionale per la sicurezza territoriale e la protezione civile.

immagine 1 - Geodatabase  2008

immagine 2 - Geodatabase  2010

visualizzazione dati nel GIS 

Bibliografia

• Il Catalogo delle opere di difesa costiera della Regione Emilia-Romagna
  Perini L., Lorito S. & Calabrese L. (2008) - . Studi Costieri 15, pp. 39-56.ISSN1129-8588 Nuova Grafica Fiorentina.
• Manuale APAT

Approfondimenti

Mappatura

La corretta fotointerpretazione delle immagini aeree permette il riconoscimento della maggior parte delle difese rigide emerse e soffolte presenti lungo il litorale regionale.
Nel caso delle opere emerse, vengono tracciati i limiti della porzione emersa delle opere pseudo - parallele o trasversali alla linea di riva, visibili al momento dello scatto della foto aerea. Quando le condizioni meteo marine sono ottimali è possibile intravedere anche la porzione sommersa dell’opera, tuttavia si è deciso di non mappare tale limite in quanto le condizioni possono variare su fotogrammi contigui, rendendo discontinuo questo dato.

Nel caso delle opere soffolte, invece, vengono tracciati i limiti della porzione dell’opera sotto il livello dell’acqua, generalmente ben riconoscibili per la presenza di un’ombra scura sulla foto aerea. Purtroppo, se lo scatto è avvenuto in condizioni di mare mosso, le opere soffolte possono essere confuse con vecchie opere emerse smantellate per erosione. In questi casi, l’attribuzione corretta dell’opera avviene dopo il confronto con i tecnici dei Servizi di area dell’Agenzia regionale per la sicurezza territoriale e la protezione civile.

La risoluzione è variabile a seconda del periodo di appartenenza della foto passando dalla fotointerpretazione a scala indicativa 1:35.000 del volo 1943, alla scala 1:10.000 o di maggior dettaglio per le immagini successive al 1:10000.

Opera distaccata emersa,
Esempio di mappatura: vengono tracciati i limiti della porzione emersa dell’opera pseudo-parallela alla linea di riva, visibili al momento dello scatto della foto aerea

I parametri calcolati sulla base della fotointerpretazione e/o dei dati lidar sono:
- la dimensione dell’opera; - la distanza dalla linea di riva
- l’apertura dei varchi; - la quota sul livello del mare

La mappatura in ambiente GIS permette di calcolare in automatico alcuni parametri geometrici quali le dimensioni delle opere e di ricavarne altri mediante semplici analisi  come la distanza dalla linea di riva o l’ampiezza dei varchi fra opere contigue.
Un paramentro molto importante quale l’altezza delle opere (m s.l.m.m.)  è invece ricavabile dall’analisi dei dati altimetrici Lidar.

In corrispondenza di ciascuna struttura è stato tracciato un profilo longitudinale dell’opera, dal quale sono state estratte le quote e le distanze dei punti (x,y,z) dalla copertura LIDAR più aggiornata. Per ciascuna opera sono state definite le quote minima, media e massima.
Il Datum Altimetrico utilizzato è il livello medio mare – Genova ‘42.

Classificazione delle opere di difesa

Le opere di difesa individuate lungo il litorale regionale sono state classificate seguendo le indicazioni (salvo lievi modifiche) dell’Atlante delle spiagge Italiane (CNR 1985) e confrontando le tipologie riconosciute con la classificazione riportata nell’Atlante delle opere di sistemazione costiera pubblicato da Apat (2007).
La descrizione della singola tipologia  di opera  presente sul litorale emiliano romagnolo è la seguente:

• opera di difesa longitudinale distaccata - emergente: segmenti di scogliera in massi posti su fondali di circa 3 m, separati da varchi aventi lo scopo di consentire lo scambio di acqua. Essi agiscono sul moto ondoso attraverso fenomeni di dissipazione dell’energia e fenomeni di diffrazione;
• opera di difesa longitudinale distaccata - soffolta - in massi: segmenti di scogliera in massi posti su fondali di circa 3 m  la cui altezza è limitata all’impatto visivo. La segnalazione avviene attraverso boe luminose;
• opera di difesa longitudinale distaccata - soffolta - in sacchi: sono costituite da un allineamento di sacchi in geotessile colmati di sabbia, con dimensione di 2m3 ciascuno, emergenti dal fondo circa 40 cm. Spesso a sostegno di opere di ripascimento;
• opera di difesa longitudinale distaccata/aderente - soffolta - tubi longard: guaine di tessuto sintetico riempite con una miscela di sabbia. Si installano parallelamente alla linea di riva a varie profondità (piede duna, battigia, spiaggia sommersa). Possono essere associate anche ad elementi perpendicolari che isolino delle celle, favorendo così la formazione di una spiaggia sospesa;
• opera di difesa longitudinale aderente - argini: sono costituite da un argine in terra, o da un cordone dunoso, rivestiti sul lato a mare con geotessili e rinforzati con una mantellata di massi rocciosi;importanti i fenomeni di riflessione del moto ondoso;
• opera di difesa longitudinale aderente - Paratie a mare: sono le palancole in calcestruzzo, ferro o legno. Vengono utilizzate come soluzioni temporanee di emergenza perché hanno breve durata essendo rapidamente scalzate al piede;
• opera di difesa trasversale - pennelli: sono strutture che si estendono dal retrospiaggia alla prima linea dei frangenti  di normale mareggiata. Sono realizzati in massi, calcestruzzo ferro o legno e possono essere isolati o far parte di un sistema. L’effetto è quello di intercettare parte del trasporto lungo riva creando un accumulo sul lato sopraflutto;
• opera di difesa trasversale - tubi longard: guaine di tessuto sintetico riempite con una miscela di sabbia.

La tabella seguente riporta sinteticamente questa classificazione e le definizioni alternative utilizzate per esempio nel piano costa RER’96 e nelle Istruzioni tecniche per la progettazione ed esecuzione delle opere di difesa del Ministero dei lavori pubblici.

Per una comprensione più immediata a tutti livelli è stata creata una tabella che contiene il campo ‘Definizioni alternative’

Influenza delle opere sulla morfologia della spiaggia emersa e sommersa

Le presenza delle opere di difesa influisce sensibilmente sulla morfologia delle spiagge, sia nella parte emersa che in quella sommersa.
Le principali evidenze della spiaggia emersa sono:

1.   In presenza di strutture trasversali alla costa – moli e pennelli

• L’accrescimento asimmetrico della spiaggia; si individua in questo modo il lato sottoflutto e il lato sopraflutto e quindi la direzione predominante del flusso sedimentario lungo costa. Nella maggioranza dei casi, il trasporto solido lungo costa così valutato è diretto da sud verso nord. In presenza dei moli questo effetto può essere molto importante e si osservano differenze nell’ampiezza della spiaggia emersa di alcune centinaia di metri tra i due lati delle strutture.

Strutture trasversali: forte accrescimento della spiaggia a sud dell’opera
e sensibile arretramento della parte sottoflutto - effetto molo

Strutture trasversali: forte accrescimento della spiaggia a sud dell’opera
e sensibile arretramento della parte sottoflutto - effetto pennelli

2.  In presenza di strutture longitudinali distaccate (scogliere):

• nel  tratto  di  mare  riparato  da  queste opere l’energia del moto ondoso è minore e si possono depositare  le  sabbie  trasportate  dal  flusso  litoraneo, formando estesi bassofondi e le tipiche morfologie a tombolo.
• Sottoflutto (spesso al margine nord dei sistemi di scogliera) è quasi sempre presente un tratto di spiaggia più arretrato, dove si manifesta una marcata erosione (“hot spot” erosionali).
• In corrispondenza dei varchi tra due scogliere consecutive, a causa della diffrazione delle onde e in presenza di tombolo, la linea di riva assume un andamento circolare, mentre, nella spiaggia sommersa, in corrispondenza dei varchi, è frequente la formazione di truogoli talora profondi.
• Il lato a mare (esterno)  delle strutture è molto spesso caratterizzato da un sensibile approfondimento dei fondali. Il dislivello che si registra tra il lato interno e quello esterno è anche superiore al metro. Questo fenomeno origina problemi di stabilità all'opera

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Difesa mista, Truogoli prodotti dalla corrente di reflusso in corrispondenza dei varchi interposti
 tra due scogliere attigue

Opere longitudinali emerse - Accrescimento della spiaggia e formazione dei tomboli