In questo lavoro di tesi si sono elaborati ed interpretati dati MBES di batimetria e
backscatter acustico, per realizzare la mappatura dei fondali dell'ambiente sedimentario
della bocca di porto di Chioggia.
Grazie al supporto delle piattaforme di lavoro GIS, si sono creati modelli DEM batimetrici e di composizione del fondale, insieme ad altri mosaici raster utili all'analisi morfo- sedimentologica del territorio. Si sono testate varie tecniche di analisi di dati spaziali e di segmentazione del backscatter per comprendere quali si dimostravano più efficaci.
Dai modelli batimetrici è stato possibile identificare e descrivere, qualitativamente e quantitativamente, le principali forme di fondo ed il loro orientamento; dal mosaico di
backscatter invece si è riusciti ad identificare la tipologia di materiali al fondo e classificarli
in unità tessiturali discrete.
Parallelamente, una mirata campagna di raccolta di campioni di sedimento superficiale ed immagini del fondale ha consentito la validazione del dataset MBES raccolto. I campioni sono stati trattati in laboratorio per un'analisi granulometrica con particolare attenzione alla composizione della classe delle ghiaie (> 2 mm) ovvero la frazione che maggiormente spiega il backscatter, mentre le immagini del fondale sono state studiate al computer per caratterizzare la struttura dell'habitat sommerso ed identificare le specie bentoniche presenti. Infine è stato possibile elaborare mappe tematiche riassuntive.
I risultati sono stati comparati a informazioni idrodinamiche disponibili per la zona per comprendere il legame tra correnti, forme di fondo e tipo di sedimenti. Inoltre si è individuata una correlazione tra l'intensità di backscatter ed i parametri granulometrici e si è cercata la variabile che maggiormente spiega l'eterogeneità spaziale del segnale riflesso.
Le indagini sperimentali ci hanno dunque permesso di rispondere ai quesiti posti all’inizio di questo lavoro di tesi e di giungere alle seguenti conclusioni.
• Il MBES si è dimostrato uno strumento efficace per la mappatura di fondali anche a basse profondità, come la bocca tidale di Chioggia. Nelle ricerche scientifiche precedenti il MBES era stato utilizzato solo per indagini di ambienti marini o pelagici; insieme ai risultati ottenuti parallelamente dai rilievi del canale Scanello – laguna nord (Foglini et al., 2014; Madricardo et al., 2014), questo studio conferma l'adattabilità del MBES anche per l'analisi di territori lagunari. Questo approccio di
ricerca si è poi dimostrato molto più efficace rispetto ad un campionamento puntuale con prelievi a griglia: l'alta risoluzione di acquisizione del MBES ha infatti consentito di rilevare in modo continuo dati dal fondale, risparmiando tempo, riducendo i costi di campagna ed ottenendo un risultato più dettagliato. Inoltre si è appurata l'efficienza dello strumento nella mappatura delle strutture sommerse (antropiche e naturali) e nel riconoscere le coperture biologiche del substrato (es. praterie di fanerogame).
• La variabile che influenza maggiormente il backscatter è la frazione ghiaiosa, se questa è composta da frammenti conchigliari e/o ciottoli. Laddove infatti sono presenti le conchiglie, che in questo studio sono le principali rappresentati della classe delle ghiaie, il segnale riflesso è fortemente alterato (elevati valori in db). In particolare la correlazione massima si trova con i clasti di dimensioni superiori a 710 µm, analogamente ai risultati di letteratura (De Falco et al., 2010). In assenza di abbondante copertura conchigliare il backscatter può essere messo in relazione con successo al diametro mediano D50 o al contenuto di pelite. La soluzione che si è dimostrata più efficace nel segmentare il backscatter è il metodo unsupervised di Jenks. Recentemente la comunità scientifica si è orientata nell'applicazione di metodologie di classificazione supervised perché ritenute più precise, tuttavia in questo studio è stato dimostrato che anche la classificazione unsupervised di Jenks ottiene risultati accurati.
• Sono state identificate diverse forme di fondo, alcune naturali (es. campi di dune), altre di origine antropica (es. strutture del MoSE). Parte delle morfologie sono di recente genesi, tanto che alcune non erano ancora state mappate. Un esempio è dato dagli scour holes nel lato a mare in corrispondenza della lunata frangiflutti: queste forme sembrano evolversi molto rapidamente ed indicano una risposta ancora attiva alle trasformazioni idrodinamiche recentemente operate.
• Sebbene si tratti di un ambiente fortemente antropizzato la configurazione morfo- batimetrica del fondale della bocca di porto di Chioggia ricalca perfettamente i modelli schematici proposti da Smith (1984): sono stati riconosciuti i delta di marea calante e crescente (ebb tidal delta e flood tidal delta), il canale tidale centrale (tidal
channel) ed un canale di deflusso (ebb channel), ora diviso in due getti a causa
della costruzione della lunata frangiflutti. Inoltre le dune rilevate mostrano i tipici andamenti trimodali identificati da Hayes (1980).
• I sedimenti campionati nell'area di indagine mostrano sempre elevati contenuti di conchiglie, specie all'interno della laguna e nella bocca di porto. In alcune occasioni questi substrati corazzano completamente il fondale, tanto da renderlo più caratteristico di ambienti fluviali, ricchi di ghiaie, che non tidali. La classe tessiturale dominante è quella delle sabbie leggermente ghiaiose, ove il contenuto in ghiaia è essenzialmente rappresentato da bioclasti, mentre è difficile trovare sedimenti fini (tipicamente lagunari). Questi risultati possono indicare un aumento dei fenomeni erosivi in laguna: l'aumento delle correnti mobilitano più facilmente la pelite trasportandola verso la laguna o verso il mare in corrispondenza alle fasce batimetriche più profonde, tralasciando invece i clasti più grossolani.
• Con la costruzione delle infrastrutture del sistema MoSE per la difesa dalle acque alte, la morfologia locale è estremamente cambiata. Tralasciando le modifiche più evidenti e sicuramente previste dal progetto, come il restringimento della sezione della bocca tidale o la presenza dei porti rifugio, si evidenziano importanti trasformazioni del fondale: un esempio è l'aumento della profondità media del canale navigabile dell'inlet (a causa dei dragaggi) con un approfondimento medio dei fondali di 1.4 m rispetto al 2006, oppure lo scavo del recesso di barriera fino alla profondità di -24 m per l'alloggiamento dei cassoni. La stessa costruzione della lunata frangiflutti ha completamente alterato la configurazione idrodinamica, portando ad una variazione delle correnti, ad una modifica delle aree a deposizione/erosione e ad un rapido smantellamento del margine superiore dell'ebb tidal delta.
In conclusione si può affermare che tramite l'utilizzo del MBES per i rilievi in laguna, la raccolta di immagini e sedimenti del fondale, è stato possibile mappare le morfologie e la distribuzione dei sedimenti dell’area di indagine con un dettaglio finora senza precedenti. Si sono poi messi in luce, anche grazie al confronto con studi precedenti, i processi naturali in atto, valutando le alterazioni indotte a breve termine dalla costruzione delle strutture del MoSE. Al fine di stabilire l’impatto a medio e lungo periodo di questa infrastruttura e più in generale studiare i trend evolutivi della Laguna di Venezia, sarà necessario proseguire con il monitoraggio dettagliato, per il quale i rilievi MBES ed i campionamenti mirati sono risultati particolarmente efficaci.