Rilievi topografici e batimetric

I rilievi topografici della spiaggia emersa sono stati condotti lungo dei profili perpendicolari alla linea di riva estesi dalla duna, se presente, alla batimetrica di -0,5 m (Fig. 7.1). Al fine di una corretta rappresentazione delle morfologie, si è proceduto al rilevamento dei punti di rottura delle pendenze. Per poter mantenere una continuità con i lavori precedenti, per quanto possibile, sono stati ripetuti i profili già tracciati e depositati presso il Comune di Ravenna. Oltre ai profili, è stata rilevata la posizione planimetrica della linea di riva tramite l’acquisizione di punti ogni 20 m circa.

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Tutte le operazioni di posizionamento e misura del terreno sono eseguite con il sistema GPS (Global Positioning System) differenziale in modalità RTK (Real Time Kinematics). Questo sistema consta di due ricevitori GPS in doppia frequenza (L1/L2) ed in comunicazione fra loro tramite la rete GSM per ridurre al minimo l’errore del posizionamento GPS tradizionale. Il ricevitore, definito base, viene posizionato su di un punto noto (caposaldo). Tale caposaldo è stato materializzato sul tetto di uno stabilimento balneare (Bagno 22 – Federico, Tab. 7.1) all’interno dell’area di studio, a partire da un vertice IGM di cui si disponeva della monografia.

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Calibrata la ricezione, lo strumento è in grado di verificare l’errore nel posizionamento X, Y e Z a cui è soggetto istante per istante. Tramite la trasmissione dati mediante GSM tale errore viene trasmesso in tempo reale all’altro ricevitore GPS, definito rover, che può quindi registrare misure già corrette.

WGS 84

Latitudine Longitudine

Gauss Boaga - Est Coord. Est Coord. Nord

H ellissoidica m

H geoidica m 44°27'03,7129"N 12°17'33,8264"E 2304601,368 4925552,856 44,299 4,982

Tab. 7.1 – Caposaldo materializzato sul tetto dello stabilimento balneare n.22 (Punta Marina).

Il sistema consente di ottenere misure topografiche con una precisione millimetrica che dipende dalla distanza tra base e rover, dall’accuratezza dell’operatore e dalla calibrazione locale per la trasformazione dalle coordinate sorgenti GPS (Lat. Long. in formato WGS 84) al reticolo di riferimento. Utilizzando questo sistema d’acquisizione l’errore massimo, nella misurazione dei punti del profilo, è valutabile in circa due centimetri. Date le finalità dei rilievi e le caratteristiche del territorio in esame si può ritenere questa tolleranza nella misura ampiamente soddisfacente.

Come appena accennato le coordinate sorgenti dei punti GPS rilevati vengono trasformate nelle coordinate del reticolo di riferimento scelto, in questo caso Gauss Boaga fuso Est.

Per i rilievi batimetrici, oltre al posizionamento X Y Z, realizzato con la stessa strumentazione del rilievo topografico, è necessario conoscere la profondità dell’acqua. A tale scopo è impiegato un ecoscandaglio idrografico single-beam ODOM HYDROTRACK che, opportunamente tarato, consente precisioni centimetriche: relativamente alle profondità indagate (-1/-6 m) la precisione è di circa ± 2,5 cm.

Pertanto il ricevitore GPS, in comunicazione con la base posizionata sul caposaldo, esattamente come per i rilievi a terra, viene alloggiato all’estremità superiore di un’asta resa solidale con l’imbarcazione, mentre il trasduttore dell’ecoscandaglio viene collocato all’estremità inferiore, sotto il pelo libero dell’acqua.

Le informazioni fornite dai due strumenti (posizionamento proveniente dal GPS, inclusa la lunghezza dell’asta, e la misura della colonna d’acqua sotto il trasduttore

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proveniente dall’ecoscandaglio) vengono associate da un apposito programma di navigazione (Navigator Professional) che registra i dati con la frequenza di 1 Hz.

Durante l’acquisizione dei dati vengono registrate le quote ellissoidiche fornite dal GPS che, nella fase di processing, vengono trasformate in quote geodetiche; lo scostamento utilizzato per tale trasformazione è quello medio calcolato sui capisaldi limitrofi, pari a N = 39.317 m. La zona di lavoro si ritiene sufficientemente piccola da consentire l’applicazione di tale valore costante per tutta l’area.

Questa tecnica d’acquisizione dati, relativamente complessa, offre, tra l’altro, la possibilità di seguire, con precisione, rotte di navigazione precedentemente stabilite e di non dover poi compensare i rilievi batimetrici con il valore di marea, che non sempre è possibile stabilire con sufficiente precisione. Infatti, le misure, essendo riferite all’ellissoide, non esprimono la misura della profondità dell’acqua, ma il dislivello tra quest’ultimo e lo zero e, con un’operazione algebrica si giunge all’effettiva profondità del fondale.

7.1.1 Rilievi batimetrici con ecoscandaglio multi-beam (MBES)

Il rilievo batimetrico con ecoscandaglio di tipo multi-beam permette di ottenere la copertura totale dell'area da investigare con un elevato numero di punti campionati per unità di superficie; infatti questo ecoscandaglio, a differenza del single-beam, è in grado di irradiare una superficie molto ampia di fondale, poiché con un singolo impulso è possibile campionare il fondale, perpendicolarmente alla direzione di avanzamento dell'imbarcazione, in 240 punti (beams) su di un corridoio ampio circa 3,4 volte la profondità dell'acqua.

Come nel caso precedente anche in qui all’ecoscandaglio viene associato il ricevitore GPS in comunicazione con la base mediante rete GSM. I dati batimetrici sono stati acquisiti con un sistema multi-beam R2Sonic 2024. Il sistema è stato interfacciato al sistema di navigazione “QINSy” attraverso il quale i dati vengono georiferiti e ricevono le necessarie compensazioni di moto fornite da alcuni strumenti di supporto.

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Sull’imbarcazione viene installata una girobussola IXSea Octans che fornisce un’indicazione della rotta (heading) riferita al nord geografico. La stessa, dotata di sensore di moto integrato, con un completo e codificato sistema di trasmissione, invia i dati al software di navigazione, garantendo l’applicazione delle correzioni d’oscillazione, rollio, beccheggio, ecc. al dato di batimetria acquisito dal sistema.

Durante le operazioni è essenziale che i dati MBES, con le appropriate correzioni di offset, siano riferiti alla reale verticale. Ogni deviazione nel roll (rollio) si traduce in errori nella misura della profondità nei beam più esterni, crescenti all’aumentare dell’angolo dei beam. Le deviazioni nel pitch (beccheggio) possono dare luogo ad errori di posizione lungo la traccia e, similmente, gli offset di yaw tra il piano del trasduttore MBES e l’allineamento dell’imbarcazione fornito dalla girobussola possono causare errori di posizione nei beam più esterni. Questi errori tendono ad aumentare al crescere sia dell’apertura dei beam, sia della profondità. Al fine di eliminare eventuali errori vengono eseguiti test di calibrazione sfruttando le caratteristiche topografiche del fondo; sono state realizzate “spazzate” (linee d’acquisizione) con orientamento opposto e differenti sovrapposizioni in modo tale da farle coincidere per determinare successivamente le differenze in termini di angoli tra i sensori di moto e la testa del multi-beam. Viene pertanto scelta un’area con una caratteristica ben distinguibile sul fondo per la calibrazione del pitch e dello yaw ed un’area con il fondo piatto per la calibrazione del roll; vengono controllati tutti i sensori per assicurare l’accuratezza delle misure:

о sensori di roll, pitch e heading; о sensori di posizione;

о sensori MBES.

Infine peri massimizzare l’accuratezza delle acquisizioni effettuate con il sistema MBES, durante il rilievo è stato eseguito un profilo di velocità del suono. La misura è stata effettuata mediante una sonda multiparametrica (CTD) SBE 19 plus, della Sea- Bird Electronics, Inc. opportunamente calata dalla superficie al fondo. I valori di velocità del suono ottenuti, espressi secondo l’algoritmo di Chen.Millero (m/s), vengono introdotti nel software di acquisizione QINSy al fine di garantire la qualità dei dati batimetrici rilevati.

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7.2

Campionamenti sedimentologici ed analisi granulometriche