Studio preliminare su modello numerico

Lo studio è stato condotto utilizzando il sistema di simulazione MIKE21, sviluppato presso il Danish Hydraulic Institute. Il processo di simulazione si basa sull’impiego di moduli di calcolo per la ricostruzione bidimensionale del moto ondoso delle correnti e del moto dei sedimenti in tutta l’area in esame. L’utilizzo dei moduli viene fatto in successione secondo lo schema metodologico riportato in Figura 9.9. Note le caratteristiche al largo dell’onda di progetto, l’impiego di un modulo d’onda permette di eseguire la propagazione ondosa dagli alti fondali fino a riva e fornisce per ogni punto dell’area di studio l’altezza d’onda e la direzione.

A seguito delle simulazioni d’onda, i dati prodotti vengono inseriti in un nuovo modulo di calcolo che, a partire dalla conoscenza del moto ondoso su tutta l’area in esame, ricostruisce le correnti marine che esse generano ed eventualmente anche quelle dovute al vento o a cause ulteriori, come per esempio portate fluviali.

9.6 - Impostazione metodologica dello studio

L’implementazione di tutto il processo di simulazione descritto nel paragrafo prece-dente deve essere svolta per ogni attacco ondoso propagato dal largo a costa ed in genere, per essere sviluppata, richiede alcuni giorni per la costruzione del modello e diverse ore per l’esecuzione di una sola simulazione.

La metodologia operativa adottata è stata quella di studiare il clima meteomarino al largo come riportato e di definire un attacco ondoso significativo e rappresen-tativo di tutte le dinamiche litoranee caratteristiche per l’area di studio.

La propagazione, fino ai bassi fondali antistanti le zone di progetto, delle onde i cui valori sono noti in acque alte, impone la realizzazione dei modelli numerici su una porzione di mare molto grande.

La tecnica di simulazione adottata si basa sulla conduzione di 4 livelli di simulazione eseguiti uno dopo l’altro, nei quali le aree in cui si ricostruiscono le onde e le correnti sono rappresentate da grandi porzioni di costa ricostruita con livello di dettaglio spaziale relativamente grande, fino a focalizzarsi in piccole aree descritte con un dettaglio estremamente accurato.

9.6.1 - Onda di prova

L’onda scelta per la simulazione è quella proveniente da 300°N con periodo medio T_mpari a 10 sec e altezza d’onda H_m0 pari a 5 m.

Per la ricostruzione della batimetria della zona di intervento è stato utilizzato l’ul-timo rilievo effettuato nel 2008 e per fondali superiori a 10 m, in mancanza di rilievi specifici, la batimetria, georeferenziata in coordinate UTM-32, è stata ricostruita sulla base dei dati della carta nautica della zona (Figura 9.10)

La modellazione è stata impostata costruendo quattro batimetrie, ovvero: – batimetria generale per il modulo d’onda spettrale;

– batimetria di dettaglio per il modulo d’onda spettrale; – batimetria per il modulo d’onda ellittico;

– batimetria locale per i moduli d’onda spettrale e idrodinamico.

Le caratteristiche delle griglie di calcolo sono invece descritte nella Tabella 9.13.

9.7 - Analisi dei risultati delle simulazioni

Analisi della propagazione d’onda

L’onda di prova proveniente da 300°N è stata propagata da largo a costa con il modulo d’onda spettrale NSW (Nearshore Spectral Wind-Wave module) di MIKE21 sulle due batimetrie annidate (generale e di dettaglio), assumendo come condizioni al contorno del modello i risultati ottenuti dalla simulazione precedente sulla batimetria a minor dettaglio.

Questo tipo di modulo d’onda simula i fenomeni di shoaling, rifrazione, attrito del

Figura 9.10 - Ricostruzione della batimetria della zona da rilievo 2008 e digitalizzazione della carta nautica.

fondo, frangimento, interazione onde-correnti, generazione locale di onde dovute al vento e dispersione direzionale dello spettro energetico del moto ondoso. Si riportano di seguito i risultati del modulo d’onda spettrale nel dominio di appli-cazione del modello a scala locale, dove sono illustrate le variazioni di altezza e dire-zione subite dalle onde nella fase di propagadire-zione a costa (Figura 9.11 e 9.12). Per valutare anche i fenomeni della riflessione e della diffrazione del moto ondoso, l’onda di prova è invece stata propagata sulla batimetria di dettaglio con il modulo d’onda ellittico EMS (Elliptic Mild-Slope Wave module): i risultati sono riportati in forma grafica nelle Figure 9.13 e 9.14.

Figura 9.11 - Risultati del modulo d’onda spettrale per onda da 300°N.

Modello idrodinamico

Il modulo NHD (Nested Grid Hydrodynamic module) è il modulo del codice di calcolo MIKE 21 che permette di simulare le variazioni di livello e i flussi dovute alle forzanti nel dominio di calcolo e su griglie nidificate; i livelli ed i flussi sono risolti su una griglia rettangolare che ricopre l’area di interesse, noti la batimetria, i coefficienti di resistenza, il campo di vento, le condizioni al contorno. Il sistema risolve le equa-zioni di continuità e di conservazione del momento utilizzando uno schema impli-cito alle differenze finite (ADI) al II ordine. Il modulo idrodinamico, fissate le condi-zioni al contorno in termini di flussi e livelli, è stato implementato utilizzando come termine forzante del moto il radiation stress relativo sia al modulo d’onda spettrale che al modulo d’onda ellittico.

Di seguito si riportano le immagini dei risultati ottenuti per l’attacco ondoso consi-derato.

Figura 9.13 - Risultati del modulo d’onda ellittico per onda da 300°N.

Dall’analisi delle immagini di output del modulo idrodinamico, con radiation stress ottenuto tramite il modulo d’onda spettrale, in presenza di attacco ondoso da 300°N, risulta evidente che, nella zona della spiaggia della Pelosa, le correnti gene-rate sono caratterizzate da valori di velocità intorno a 0,10 m/s fino alla profon-dità di circa 3 m.

Da notare che nella zona immediatamente a Ovest della Pelosa c’è un’inversione della direzione della corrente.

Figura 9.15 - Risultati del modulo idrodinamico con RS del modulo spettrale per onda da 300°N.

Figura 9.16 - Particolare del canale con i risultati del modulo idrodinamico con RS del modulo spettrale per onda da 300°N.

Dall’analisi delle immagini di output del modulo idrodinamico, con radiation stress ottenuto tramite il modulo d’onda ellittico, in presenza di attacco ondoso da 300°N, risulta evidente che, nella zona della spiaggia della Pelosa, le correnti generate sono caratterizzate da valori di velocità intorno a 0,30-0,40 m/s fino alla profon-dità di circa 1 m.

9.8 - Conclusioni

Lo studio eseguito ha permesso di evidenziare la possibilità di una precisa ricostru-zione delle correnti indotte dal moto ondoso nell’area di studio. Il confronto fra le

Figura 9.17 - Particolare della spiaggia della Pelosa con i risultati del modulo idrodinamico con RS del modulo spettrale per onda da 300°N.

Figura 9.18 - Risultati del modulo idrodinamico con RS del modulo ellittico per onda da 300°N.

misure di campo eseguite con il correntometro ed il modello ne permette una tara-tura in modo da renderlo più affidabile per scopo di previsione.

Il modello potrebbe essere utilizzato per la previsione degli effetti di eventuali opere di intercettazione, totalmente sommerse, ad Est dell’Isola Torre della Pelosa o di previsione delle modifiche indotte al campo di correnti con la realizzazione di un ripascimento artificiale sulla spiaggia.

Figura 9.19 - Particolare dei risultati del modulo idrodinamico con RS del modulo ellittico per onda da 300°N.