PORT AND COASTAL ENGINEERING
Anno accademico 2019/2020 - 2° anno - Curriculum Ingegneria delle acqueCrediti: 9
SSD: ICAR/01 - IDRAULICA
Organizzazione didattica: 225 ore d'impegno totale, 138 di studio individuale, 42 di lezione frontale, 45 di esercitazione
Semestre: 1°
Obiettivi formativi
L'insegnamento si propone di fornire conoscenze relative alla teoria lineare del moto ondoso, alla propagazione delle onde dal largo alla riva, ai principali metodi di previsione a breve e a lungo termine del moto ondoso, alla morfodinamica costiera, alle opere di difesa costiera e ai porti. Alla fine del corso, anche grazie allo svolgimento di una serie di esercitazioni mirate, gli allievi acquisiranno gli elementi di base per la redazione di studi idraulico-marittimi e della dinamica costiera, nonchè gli elementi necessari per la progettazione di opere marittime per la protezione dall'erosione e per la realizzazione di infrastrutture portuali.
Modalità di svolgimento dell'insegnamento
Il corso prevede lo svolgimento di:
-lezioni frontali, svolte in modalità partecipativa al fine di ottenere il massimo coinvolgimento degli studenti e la maturazione dei contenuti del corso;
-esercitazioni guidate in aula informatica, volte all'applicazione numerica dei concetti e dei metodi di analisi e modellazione più comunemente utilizzati nel campo dell'idraulica marittima e dell'ingegneria costiera e portuale;
-visita guidata del laboratorio di idraulica del DICAR, per l'illustrazione delle metodologie di modellazione fisica di problemi costieri;
-visite guidate, presso cantieri di opere marittime e/o soggetti pubblici e privati che si interessano della gestione delle aree costiere (Autorità Portuali, Genio Civile Opere Marittime, professionisti, etc.).
Prerequisiti richiesti
E' auspicabile una conoscenza di base dell'Idraulica e/o della Meccanica dei Fluidi.
Frequenza lezioni
La frequenza alle lezioni è fortemente consigliata in quanto coerente con il modello formativo proposto che mira a favorire l'apprendimento graduale, la partecipazione attiva dello studente in classe, il dialogo fra docenti e studenti.
Contenuti del corso
- INTRODUZIONE
- L’IDROSFERA – Caratterizzazione dell'idrosfera - Il livello medio del mare - Le maree e le correnti - Generazione e misura del moto ondoso.
- FONTI DI INFORMAZIONE – Il servizio Idrografico e Mareografico Nazionale - Le carte nautiche e l’Atlante delle spiagge - Il rilievo dei fondali.
- LE ONDE DI GRAVITÀ REGOLARI Formulazione del problema bidimensionale - Determinazione del campo di moto nell'ipotesi di ampiezza infinitesima - Proprietà ingegneristiche delle onde lineari.
- PROPAGAZIONE DEL MOTO ONDOSO SU FONDALI GRADUALMENTE VARIABILI Generalità - Il fenomeno di shoaling - Il fenomeno di frangimento - La rifrazione - La diffrazione.
- RIFLESSIONE Schematizzazione e formulazione del problema - Diagramma delle pressioni e approssimazione di Saintflou - Coefficiente di riflessione - Riflessione su cassoni cellulari con camera assorbente - Riflessione su banchine su pali con scogliera sottostante - Misura del coefficiente di riflessione.
- CENNI DI METEOROLOGIA E CLIMA MARINO PER LA PREVISIONE DEL MOTO ONDOSO Generazione e caratterizzazione dei venti - Vento geostrofico - Stima del vento sulla superficie del mare per la previsione del moto ondoso - Reperimento dati anemometrici - Fetch geografico e fetch efficace.
- LE ONDE DI MARE Le onde irregolari e il concetto di stato di mare - Cenni sulle distribuzioni di probabilità - Distribuzioni di probabilità degli spostamenti verticali - Descrizione sintetica degli stati di mare - Il modello SMB per la previsione “a breve termine” - I dati disponibili - Trasposizione geografica di dati ondametrici - Il concetto di mareggiata - Analisi di eventi estremi per la previsione “a lungo termine”.
- MORFOLOGIA COSTIERA - Caratteristiche dei sedimenti costieri - Classificazione delle spiagge - Possibili profili di spiaggia - Possibili andamenti planimetrici di spiaggia.
- RICHIAMI DI MECCANICA DEL TRASPORTO SOLIDO - Azioni del campo di moto sulla dinamica dei sedimenti - Forme di fondo e resistenze aggiuntive - Il trasporto in ambito costiero.
- EROSIONE E ACCRESCIMENTO - Descrizione del paraggio e individuazione dell’unità fisiografica - Budget dei sedimenti - Erosione per variazione del livello del mare - Cause antropiche di erosione/accrescimento - L’evoluzione della linea di costa.
- INTERVENTI DI PROTEZIONE DELLA COSTA IN EROSIONE - Interventi strutturali per bloccare l’erosione - Interventi strutturali per contenere l’erosione – Ripascimento - Soluzioni miste - Naturalizzazione e stabilizzazione delle dune.
- LINEE GUIDA SUGLI INTERVENTI DI DIFESA DEI LITORALI - Dati e rilievi necessari - Indicazioni per la scelta della tipologia di un intervento.
- INFRASTRUTTURE PORTUALI - Funzioni portuali - Classificazione dei porti - Normativa di riferimento e pianificazione portuale - Naviglio - Lay-out portuali - Interazione con i litorali adiacenti - Le opere esterne - Struttura di un’opera a scogliera - Struttura di un’opera a parete verticale - Le opere interne - Banchine portuali - Opere speciali di protezione da corrosione e erosione - Porti turistici - Terminal container - Dragaggi
- CAMBIAMENTI CLIMATICI E DIFESA DELLA COSTA MEDIANTE NATURE_BASED_SOLUTIONS
Testi di riferimento
- E. Foti, “Note di Idraulica Marittima e Ingegneria Costiera”, DICA. 2006
- U. Tomasicchio, R. Tomasicchio, “Manuale di Ingegneria portuale e costiera”. HOEPLI, 2011.
- P. Boccotti. “Idraulica marittima”. UTET, 1997.
- E. Benassari, "Le dighe marittime". Istituto Italiano per gli Studi Filosofici, 2006.
Programmazione del corso
Argomenti | Riferimenti testi | |
---|---|---|
1 | Teoria delle onde lineari | 1 |
2 | Propagazione del moto ondoso su fondali gradualmente variabili | 1 |
3 | Riflessione del moto ondoso | 1 |
4 | Cenni di meteorologia e clima marino per la previsione del moto ondoso | 1,3 |
5 | Generazione e misura del moto ondoso | 1,3 |
6 | Le onde di mare | 1,3 |
7 | Idrodinamica e morfologia costiera | 1 |
8 | Interventi di protezione della costa | 1,2 |
9 | Infrastrutture portuali | 1,2 |
10 | Proporzionamento idraulico e strutturale di opere di difesa portuale e costiera | 1,2,4 |
11 | Banchine portuali e opere interne | 4 |
12 | Opere speciali, porti turistici, terminal container | Note del corso |
13 | Effetti dei cambiamenti climatici sulle coste | Note del corso |
14 | Nature-Based-Solutions per la protezione della costa | Note del corso |
Verifica dell'apprendimento
Modalità di verifica dell'apprendimento
Homework about the application of the course content/ Esercitazioni applicative dei contenuti del corso
Oral examination/Orale
Esempi di domande e/o esercizi frequenti
Linear wave theory/Teoria lineare del moto ondoso
Dispertion relationship/Legge di dispersione lineare
Wave refraction/Rifrazione del moto ondoso
Shoaling and breaking/Shoaling e Frangimento delle onde
Wave reflection/Riflessione
One-line model of shoreline evolution/Modelli ad una linea per la evoluzione della linea di costa
Hydraulic and stability design of a rubble mound breakwater /Dimensionamento idraulico e strutturale di una diga a gettata
Beach nourishment/Stabilità di un ripascimento libero
Methods for wave hidcasting/Previsione del moto ondoso a breve termine
Statistical analysis of extreme events /Previsione del moto ondoso a lungo termine
Harbour structures/Infrastrutture portuali
Rubble mound breakwaters/Opere di difesa a gettata
Vertical wall breakwater/Opere di difesa a parete verticale
Berths/Banchine