- Coastal Risk and Dynamics
- Summary
Course Syllabus
Obiettivi
L’obiettivo dell'insegnamento è quello di fornire le conoscenze relative ai processi e rischi costieri influenti sulla dinamica ed evoluzione dei litorali anche in relazione ai cambiamenti climatici. Lo studente, al termine del percorso formativo, sarà in grado di interpretare e valutare il sistema fisico costiero, identificare gli elementi di vulnerabilità e rischio per il litorale e le possibili politiche di difesa in un’ottica di gestione integrata della zona costiera.
Contenuti sintetici
Il corso si propone di fornire gli elementi conoscitivi di base necessari per la comprensione delle leggi che governano i processi di generazione e propagazione del moto ondoso e dei fenomeni di evoluzione dei litorali prodotti da eventi naturali ed antropici, nonché di fornire strumenti e indicazioni progettuali per la mitigazione del rischio di erosione, inondazione ed eventi estremi.
Programma esteso
Definizione della
zona costiera. Le onde generate da vento. Teorie del moto ondoso. Moto ondoso
reale: concetti e nozioni di base. Analisi statistiche climatiche ed estreme di
moto ondoso. Propagazione e trasformazione delle onde: shoaling, rifrazione e
frangimento. Livello del mare. Marea astronomica. Le variazioni del livello
medio indotte dalle onde (wave set-down, wave set-up). Risalita del moto ondoso
sulle spiagge (wave run-up). Correnti litoranee longitudinali (longshore),
trasversali (rip) e di ritorno (undertow). Le spiagge. Le caratteristiche dei sedimenti.
Profilo trasversale della spiaggia. Profilo di equilibrio. Profondità di
chiusura. Unità fisiografica. Bilancio dei sedimenti. Dinamica dei litorali. Trasporto
dei sedimenti. Trasporto longitudinale e trasversale. Evoluzione storica della
linea di riva e modelli di previsione. Morfodinamica dei
sistemi dunali: cenni. Rischio costiero. Erosione costiera: cause naturali ed
antropiche. Resilienza e resistenza dei sistemi costieri. Vulnerabilità della
costa ed eventi estremi: storm surges, inondazioni, uragani, tsunami. Cambiamenti
climatici ed innalzamento del livello medio mare. Approcci per la valutazione
del rischio. Analisi uni- e multi-variata. Sistemi di protezione costiera.
Tempo di vita dell’opera e scelta dello stato di mare convenzionale di
progetto. Opere a gettata: progettazione funzionale e strutturale di difese
parallele – radenti e foranee – e trasversali (pennelli), emerse e sommerse. Fenomeni
di interazione onda-struttura. Interventi di ripascimento: modalità
realizzative, volumi iniziali e di reintegro, vita dell’intervento, opere
sussidiarie di contenimento. Metodologie e tecniche di ripristino di dune
costiere eco-compatibilii. Modelli di gestione delle aree
costiere: cenni. Energia rinnovabile da moto ondoso e vento: cenni.
Prerequisiti
L’insegnamento non prevede alcun prerequisito o propedeuticità.
Modalità didattica
L’attività
didattica è articolata in moduli composti da 21 lezioni frontali di due ore. Si prevedono alcuni
seminari tenuti da esperti del settore.
Materiale didattico
In conseguenza delle restrizioni dovute al Covid-19 le lezioni saranno registrate e disponibili on-line Si suggeriscono i seguenti testi e manuali di approfondimento:
Dean, R.G., Dalrymple, R.A. (1991). Water wave
mechanics for engineers and scientists. Adv. Series on Ocean Engineering – vol.
2, World Scientific.
Dean, R.G., Dalrymple, R.A. (2004). Coastal Processes with engineering applications. Cambridge University Press.
Davidson-Arnott R., Bauer B., Houser, C. (2019) Introduction to coastal process and geomorphology. Cambridge University Press.
Masselink, G., Hughes, M.G., Knight, J. (2011). Introduction to coastal process and geomorphology. Routledge.
Ciavola, P., Coco, G. (2017). Coastal storms: processes and impacts. Wiley-Blackwell.
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo semestre.
Modalità di verifica del profitto e valutazione
L’esame consisterà in una prova orale. La valutazione sarà effettuata sulla base delle risposte degli allievi che dovranno dimostrare la padronanza degli argomenti trattati.
Orario di ricevimento
Venerdì dalle 12:30 alle 13:30.
Aims
The aim of the course is to provide the knowledge concerning coastal processes and risks interacting on coastal dynamics and evolution under changing climate. The student at the end of the course will be able to understand and evaluate the physical coastal system, identify coastal vulnerability and risk and the possible defence policies according to the Integrated Coastal Zone Management (ICZM).
Contents
The course is intended to provide basic knowledge of hydrodynamic (wave genesis and transformation) and morphodynamic (sediment transport, beach-profile evolution and coastline dynamics) processes induced by natural and anthropogenic pressures, and to assess design tools to prevent and reduce coastal risks related to beach erosion, flooding and extreme events.
Detailed program
The coastal zone. Wind waves. Wave theories. Random
waves. Wave statistics. Wave
transformation from off-shore to on-shore. Sea level. Astronomical
tide. Wave set-down and wave set-up. Wave run-up. Longshore,
rip and undertow currents. The beach. Sediment characteristics. Cross-shore
beach profile. Equilibrium beach profile. Closure depth. The concept of
physiographic region. Sediments balance. Coastal dynamics and processes. Sediment
transport. Long-shore and cross-shore sediment transport. Historical shoreline evolution. Shoreline evolution modelling. Elements of beach-dune system morphodynamics. Coastal risk. Coastal
erosion: natural and anthropogenic pressures. Resilience and resistance of
coastal systems. Coastal vulnerability. Climate change and extreme events:
storm surges, flooding, typhoon and tsunami hazards. Sea level rise projections. Risk
assessment. Uni-variate and multi-variate analysis. Coastal protection systems.
Design wave height related to structure lifetime. Breakwaters. Groynes. Wave-structure
interactions. Nourishments. Coastal sand dune restoration with
eco-friendly techniques. Elements of coastal management policies. Elements of marine
renewable wind and wave energy.
Prerequisites
None.
Teaching form
Lessons: 6 credits (42 hours). Some seminars with experts will be organized.
Textbook and teaching resource
During the COVID-19 restrictions the lessons will be recorded and available on-line. Furthermore, the following textbooks are strongly
suggested:
Dean, R.G., Dalrymple, R.A. (1991). Water wave
mechanics for engineers and scientists. Adv. Series on Ocean Engineering – vol.
2, World Scientific.
Dean, R.G., Dalrymple, R.A. (2004). Coastal Processes with engineering applications. Cambridge University Press.
Davidson-Arnott R., Bauer B., Houser, C. (2019) Introduction to coastal process and geomorphology. Cambridge University Press.
Masselink, G., Hughes, M.G., Knight, J. (2011). Introduction to coastal process and geomorphology. Routledge.
Ciavola, P., Coco, G. (2017). Coastal storms: processes and impacts. Wiley-Blackwell.
Semester
First semester.
Assessment method
Oral exam. Mark range: 18-30/30.
Office hours
Friday 12:30 pm – 1:30 pm.
Key information
Staff
-
Felice D'Alessandro