Course Syllabus
Obiettivi
Il corso si propone di fornire agli studenti la conoscenza dei processi e dei rischi costieri che influenzano le dinamiche e l'evoluzione costiera in un clima in continua evoluzione. Gli studenti svilupperanno inoltre le competenze necessarie per acquisire ed elaborare dati geospaziali, essenziali per la mappatura e il monitoraggio dell'evoluzione degli ambienti costieri nel tempo, utilizzando tecnologie all'avanguardia e tecniche di elaborazione avanzate.
Al termine del corso, gli studenti saranno in grado di comprendere e valutare il sistema fisico costiero, identificare vulnerabilità e rischi costieri (DdD1) e valutare potenziali politiche di difesa nell'ambito della Gestione Integrata delle Zone Costiere (GIZC) (DdD1). Il corso consentirà inoltre agli studenti di valutare le attività e gli interventi antropici in ambienti costieri all'interno di aree antropizzate (DdD2) e di rappresentare tali elementi su mappe derivate da dati raccolti sul campo (DdD2, DdD5).
La valutazione finale si concentrerà sulla capacità degli studenti di organizzare e presentare dati scientifici, rafforzando così le loro capacità comunicative (DdD4), nonché la loro capacità di analizzare autonomamente i dati e produrre report chiari e ben strutturati (DdD5).
Contenuti sintetici
Il corso si propone di fornire una conoscenza di base dei processi idrodinamici (genesi e trasformazione delle onde) e morfodinamici (trasporto dei sedimenti, evoluzione del profilo della spiaggia e dinamica della linea di costa) indotti da pressioni naturali e antropiche, e di valutare strumenti di progettazione per prevenire e mitigare i rischi costieri correlati all'erosione delle spiagge, alle inondazioni e agli eventi estremi.
Programma esteso
Gli argomenti principali trattati durante le lezioni frontali (didattica erogata) includono:
- La zona costiera.
- Onde del vento - Teorie delle onde - Trasformazione delle onde da mare aperto a mare aperto.
- Livello del mare. Marea astronomica. Set-down e set-up delle onde. Run-up delle onde. Correnti costiere, di risacca e di risacca.
- La spiaggia. Caratteristiche dei sedimenti. Profilo trasversale della spiaggia. Profilo di equilibrio della spiaggia. Profondità di chiusura. Il concetto di regione fisiografica. Bilancio sedimentario.
- Dinamiche e processi costieri. Trasporto sedimentario. Trasporto sedimentario lungo e trasversalmente alla costa. Evoluzione della linea di costa. Previsione dell'evoluzione della linea di costa. Elementi di morfodinamica del sistema spiaggia-duna.
- Rischio costiero. Erosione costiera: pressioni naturali e antropiche.
- Resilienza e resistenza dei sistemi costieri.
- Vulnerabilità costiera.
- Cambiamenti climatici ed eventi estremi: mareggiate, inondazioni, tifoni, tsunami.
- Proiezioni dell'innalzamento del livello del mare, valutazione del rischio e sistemi di protezione costiera.
- Ripascimenti e ripristino delle dune costiere con tecniche ecocompatibili.
- Elementi di politiche di gestione costiera. Elementi di energia rinnovabile marina, eolica e del moto ondoso.
Le attività pratiche svolte durante le ore di laboratorio includono:
- Telerilevamento satellitare per il rilevamento delle variazioni della linea di costa: utilizzo di immagini satellitari di serie temporali (Sentinel-2, Landsat) per analizzare le dinamiche della linea di costa.
- Elaborazione di immagini da drone per il monitoraggio costiero: introduzione alla fotogrammetria per il rilievo costiero utilizzando immagini da drone.
- Mappatura del rischio costiero con analisi GIS multicriteriale: esecuzione della zonazione del rischio basata su livelli fisici e socio-economici.
Al termine del corso è prevista un'escursione didattica dedicata (1 giorno - 2 notti). L'escursione prevede l'utilizzo di alcuni degli strumenti studiati durante le esercitazioni, tra cui droni, GeoSLAM (scansione laser portatile), stazioni base GPS e GNSS, e la raccolta di dati sugli ambienti costieri utilizzando le metodologie descritte. L'escursione didattica si svolgerà nel Golfo di La Spezia, utilizzando come base operativa la scuola di Mare Santa Teresa - Smart Bay - Lerici (https://scuoladimare.com/). I partecipanti dovranno raggiungere la località in modo autonomo e potrebbe essere necessario pagare un alloggio con pensione completa (circa 70€ a notte).
Prerequisiti
Conoscenza di base della geomorfologia marina e degli ambienti GIS
Modalità didattica
- 4 CFU di Didattica erogativa: 14 lezioni frontali di due ore, in presenza, Didattica erogativa
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- 1 CFU di attività di laboratorio: 4 attività di laboratorio di tre ore, in presenza, Didattica Interattiva
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- 1 CFU di attività sul campo (Campus abroad): 1 attività sul campo di dodici ore (2 giorni), in presenza, Didattica Interattiva
Materiale didattico
Slide, articoli scientifici e test di autovalutazione sulla pagina e-learning del corso
Testi suggeriti:
Davidson-Arnott R., Bauer B., Houser, C. (2019) Introduction to coastal process and geomorphology. Cambridge University Press
Coastal Systems: Third Edition Haslett, Simon K. Published by University of Wales Press, 2016 ISBN 10: 1783169001 / ISBN 13: 9781783169009
Periodo di erogazione dell'insegnamento
Primo Semetre
Modalità di verifica del profitto e valutazione
La valutazione sarà una combinazione di:
- Presentazione orale al termine delle esercitazioni pratiche, per valutare: le conoscenze acquisite, la capacità di selezionare i dati più importanti relativi a un caso di studio, la capacità di comunicare in un linguaggio scientifico specifico, appropriato al corso.
- Una relazione sulle attività pratiche di laboratorio per valutare la comprensione acquisita, la capacità di analizzare il dataset e la metodologia utilizzata per la creazione di mappe tematiche. La relazione dovrà essere consegnata almeno quattro giorni prima dell'esame orale.
Durante l'esame, il docente valuterà la conoscenza da parte dello studente del materiale didattico pertinente, la sua capacità di collegare informazioni provenienti da diverse fonti e la sua capacità di spiegare chiaramente gli argomenti del corso utilizzando una terminologia appropriata. Il voto è espresso in trentesimi, con un punteggio minimo di 18 per la sufficienza.
Il voto finale sarà calcolato sulla base della media della relazione finale di laboratorio, delle prestazioni degli studenti nelle attività di laboratorio e dei risultati dell'esame orale.
Orario di ricevimento
Non esitate a inviare un'e-mail per fissare un appuntamento: luca.fallati@unimib.it
Il mio ufficio si trova al numero 3040, 3° piano, edificio Tellus (U3).
Sustainable Development Goals
Aims
The course aims to equip students with knowledge of coastal processes and risks that influence coastal dynamics and evolution in a changing climate. Students will also develop the skills necessary to acquire and process geospatial data, which are essential for mapping and monitoring the evolution of coastal environments over time, utilising cutting-edge technologies and advanced processing techniques.
By the end of the course, students should be able to understand and assess the physical coastal system, identify coastal vulnerabilities and risks (DdD1), and evaluate potential defence policies within the framework of Integrated Coastal Zone Management (ICZM) (DdD1).
The course will also enable students to assess human activities and interventions in nearshore environments within anthropized areas (DdD2), and to represent these elements on maps derived from field-collected data (DdD2, DdD5).
The final assessment will focus on students’ ability to organize and present scientific data, thereby strengthening their communication skills (DdD4), as well as their capacity to independently analyze data and produce clear, well-structured reports (DdD5).
Contents
The course aims to provide a basic understanding 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 evaluate design tools for preventing and mitigating coastal risks related to beach erosion, flooding, and extreme events.
Detailed program
The main topics covered during the ** lectures of frontal teaching (delivered didactic)** include:
- The coastal zone.
- Wind waves - Wave theories - Wave transformation from offshore to onshore.
- 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. Shoreline evolution. Prediction of shoreline evolution. 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, typhoons, tsunami.
- Sea level rise projections, Risk assessment and Coastal protection systems.
- Nourishments and coastal sand dune restoration with eco-friendly techniques.
- Elements of coastal management policies. Elements of marine renewable wind and wave energy
Practical activities carried out during laboratory hours include:
- Satellite Remote Sensing for Shoreline Change Detection: Use time-series satellite imagery (Sentinel-2, Landsat) to analyze shoreline dynamics
- Processing Drone Imagery for Coastal Monitoring: Introduce photogrammetry for coastal surveying using drone images
- Coastal Risk Mapping with Multi-Criteria GIS Analysis: Perform risk zoning based on physical and socio-economic layers
There will be a dedicated field trip at the end of the course (1 day - 2 nights). This trip will involve using some of the instruments studied in the tutorials, including aerial drones, GeoSLAM (portable laser scan), GPS, and GNSS base stations, and collecting data on coastal environments using the described methodologies. The field trip will be conducted in La Spezia Gulf using the scuola di Mare Santa Teresa - Smart Bay - Lerici as a field base station (https://scuoladimare.com/). The participants need to reach the location independently, and it may be necessary to pay for accommodation on a full-board basis (approximately 70€ per night).
Prerequisites
Basic knowledge of marine geomorphology and GIS environments
Teaching form
- 4 Credits CFU of delivered didactics: 14 two-hour lectures, in person, Delivered Didactics
- 1 Credit CFU of laboratory activity: 4 three-hour lab activities, in person, Interactive Teaching
- 1 Credit CFU of field activity (Campus abroad): 1 twelve-hour (2 days) field activity, in person, Interactive Teaching
Textbook and teaching resource
Slides, scientific arcticles and self-assessment test on the e-learning page of the course
Suggested textbooks:
Davidson-Arnott R., Bauer B., Houser, C. (2019) Introduction to coastal process and geomorphology. Cambridge University Press
Coastal Systems: Third Edition Haslett, Simon K. Published by University of Wales Press, 2016 ISBN 10: 1783169001****
Semester
First Semester
Assessment method
The assessment will be a combination of:
- Oral presentation at the end of the practical classes, to assess: the acquired knowledge, the ability to choose the most important data related to a case study, the ability to communicate in a specific scientific language, proper for the course.
- A report on the practical laboratory activities to evaluate the understanding gained, the ability to analyse the dataset, and the methodology used for creating thematic maps. It must be submitted at least four days prior to the oral examination.
During the exam, the teacher will assess the student's knowledge of the relevant course material, their ability to connect information from different sources, and their capacity to clearly explain the course topics using appropriate terminology. Grades are out of 30, with a minimum passing score of 18.
The final grade will be calculated from the average of the final laboratory report, the students' performance in laboratory activities, and the results of the oral test.
Office hours
Please feel free to send an email to arrange an appointment: luca.fallati@unimib.it
My office is number 3040, 3rd floor, Tellus building (U3).
Sustainable Development Goals
Staff
-
Luca Fallati
