PORT AND COASTAL ENGINEERING

ICAR/01 - 9 CFU - 1° semestre

Docenti titolari dell'insegnamento

ROSARIA ESTER MUSUMECI
Email: rmusume@dica.unict.it
Edificio / Indirizzo: Ed.10 - Città Universitaria - Via S. Sofia 64 - 95123 Catania
Telefono: 0957382727
Orario ricevimento: Tutte le mattine da lunedì a venerdì (a meno di altri impegni istituzionali).
ENRICO FOTI
Email: efoti@dica.unict.it
Edificio / Indirizzo: Edificio 10 - Città Universitaria- via S. Sofia 64 95123 Catania
Telefono: 095 7382713
Orario ricevimento: Lunedì: 8.30 - 9.30 / Martedì: 8.30 - 9.30 / Mercoledì: 8.30 - 9.30 / Giovedì: 8.30 - 9.30


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

  1. INTRODUZIONE
  2. L’IDROSFERA – Caratterizzazione dell'idrosfera - Il livello medio del mare - Le maree e le correnti - Generazione e misura del moto ondoso.
  3. FONTI DI INFORMAZIONE – Il servizio Idrografico e Mareografico Nazionale - Le carte nautiche e l’Atlante delle spiagge -­ Il rilievo dei fondali.
  4. LE ONDE DI GRAVITÀ REGOLARI Formulazione del problema bidimensionale - Determinazione del campo di moto nell'ipotesi di ampiezza infinitesima -­ Proprietà ingegneristiche delle onde lineari.
  5. PROPAGAZIONE DEL MOTO ONDOSO SU FONDALI GRADUALMENTE VARIABILI Generalità - Il fenomeno di shoaling - Il fenomeno di frangimento - La rifrazione - La diffrazione.
  6. 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.
  7. 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.
  8. 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”.
  9. MORFOLOGIA COSTIERA - Caratteristiche dei sedimenti costieri - Classificazione delle spiagge - Possibili profili di spiaggia - Possibili andamenti planimetrici di spiaggia.
  10. 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.
  11. 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.
  12. 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.
  13. LINEE GUIDA SUGLI INTERVENTI DI DIFESA DEI LITORALI - Dati e rilievi necessari - Indicazioni per la scelta della tipologia di un intervento.
  14. 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
  15. CAMBIAMENTI CLIMATICI E DIFESA DELLA COSTA MEDIANTE NATURE_BASED_SOLUTIONS


Testi di riferimento

  1. E. Foti, “Note di Idraulica Marittima e Ingegneria Costiera”, DICA. 2006
  2. U. Tomasicchio, R. Tomasicchio, “Manuale di Ingegneria portuale e costiera”. HOEPLI, 2011.
  3. P. Boccotti. “Idraulica marittima”. UTET, 1997.
  4. E. Benassari, "Le dighe marittime". Istituto Italiano per gli Studi Filosofici, 2006.

Altro materiale didattico

English

Notes of the classes

Italian

Note del corso



Programmazione del corso

 ArgomentiRiferimenti testi
1Teoria delle onde lineari
2Propagazione del moto ondoso su fondali gradualmente variabili
3Riflessione del moto ondoso
4Cenni di meteorologia e clima marino per la previsione del moto ondoso1,3 
5Generazione e misura del moto ondoso1,3 
6Le onde di mare1,3 
7Idrodinamica e morfologia costiera
8Interventi di protezione della costa1,2 
9Infrastrutture portuali1,2 
10Proporzionamento idraulico e strutturale di opere di difesa portuale e costiera1,2,4 
11Banchine portuali e opere interne
12Opere speciali, porti turistici, terminal containerNote del corso 
13Effetti dei cambiamenti climatici sulle costeNote del corso 
14Nature-Based-Solutions per la protezione della costaNote del corso 


Verifica dell'apprendimento


MODALITÀ DI VERIFICA DELL'APPRENDIMENTO

Al fine di sostenere l'esame finale, è necessario preliminarmente presentare una relazione contenente i risultati delle esercitazioni sugli argomenti del corso. Detta relazione deve essere consegnata in bozza (stampata o via mail) almeno 7-10 giorni della data prevista per l'esame, per la revisione. Lo studente dovrà quindi presentare la versione finale revisionata al momento dell'esame.

Durante l'esame orale, di norma, vengono poste al candidato 3 domande sugli argomenti del corso (vedere gli esempi di domande riportati sotto).

La valutazione della prova finale tiene conto della:

- qualità delle esercitazioni svolte (50%);

- completezza e chiarezza delle risposte alle domande orali (50%)

Sarà altresì valutata la partecipazione attiva durante le lezioni.

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At least 7-10 days before the date of the final exam, the student must send a draft of the report about the practical excercise on the class topics, printed or via mail. Once revised, the student should bring a copy of the final version of such a report the day appointed for the finals.

During the finals,the student should answer, generally, three oral questions about the topic of the class (refer to the Most frequent questions below).

The evaluation will be based on the:

- quality of the report on practical applications (50%);

- completeness and clarity of the answers to the oral questions (50%).

Active participation to class work will be also accounted for.


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




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