Obiettivi Formativi

L’insegnamento dell'Idraulica Marittima per la protezione dei litorali intende fornire agli allievi ingegneri del Corso di Laurea Magistrale in Ingegneria Civile non solo le basi teoriche relative alla meccanica del moto ondoso, ma anche le informazioni relative alla protezione costiera attraverso sia la conoscenza della dinamica del trasporto solido che le indicazioni costruttive sulle opere di protezione costiera nonchè la capacità di scegliere criticamente tra le tipologie di intervento di difesa costiera.

Learning Goals

The Maritime Hydraulics Course is aimed at providing to engineering students of the Master Degree in Civil Engineering not only the basic concepts of the sea wave mechanics but also the infomation relative to coastal protection through both the knowledge of the sediment transport mechanisms and the design of the coastal protection works, leading to the possibility of a critical choice of different kind of coastal defence.

Metodi didattici

Il corso prevede l’erogazione di 24 ore di didattica frontale e 24 ore di esercitazioni in aula. Durante le esercitazioni gli studenti dovranno essere muniti di laptop ed eseguire le applicazioni pratiche fino al raggiungimento del risultato numerico finale.

Teaching Methods

The course is based on 24 hours of frontal lectures and 24 hours of tutorials. During the execution of the tutorials students should bring their laptops and carry out the schoolwork until they reach the final result.

Prerequisiti

Per poter frequentare utilmente il corso di Idraulica Marittima per la protezione dei litorali è fondamentale avere i prerequisiti fisico-matematici di base, nonchè la conoscenza dell’Idraulica, che verranno applicati con continuità nell’ambito sia delle lezioni teoriche che delle applicazioni pratiche.

Prerequisites

In order to usefully attend the course of Maritime Hydraulics is essential to have the basic physical-mathematical prerequisites, and the knowledge of Hydraulics, which will be applied continuously during both lectures and practical applications.

Verifiche dell'apprendimento

L’esame prevede la redazione di relazioni relative alle esercitazioni svolte in aula ed una prova orale cui è possibile accedere solo dopo la correzione delle esercitazioni. L’esame ha esito positivo se lo studente dimostra di aver acquisito il linguaggio tecnico, appreso le conoscenze e le competenze necessarie per applicare utilmente i concetti fondamentali ai fini della difesa costiera e della progettazione marittima. E’ indispensabile prenotarsi almeno tre giorni prima della data della prova scritta tramite il sistema ESSE3.

Assessment

In order to pass the exam it is necessary to write the reports regarding the tutorials developed during the classes and to undergo an oral discussion, after receiving the corrected reports. The exam is positively evaluated if the student ascertains to have acquired the technical language, the knowledge and skills needed in order to usefully apply the fundamentals for coastal protection and maritime design. It is necessary to register for the exam at least three days before the written test by using ESSE3 system.

Programma del Corso

Introduzione al corso Introduzione al corso. L’idrosfera. Fonti di informazione. Misura del moto ondoso. Le carte nautiche. Quadro normativo sulle coste. Onde di mare e loro propagazione Onde monocromatiche. Formulazione del problema. Soluzione per onde di piccola ampiezza. Relazione di dispersione. Approssimazioni asintotiche. Traiettorie delle particelle. Campo di pressione. Energia. Trasformazione del moto ondoso dal largo alla riva. Rifrazione e diffrazione. Shoaling. Frangimento. I venti Generazione e caratteristiche dei venti. Vento geostrofico, vento di gradiente e vento reale. Stima del vento sulla superficie del mare per la previsione del moto ondoso. Le informazioni sui venti. La raccolta dati anemologici. Valutazione del campo di vento: il fetch geografico e il fetch efficace Interazione tra onde e ostacoli Riflessione. Diagramma di Saint Flou. Diffrazione. Previsione del moto ondoso Generalità. Onde irregolari. Rappresentazione delle onde di mare con le onde caratteristiche. Il metodo S-M-B. Analisi di eventi estremi. Evoluzione della linea di costa Budget dei sedimenti. Trasporto litoraneo. Trasporto onshore-offshore. Trasporto longshore. Apporti fluviali. L’equazione della linea di costa. Schema numerico per il calcolo dell’evoluzione della linea di costa. Opere per la protezione dei litorali L’erosione costiera e gli interventi di difesa. Tipologie di intervento. Opere di difesa longitudinali distaccate dalla linea di riva di tipo emergente. Barriere soffolte. Opere di difesa trasversali. Ripascimento e prelievo artificiale. Indicazioni per la scelta della tipologia di intervento. Cenni sulla portualità Classificazione dei porti. Opere di difesa. Layout e dimensioni. Porti turistici. Pontili. La progettazione dei porti e gli effetti sui litorali. Interrimento e dragaggio. Proporzionamento idraulico e strutturale di un’opera a gettata.

Course Syllabus

Introduction to the course Hydrosphere. Data sources. Wave measurement systems. Nautical charts and maps. Regulatory framework on coasts. Sea waves. Monochromatic waves. Formulation of the problem. Solution for small amplitude waves. Dispersion relation. Shallow and deep water approximations. Trajectories. Pressure field. Energy and its propagation. Wave propagation. Wave transformation from offshore to onshore. Refraction and wave rays plot. Shoaling and breaking. The winds. Generation and characteristics of winds. Geostrophic and real wind. Estimate of wind on the sea surface. Wind information and data. Evaluation of the wind field. Geographic and effective fetch. Interaction between sea waves and an obstacle Reflection. Saint Flou diagram. Diffraction. Sea wave forecast. Random waves. Sea wave representation by means of significant sea waves. SMB method. Evolution of the coastline. Budget of sediments. Sediment transport. Onshore-offshore transport. Long-shore transport. Fluvial supply. Cliff erosion. Wind transport. Submarine canyons. Beach nourishment. Submarine sand pits. Transformation of the coastline. Equation of the coastline. One line models. Numerical schemes. Coastal Protection works. Coastal erosion and protection works. Types of coastal protection works. Longitudinal and detached emerged breakwaters. Submerged reefs. Transversal works. Guidelines for the choice of the proper coastal protection work. Hydraulic and structural design of rubble mound breakwaters. Harbour design Harbour classification; protection works. Layout and dimensions. Touristic harbours. Piers. Harbour design and effects on shoreline. Silting and dredging. Hydraulic and structural design of a rubble mound breakwater.