Studi preliminari e realizzazione di modelli fisici per il cambiamento della geometria delle scogliere del litorale di Gabicce Mare (PU)
Il sito
Il Comune di Gabicce Mare (Pesaro) è collocato al confine tra la Regione Marche e la Regione Emilia Romagna. A Nord sorge il Porto Canale di Cattolica (foce Torrente Tavollo) mentre a sud si erge la Falesia del Colle San Bartolo.
L'estensione del litorale è di circa 1750 metri con una spiaggia di notevole valore socio-economico, con forte afflusso di turisti nel periodo di balneazione.
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Per determinare il clima meteo-marino di Gabicce Mare sono stati utilizzati i dati della boa ondametrica direzionale della Rete Ondametrica Nazionale (RON) posizionata al largo di Ancona ad una di profondità di 70 m (coordinate geografiche 43°49,78' N - 13°42,77' E).
Per l'elaborazione dei dati è stato utilizzato il metodo di trasposizione basato sulla similitudine dei fetch efficaci.
Sono stati ricavati più di 9.000 dati ondosi:
la maggior parte degli eventi ondosi con altezza media superiore ai 3 m sono stati riscontrati nei mesi autunnali ed invernali, durante i quali le mareggiate risultano essere più frequenti ed intense e provenienti dal settore di traversia (15°-75° N). In primavera ed in estate i valori si mantengono, in generale, al di sotto dei 3 metri.
La batimetria è, in generale, regolare e degradante lievemente verso il mare aperto. Sono presenti, però, delle zone singolari con innalzamenti del fondale a causa di formazioni rocciose. Queste ultime sono estremamente interessanti in quanto possono determinare una naturale dissipazione del moto ondoso.
Sul litorale sono presenti 20 barriere foranee emerse, costruite negli anni '60-'70 e modificate nel corso degli anni. Le opere sono posizionate mediamente a 100 m dalla linea di riva e disposte in maniera non perfettamente allineata.
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Le barriere sono basate su fondali a diversa profondità con emergenza media di 1,5 metri. La limitata emergenza delle scogliere causa il sormonto durante le mareggiate da sud (Scirocco) con conseguente innalzamento elevato del livello medio mare a causa del set-up causato dal vento. L'effetto di tale azione sul litorale è un fenomeno di "acqua alta" simile a quello noto che si verifica nella laguna veneta e ,in particolare, a Venezia).
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e problematiche del litorale:
Per il conseguimento degli obbiettivi preposti sono state elaborate 2 ipotesi progettuali:
La prima alternativa progettuale è stata proposta dalla Regione Marche e prevede il salpamento delle opere esistenti e realizzazione ex novo di un'unica barriera sommersa rettificata.
Sono state previste tre tipologie di sezioni per soglie e barriere:
Il Costo totale dell'intervento dovrebbe aggirarsi attorno a 7,5 Milioni di €.
La seconda alternativa progettuale prevede lo scapitozzamento delle barriere esistenti e la regolarizzazione del loro tracciato.
Le tipologie di sezioni scelte per le soglie e le barriere sono:
Il Costo totale dell'intervento dovrebbe aggirarsi attorno a 5,5 Milioni di €.
Considerando l'estensione del litorale da riprodurre nel modello (circa 1750 m.) e della lunghezza massima del fronte d'onda (28,8m) generabile all'interno della vasca per la modellazione fisica presente al LIC, il modello è stato realizzato a scala 1:70 in analogia di Froude.
Il primo problema, che sorge usualmente nella realizzazione di un modello a fondo mobile, è stata la ricerca del corretto fattore di scala per i sedimenti.
Nella pratica sarà, pertanto, possibile che si ricorra a sedimenti con caratteristiche differenti rispetto al prototipo.
La scelta del materiale con cui riprodurre la spiaggia emersa e sommersa nel modello è stata effettuata rispettando il principio di conservazione del parametro H/wT (analogia di Dean), dove w rappresenta la velocità di caduta del sedimento nell'acqua in quiete.
Poiché non è possibile trovare un materiale che abbia esattamente il valore di w che rinviene dall'applicazione del suddetto principio, è stato considerato il materiale con il valore più prossimo valutandolo dal punto di vista del comportamento nei confronti degli attacchi ondosi da generare.
La batimetria è stata ricavata da un rilievo multibeam condotto nell'area inshore ed offshore alle barriere e riprodotta puntualmente nel modello.
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L'altimetria delle strutture antropiche presenti sul litorale in esame è stata desunta dalla cartografia a disposizione, implementata con dati ricavati dal rilievo GPS condotto ad hoc dal personale del Laboratorio.
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La realizzazione del modello
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1a Configurazione di progetto
Sostituzione di alcune barriere esistenti con nuove barriere regolari, allineate lungo quattro direzioni e con berma di larghezza 3m
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Sostituzione delle barriere modificate nella 1^ configurazione con un sistema di barriere tutte allineate tra loro lungo 4 direzioni. Berma di larghezza 3m per le barriere da 1 a 7 partendo dalla nuova lato Nord e di 3m più due massi per le barriere dalla 8 alla 17. Queste ultime, inoltre, vengono sopraelevate di un masso.
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Di seguito si riportano alcune considerazioni sintetiche sui risultati delle prove effettuate con le diverse configurazioni, per quanto riguarda il moto ondoso all'interno della zona protetta, l'evoluzione dei fondali e della linea di riva, la risalita del moto ondoso sulla spiaggia emersa e la stabilità dei massi delle opere esistenti e di progetto
Con riferimento alle prove caratterizzate da fronti d'onda inclinati rispetto alla linea di riva, è possibile osservare come la prima configurazione progettuale testata sia risultata poco efficiente rispetto alla situazione attuale delle opere di difesa, da un punto di vista dell'abbattimento del moto ondoso nella zona protetta, mentre la seconda configurazione di progetto testata è risultata più efficiente sia della prima configurazione progettuale che di quella attuale delle opere di difesa. Analogamente, nel caso di fronti d'onda paralleli alla linea di riva, la seconda configurazione di progetto è risultata essere più efficiente rispetto alla situazione attuale delle opere di difesa.
Per quel che concerne i valori di set-up è possibile osservare come le prove relative alla configurazione attuale delle opere di difesa, sia nel caso di fronti d'onda paralleli che inclinati, presentano valori negativi (set-down). La prima configurazione progettuale delle opere ha presentato valori positivi di set-up, imputabili probabilmente ad una maggiore tracimazione che subiscono le strutture per via della configurazione geometrica adottata. Quando si è passati a testare la seconda configurazione progettuale, modificata rispetto alla precedente sia nella geometria che nella emergenza, si sono riscontrati valori di set-up negativi, sia nel caso di fronti d'onda inclinati rispetto alla linea di riva che paralleli, a testimonianza della avvenuta riduzione della tracimazione delle onde più alte.
Al fine di ottenere una valutazione, in termini di circolazione, sull'efficacia delle soluzioni progettuali testate, l'area oggetto di misure è stata divisa in due zone con l'ADV, e per ciascuna di esse è stato calcolato un parametro di intensità globale delle correnti K.
Tale parametro è stato diagrammato sia con riferimento alle configurazioni caratterizzate dalla direzione di provenienza del moto ondoso pari a 76ºN, sia con riferimento alle configurazioni caratterizzate dalla direzione di provenienza del moto ondoso pari a 16ºN. Nel primo caso, ondazioni da 76ºN, è emerso come, a livello di circolazione globale, la configurazione progettuale finale sia sostanzialmente simile, sia alla prima configurazione progettuale testata, che allo stato attuale delle opere di difesa, mentre nel secondo caso, ondazioni da 16ºN, è emerso come la configurazione progettuale finale sia sensibilmente migliore rispetto allo stato attuale delle opere di difesa.
La prima configurazione progettuale delle opere di protezione ha determinato un leggero sollevamento del fondale sommerso all'interno della zona protetta. La linea di riva analizzata con la prima configurazione progettuale di barriere si è dimostrata abbastanza stabile. La massima risalita delle onde sulla spiaggia emersa, rilevata con la prima configurazione progettuale delle opere di protezione, non ha mostrato significativi miglioramenti rispetto a quanto rilevato con la configurazione attuale.
La seconda configurazione di progetto delle opere di protezione ha mostrato una sostanziale stabilità del fondale, sia nella zona protetta dalle barriere che nella zona al largo. La linea di riva è rimasta alquanto stabile. Il confronto tra le massime risalite del moto ondoso sulla spiaggia emersa ha mostrato notevoli miglioramenti anche laddove con la configurazione attuale delle opere e con la prima configurazione di progetto avveniva la totale sommergenza della spiaggia stessa. Il sistema di barriere relativo alla seconda configurazione progettuale, infatti, è riuscito a proteggere la spiaggia in maniera significativa dalla risalita delle onde, grazie anche all' aumento dell'area della sezione delle barriere antistanti.
Durante le prove effettuate su tutte le configurazioni di opere di protezione è stata constatata una sostanziale stabilità dei massi, eccezion fatta per le ultime prove effettuate sulla seconda e definitiva configurazione di progetto con direzione di generazione del moto ondoso pari a 16ºN, in seguito alle quali sono stati rilevati alcuni crolli, sebbene di piccola entità. Delle prove aggiuntive hanno permesso di verificare che le suddette instabilità sono state causate esclusivamente da un attacco ondoso estremo, non contemplato tra gli attacchi ondosi caratteristici del litorale, generato nella fase conclusiva delle prove.
Nel complesso, dunque, si può ritenere che il complesso di opere di protezione di cui alla seconda e definitiva configurazione di progetto è risultato sufficientemente stabile nei confronti degli attacchi ondosi scelti per il presente studio.
Mentre era in corso la Convenzione il Comune di Gabicce Mare, noto lo stato di avanzamento degli studi, in virtù della prossima realizzazione del prolungamento del molo di levante del Porto di Cattolica-Gabicce, chiedeva al Politecnico di Bari - Dipartimento di Ingegneria delle Acque e di Chimica, di introdurre nel modello fisico e negli studi in corso, la modifica della geometria del porto di Cattolica che prevedeva il prolungamento del molo di levante. Durante le simulazioni sul modello fisico 3D relativi alla Convenzione sono stati eseguiti rilievi mirati a studiare i fenomeni indotti dalle stesse da tale modifica.
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il prolungamento del molo di levante del porto di Cattolica, in base alle prove effettuate è risultato efficace per quanto attiene all'abbattimento del moto ondoso nel canale di ingresso al porto, sia per ondazioni da 16º N che da 76º N.
Per quel che riguarda l'influenza dell'opera sul litorale di Gabicce Mare, è stata osservato solo un modesto e ininfluente aumento del set-up nella zona protetta adiacente al molo che, con riferimento all'attacco ondoso con maggiore energia, raggiunge il valore di 0,06 cm in scala modello (4,20 cm in scala prototipo).
Nell'ambito della collaborazione con le Autorità regionali delle Marche e gli operatori turistici di Gabicce Mare, nel Febbraio del 2009 e nel Gennaio del 2010, presso il LIC, sono stati organizzati due incontri durante i quali sono stati mostrati lo stato di avanzamento dei lavori e verificata la corrispondenza tra il prototipo e il modello realizzato nella vasca principale del Laboratorio.
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