A cura di:

Prof.ssa Micla Pennetta* (Coordinamento Scientifico)

* Dipartimento di Scienze della Terra, dell’Ambiente e delle Risorse – Università degli Studi di Napoli “Federico II”; Largo S. Marcellino, 10. 80138 – Napoli – Italy – Email:pennetta@unina.it

Dott. Claudio Kalb** (Modellizzazione degli scenari idrodinamici)

**Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche – Università degli Studi di Cagliari; Sede di Via Trentino, 51 – 09127 Cagliari – Italy – Email:ckalb@unica.it

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Nella spiaggia in studio la distribuzione dei sedimenti è nel complesso regolare; si è rilevata una graduale diminuzione delle dimensioni medie dei sedimenti dalla spiaggia ai complessi dunali più interni (Fig. 3). Si individuano aree strette ed allungate caratterizzate da sedimenti ghiaiosi (-1.9<Mz<-2.8) nell’area sommersa in prossimità della battigia, da sedimenti sabbioso-medi (2.00<Mz<1.00) nella spiaggia esterna e da sedimenti sabbioso-fini nella spiaggia interna (3.00<Mz<2.00), nel complesso moderatamente classati (0.5<σ_I<1.0), ad eccezione di pochi campioni poco classati. I valori dei coefficienti di asimmetria (Sk_I) di norma negativi o prossimi allo zero e quindi con asimmetria delle curve di frequenza per lo più verso la frazione grossolana o con distribuzione quasi simmetrica, consentono di inserire tali sedimenti in un ambiente ad elevata energia idrodinamica, dominato dal moto ondoso. I sedimenti di duna secondaria (in assenza di avanduna), in posizione immediatamente retrostante la spiaggia, per una distanza dalla linea di riva generalmente compresa tra 25 m e 50 m circa, ricadono nelle classi della sabbia fine sui versanti della duna (Mz=2.5-3.00), risultando moderatamente classati (0.5<σ_I<1.0), e nella classe dei sedimenti sabbiosi generalmente molto fini (<3<Mz<3.5) sulle creste. Questi ultimi risultano essere moderatamente classati e subordinatamente poco classati; l’andamento delle curve di frequenza di tutti questi campioni migra con gradualità da asimmetrico verso la frazione grossolana a quasi simmetrico.

A tergo dell’allineamento delle dune secondarie, anche i sedimenti che caratterizzano la depressione interdunare ed i cordoni di duna terziaria ricadono nelle classi della sabbia fine; anche in questo caso, generalmente sulle aree di cresta, sono presenti sedimenti sabbiosi molto fini (<3<Mz<3.5). Nel complesso risultano da discretamente a mediocremente selezionati e subordinatamente poco classati; la distribuzione delle curve di frequenza mostra generalmente un’asimmetria verso la frazione grossolana.

L’analisi delle curve cumulative ha permesso di stabilire che i sedimenti di spiaggia emersa posseggono caratteri condizionati da un ambiente dinamico di alta energia; hanno subito un trasporto prevalente per saltazione e subordinatamente per trazione (Visher, 1969), e con energia tale da impedire la deposizione di sedimenti sottili in sospensione grazie all’effetto di ripulitura (winnoving). Anche i sedimenti sabbiosi più sottili dell’ambiente dunare posseggono caratteristiche tessiturali compatibili con l’attività selezionatrice dei processi di deflazione agenti in tale contesto.

Tuttavia, nel complesso si osserva che i sedimenti della spiaggia interna posseggono caratteristiche granulometriche e tessiturali simili a quelle dei corpi dunari, fatta eccezione per le aree di cresta (Fig. 3); vengono quindi confermate le osservazioni fatte in sede di rilevamento morfologico. In pratica, i cordoni dunari secondari che nel passato erano stabili ora sono riattivati per processi erosivi e risultano in fase di smantellamento. I sedimenti rivenienti dalla duna secondaria riforniscono quindi la spiaggia interna; questa avrebbe dovuto invece essere alimentata da una duna primaria (o avanduna) oramai completamente erosa. Inoltre, una certa omogeneità dei dati (Fig. 3), unitamente alle osservazioni tenute in sito, consente anche di affermare che tutti i caratteri sedimentari finora descritti risultano essere condizionati da un rimaneggiamento dei sedimenti da collegare ad attività antropiche, ivi compresa quella di pulizia con mezzi meccanici, che interessano tutta la spiaggia emersa e probabilmente anche parte del sistema dunare.

Fig. 3 – Stralcio della carta delle facies granulometriche nel settore settentrionale dell’area SIC ubicata in sinistra Foce del Fiume Garigliano; le facies sono indicate con differenti colori. Viola: sabbia molto fine; Celeste: sabbia fine; Verde: sabbia media; linea marrone: limite dell’area SIC

 Applicazione del modello

La modellizzazione eseguita attraverso l’applicazione del software Delft3d è stata applicata utilizzando gli eventi meteomarini più ricorrenti e di maggiore energia risultati dall’analisi del clima d’onda eseguita nel settore in studio. La modellizzazione è stata eseguita per una velocità costante del vento di 10 km/h, una durata dell’evento meteomarino di 24 h, un’altezza significativa (Hs) di 2 m  e un periodo di picco (Tp) di 7,5 s.

I modelli elaborati sono stati calcolati su tre direzioni di venti dominanti:

– Evento con direzione N210, coincidente con il fetch massimo per l’area in esame.

– Evento con direzione N270, coincidente con l’orientazione dei venti dominanti;

– Evento con direzione  N255.

I modelli idrodinamici sono stati ottenuti sulla base di questi quattro differenti scenari, i quali riprodurrebbero le condizioni relative alla (i) direzione dei fronti d’onda, (ii) alla ricostruzione della velocità dei flussi idrodinamici che verrebbero generati da tali scenari, ed (iii) alla distribuzione delle aree sottocosta soggette ad escavazione e/o accumulo durante ciascun evento.

Evento con direzione N210

La modellizzazione dell’evento meteomarino generato da vento con velocità di 10 m/s proveniente da una direzione di N210 (Fig. 17) evidenzia la presenza di fronti d’onda (Fig. 17 C) aventi una direzione prevalente di approccio del moto ondoso verso i quadranti nord-orientali (N40E). Tale simulazione, eseguita per una durata dell’evento di 24 h, non ha mostrato nel tempo variazioni significative nella direzione dei fronti d’onda.

Fig. 17 – Modelli di simulazione del DELFT3D ricostruiti sul tratto costiero in esame (Zona SIC della Foce del Garigliano) per una direzione del vento di N210 ed una velocità dello stesso di 10 m/sec dopo 24 h dall’inizio dell’evento meteomarino. (A) Vettori dei flussi idrodinamici. (B) Velocità dei flussi idrodinamici. (C) Direzione dei fronti d’onda. (D) Zone di accumulo ed escavazione.

La simulazione per lo stesso evento dei flussi idrodinamici (Fig. 17 B) mostra valori di velocità dei flussi poco significativi nel settore distale della spiaggia sommersa (inferiore a 0,2 m/sec), i quali tendono progressivamente ad aumentare in prossimità della linea di riva fino a valori di circa 0,7 m/sec, soprattutto nel settore settentrionale, dove tendono ad orientarsi parallelamente alla linea di costa con andamento SE-NO (Fig. 17 A). L’effetto di un simile evento meteomarino sui sedimenti di fondo (Fig. 17 D) indicherebbe che i settori soggetti a maggiore escavazione coincidono con quelli del tratto più settentrionale, con limitate zone di accumulo nel settore meridionale.

Evento con direzione N270

La modellizzazione, eseguita per una durata dell’evento di 24 h, dell’evento meteomarino generato da vento con velocità di 10 m/s proveniente da una direzione di N270 (Fig. 18) evidenzia la presenza di fronti d’onda (Fig. 18C) che tendono a ruotare, nel corso dell’evento, verso la direzione NNE. I valori di velocità del flusso idrodinamico (Fig. 18B) assumono valori inferiori a 0,1 m/sec nel settore distale della spiaggia sommersa mentre, in corrispondenza dei primi metri di spiaggia sommersa, la velocità raggiunge valori maggiori di 0,5 m/sec, con vettori orientati parallelamente alla linea di costa e con direzione verso i quadranti sud-orientali. L’effetto di un simile evento meteomarino sui sedimenti di fondo della spiaggia sommersa (Fig. 18D) consente di rilevare che i settori sottoposti ad escavazione più importante coincidono con il sistema di barre e truogoli che caratterizzano i primi metri della spiaggia sommersa, con limitate zone di accumulo sopratutto nel settore meridionale e sempre in prossimità della linea di riva.

Fig. 18 – Modelli di simulazione del DELFT3D ricostruiti sul tratto costiero in esame (Zona SIC della foce del Garigliano) per una direzione del vento di N270 ed una velocità dello stesso di 10 m/sec dopo 24 h dall’inizio dell’evento meteomarino. (A) Vettori dei flussi idrodinamici. (B) Velocità dei flussi idrodinamici. (C) Direzione dei fronti d’onda. (D) Zone di accumulo ed escavazione.

 Evento con direzione N255

La modellizzazione, eseguita per una durata dell’evento di 24 h, dell’evento meteomarino generato da vento con velocità di 10 m/s proveniente da una direzione di N255 evidenzia la presenza di fronti d’onda (Fig. 19 C) che tendono a ruotare, nel corso dell’evento, verso la direzione NNE. I valori di velocità del flusso idrodinamico (Fig. 19 B) assumono valori inferiori a 0,1 m/sec nel settore distale della spiaggia sommersa mentre, in corrispondenza dei primi metri di spiaggia sommersa, la velocità del flusso idrodinamico raggiunge i valori massimi. Come nel caso della modellizzazione dell’evento meteomarino con direzione N270, le direzioni dei flussi genererebbero correnti dirette verso SE (Figg. 19 e 18 A).

Fig. 19 – Modelli di simulazione del DELFT3D ricostruiti sul tratto costiero in esame (Zona SIC) per una direzione del vento di N255 ed una velocità dello stesso di 10 m/sec dopo 24 h dall’inizio dell’evento meteomarino. (A) Vettori dei flussi idrodinamici. (B) Velocità dei flussi idrodinamici. (C) Direzione dei fronti d’onda. (D) Zone di accumulo ed escavazione.

La dinamica dei sedimenti durante un simile evento meteomarino, indicherebbe che i settori di maggiore escavazione coincidono con il sistema di barre e truogoli che caratterizzano i primi metri della spiaggia sommersa, con limitate zone di accumulo sopratutto in prossimità della linea di riva (Fig. 19 D).

La morfologia articolata del sistema di barre, truogoli e canali controlla la dinamica piuttosto complessa che risente delle differenti direzioni d’incidenza del moto ondoso, nella maggior parte degli eventi perturbativi, tra le direzioni di 210° e 270°. In particolare sia dalla costruzione dei piani d’onda con relativi calcoli della direzione, potere e velocità della corrente lungo costa che dall’analisi delle direzioni di transito sedimentario si può definire il prevalere di un drift litoraneo da Nord Ovest prevalentemente diretto verso Sud Est. La direzione ed in verso delle correnti lungo costa, ricavate dall’elaborazione dei dati DELFT, erano già state individuate nel corso degli studi della spiaggia emersa ove si rilevano gli effetti di tali processi, ovvero maggiori erosioni nei tratti si spiaggia presenti nel lato sottoflutto della foce del Fiume Garigliano e del Canale Macchine Vecchie oltre al differente colore della sabbie di spiaggia ed alla morfologia dei cordoni dunari; anche studi precedenti, riportati nella relazione di prima fase, confermavano questo dato. Anche l’analisi quantitativa multitemporale degli effetti dei processi d’erosione sulla linea di riva, esperita nel corso degli studi della spiaggia emersa, conferma questo dato; essa ha evidenziato il complessivo maggiore arretramento del settore costiero settentrionale dell’area in studio, da relazionare alla vicinanza all’area di foce del Fiume Garigliano. Settore questo interessato da dinamiche morfoevolutive spinte e che in tempi storici ha sempre evidenziato una tendenza all’arretramento. L’entità dell’arretramento è valutabile nell’intorno degli 80-90 m nel tratto settentrionale della spiaggia emersa in studio; gradualmente verso Sud tende a diminuire attestandosi su valori medi di 35 m e massimi di circa 45 m, con un tasso di erosione, variabile tra 1.5 e 0.6 m/anno negli ultimi 56 anni.

Per quanto esposto nei paragrafi precedenti, tenendo conto dei risultati delle analisi morfologiche, sedimentologiche, meteomarine e idrodinamiche, si confermano anche tutte le altre conclusioni cui si era pervenuti nel corso dello studio della spiaggia emersa ove erano visibili numerosi aspetti sedimentari e morfologici riconducibili agli effetti dei processi esposti in questa sede nei paragrafi precedenti, e che nel complesso determinano erosione a carico del sistema costiero. Si ritiene infatti che i processi erosivi che attualmente si concentrano lungo la spiaggia sono da mettere in relazione al sistema morfologico dei fondali antistanti, al tipo di ondazioni che incidono sulla costa ed al sistema di transito sedimentario. Ondazioni e correnti che successivamente modellano il fondo creando il sistema di barre e truogoli, ridepositando parte dei sedimenti asportati. Gli effetti prevalenti degli eventi meteomarini sui sedimenti di fondo si concretizzano in una maggiore escavazione nel tratto più settentrionale, con limitate zone di accumulo nel settore meridionale. Da questo settore tuttavia vengono prelevati i sedimenti per i continui ripascimenti della spiaggia emersa, determinando nel complesso una variazione del budget sedimentario ed un’alterazione dei processi morfosedimentari. La maggiore escavazione nel tratto settentrionale, relazionata alla direzione e verso del drift litoraneo, spiegherebbe il maggior tasso di erosione cui è soggetta la spiaggia emersa.

Un ruolo non secondario, a carattere regionale, che determina arretramento della linea di riva è da attribuire anche alla realizzazione delle opere di difesa trasversali sulla costa laziale, che intercettano i sedimenti trasportati dalle longshore currents con direzione da NW verso SE.

Gli studi svolti hanno quindi consentito di confermare che il settore costiero in studio è interessato diffusamente da processi erosivi legati a processi naturali ma soprattutto a fattori antropici.

I processi naturali che determinano l’erosione costiera sono legati all’attività del moto ondoso e delle correnti in relazione all’apporto sedimentario del Fiume Garigliano ed alla morfologia della spiaggia, della costa e della piattaforma continentale; altri processi naturali sono da ascrivere a fenomeni di subsidenza della piana costiera del F. Garigliano. Non va inoltre trascurata l’azione delle variazioni climatiche che stanno interessando il nostro pianeta, con un complessivo aumento della temperatura globale, cui fa riscontro un innalzamento del livello del mare, valutato attualmente in circa 1-1,5 mm/anno, con graduale sommersione di porzioni di pianure costiere con quote basse.

Tra i fattori antropici che hanno favorito l’erosione costiera si inseriscono la riduzione degli apporti solidi fluviali causati dagli interventi di stabilizzazione e regolarizzazione delle sponde e dell’alveo fluviale, prelievi d’inerti in alveo e le attività che hanno ridotto l’erosione del suolo. Anche le opere a difesa del litorale posto a Nord dell’area in studio, intercettando i sedimenti coinvolti nel trasporto litoraneo, procurano un mancato rifornimento alla costa.

Inoltre, dal 1950/1960 circa, l’espansione urbanistica turistico-residenziale sulla fascia litoranea e le attività connesse alla balneazione hanno amplificato la vulnerabilità del settore costiero in studio introducendo importanti modificazioni ambientali e riducendo le aree di ruscellamento. Lo sbancamento delle dune costiere, serbatoi naturali di sedimenti sabbiosi, attuato per far posto ad insediamenti urbani e/o turistici ha inciso negativamente sul bilancio costiero. Similmente, anche il prelievo dei sedimenti di fondo marino a bassa profondità determina forti alterazioni sia nel bilancio sedimentario del sistema costiero che nelle modalità di rifrazione sul fondo del moto ondoso incidente; i sedimenti devono invece essere “relitti”, in pratica non coinvolti più nei processi sedimentari attuali, prelevandoli a profondità oltre il limite di chiusura della spiaggia sommersa, almeno oltre la profondità di 8-10 m circa. Ma a questo proposito è bene precisare che studi svolti in altre aree della costa tirrenica (ad es.  PENNETTA et al, 2012) e la normativa vigente indicano quale profondità di prelievo e asportazione dei depositi sabbiosi relitti per ripascimenti profondità maggiori della batimetrica dei 50 m.

Sui processi di erosione hanno altresì contribuito gli emungimenti dalle falde acquifere che inducono subsidenza della piana costiera e quindi ingressione del mare ed arretramento della linea di riva. Non va infine trascurato l’impatto determinato dalle modalità attraverso le quali avviene la fruizione turistica del sistema spiaggia – duna. La diffusione di solchi trasversali alla duna per l’accesso alla spiaggia, da cui si dipartono altre zone di calpestio diffuso, innesca importanti processi erosivi sia attraverso la distruzione della vegetazione e sia attraverso il rimaneggiamento diretto con conseguente riduzione di resistenza all’erosione sulla duna. Tali effetti sono ancora più evidenti nelle aree ove si registra anche il transito di autoveicoli. Non vanno infine tralasciate alcune pratiche negative quali la pulizia con mezzi meccanici e gli ampliamenti della spiaggia a discapito della duna, con forte riduzione in termini sia di resilienza che di potenziale capacità di accrescimento della duna stessa.

I processi naturali ed i fattori antropici che hanno agito su questo sistema costiero ne hanno di fatto alterato l’equilibrio, verificato che non si riscontrano quegli elementi geomorfologici e vegetazionali indicativi di un normale modello teorico di sviluppo della fascia dunare. L’arretramento della linea di riva ha determinato la migrazione verso l’interno del sistema spiaggia – duna con perdita di un enorme patrimonio culturale (cultural heritage). Gli importanti processi erosivi hanno inoltre determinato la contrazione, con intersezioni e sovrapposizioni, della normale seriazione di comunità vegetali psammofile gradualmente più strutturate. Emergono, inoltre, la determinante assenza dell’avanduna, deputata al rifornimento di sedimento delle altre dune, e l’anomala posizione avanzata della duna secondaria, che risulta peraltro in via di smantellamento con perdita progressiva dell’habitat a ginepro di notevole valore ambientale.

Alla luce di queste premesse vengono sicuramente confermate tutte le misure proposte a loro volta scaturite dallo studio della spiaggia emersa; in pratica misure destinate alla conservazione ed al ripristino del sistema dunale volte a preservarne l’integrità anche come argine contro le ingressioni marine e ad assicurarne la sussistenza come sistema fisico ed ecologico, soprattutto dal punto di vista vegetazionale. In particolare, la ricostruzione dei cordoni dunali e la realizzazione di opere volte a facilitarne l’attraversamento dovrebbero servirsi di tecniche naturalistiche in grado di favorire meccanismi di feedback positivo tra la componente biologica, sedimentologica e morfologica ed un aumento della resilienza e della stabilità dinamica del sistema spiaggia-duna quali ad esempio processi di deposizione delle sabbie, di ricarica della falda freatica, e di reinsediamento di specie pioniere. Tutte misure queste sulle quali si è basata la “Relazione analisi impatti della fruizione sugli  habitat” curata dall’Autorità di Bacino Nazionale Liri Garigliano e Volturno e condivisa dai partners scientifici della Provincia di Caserta: Seconda Università degli Studi di Napoli ed Università degli Studi di Napoli “Federico II”. In pratica i suggerimenti generali, contenuti in tale relazione, utili per la buona esecuzione, controllo e gestione delle azioni di recupero e risanamento degli habitat degradati, per la mitigazione degli impatti e le indicazioni di massima sulla tipologia, il dimensionamento e l’ubicazione degli interventi per la progettazione di cui all’Azione A6 da attuare nell’area SIC del Progetto “Pineta della Foce Garigliano” (IT8010019), sono congruenti con l’assetto geomorfologico e sedimentologico rilevato e risultano reciprocamente coerenti.

Bibliografia di riferimento:

Abate, D., De Pippo, T., Ilardi, M. & Pennetta, M. (1998). Studio delle caratteristiche morfoevolutive quaternarie della piana del Garigliano. Il Quaternario, Italian Journal of Quaternary Sciences, 11(2), 149-158.

Ballini, A., Barbieri, F., Laurenzi, M.A., Mezzetti, F. & Villa, I.M. (1989) – Nuovi dati sulla stratigrafia del vulcano di Roccamonfina. Boll. G.N.V., 533-556.

Bellotti P., Di Filippo M., Evangelista S., La Monica G.B. & Minorenti V. (2006) – Apporto sedimentario dalla spiaggia alla duna nella tenuta presidenziale di Castelporziano e ai Cancelli (Lazio centro meridonale). Studi Costieri, 11, 43-60.

Bergomi C., Catenacci V., Cestari G., Manfredini M. &  Manganelli V. (1969) – Note Illustrative della Carta Geologica d’Italia alla Scala 1:100.000, Foglio 171, Gaeta e Vulcano di Roccamonfina (F.ⁱ 160-161-171-172). Serv. Geol. It., 140 pp.

Billi A., Bosi V. &  De Meo A. (1997) – Caratterizzazione strutturale del rilievo del M. Massico nell’ambito dell’evoluzione quaternaria delle depressioni costiere dei fiumi Garigliano e Volturno (Campania settentrionale). Il Quaternario, 10 (1), 15-26.

Brancaccio L., Cinque A., Romano P., Rosskopf C., Russo F., Santangelo N. & Santo A. (1991) – Geomorphology and neotectonic evolution of a sector of the Tyrrhenian flank of the Southern Apennines (Region of Naples, italy). Z. Geomorph. N.F. Suppl.-Bd. 82, 47-58.

Capaldi G., Civetta L. & Gyllot P. Y. (1985) – Geochronology of Plio-Pleistocene volcanic rocks from Southern Italy. Rend. Soc. It. Miner. e Petrol., 4. , 25-44.

Cocco E., De Pippo T. & Giulivo I. (1986) – Dinamica ed evoluzione del litorale campano-laziale. Il Settore Costiero Compreso tra Minturno e Baia Domitia (F. Garigliano). Mem. Soc. Geol. It., XXXV, 805-809.

Di GirolamoP., Morra V., Ortolani F. & Pagliuca S. (1988) – Osservazioni petrologiche e geodinamiche sul magmatismo “orogenico transizionale” della Campania nell’evoluzione della fascia tirrenica della Catena Appenninica. Boll. Soc. Geol. It., 107, 561-578.

Folk R.L. & Ward W.C. (1957) – Brazos River: a study in the significance of grain size parameters. Journ. Sedim. Petrol., 27(1), 3-26.

Gandolfi G. & Paganelli L. (1984)- Petrografia delle sabbie del litorale tirrenico fra i monti dell’Uccellina e Monte di Procida. Miner. Petrogr. Acta, 28, 173-191.

Hesp P. (2002) – Foredunes and blowouts: initiation, geomorphology and dynamics. Geomorphology 48, 245–268

Ippolito F., Ortolani F. & Russo M. (1973) – Struttura marginale tirrenica dell’Appennino Campano: reinterpretazione dei dati di antiche ricerche di idrocarburi. Mem. Soc. Geol. It., 12, 227-250.

Ley Vega de Seoane C., Gallego Fernández J. B & Vidal C.P.(2007) – Manual de restauracion de dunas costeras – Ministerio de Medio Ambiente. Dirección General de Costas. Gobierno De Espana. Artes Gráficas Quinzaños, S. L., 251 pp.

Masselink G. & Hughes M.H. (2003) – Introduction to coastal processes & geomorphology. Hodder Arnold, London, 368 pp.

Pirazzoli, P.A., (2000). Cambiamenti globali e variazioni del livello del mare: meccanismi e tendenze evolutive. In “Mare e cambiamenti globali”: 15-27. ICRAM.

Putsy, N.P. (1988) – Sediment budget and dune/beach interaction. Journal of Coastal Research, 3, 1–4.

Segre A.G. (1950) – Sulla struttura geologica del Golfo di Gaeta. Contributi di Scienze Geologiche. C.N.R., Suppl. A “La Ricerca Scientifica”, 87-89.

Visher, G.S. (1969) – Grain size distribution and depositional processes. Journ. Sedim. Petr., 39 (3), 1074-1106