Groynes

Questo articolo descrive le caratteristiche, i possibili effetti e i diversi tipi di pennelli che si estendono dalla riva al mare. I pennelli sono esempi di strutture rigide di protezione costiera che mirano a proteggere la linea di riva dall’erosione costiera. Un trattamento più dettagliato degli effetti dei pennelli è dato in Pennelli come protezione della costa.

Introduzione

Un pennacchio è una struttura attiva che si estende dalla riva al mare, più spesso perpendicolare o leggermente obliqua alla linea di costa. Una fornitura adeguata di sedimenti e l’esistenza di un trasporto di sedimenti longshore medio-forte sono le condizioni principali dell’efficienza delle pennelli.

La funzione principale di una pennata è quella di catturare e intrappolare parte dei sedimenti che si muovono (principalmente in direzione longshore) nella zona di surf.

Come rivelato dagli esperimenti, le pennelli dissipano parzialmente l’energia del movimento dell’acqua durante condizioni di onde deboli e moderate, portando all’accrezione della linea di riva ascendente. Tuttavia, quando le onde di tempesta si avvicinano alla riva più o meno perpendicolarmente, il ruolo protettivo dei pennelli diminuisce e parte della spiaggia viene spazzata via (vedi Cause naturali dell’erosione costiera).

Anche se i pennelli sono ampiamente usati, è una soluzione dubbia se applicata come unica misura di protezione della riva, a causa dell’importante erosione del lato sottovento. Una soluzione a groyne può essere efficace se applicata in combinazione con altre misure (morbide) di protezione della riva, come il ripascimento artificiale o il ripascimento della spiaggia.

Effetti delle groyne sulla linea di riva

Il disegno della groyne (forma della pianta, lunghezza, altezza, profilo trasversale, inclinazione) influenza l’impatto sulla morfologia della riva; l’impatto dipende anche dal livello dell’acqua del mare, dal clima delle onde e dalla fornitura di sedimenti nella zona di surf.

Figura 1: Schema dell’interazione di pennelli, onde, correnti e riva

La protezione della riva con l’uso di un singolo pennone è molto spesso inefficiente. Pertanto, la protezione della riva da pennelli è generalmente progettato come un gruppo che comprende da pochi a decine di strutture individuali (vedi pennelli come protezione della riva). Uno schema di pennelli interagenti è mostrato nella figura 1. Mentre un singolo pennacchio produce erosione costiera sul lato sottovento della struttura, l’erosione nel caso di un gruppo di pennelli è spostata sul lato sottovento dell’intero sistema. L’erosione si osserva anche nelle immediate vicinanze delle strutture, in particolare quando la direzione dominante delle onde è perpendicolare alla riva. L’accumulo di acqua tra i pennelli induce flussi di compensazione lungo le strutture, causando l’erosione locale del fondo marino e la perdita di sabbia in acque profonde. Durante le forti tempeste i pennelli sono “corti” rispetto alla larghezza della zona di surf, con l’erosione che si verifica intorno ad essi. In condizioni di onde moderate, i pennelli diventano “lunghi” (lunghezza paragonabile alla larghezza della zona di surf), favorendo così l’accumulo di sabbia alla deriva e l’allargamento della spiaggia. La perdita di contatto tra una groyne e la riva dovrebbe essere evitata. In questo caso, si generano dei flussi longshore tra la linea di riva e la radice della groyne. Questi flussi causano il lavaggio della spiaggia.

Caratteristiche dei pennelli

Figura 2 Tipi e forme di pennelli

La scelta appropriata di forme, dimensioni e posizione dei pennelli è cruciale per l’efficacia della protezione della spiaggia. La lunghezza dei pennelli è di solito legata alla larghezza media della zona di surf e alla distanza dalla costa nel campo dei pennelli. La lunghezza attiva del pennacchio aumenta con l’aumento dell’angolo di incidenza delle onde. Le groyne sono più efficaci se non intrappolano l’intero flusso di sedimenti longshore. Numerose indagini e osservazioni suggeriscono che l’estensione verso il mare dei pennelli non dovrebbe superare il 40-50% della larghezza della zona di mareggiata. L’efficacia dei pennelli dipende anche dalla loro permeabilità. I pennelli che sono strutturalmente permeabili o sommersi (permanentemente o durante gli alti livelli d’acqua) permettono un maggior passaggio di sedimenti lungo la costa, in confronto ai pennelli impermeabili o alti.

L’altezza dei pennelli influenza la quantità di trasporto di sedimenti lungo la costa intrappolati dai pennelli. Lo stesso pennacchio può agire sia come struttura emersa che sommersa (Figura 2a), a seconda dei cambiamenti del livello dell’acqua dovuti alle maree e alle mareggiate. Generalmente, i pennelli sono progettati per sporgere di circa hs=0,5-1,0 m sopra il livello medio del mare (MSL). I pennelli che sono troppo alti causano la riflessione delle onde, con conseguente dilavamento locale. Considerando la forma in pianta, i pennelli possono essere dritti, piegati o curvi, così come a forma di L, T o Y. Le forme e i tipi di pennelli più popolari sono mostrati schematicamente nella figura 2.

Tipi di pennelli

In termini strutturali, si può distinguere tra pennelli in legno, pennelli a palancole, pennelli in calcestruzzo, pennelli in blocchi di cemento o pietre e pennelli costruiti con geobag riempiti di sabbia.

Ghetti in legno

Figura 3. Esempio di palafitta a due file nella penisola di Hel (Mar Baltico)

I pennelli di legno sono più spesso strutture a palizzata a una o due file. L’influenza della palizzata di legno a forma di T sulla riva (erosione locale sul lato sottovento e accrescimento sul lato sopravento) è illustrata nella figura 3. I pennelli di legno a una fila sono in generale strutture parzialmente permeabili; la permeabilità riduce l’erosione sul lato sinistro e previene circolazioni indesiderate dell’acqua vicino alla costa. I pennelli di legno sono poco costosi ma la loro durata è piuttosto breve.

I pennelli di acciaio

I pennelli di acciaio consistono più spesso in palancole verticali, singole o doppie, con vari profili, situate perpendicolarmente alla linea di riva. Sono strutture impermeabili. Gli esperimenti hanno dimostrato che i pennelli fatti con pareti di palancole singole non sono durevoli, a causa della corrosione del materiale e dell’abrasione della sabbia in movimento. Inoltre, il carico del ghiaccio è molto dannoso, causando l’instabilità e il cedimento delle palancole in acciaio. Le strutture miste massicce, composte da acciaio e cemento, sono molto più stabili e durevoli.

Groyne di elementi in cemento

Figura 4 Groyne in cemento, Ucraina (Mar Nero)

Le gole costruite con blocchi di cemento armato sono le strutture costiere più stabili e durature. A causa del loro peso considerevole, gli elementi che compongono una tale groyne richiedono l’esistenza di condizioni del suolo adeguate e di una fondazione appropriata. Un esempio di una pennacchio composto da elementi in cemento armato è mostrato nella figura 4.

Grotte a mucchietto e pennelli costruiti con geobag riempiti di sabbia

Le pennacchiotte a mucchietto sono strutture di protezione costiera ampiamente applicate. Sono costruiti o come cumuli di pietre sciolte o come cumuli di varie unità di armatura, per esempio tetrapodi. Questi pennelli sono spesso strutture miste, rinforzate all’interno da una palancola. Sono massicci, durevoli e impermeabili. I gavitelli in macerie sono vantaggiosi rispetto ai gavitelli in acciaio, cemento e legno, poiché dissipano meglio l’energia delle onde e delle correnti.

I gavitelli costruiti con sacchi impilati di sabbia o riempiti di terra dovrebbero essere considerati come una misura di protezione a breve termine. Alcune misure di protezione supplementari sono necessarie, specialmente alla testa della groyne. Un tessuto filtrante speciale dovrebbe essere usato sotto i sacchi per ridurre l’assestamento in fondi morbidi. Questo tipo di pennelli richiede sacchi di grandi dimensioni (più pesanti di 50 kg), anche se i sacchi di grandi dimensioni sono più difficili da maneggiare e richiedono il riempimento sul posto.

Esempi di sezioni trasversali di pennelli a mucchio di macerie e riempiti di sabbia sono mostrati nella Figura 2.

• Grocchetti come protezione della costa
• Grocchetti deteriorati
• Strutture rigide di protezione costiera
• Cause umane dell’erosione costiera
• Cause naturali dell’erosione costiera
• Gestione dell dell’erosione costiera
• Accrescimento ed erosione per diversi tipi di costa
• Ponti frangiflutti ed erosione costiera
• Gestione della linea di riva
• Stabilità dei frangiflutti a cumuli di macerie e dei rivestimenti di riva
• Geosistemi riempiti di sabbia ingeosistemi riempiti di sabbia nell’ingegneria costiera

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