indagine sperimentale sull'attenuazione del moto ondoso da parte di vegetazione sommersa o parzialmente emersa

Salt marsh vegetation of the Lagoon of Venice has an important role on the energy wave dissipation and it can be considered a natural factor to protect internal areas from erosion. In this research a study of the mechanisms of wave damping by vegetation and modeling wave attenuation by vegetation was carried out. Laboratory experiments were conducted to measure wave attenuation resulting from synthetic vegetation (Spartina maritima), under a range of wave conditions and plant stem densities typical of salt marsh. The laboratory data were analyzed using linear wave theory and compared to the model of Mendez and Losada (2004), to quantify vegetation drag coefficient and to find relations between wave damping and vegetation characteristics. Generally, in the formulation of the drag coefficient CD, bottom friction is neglected and only the resistance of vegetation is taken into account: it is a “bulk” drag coefficient, which does not distinguish between the vegetation effect and the effect of bottom friction. In the present work bottom friction is, instead, explicitly considered in order to quantify the drag coefficient due only to the resistance induced by vegetation, and to quantify a specific bottom friction coefficient due to the presence of vegetation. Here a theoretical approach is presented and validated by experimental data. This work can find a possible application when describing wave propagation within shallow basins characterized by the presence of vegetation, such as the Lagoon of Venice.

La presenza di vegetazione sul suolo delle barene della Laguna di Venezia svolge un importante effetto dissipativo sul moto ondoso che si propaga all’interno della laguna e può essere considerato un fattore naturale di protezione dai fenomeni di erosione. In questa tesi è stato effettuato uno studio sui meccanismi di dissipazione dell’energia del moto ondoso in presenza di una superficie vegetata, e sulla modellazione matematica degli effetti della vegetazione sul moto ondoso, attraverso un’indagine sperimentale condotta in laboratorio, con un tipo di vegetazione artificiale (Spartina maritima) e in condizioni idrodinamiche simili a quelle presenti in una zona di barena. I risultati sperimentali ottenuti sono stati analizzati assumendo valida la teoria lineare dell’onda, e confrontati con le soluzioni teoriche proposte da Mendez e Losada, allo scopo di quantificare il coefficiente di resistenza della vegetazione artificiale e determinare delle relazioni fra la dissipazione di energia del moto ondoso e le caratteristiche della vegetazione. Generalmente, nelle formulazioni dei coefficienti di resistenza CD presenti in letteratura, la resistenza prodotta dall’attrito del fondo viene considerata trascurabile rispetto a quella prodotta dalla vegetazione: vengono considerati dei CD globali, che inglobano al loro interno tutti gli effetti (vegetazione più attrito), senza alcuna distinzione fra di essi. In questo lavoro, invece, si è cercato di considerare separatamente i due effetti, allo scopo di determinare un coefficiente Kv responsabile dell’effetto della sola vegetazione, e un coefficiente Kf responsabile dell’effetto del solo attrito di fondo, in presenza di vegetazione. Per affrontare il problema viene presentato un approccio teorico, che è validato dai dati sperimentali. Questo lavoro può trovare delle possibili applicazioni nella descrizione della propagazione del moto ondoso all’interno di bacini caratterizzati da bassi fondali e presenza di vegetazione, come è il caso della Laguna di Venezia.