ITRM950575A1

ITRM950575A1 - SYSTEM FOR THE PROTECTION OF PORTS AGAINST SEDIMENTATION AND FOR THE CONSOLIDATION OF BEACHES

Info

Publication number: ITRM950575A1
Application number: IT95RM000575A
Authority: IT
Inventors: Constantine L Goudas
Original assignee: Constantine L Goudas; Ponte Di Archimede Nello Stret
Priority date: 1994-08-23
Filing date: 1995-08-23
Publication date: 1997-02-23
Also published as: GR1001915B; ITRM950575A0; IT1277916B1; EP0760036A1; WO1996006230A1

Abstract

La sedimentazione nei porti e l'erosione delle spiagge sono il risultato della compattezza del fondo marino o delle correnti sospinte dalle onde che appaiono in concentrazioni di acqua. Tali correnti sono dovute a fenomeni noti e ben studiati. Nell'impatto su una spiaggia, o frangionde, a piccoli angoli con il litorale o con l'asse dell'entrata dei porti (vedere figura 1 per il primo caso e figura 4 per il secondo) si determina la deflessione della corrente verso il mare aperto od il bacino del porto, rispettivamente. Nel loro movimento, le correnti deflesse trascinano materiali sciolti del fondo marino verso parti più profonde e provocando così l'erosione della spiaggia, nel primo caso, ed effettuando una sedimentazione nel bacino del porto, nel secondo.Il fatto di affrontare le indesiderabili erosioni delle spiagge e le sedimentazioni nei bacini dei porti costruendo pareti rocciose o di calcestruzzo lungo la spiaggia oppure piloni e frangiflutti normali al litorale ed eliminando così completamente l'azione della corrente, dà risultati soddisfacenti ad alti costi e con impatti ambientali inaccettabili. Invece, pareti costruite lungo i litorali, e in particolare di massi pesanti , rompono la relazione tra l'uomo ed il mare, riducono i valori della terra ferma, e degradano la vita sociale e culturale. Piloni o frangiflutti di roccia o di calcestruzzo, d'altro canto, eliminando completamente l'attività delle correnti creano condizioni di calma nella aree di mare tra essi e quindi le trasformano in siti di concentrazione di inquinanti.Il sistema di protezione di porti contro la sedimentazione e di consolidamento ripascimento di spiagge (SPPLAA) presentato in questo studio, oltre ad impedire la sedimentazione nei bacini dei porti e l'erosione delle spiagge, sfrutta l'energia delle correnti marine del fondo del mare per dirigere le linee di flusso delle correnti ed i materiali sciolti del fondo marino portati da dette correnti verso luoghi prescelti all'esterno dei bacini dei porti o verso spiagge erose antecedentemente che vengono così consolidate e guadagnano larghezza.Il SPPLAA consiste di uno o più frangiflutti sul fondo marino, di forma rettilinea o angolata, di sezione trasversale all'incirca ellittica, con gli assi maggiore e minore di circa due ed un metro, rispettivamente, di appropriata lunghezza definita dalle corrente prevalenti in prossimità del fondo marino, dall'inclinazione del fondo marino e dai materiali sciolti disponibili, per il caso della protezione e del consolidamento delle spiagge, e con gli stessi fattori di cui sopra più la geometria dell'entrata del porto, per il caso della protezione del bacino del porto contro la sedimentazione. Il numero di frangiflutti sul fondo marino, e la direzione e la lunghezza totale di ciascuno, vengono definiti mediante una speciale indagine oceanografica del luogo, spiaggia o porto, di applicazione e di progettazione specifica del sistema SPPLAA che regola il progetto generale dato in questa presentazione alle condizioni del luogo di applicazione. La struttura del sistema viene realizzata usando uno o più tubi geotessili, che vengono riempiti in situ con uno speciale impasto di calcestruzzo.Il sistema SPPLAA quando progettato ed eseguito correttamente, dopo pochi anni, forse uno o due, verrà coperto completamente dai materiali, sabbia e ghiaia, trasportati e depositati sulla spiaggia e nelle immediate vicinanze di esso sul fondo marino. Lo stesso sistema quando collocato prima dell'entrata di un porto può anche, dopo pochi anni, venire ricoperto sotto la sabbia trasportata. In tal caso, se l'altezza dell'acqua lo consente, può venire collocato su esso un nuovo sistema. Tuttavia, è previsto che tale caso possa verificarsi raramente, anche quando la sabbia a disposizione è senza limiti, e che il SPPLAA assicurerà la protezione contro la sedimentazione nel bacino del porto per alcuni decenni.Il regime di consolidamento delle spiagge per mezzo del sistema SPPLAA è molto alto nei casi di spiagge con zone di onde marine e correnti attive, modeste inclinazioni del fondo marino, e grandi risorse di sabbia nel fondo marino in prossimità della spiaggia. Quando queste condizioni non vengono soddisfatte o soddisfatte solo in parte, il regime della riformazione della spiaggia può essere minimo o semplicemente piccolo. Nondimeno, è certo che in tutti i casi la collocazione del SPPLAA in una spiaggia eliminerà la possibilità di una sua ulteriore erosione.The sedimentation in the ports and the erosion of the beaches are the result of the compactness of the seabed or the currents pushed by the waves that appear in concentrations of water. These currents are due to known and well studied phenomena. In the impact on a beach, or breakwaters, at small angles with the coast or with the axis of the port entrance (see figure 1 for the first case and figure 4 for the second) the deflection of the current towards the sea is determined open or the harbor basin, respectively. In their movement, the deflected currents drag loose materials of the seabed towards deeper parts and thus causing the erosion of the beach, in the first case, and making a sedimentation in the harbor basin, in the second. The fact of facing the undesirable erosions of the beaches and sedimentations in the port basins, building rocky or concrete walls along the beach or pylons and breakwaters normal to the coast and thus completely eliminating the action of the current, gives satisfactory results at high costs and with unacceptable environmental impacts. Instead, walls built along the coasts, and in particular of heavy boulders, break the relationship between man and the sea, reduce the values of the mainland, and degrade social and cultural life. Pylons or breakwaters of rock or concrete, on the other hand, by completely eliminating the activity of the currents create conditions of calm in the sea areas between them and therefore transform them into sites of concentration of pollutants. sedimentation and beach nourishment consolidation (SPPLAA) presented in this study, in addition to preventing sedimentation in port basins and erosion of beaches, uses the energy of sea currents from the seabed to direct the flow lines of currents and the loose materials of the seabed brought by these currents to selected places outside the docks of the ports or to previously eroded beaches which are thus consolidated and gaining width.The SPPLAA consists of one or more breakwaters on the seabed, rectilinear in shape or angled, of approximately elliptical cross section, with the major and minor axes of about two and one meter, respectively, d the appropriate length defined by the prevailing currents near the seabed, by the inclination of the seabed and the loose materials available, for the protection and consolidation of the beaches, and with the same factors as above plus the geometry of the entrance of the port, for the case of the protection of the port basin against sedimentation. The number of breakwaters on the seabed, and the direction and total length of each, are defined by means of a special oceanographic survey of the place, beach or port, specific application and design of the SPPLAA system that regulates the general project given in this presentation at the conditions of the place of application. The structure of the system is made using one or more geotextile pipes, which are filled in situ with a special concrete mix. The SPPLAA system when properly designed and executed, after a few years, perhaps one or two, will be completely covered by materials, sand and gravel, transported and deposited on the beach and in the immediate vicinity of it on the seabed. The same system when placed before the entrance of a port can also, after a few years, be covered under the transported sand. In this case, if the height of the water permits, a new system can be placed on it. However, such a case is expected to occur rarely, even when the available sand is limitless, and that the SPPLAA will provide protection against sedimentation in the harbor basin for a few decades. The beach consolidation regime using the SPPLAA system it is very high in the case of beaches with areas of sea waves and active currents, modest inclinations of the seabed, and large resources of sand in the seabed near the beach. When these conditions are not met or only partially met, the beach reform regime can be minimal or simply small. Nonetheless, it is certain that in all cases the placement of the SPPLAA on a beach will eliminate the possibility of further erosion.

Description

DESCRIZIONE DELL'INVENZIONE INDUSTRIALE dal titolo: DESCRIPTION OF THE INDUSTRIAL INVENTION entitled:

" SISTEMA PER LA PROTEZIONE DI PORTI CONTRO SEDIMENTAZIONE E PER IL CONSOLIDAMENTO DI SPIAGGE", "SYSTEM FOR THE PROTECTION OF PORTS AGAINST SEDIMENTATION AND FOR THE CONSOLIDATION OF BEACHES",

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La sedimentazione dei porti è il risultato dell'effetto di traslazione delle correnti di acqua sui depositi di sabbia del fondo marino nelle immediate vicinanze dell'esterno dell'area di entrata dei porti. Le stesse correnti sono responsabili dell'erosione delle spiagge, il materiale incoerente delle quali esse spostano e depositano in parti più profonde del fondo marino, provocando così il ritiro del litorale. Dette correnti appaiono in tutte le grandi concentrazioni di acqua e sono il risultato di cause note e ampiamente studiate, quali l'azione delle maree della luna e del sole, le variazioni nella salinità e, oppure nella temperatura, l'azione dei venti e le differenze nella pressione atmosferica . Port sedimentation is the result of the translational effect of water currents on the seabed sand deposits in the immediate vicinity of the exterior of the port entry area. The currents themselves are responsible for the erosion of the beaches, the incoherent material of which they move and deposit in deeper parts of the seabed, thus causing the shoreline to retreat. These currents appear in all large concentrations of water and are the result of known and widely studied causes, such as the action of the tides of the moon and the sun, variations in salinity and, or in temperature, the action of winds and differences in atmospheric pressure.

Nei riguardi del frequente fenomeno dell'aumento della sabbia nel bacino di un porto, l'incidenza sulla e la successiva deviazione delle correnti da parte dei frangiflutti del porto conduce alla formazione di linee di flusso di corrente che sono dirette verso il bacino attraverso il suo stretto canale di entrata in cui esse prelevano sabbia. Parte della loro quantità di moto aumentata viene trasferita ai materiali sciolti del fondo marino che vengono così trasportati e depositati nel bacino del porto. Come risultato il fondo marino viene innalzato, l'altezza dell'acqua diminuita e diviene inevitabile la necessità di costosi lavori di manutenzione . With respect to the frequent phenomenon of sand build-up in a port basin, the incidence on and subsequent diversion of currents by the harbor breakwaters leads to the formation of current flow lines which are directed towards the basin through its narrow entrance channel in which they take sand. Part of their increased momentum is transferred to the loose materials of the sea floor which are thus transported and deposited in the harbor basin. As a result the seabed is raised, the height of the water decreased and the need for expensive maintenance work becomes inevitable.

Nei riguardi della erosione costiera, il fenomeno viene realizzato dalla incidenza a piccoli angoli di correnti sulla e dalla deviazione dalla spiaggia. Durante la sua corsa deviata, la corrente trasferisce ai materiali sciolti in prossimità della spiaggia, granelli di sabbia e ghiaia, parte della sua quantità di moto, determinando così a forza lo spostamento di questi ultimi verso parti più profonde del fondo marino. Questo processo di spostamento viene facilitato dalla favorevole inclinazione negativa del fondo marino e dall'effetto di agitamento delle onde. Può anche verificarsi lo spostamento di massi di dimensioni maggiori, spesso di molti chilogrammi o anche tonnellate, a causa della precarietà graduai.? del loro equilibrio per la rimozione dei materiali sciolti di sostrato e la brusca applicazione di una coppia di ribaltamento da parte dell'azione combinata delle onde e delle correnti e dalla sinergia della inclinazione negativa del fondo marino. With regard to coastal erosion, the phenomenon is realized by the incidence at small angles of currents on and by the deviation from the beach. During its deflected run, the current transfers to the loose materials near the beach, grains of sand and gravel, part of its momentum, thus forcibly causing the latter to move towards deeper parts of the seabed. This shifting process is facilitated by the favorable negative slope of the seabed and the agitating effect of the waves. The displacement of larger boulders, often of many kilograms or even tons, may also occur due to the precariousness of grades. of their equilibrium due to the removal of loose substrate materials and the abrupt application of an overturning torque by the combined action of waves and currents and by the synergy of the negative inclination of the seabed.

I metodi per fronteggiare la sedimentazione nei porti variano, ma essi hanno sempre successo. Tra essi, si sono dimostrate efficaci la manutenzione mediante rimozione meccanica dei recenti depositi di sabbia, fauna, ecc., e la costruzione di piloni esterni supplementari in punti appropriati per deviare le correnti del fondo marino verso direzioni diverse dalla entrata del porto. Tuttavia, la frequenza ed il coso del primo metodo ed il costo ed impatti ambientali elevati del secondo, costituiscono seri inconvenienti che rendono necessario e giustificano lo sviluppo di metodi migliori contro la sedimentazione nei porti. In verità, la necessità di uno scavo periodico del bacino di porti progettati in maniera inetta per preservare l'altezza di acqua necessaria è una preoccupazione costante delle autorità portuali in molti paesi. Methods for dealing with sedimentation in ports vary, but they are always successful. Among them, maintenance by mechanical removal of recent deposits of sand, fauna, etc., and the construction of additional external piers at appropriate points to divert seafloor currents in directions other than the harbor entrance, have proven effective. However, the frequency and cost of the first method and the high cost and environmental impact of the second, constitute serious drawbacks which make it necessary and justify the development of better methods against sedimentation in ports. Indeed, the need for periodic excavation of the basin of poorly designed ports to preserve the necessary height of water is a constant concern of port authorities in many countries.

Notevole, d'altro canto, è il disaggio dalla persistente erosione delle spiagge causata dalle correnti. Il ritiro del litorale e la minaccia o anche lo scompiglio di strutture, vegetazione e terre, creano problemi economici, sociali e culturali. La giustificazione sia dell'interesse che della ricerca nei riguardi di metodi di protezione efficaci contro questi fenomeni naturali disastrosi è ovvia. E' ora ben stabilito che i metodi di protezione basati sul fatto di affrontare l'azione erosiva del mare per mezzo di pareti di massi o di calcestruzzo costruite lungo il litorale, offre una buona difesa, sebbene spesso temporanea, ma degradando sempre in maniera permanente le aree protette della terra ferma. Inoltre, continua il processo erosivo del lato rivolto verso il mare di tali pareti con aumento della profondità dell'acqua, e causando instabilità in seguito alla precarietà delle loro fondazioni. Si ottengono risultati migliori costruendo pareti in direzioni normali al litorale della spiaggia erosa. Ancora, anche questa soluzione, oltre che costosa, ha seri inconvenienti che verranno discussi in seguito. On the other hand, the inconvenience caused by the persistent erosion of the beaches caused by the currents is noteworthy. The withdrawal of the coast and the threat or even the disruption of structures, vegetation and lands, create economic, social and cultural problems. The justification for both interest and research in effective methods of protection against these disastrous natural phenomena is obvious. It is now well established that the methods of protection based on the fact of facing the erosive action of the sea by means of walls of rocks or concrete built along the coast, offers a good defense, although often temporary, but always degrading permanently. the protected areas of the mainland. Furthermore, the erosion process of the side facing the sea of these walls continues with an increase in the depth of the water, and causing instability following the precariousness of their foundations. Best results are obtained by building walls in directions normal to the shoreline of the eroded beach. Furthermore, this solution, as well as being expensive, has serious drawbacks which will be discussed later.

La costruzione di pareti frangiflutti supplementari per la protezione di porti contro l'aumento della sabbia, oltre al suo costo elevato, costituisce un intervento non accettabile per l'ambiente. La costruzione per esempio, di un frangiflutti laterale sufficientemente lungo da intercettare e interrompere il regime delle correnti che penetrano nel bacino del porto, creerà condizioni nel bacino del porto, cioè l'inquinamento permanente dell'acqua e del fondo marino, nell'area di mare tra il porto e il nuovo frangiflutti. Un buon esempio è il caso del porto di Càrlovasi nell'isola di Samos, la sedimentazione del quale è stata affrontata costruendo una parete supplementare di 100 m normalmente al litorale a circa 200m dal canale di entrata del porto. Così, 200m di spiaggia sono stai condannati ad essere permanentemente inquinati . The construction of additional breakwater walls to protect ports against rising sand, in addition to its high cost, is an unacceptable intervention for the environment. The construction, for example, of a lateral breakwater long enough to intercept and interrupt the regime of currents that penetrate the port basin, will create conditions in the port basin, i.e. permanent pollution of the water and the seabed, in the area of sea between the port and the new breakwater. A good example is the case of the port of Càrlovasi on the island of Samos, the sedimentation of which was dealt with by building an additional 100 m wall normally along the coast about 200m from the port entrance channel. Thus, 200m of beach was condemned to be permanently polluted.

La protezione di una costa dall'erosione mediante piloni normali al litorale porta l'interruzione totale delle correnti per un'area triangolare definita dal litorale, dai piloni e dalla direzione delle correnti. Come risultato il riciclaggio naturale di inquinanti è in parte inattivo in questa area. Così, oltre all'elevato costo della costruzione, i piloni creano condizioni all'interno del porto per l'area di mare protetta, che alla fine si svilupperanno in un posto altamente inquinato con un letto fangoso. Protecting a coast from erosion by normal shoreline pylons leads to total interruption of the currents for a triangular area defined by the shoreline, the pylons and the direction of the currents. As a result, the natural recycling of pollutants is partially inactive in this area. Thus, in addition to the high cost of construction, the pylons create conditions within the port for the protected sea area, which will eventually develop into a highly polluted place with a muddy bed.

Il sistema per la protezione di porti contro sedimentazione e per il consolidamento di spiagge ovvero SPPLAA {acronimo greco) ed il suo nuovo metodo di costruzione proposto in questo documento, assicura il monitoraggio ed il controllo dei depositi di materiali sciolti del fondo marino, sabbia e ghiaia, mediante una appropriata utilizzazione della energia rinnovabile della energia delle correnti marine. The system for the protection of ports against sedimentation and for the consolidation of beaches or SPPLAA (Greek acronym) and its new construction method proposed in this document, ensures the monitoring and control of deposits of loose materials of the seabed, sand and gravel, through an appropriate use of renewable energy from the energy of marine currents.

Più specificamente, il SPPLAA ha la capàcità di impedire la deposizione di sabbia in punti in cui la sua presenza è indesiderata e a provocare lo spostamento e successivamente la deposizione di sabbia in punti appropriati. Infatti, il SPPLAA è un sistema a carico inerte ad inerzia elevata, la cui presenza sul fondo marino in prossimità della costa, in posizioni appropriate quali possono venire identificate mediante uno studio ad hoc, assicura il trasferimento di materiali sciolti a spese dell'energia del mare da sola, verso aree desiderabili, in cui questi materiali rimarranno permanentemente in conseguenza del nuovo stato di equilibrio dinamico creato mediante questo sistema . More specifically, the SPPLAA has the ability to prevent the deposition of sand in places where its presence is undesirable and to cause the displacement and subsequently the deposition of sand in appropriate places. In fact, the SPPLAA is an inert load system with high inertia, whose presence on the seabed near the coast, in appropriate positions such as can be identified through an ad hoc study, ensures the transfer of loose materials at the expense of the energy of the sea alone, to desirable areas, where these materials will remain permanently as a result of the new state of dynamic equilibrium created by this system.

Il SPPLAA è un sistema di frangiflutti sul fondo marino di forme diritte, poligonali o curve, di bassa altezza dell'ordine di mezzo metro o anche maggiore, di sezione trasversale ellittica con asse orizzontale dell'ordine di 160 cm o anche maggiore, e con l'asse verticale dell'ordine di mezzo metro o anche maggiore ed una elevata inerzia totale. Ciascuno dei frangiflutti sul fondo marino viene formato mediante un idoneo tubo geotessile all'interno del quale viene introdotto un appropriato impasto di calcestruzzo. Il sistema di frangiflutti poggia in posizioni appropriate sul fondo marino adiacente alla costa sotto la protezione o all'esterno dell'entrata dei porti da proteggere contro la sedimentazione, e determina la deviazione delle correnti di acqua verso la direzione desiderata e per mezzo delle correnti deviate il trasferimento dei materiali sciolti, principalmente di sabbia, verso direzioni appropriate all'esterno del bacino del porto o sulla spiaggia erosa. The SPPLAA is a system of breakwaters on the seabed of straight, polygonal or curved shapes, of low height of the order of half a meter or even greater, of elliptical cross-section with a horizontal axis of the order of 160 cm or even greater, and with the vertical axis of the order of half a meter or even greater and a high total inertia. Each of the breakwaters on the seabed is formed by a suitable geotextile tube into which an appropriate concrete mix is introduced. The breakwater system rests in appropriate positions on the seabed adjacent to the coast under the protection or outside the entrance to the ports to be protected against sedimentation, and determines the deviation of the water currents towards the desired direction and by means of the diverted currents the transfer of loose materials, mainly sand, to appropriate directions outside the harbor basin or on the eroded beach.

Le posizioni, direzioni, combinazioni, lunghezza totale di ciascuno e del numero totale dei frangiflutti sul fondo marino da disporre in un luogo di applicazione per la protezione di porti o per il consolidamento di spiagge vengono determinate mediante progettazione specifica per ciascun caso sulla base dei contorni di uguale profondità, che essi dovrebbero intersecare quando possibile ad angolo retto, per rendere minima la coppia di rovesciamento, del campo di velocità delle correnti prevalenti vicino al fondo marino che i frangiflutti dovrebbero intercettare a piccoli angoli, e dei depositi di sabbia che sono a disposizione i quali possono provocare una sedimentazione indesiderabile nel bacino del porto, o un consolidamento desiderabile di una spiaggia . The positions, directions, combinations, total length of each and the total number of breakwaters on the seabed to be arranged in a place of application for the protection of ports or for the consolidation of beaches are determined by specific design for each case on the basis of the contours of equal depth, which they should intersect whenever possible at right angles, to minimize the overturning torque, of the velocity range of the prevailing currents near the seabed that the breakwaters should intercept at small angles, and of the sand deposits that are at arrangement which can cause undesirable sedimentation in the harbor basin, or a desirable consolidation of a beach.

I frangiflutti sul fondo marino del sistema SPPLAA da costruire verranno determinati nei riguardi del loro numero totale, altezza al di sopra del fondo marino, lunghezza totale e orientamento, sulla base dei risultati di uno studio oceanografico e tecnico da eseguire in anticipo. Lo scopo di questo studio è la determinazione della grandezza e della direzione delle correnti in prossimità del fondo marino, della topografia del fondo marino, e della identificazione delle posizioni e delle quantità di depositi di sabbia a disposizione del fondo marino locale. I risultati dello studio oceanografico verranno usati, insieme con i dati delle caratteristiche delle onde del luogo, per determinare i parametri di cui sopra del sistema di frangiflutti sul fondo marino. The seafloor breakwaters of the SPPLAA system to be built will be determined with respect to their total number, height above the seafloor, total length and orientation, based on the results of an oceanographic and technical study to be performed in advance. The purpose of this study is to determine the magnitude and direction of currents near the seafloor, the topography of the seafloor, and to identify the locations and quantities of sand deposits available on the local seafloor. The results of the oceanographic study will be used, together with the wave characteristics data of the site, to determine the above parameters of the seafloor breakwater system.

Lo scopo dell'applicazione del SPPLAA, nei riguardi dei porti, è la deviazione a lungo termine delle correnti del fondo marino in maniera tale da impedire la sedimentazione del loro bacino nonché la sedimentazione sui frangiflutti sul fondo marino. L'impatto del sistema sarà immediatamente evidente, e sicuramente entro un anno dopo il suo collocamento,poiché non vi sarà più alcuna necessità di rimozione di sabbia dal bacino del porto. The purpose of the application of the SPPLAA, with regard to ports, is the long-term diversion of seafloor currents in such a way as to prevent sedimentation of their basin as well as sedimentation on breakwaters on the seafloor. The impact of the system will be immediately evident, and certainly within a year after its placement, as there will no longer be any need to remove sand from the port basin.

Nei riguardi del consolidamento delle spiagge, Lo scopo del SPPLAA è di provocare il trasporto e la deposizione sulla spiaggia e tramite processi naturali, di materiali sciolti del fondo marino, principalmente di sabbia, il seppellimento totale del sistema sotto i materiali trasportati e l'aumento della larghezza della spiaggia. La nuova costa ed il fondo marino saranno esposti all'azione delle onde e delle correnti ma non saranno soggetti a venire erosi in virtù del sistema SPPLAA sottostante. With regard to the consolidation of the beaches, the purpose of the SPPLAA is to cause the transport and deposition on the beach and through natural processes, of loose materials of the seabed, mainly sand, the total burial of the system under the transported materials and the increase the width of the beach. The new coast and the seabed will be exposed to the action of waves and currents but will not be subject to being eroded by virtue of the underlying SPPLAA system.

La caratteristica fondamentale del metodo proposto per far fronte ai fenomeni della sedimentazione nei porti e della erosione delle spiagge è che esso è basato sulla corretta identificazione della loro causa. Il presente studio inizia con l'analisi di questa causa. Poiché la causa è in ogni luogo la stessa, cioè l'azione combinata delle correnti del fondo marino e delle onde, mentre i risultati sono relativi alla topografia del fondo marino, il contenuto di materiale e le caratteristiche della spiaggia erosa o del fondo marino che circonda il frangiflutti del porto che subisce la sedimentazione, la topografia delle spiagge adiacenti al porto, i campi di velocità delle correnti marine, la forma geometrica delle linee di corrente, ed infine il periodo delle onde, lo spettro dell'altezza e della lunghezza dell'area, la descrizione tecnica della soluzione proposta sarà generale nei riguardi sia degli obiettivi che dei mezzi per conseguire i risultati desiderati. Le specificazioni, principalmente geometriche, della struttura suggerita dalla teoria, dipendono dalla costa specifica da proteggere e da consolidare e dal porto specifico da proteggere contro la sedimentazione. Così, il metodo qui descritto è di ampia forma geometrica e deve ricevere le sue caratteristiche specifiche nella fase del suo progetto di applicazione da sviluppare per qualsiasi luogo dato. The fundamental characteristic of the proposed method to deal with the phenomena of sedimentation in ports and erosion of beaches is that it is based on the correct identification of their cause. The present study begins with the analysis of this cause. Since the cause is the same everywhere, i.e. the combined action of seafloor currents and waves, while the results are related to the topography of the seafloor, the material content and characteristics of the eroded beach or seafloor that surrounds the breakwater of the port that undergoes sedimentation, the topography of the beaches adjacent to the port, the speed fields of the sea currents, the geometric shape of the current lines, and finally the period of the waves, the spectrum of the height and length of the 'area, the technical description of the proposed solution will be general with regard to both the objectives and the means to achieve the desired results. The mainly geometric specifications of the structure suggested by the theory depend on the specific coast to be protected and consolidated and on the specific port to be protected against sedimentation. Thus, the method described here is of broad geometric shape and must receive its specific characteristics at the stage of its application design to be developed for any given location.

DESCRIZIONE DEL METODO SPPLAA DESCRIPTION OF THE SPPLAA METHOD

Il sistema per la protezione di porti contro la sedimentazione e per il consolidamento di spiagge (SPPLAA) è una modifica del sistema di protezione e di consolidamento di coste (SPAA) (brevetto N. 1001234/1992 rilasciato a nome dello stesso autore) e consiste di una struttura di basso costo e di piccole dimensioni fisiche, tuttavia di grande inerzia, che viene posta sui fondo marino all'esterno del porto da proteggere o della spiaggia da consolidare. La costruzione del SPPLAA in detti luoghi del fondo marino consegue gli scopi su menzionati cioè, il consolidamento della spiaggia erosa e la cessazione della sedimentazione del bacino del porto. The system for the protection of ports against sedimentation and for the consolidation of beaches (SPPLAA) is a modification of the protection and consolidation system of coasts (SPAA) (patent No. 1001234/1992 issued in the name of the same author) and consists of a low cost structure with small physical dimensions, however of great inertia, which is placed on the seabed outside the port to be protected or the beach to be consolidated. The construction of the SPPLAA in said places of the seabed achieves the aforementioned purposes, namely, the consolidation of the eroded beach and the cessation of sedimentation of the port basin.

La causa dell'erosione delle spiagge e della sedimentazione nei porti è dovuta alle correnti marine che si muovono vicino al fondo marino. In generale, il movimento delle particelle di acqua, sulla base delle forze applicate su esse e del loro risultato cinematico, vengono distinte come onde, correnti e maree. Tutti e tre i tipi di movimenti sono correlati e determinano l'erosione costiera, ma ciascuno di scala differente e con un meccanismo diverso. The cause of beach erosion and sedimentation in ports is due to sea currents moving close to the seabed. In general, the movement of water particles, on the basis of the forces applied to them and their kinematic result, are distinguished as waves, currents and tides. All three types of movement are interrelated and lead to coastal erosion, but each of a different scale and with a different mechanism.

Come è stato già precisato,1'attività delle onde è confinata principalmente entro uno strato superficiale di profondità L/4. Le particelle di acqua che partecipano a questa attività effettuano movimenti generalmente ergotici {quasi periodici) includenti certi movimenti di tipo a corrente prodotti dalla onde. Per questa ragione le onde hanno una capacità limitata di provocare spostamenti di sabbia e di ghiaia del fondo marino. Esse, non di meno, hanno un effetto devastante come agenti di erosione tramite la parte spesa della loro intensa energia nel frantumare ghiaia e rocce di grandi dimensioni in dimensioni granulari e cosa più importante nell'agitare e portare verso l'alto sabbia e ghiaia al di sopra del fondo marino. Così le onde facilitano lo spostamento unidirezionale di tale sabbia e ghiaia,un compito che essi non possono effettuare di per se stesse. As has already been stated, the activity of the waves is mainly confined within a surface layer of depth L / 4. The water particles participating in this activity make generally ergotic (quasi-periodic) movements including certain current-type movements produced by the waves. For this reason, the waves have a limited ability to cause displacement of sand and gravel of the seabed. They, nevertheless, have a devastating effect as erosion agents through the expended part of their intense energy in crushing gravel and large rocks into granular size and more importantly in shaking and carrying up sand and gravel to the above the seabed. Thus the waves facilitate the unidirectional displacement of such sand and gravel, a task that they cannot perform by themselves.

Le correnti marine costituiscono un tipo fondamentale di azione del mare presente nell'intero volume di concentrazioni di acqua. Le correnti superficiali, interne e sul fondo marino prodotte da differenze di pressione tra masse d'acqua adiacenti, sono presenti dovunque senza eccezione. Il movimento dell'acqua che partecipa all'attività delle correnti è traslazionale, almeno per la scala dei litorali di lunghezza di alcune decine di chilometri, e quindi esse sono in grado di spostare granuli sciolti che poggiano sul fondo marino cioè sulla superficie che limita il movimento delle correnti. Le velocità delle correnti variano entro grandi limiti . Sono normali velocità di circa 2m/s nei mari greci, mentre correnti originate da maree, da descrivere in seguito, hanno in molti casi velocità assai maggiori. Le correnti sono presenti all'interno dello strato dell'azione delle onde e, quindi,le particelle di mare di questo strato compiono movimenti composti prodotti dalla somma vettoriale dei movimenti delle componenti della corrente (traslazionale) e dell'onda (ergotica). Questo tipo di movimento complesso domina la parte al largo dei mari di profondità minore di L/4. Sea currents constitute a fundamental type of sea action present in the entire volume of water concentrations. Surface, inland and seafloor currents produced by pressure differences between adjacent water masses are present everywhere without exception. The movement of the water that participates in the activity of the currents is translational, at least for the scale of the coasts of a length of some tens of kilometers, and therefore they are able to move loose granules that rest on the seabed, i.e. on the surface that limits the movement of currents. The velocities of the currents vary within great limits. They are normal speeds of about 2m / s in the Greek seas, while currents originating from tides, to be described later, in many cases have much higher speeds. The currents are present within the wave action layer and, therefore, the sea particles of this layer perform compound movements produced by the vector sum of the movements of the current (translational) and wave (ergotic) components. This type of complex movement dominates the offshore part of seas less than L / 4 deep.

Il movimento del mare per le maree, causato principalmente dalla attrazione gravitazionale differenziale della luna e del sole sul globo terrestre, con un breve periodo di 12 ore ed un lungo periodo di circa 28 giorni, si presenta come una variazione periodica del livello del mare a causa della quale vengono generati spostamenti orizzontali e verticali di masse di acqua. In certi casi di stretti di mare di larghezza ridotta, l'azione delle maree può produrre movimenti d'acqua orizzontali (correnti) con velocità maggiori di 4 m/s. Malgrado il fatto che questo tipo di correnti si estende sull'intera massa d'acqua e le velocità sviluppate sono piuttosto grandi, il loro effetto di erosione è trascurabile in ragione del carattere periodico dello spostamento delle masse. The movement of the sea due to the tides, mainly caused by the differential gravitational attraction of the moon and the sun on the terrestrial globe, with a short period of 12 hours and a long period of about 28 days, appears as a periodic variation of the sea level at due to which horizontal and vertical displacements of water masses are generated. In some cases of narrow sea straits, the action of the tides can produce horizontal water movements (currents) with speeds greater than 4 m / s. In spite of the fact that this type of currents extends over the entire mass of water and the velocities developed are rather large, their erosion effect is negligible due to the periodic character of the displacement of the masses.

Diviene così evidente che l'unica causa dello spostamento dei materiali del fondo marino e quindi della erosione costiera o dell'avanzamento del mare a spese delle coste, sono le correnti e più in particolare quelle correnti o parti di correnti che agiscono vicino al fondo del mare. Da qui in avanti .verrà fatto riferimento ad esse come "correnti di fondo marino". It thus becomes evident that the only cause of the displacement of the seabed materials and therefore of the coastal erosion or the advancement of the sea at the expense of the coasts, are the currents and more particularly those currents or parts of currents that act near the bottom of the sea. Hereinafter, they will be referred to as "seafloor currents".

L'effetto di trasferimento di masse di fondo marino delle correnti assomiglia a quello causato dall'acqua del fiume che urta contro la sua riva. E' quindi prevista l'erosione della riva, in particolare nei casi di flussi turbolenti e di movimento tipo ondoso dell'acqua. The seafloor mass transfer effect of currents resembles that caused by river water hitting its shore. Shore erosion is therefore expected, in particular in cases of turbulent flows and wave-like water movement.

Le correnti marine sono il risultato di forze primarie e secondarie. Primarie sono le forze responsabili della loro creazione e mantenimento. Secondarie, sono le forze che modificano le correnti prodotte dalle forze primarie. Primarie, sono le forze di pressione interna ed esterna, le sollecitazioni del vento e le forze che creano le maree. Secondarie, sono le forze di attrito idrodinamico (viscosità) e la forza di Coriolis dovuta alla rotazione della terra. Sea currents are the result of primary and secondary forces. Primary are the forces responsible for their creation and maintenance. Secondary, are the forces that modify the currents produced by the primary forces. Primary are the internal and external pressure forces, the wind stresses and the forces that create the tides. Secondary are the hydrodynamic friction forces (viscosity) and the Coriolis force due to the rotation of the earth.

Le forze delle differenze di pressione interna sono dovute alle differenze di densità dell'acqua tra masse fluide adiacenti che poggiano sulla stessa superficie di gravità equipotenziale. Le differenze di densità, a loro volta, sono determinate dalle differenze nella temperatura e salinità dell'acqua, nonché dall'accumulo di masse di acqua su certe zone di mare, accompagnate da deficienza di massa in altre zone di mare adiacenti, prodotta dal vento. Le forze di pressione esterna sono prodotte dalle differenze di pressione dell'aria dell'atmosfera al di sopra di masse d'acqua adiacenti. Le forze di pressione possono apparire come risultanti dalla pendenza della superficie del mare o dalla pendenza delle superfici di uguale pressione, entrambe le inclinazioni misurate con riferimento alla locale superficie di gravità equipotenziale. The forces of internal pressure differences are due to differences in water density between adjacent fluid masses resting on the same equipotential gravity surface. The differences in density, in turn, are determined by the differences in the temperature and salinity of the water, as well as by the accumulation of masses of water on certain sea areas, accompanied by a lack of mass in other adjacent sea areas, produced by the wind. . The external pressure forces are produced by the differences in the air pressure of the atmosphere above adjacent water masses. The pressure forces may appear as resulting from the slope of the sea surface or from the slope of surfaces of equal pressure, both inclinations measured with reference to the local surface of equipotential gravity.

Queste forze sono perpendicolari al vettore di velocità della corrente. Va precisato che le pendenze di cui sopra sono troppo piccole per venire osservate direttamente o misurate. Per esempio, nelle forti correnti note, per esempio la Corrente del Golfo, la pendenza superficiale produce una differenza del livello del mare di 10 cm su una distanza di 10 km. Va anche menzionato che molto frequentemente vengono osservati strati di mare di densità differente che separano strati di acqua di densità nettamente più alta da strati di acqua di densità nettamente più bassa. These forces are perpendicular to the velocity vector of the current. It should be noted that the above slopes are too small to be observed directly or measured. For example, in known strong currents, for example the Gulf Stream, the surface slope produces a sea level difference of 10 cm over a distance of 10 km. It should also be mentioned that very frequently sea layers of different densities are observed separating water layers of significantly higher density from water layers of significantly lower density.

Questi strati discontinui di acqua sono leggermente inclinati rispetto alla normale al vettore di velocità del movimento della corrente. Considerando il vettore della velocità della corrente di una corrente nell'emisfero settentrionale, si osserva che il mare è inclinato a sinistra. L'inclinazione è di 1000 volte maggiore alla profondità dello strato di discontinuità che alla superficie del mare. These discontinuous layers of water are slightly inclined from the normal to the velocity vector of the movement of the current. Considering the vector of the current velocity of a current in the Northern Hemisphere, it is observed that the sea is inclined to the left. The inclination is 1000 times greater at the depth of the discontinuity layer than at the surface of the sea.

Non verranno discusse in questa presentazione gli effetti delle forze secondarie, quali quelle prodotte dalla viscosità e dalla rotazione della terra, sulle correnti marine. Non è inoltre necessario menzionare le correnti marine superficiali in mari aperti di grande profondità in ragione del fatto che la loro presenza è irrilevante sulla attività della sedimentazione nei porti e della erosione delle spiagge causate dalle correnti del fondo marino. The effects of secondary forces, such as those produced by the viscosity and rotation of the earth, on sea currents will not be discussed in this presentation. Furthermore, it is not necessary to mention the surface sea currents in open seas of great depth due to the fact that their presence is irrelevant on the activity of sedimentation in ports and the erosion of beaches caused by currents in the seabed.

Dopo l'analisi di cui sopra si è ora in grado di procedere alla descrizione della funzione della sedimentazione nei porti e della erosione delle spiagge delle correnti del fondo marino, della disposizione del SPPLAA e del metodo da seguire per il calcolo delle specificazioni strutturali e di allineamento di quest'ultimo. After the above analysis, we are now able to describe the function of sedimentation in ports and beach erosion of seafloor currents, the arrangement of the SPPLAA and the method to be followed for the calculation of structural specifications and alignment of the latter.

L'erosione costiera ha luogo nel modo indicativo presentato nella figura 1. La striscia di linee di flusso di correnti del fondo marino, che può venire considerata come una serie di linee di correnti quasi parallele, almeno per profondità maggiori di L/4, viene modificata in seguito all'ingresso in mari poco profondi dopo interferenza con i movimenti di onde prevalenti, la sua velocità traslazionale contribuendo alla velocità oscillatoria delle particelle di acqua in vicinanza del fondo marino. D'altro canto, la fascia di linee di flusso di correnti che urta il litorale con grandi angoli viene riflessa indietro, trascinando nel suo percorso verso profondità maggiori del mare qualsiasi frammento sciolto del fondo marino che può venire mosso assorbendo la quantità di moto dalla fascia d'acqua. Lo spostamento dei materiali verso mari più profondi viene facilitato dalla assenza dell'azione della forza di gravità a causa della pendenza del fondo marino. Coastal erosion takes place in the indicative manner presented in Figure 1. The strip of seafloor current flow lines, which can be thought of as a series of nearly parallel current lines, at least for depths greater than L / 4, is modified following the entry into shallow seas after interference with the prevailing wave movements, its translational speed contributing to the oscillatory speed of the water particles in the vicinity of the seabed. On the other hand, the band of current flow lines hitting the shoreline at large angles is reflected back, dragging any loose seafloor fragments on its path to greater depths of the sea that can be moved by absorbing the momentum from the band. of water. The movement of materials towards deeper seas is facilitated by the absence of the action of gravity due to the slope of the seabed.

La sinergia della gravità in tale trasferimento di masse spiega lo spostamento di anche ghiaia più pesante (di peso forse di vari chilogrammi per unità), ovviamente a passi più piccoli e mediante meccanismi che iniziano con lo scalzare prima la stabilità di grandi rocce tramite la rimozione dei granuli di supporto più leggeri e successivamente mediante applicazione di una coppia ad impulsi in grado di far rotolare la roccia a profondità maggiori. The synergy of gravity in this mass transfer explains the displacement of even heavier gravel (weighing perhaps several kilograms per unit), obviously in smaller steps and by mechanisms that begin with first undermining the stability of large rocks by removing them. of lighter support granules and subsequently by applying a pulse torque capable of rolling the rock to greater depths.

Il sistema SPPLAA per la protezione e il consolidamento di spiagge è presentato nella figura 2 e consiste degli elementi 12, 13 e 14 che agiscono come ancoraggi a riva della disposizione, di elementi 6, 7, e 8 che sono frangiflutti sul fondo marino (che poggiano sul fondo del mare) di sezione trasversale quasi ellittica con assi di circa due (2) e uno (1) metri, rispettivamente, e della lunghezza totale di diverse decine o anche centinaia di metri. Le fasce di linee di corrente, mostrate con i numeri 9, 10 e 11 che si muovono parallele al fondo marino e ad altezze minori di uno (1) metro da esso, in seguito all'impatto sui frangiflutti di cui sopra vengono deviate verso la linea costiera mentre esse trascinano granuli sciolti e leggeri, principalmente sabbia. Questo materiale viene spinto e depositato in profondità minori di acqua elevando così il fondo del mare e alla fine conseguendo la sua emersione al di sopra del livello dell'acqua. Questa funzione restaurativa dei frangiflutti ha luogo a regimi minori in confronto con i regimi di erosione. Ciò è dovuto alla pendenza del fondo marino che agisce contro il trasferimento in ascesa di masse. La capacità delle linee di corrente deviate di spingere materiale granulare verso la spiaggia contro le forze di attrito e di gravità può dimostrarsi inefficace nei casi di correnti di bassa velocità e, oppure di fondo marino di pendenza elevata vicino al litorale. E', pertanto, essenziale effettuare, prima di applicare la disposizione del SPPLAA ad una spiaggia specifica una completa indagine locale che potrà assicurare i dati oceanografici richiesti, quali l'esame del fondo marino, lo spettro delle onde del mare, il campo di velocità delle correnti, l'identificazione delle aree del fondo marino con materiale granulare sciolto (sabbia) adatto al trasferimento sulla spiaggia, ecc. I risultati delle indagini locali consentiranno la determinazione dei parametri essenziali dei frangiflutti da costruire, ad esempio la loro lunghezza totale ed il loro allineamento. L'esame oceanografico può venire limitato alla presentazione dei contorni alla stessa profondità del luogo di applicazione (vedere, per esempio i numeri 3, 4 e 5 delle figure 1 e 2) fino a profondità maggiori di L/4 e in una scala di 1:200. Nei casi in cui non venga trovato alcun deposito di sabbia entro l'area esaminata il lavoro deve venire esteso a profondità maggiori. The SPPLAA system for the protection and consolidation of beaches is presented in Figure 2 and consists of elements 12, 13 and 14 which act as shore anchors of the arrangement, of elements 6, 7, and 8 which are breakwaters on the seabed (which rest on the seabed) of almost elliptical cross section with axes of about two (2) and one (1) meters, respectively, and of the total length of several tens or even hundreds of meters. The bands of current lines, shown with the numbers 9, 10 and 11 moving parallel to the seabed and at heights less than one (1) meter from it, are deflected towards the seabed upon impact on the above breakwaters. coastline while they drag loose and light granules, mainly sand. This material is pushed and deposited into shallower depths of water thus elevating the sea floor and ultimately achieving its emergence above the water level. This restorative function of the breakwaters takes place at lower regimes in comparison with the erosion regimes. This is due to the slope of the seabed which acts against the upward transfer of masses. The ability of diverted streamlines to push granular material towards the beach against the forces of friction and gravity may prove ineffective in low-speed currents and / or steeply sloping seafloors near the shoreline. It is therefore essential to carry out, before applying the SPPLAA provision to a specific beach, a complete local survey that will be able to ensure the required oceanographic data, such as the examination of the seabed, the spectrum of sea waves, the speed range. of currents, identification of seafloor areas with loose granular material (sand) suitable for beach transfer, etc. The results of the local surveys will allow the determination of the essential parameters of the breakwaters to be built, for example their total length and their alignment. Oceanographic examination can be limited to the presentation of the contours at the same depth as the place of application (see, for example, numbers 3, 4 and 5 of Figures 1 and 2) up to depths greater than L / 4 and on a scale of 1 : 200. In cases where no sand deposit is found within the examined area, the work must be extended to greater depths.

La sedimentazione nei porti ha luogo secondo il processo mostrato in maniera indicativa nella figura 4. La fascia di correnti del fondo marino, che per profondità maggiori di L/4 possono essere considerate parallele, viene modifica in vicinanza del porto, tramite l'interferenza con il moto ondoso prevalente al quale essa aggiunge una componente traslazionale. A causa dell'angolo di impatto sul frangiflutti, la corrente modificata cambia direzione e si muove verso il canale di entrata del porto, ove la sua velocità aumenta e così nel suo percorso spinge verso l'interno del porto qualsiasi materiale sciolto che è presente sul fondo marino. Nella figura 4, si suppone che le linee di corrente 5, che hanno origine dal mare aperto 1, acquisiscano l'orientamento mostrato, e quindi le pareti 3 e 4 dei frangiflutti facilitano l'entrata delle correnti marine ad una velocità aumentata nel bacino 2 del porto. Sedimentation in ports takes place according to the process shown indicatively in Figure 4. The belt of seabed currents, which for depths greater than L / 4 can be considered parallel, is modified in the vicinity of the port, through interference with the prevailing wave motion to which it adds a translational component. Due to the angle of impact on the breakwater, the modified current changes direction and moves towards the entrance channel of the port, where its speed increases and thus in its path pushes towards the interior of the port any loose material that is present on the seabed. In figure 4, it is assumed that the current lines 5, which originate from the open sea 1, acquire the orientation shown, and therefore the walls 3 and 4 of the breakwaters facilitate the entry of sea currents at an increased speed into the basin 2 of the port.

Il sistema SPPLAA per la protezione dei porti dalla sedimentazione è mostrato nella figura 5 e consiste di frangiflutti sul fondo marino 6, 7 e 8 piegati in modo da formare angoli uguali (il loro intero corpo poggia sul fondo del mare) e hanno sezioni trasversali ellittiche con assi maggiore e minore di circa 2m e lm, rispettivamente, ed una lunghezza totale di molte decine di metri. La fascia di correnti 5, dovuta alla presenza dei frangiflutti sul fondo marino vengono deviate in parte verso la spiaggia alla quale essi trasportano sabbia, e in parte verso il mare aperto 1. Il numero di frangiflutti angolati sul fondo marino e le loro caratteristiche geometriche (lunghezza totale e sezioni trasversali) nonché il posto di installazione dipendono dai risultati della indagine oceanografica che deve venire effettuata prima dell'applicazione del sistema in discussione per la protezione dei porti contro la sedimentazione . The SPPLAA system for protecting ports from sedimentation is shown in Figure 5 and consists of seabed breakwaters 6, 7 and 8 folded to form equal angles (their entire body rests on the sea floor) and have elliptical cross sections with major and minor axes of about 2m and 1m, respectively, and a total length of many tens of meters. The strip of currents 5, due to the presence of breakwaters on the seabed, are diverted partly towards the beach to which they carry sand, and partly towards the open sea 1. The number of angled breakwaters on the seabed and their geometric characteristics ( total length and cross sections) as well as the place of installation depend on the results of the oceanographic survey that must be carried out before the application of the system under discussion for the protection of ports against sedimentation.

La costruzione del SPPLAA sia per la protezione dei porti contro la sedimentazione che per il consolidamento delle coste erose viene fatta mediante l'uso di singoli tubi geotessili di peso tra 500 gr fino a 1200 gr per metro quadrato ed un perimetro di sezione trasversale tra 3 e 5 metri. I geotessili giungono in rotoli della larghezza di cui sopra e della lunghezza di molte decine di metri. La realizzazione dei singoli tubi a lunghezza viene fatta mediante trattamento termico di questo materiale. L'estremità di posa del tubo è pure il fondo marino. Ad intervalli regolari lungo la sigillatura longitudinale del tubo vengano fissate lamiere di poco peso per funzionare come zavorra durante l'installazione del tubo geotessile. The construction of the SPPLAA both for the protection of ports against sedimentation and for the consolidation of eroded coasts is done through the use of single geotextile pipes weighing between 500 gr up to 1200 gr per square meter and a perimeter of cross section between 3 and 5 meters. The geotextiles come in rolls of the aforementioned width and length of many tens of meters. The realization of the single length tubes is done by heat treatment of this material. The laying end of the pipe is also the seabed. Light weight plates are fixed at regular intervals along the longitudinal seal of the pipe to function as ballast during the installation of the geotextile pipe.

In seguito al completamento delle procedure preparatorie, quali come sopra, il tubo geotessile viene arrotolato di nuovo in modo da divenire un cilindro con la linea di giunzione termica longitudinale che corre al centro della superficie esterna e la zavorra metallica che poggia sullo stesso lato. Il cilindro viene poi trasportato al luogo di applicazione, ove esso viene srotolato tenendo l'estremità aperta del tubo lungo la traccia suggerita dal progetto. Lo srotolamento del cilindro viene effettuato da sommo zatori finché l'intera lunghezza del tubo viene distesa, nei casi dei sistemi SPPLAA aventi lo scopo del consolidamento delle spiagge e fino al vertice dell'angolo da sagomare per i frangiflutti angolati sul fondo marino, nei casi dei sistemi SPPLAA aventi lo scopo di protezione dei porti contro la sedimentazione. Nel primo caso, l'estremità libera e al largo sul fondo marino del tubo viene ancorata e viene applicata una forza di trazione alla sua estremità a riva in modo da ottenere una forma rettilinea é poi l'estremità a riva viene anche fissata su un palo fisso. Nel secondo caso, viene seguita la stessa procedura di tesatura per il primo segmento del tubo dalla sua estremità aperta a riva al punto di vertice.Dopo che questa parte viene stesa, il resto del cilindro viene srotolato seguendo ora la direzione che fa l'angolo di progetto con il primo segmento mentre l'estremità finale sul fondo marino viene ancorata di nuovo, ottenendo così una forma angolata con lati diritti fissata saldamente in tre punti. Immediatamente dopo il tubo viene riempito con un impasto speciale di calcestruzzo, cioè, B225 con 350 kg di ghiaia e 1500 kg di sabbia per metro cubo di impasto. L'introduzione del calcestruzzo viene fatta mediante una pressa il cui tubo di uscita della quale è posto per alcuni metri all'interno del tubo geotessile attraverso la sua estremità aperta a riva. Detto impasto di calcestruzzo, descritto solo approssimativamente, assicura una penetrazione e riempimento regolare all'interno del tubo geotessile anche in punti di pendenza positiva. Per pendenze negative del fondo marino la penetrazione ed il riempimento nel tubo vengono realizzati facilmente per lunghezze di diverse decine o anche centinaia di metri. Following the completion of the preparatory procedures, such as as above, the geotextile tube is rolled up again to become a cylinder with the longitudinal thermal seam running in the center of the outer surface and the metal ballast resting on the same side. The cylinder is then transported to the place of application, where it is unrolled by holding the open end of the tube along the track suggested by the project. The unrolling of the cylinder is carried out by divers until the entire length of the pipe is stretched, in the cases of the SPPLAA systems having the purpose of consolidating the beaches, and up to the vertex of the angle to be shaped for the angled breakwaters on the seabed, in the cases SPPLAA systems with the purpose of protecting ports against sedimentation. In the first case, the free, offshore end on the seabed of the pipe is anchored and a traction force is applied to its shore end so as to obtain a straight shape and then the shore end is also fixed to a pole. fixed. In the second case, the same stringing procedure is followed for the first segment of the pipe from its open end to the shore at the vertex point.After this part is stretched, the rest of the cylinder is unwound now following the direction that the angle makes. design with the first segment while the final end on the seabed is anchored again, thus obtaining an angled shape with straight sides firmly fixed in three points. Immediately after that the pipe is filled with a special concrete mix, that is, B225 with 350 kg of gravel and 1500 kg of sand per cubic meter of mix. The introduction of the concrete is made by means of a press whose outlet pipe is placed for a few meters inside the geotextile pipe through its open end to the shore. Said concrete mix, described only approximately, ensures a regular penetration and filling inside the geotextile pipe even in points of positive slope. For negative seabed slopes, penetration and filling in the pipe are easily carried out for lengths of several tens or even hundreds of meters.

Una comune pressa per calcestruzzo che è situata vicino alla costa ed impiega tubi di trasmissione abbastanza lunghi è sufficiente per il riempimento del tubo geotessile con l'impasto di calcestruzzo di cui sopra. Durante il riempimento, l' impiego di un vibratore a scosse immediatamente dopo il punto di uscita del calcestruzzo faciliterà il suo avanzamento lungo il tubo geotessile. Il processo di riempimento viene completato quando l'altezza verticale del frangiflutti ha raggiunto il suo valore desiderato che può essere da 50 cm e oltre. Questa altezza aumenterà piuttosto con la profondità del mare a causa della sua pendenza e della componente del peso del calcestruzzo parallela al fondo marino. Viene stimato che 30 m<3 >di calcestruzzo riempiranno un tubo geotessile lungo 50 m con un perimetro di sezione trasversale di 3,86m e fisseranno un frangiflutti sul fondo del mare di sezione trasversale ellittica con l'asse maggiore (orizzontale) di 1,60m e l'asse minore (verticale) di 0,6m. A common concrete press which is located close to the coast and employs fairly long transmission pipes is sufficient for filling the geotextile pipe with the above concrete slurry. During filling, the use of a jolt vibrator immediately after the exit point of the concrete will facilitate its advancement along the geotextile tube. The backfill process is completed when the vertical height of the breakwater has reached its desired value which can be from 50 cm and more. This height will rather increase with the depth of the sea due to its slope and the weight component of the concrete parallel to the seabed. It is estimated that 30m <3> of concrete will fill a 50m long geotextile pipe with a cross-sectional perimeter of 3.86m and fix a seafloor breakwater of elliptical cross-section with the major (horizontal) axis of 1, 60m and the minor (vertical) axis of 0.6m.

Dopo il riempimento del tubo geotessile con calcestruzzo l'estremità aperta a riva viene posta all'interno di un foro di 0,5m x 200 m immediatamente prima che essa ed il foro vengano riempiti di calcestruzzo ricoprendo così sotto questo l'estremità a riva del frangiflutti. After filling the geotextile pipe with concrete, the open end on the shore is placed inside a hole of 0.5m x 200 m immediately before it and the hole are filled with concrete, thus covering the end on the shore underneath it. breakwater.

Le seguenti osservazioni sono pertinenti. Il materiale geotessile da usare deve avere pori di diametro non maggiore di 5μm. Così, mentre l'acqua passerà attraverso, i granelli di calcestruzzo e la sabbia non sfuggiranno dal tubo. In secondo luogo, la sollecitazione a trazione longitudinale che deve essere ammessa per il tubo geotessile deve raggiungere 4 tonn/m. In terzo luogo, l'impasto di calcestruzzo posto all'interno del tubo geotessile solidifica in poche ore. In quarto luogo, la procedura di riempimento di un frangiflutti lungo 50m deve venire completata entro circa 1 ora. The following observations are pertinent. The geotextile material to be used must have pores with a diameter not greater than 5μm. Thus, as the water passes through, the grains of concrete and sand will not escape from the pipe. Secondly, the longitudinal tensile stress that must be allowed for the geotextile pipe must reach 4 tons / m. Thirdly, the concrete mix placed inside the geotextile tube solidifies in a few hours. Fourthly, the filling procedure of a 50m long breakwater must be completed within approximately 1 hour.

I risultati dell'applicazione del SPPLAA sono correlati particolarmente alle caratteristiche del luogo. L'interruzione della sedimentazione nei porti e dell'erosione delle spiagge dopo la sistemazione di un sistema SPPLAA ben progettato può essere considerata certa. Il consolidamento e l'aumento della larghezza di una spiaggia erosa,tuttavia, dipendente dai materiali sciolti disponibili nel fondo marino in prossimità della spiaggia, dalla corrente e dalla curva delle condizioni ambientali e dalla pendenza del fondo marino, possono procedere a regimi rapidi o lenti o non venire realizzati affatto. E' previsto che spiagge di mari con onde e correnti attive e con fondo marino in prossimità della costa di piccole pendenze e con grandi quantità di sabbia guadagnino più di 10 metri di larghezza ogni anno. Al contrario, spiagge di mari non attivi e di fondo marino in prossimità della costa con grandi pendenze e scarsi depositi di sabbia esibiranno regimi piccoli o trascurabili di crescita di larghezza. Ma in nessun caso viene osservata una ulteriore erosione della spiaggia dopo la sistemazione di tale sistema. The results of the application of the SPPLAA are particularly related to the characteristics of the place. The interruption of sedimentation in ports and erosion of beaches after the installation of a well-designed SPPLAA system can be considered certain. The consolidation and widening of an eroded beach, however, dependent on the loose materials available in the seafloor near the beach, the current and curve of environmental conditions and the slope of the seafloor, can proceed at fast or slow regimes. or not being realized at all. Seaside beaches with active waves and currents and seabed near the coast with small slopes and large amounts of sand are expected to gain more than 10 meters in width every year. Conversely, beaches of inactive seas and seafloors near the coast with large slopes and poor sand deposits will exhibit small or negligible regimes of width growth. But in no case is further erosion of the beach observed after the arrangement of such a system.

DESCRIZIONE DELLE FIGURE DESCRIPTION OF THE FIGURES

La figura 1 presenta una tipica fascia parallela di linee di flusso di correnti che urtano su e vengono deviate da una costa. Le linee di corrente deviate, aiutate dalla gravità a causa della pendenza del fondo marino, spostano materiali sciolti verso parti più profonde del fondo marino e erodono così la spiaggia. I numeri nella figura indicano: Figure 1 presents a typical parallel band of current flow lines impacting on and deflecting off a coast. The diverted current lines, aided by gravity due to the slope of the seabed, move loose materials to deeper parts of the seafloor and thus erode the beach. The numbers in the figure indicate:

1. Lo spazio della spiaggia 1. The space of the beach

2. La linea di costa 2. The coast line

3. 4,5.Contorni indicativi di uguale profondità 3. 4.5. Indicative contours of equal depth

6. Fascia tipica di linee di flusso di correnti di fondo marino che urtano sulla spiaggia; 6. Typical band of seabed currents flowing lines that collide with the beach;

7. La deviazione da parte della spiaggia della fascia delle linee di flusso delle correnti . 7. The deviation by the beach of the belt of the flow lines of the currents.

La figura 2 mostra la planimetria orizzontale di un sistema SPPLAA costituito indicativamente da tre frangiflutti sul fondo del mare ancorati sulla spiaggia su una comune ancora a gravità. La fascia di linee di flusso di correnti viene deviata dai frangiflutti e diretta verso la costa. I numeri indicano : Figure 2 shows the horizontal plan of a SPPLAA system consisting indicatively of three breakwaters on the seabed anchored on the beach on a common gravity anchor. The band of current flow lines is diverted from the breakwaters and directed towards the coast. The numbers indicate:

1. Lo spazio della spiaggia 1. The space of the beach

2. La linea di costa 2. The coast line

3,4,5. I contorni indicativi di uguali proprofondità 3,4,5. Contours indicative of equal depth

6,7,8. Frangiflutti sul fondo del mare; 6,7,8. Breakwater at the bottom of the sea;

9,10, 11. Fasce di linee di flusso di correnti di fondo marino che urtano sui frangiflutti, deviate verso la costa e che spingono materiali sciolti verso essa. 9,10,11. Bands of sea-floor current flow lines that collide with the breakwaters, divert towards the coast and push loose materials towards it.

12, 13, 14. Ancore sulla spiaggia dei frangiflutti sul fondo marino. 12, 13, 14. Anchors on the beach of the breakwaters on the seabed.

La figura 3 presenta un disegno in prospettiva della disposizione del SPPLAA costituita da un frangiflutti sul fondo marino. I numeri nella figura 3 rappresentano: Figure 3 presents a perspective drawing of the arrangement of the SPPLAA consisting of a breakwater on the seabed. The numbers in Figure 3 represent:

1. La costa: 1. The coast:

2. L'ancora del frangiflutti 2. The anchor of the breakwater

3. Il frangiflutti sul fondo marino 3. The breakwater on the seabed

4 . La linea di costa (contorno di uguale profondità zero) 4. The coastline (contour of equal zero depth)

5. La fascia delle linee di correnti vicino al fondo del mare che viene deviata dal frangiflutti e viene diretta verso la costa trascinando granuli di sabbia di piccole dimensioni. 5. The band of current lines near the sea floor which is diverted by the breakwater and is directed towards the coast by dragging small grains of sand.

6. La superficie del mare. 6. The surface of the sea.

La figura 4 mostra un porto indicativo che è soggetto a sedimentazione mediante l'intrusione di correnti di fondo marino. I numeri definisco: Figure 4 shows an indicative port which is subject to sedimentation by the intrusion of seafloor currents. The numbers define:

1. Il mare aperto 1. The open sea

2. Il bacino del porto 2. The port basin

3,4. Frangiflutti 3.4. Breakwater

5. Una fascia di linee di flusso di correnti di fondo marino. 5. A band of seafloor current flow lines.

La figura 5 presenta un sistema SPPLAA indicativo che protegge il porto della figura 4 contro la sedimentazione per mezzo di tre frangiflutti angolati sul fondo del mare. I numeri indicano: Figure 5 presents an indicative SPPLAA system which protects the harbor of Figure 4 against sedimentation by means of three angled breakwaters on the sea floor. The numbers indicate:

1. Il mare aperto 1. The open sea

2. Il bacino del porto 2. The port basin

3,4. Frangiflutti 3.4. Breakwater

5. Le correnti di fondo marino deviate 6,7,8. I frangiflutti sul fondo marino angolati fatti di tubi geotessili riempiti con un impasto speciale di calcestruzzo. 5. Seabed currents diverted 6,7,8. Angled seabed breakwaters made of geotextile pipes filled with a special slurry of concrete.

Claims

CLAIMS 1. System to protect ports against sedimentation and to consolidate beaches (SPPLAA) consisting of breakwaters on the seabed, which rest on the seabed for their entire length, of rectilinear or angled shape, with an elliptical cross-section of approximately equal vertical axis to one {1) meter or even greater and a horizontal axis equal to two (2) meters or even greater, with a total length that rises to many tens or hundreds of meters, with directions directly related to the prevailing water currents of the bottom marine, formed by one or more textile pipes, filled in situ with a special mix of concrete close to type B225 with a ratio of about 1/5 between gravel and sand, the system being able to withstand horizontal or vertical dynamic loads of extreme normal atmospheric conditions of most terrestrial seas and to divert and direct seafloor currents towards the beach of application and thus reinforce the its consolidation, or able to divert and remove said currents from the entry channel of the port of application and thus ensure its protection against sedimentation.

2. Offshore structure consisting of prefabricated elements cast in situ produced by filling geotextile pipes, or closed surfaces, with a special mixture of concrete, according to claim 1, and for the purpose of controlling and influencing the movements of loose materials of the seabed and offshore structure such as breakwaters, ribs, pylons, pipe supports, breakwaters, etc. with the use of the technique of filling geotextile pipes, or closed surfaces, with a special concrete mixture, according to claim 1.