Analysis of wind-wave induced erosion in the Venice Lagoon in the last four centuries: field observations and modelling

I sistemi mareali sono soggetti ad innumerevoli forzanti interne ed esterne, le cui interazioni e feedbacks influenzano l’evoluzione morfologica delle principali strutture morfologiche che caratterizzano gli ambienti a marea:i canali, le barene e i bassifondi. Sono stati svolti innumerevoli studi che descrivono i diversi processi che determinano l’evoluzione degli ambienti lagunari (e.g., l’idrodinamica dei canali a marea, le conseguenze delle correnti di marea e delle onde da vento sulla dinamica dei sedimenti, i meccanismi di evoluzione laterale e orizzontale delle barene, l’incremento del livello del medio mare, gli interventi antropici). Capire i meccanismi di feedback positivi esistenti tra l’erosione delle barene, l’allargamento e approfondimento dei bassifondi e la generazione di moto ondoso più energetico con l’aiuto di dati di campo e di modelli numerici risulta un passo fondamentale per prevedere la risposta delle strutture morfologiche degli ambienti a marea ai futuri cambiamenti ambientali. Al fine di raggiungere questo obiettivo, abbiamo, in primo luogo, ampliato la nostra conoscenza delle configurazioni storiche della Laguna di Venezia attraverso la ricostruzione batimetrica della più antica mappa, risalente al 1611, che forniva una rappresentazione realistica delle strutture morfologiche lagunari. Questo ha consentito di conseguenza di approfondire l’analisi dei cambiamenti idrodinamici che si sono verificati negli ultimi quattro secoli. Abbiamo in seguito confrontato diversi approcci adottati in modelli esistenti, al fine di investigare e comprendere le implicazioni delle diverse assunzioni e formulazioni utilizzate per modellare la dinamica delle onde da vento in bacini a marea poco profondi. Di seguito, abbiamo analizzato gli effetti dell’azione delle onde da vento sui bordi delle barene e il cambiamento del campo di moto ondoso negli ultimi quattro secoli, allo scopo di enfatizzare ulteriormente i feedbacks esistenti tra l’erosione generale della Laguna di Venezia e l’aumento della potenza delle onde. Infine, abbiamo analizzato gli sforzi di attrito al fondo ottenuti per diverse configurazioni della Laguna di Venezia, in modo da supportare la possibilità di descrivere l’erosione del fondo indotta da onde da vento come un processo di Poisson marcato. I principali risultati di questo lavoro hanno evidenziato che: I) i più gravosi cambiamenti morfodinamici nella Laguna di Venezia sono iniziati nell’ultimo secolo e sono stati innescati principalmente dagli interventi antropici; II) le assunzioni adottate in diversi approcci modellistici fortemente influenzano il calcolo dello sforzo di attrito al fondo dovuto alle onde da vento, in particolare quando si considerano profondità molto ridotte; III) il tasso di erosione delle barene è linearmente correlato alla potenza generata dalle onde da vento; IV) la tendenza erosiva della Laguna di Venezia negli ultimi quattro secoli può essere spiegata dall’aumento della potenza media e dall’analisi della distribuzione dello sforzo di attrito al fondo; V) i processi erosivi dovuti alle onde da vento in sistemi lagunari possono essere descritti come processi di Poisson marcato in tutte le configurazioni passate e per quella attuale, questo produce importanti conseguenze per quanto riguarda la previsione di scenari futuri e implicazioni per la modellazione morfodinamica a lungo termine degli ambienti a marea.