Development of a finite volume model suitable for studying riverine and coastal morphodynamics

La comprensione della dinamica dei sedimenti è di primaria importanza nella gestione delle aree costiere e fluviali. L'evoluzione morfologica di tali regioni, infatti, ha un forte impatto sia sull'equilibrio ambientale che su attività economiche quali ad esempio la navigazione o il turismo. In letteratura, tale fenomeno è stato ampiamento studiato e dibattuto, e un numero rilevante di diverse teorie è stato proposto, sia di natura analitica che sperimentale, valide alternativamente per sedimenti sedimenti granulari o sedimenti coesivi. Uno degli strumenti più utili nello studio del trasporto solido è la modellazione morfodinamica, che accoppia il problema idrodinamico al problema del trasporto solido stesso e all'evoluzione morfologica del bacino in esame. Sebbene diversi modelli numerici siano già stati presentati in letteratura, spesso hanno diversi limiti: alcuni sono codici comerciali, risultando troppo costosi per molti degli scopi tecnici e scientifici che possono avere. Altri sono basati su ipotesi troppo restrittive per descrivere adeguatamente aree complesse, come ad esempio le lagune, dove la transizione asciutto-bagnato riveste un ruolo di primaria importanza, o non sono in grado di considerare contemporaneamente fenomeni tipici delle aree costiere, come l'effetto del moto ondoso, l'instabilità delle sponde e l'effetto delle correnti secondarie. Allo scopo di ottenere una visione generale del problema del trasporto solido in ambiente fluviale e costiero, nel presente lavoro è stato sviluppato e descritto un nuovo modello morfodinamico. Sono stai perseguiti due principali obiettivi: ridurre il più possibile il numero dei parametri di calibrazione e avere la possibilità di confrontare diverse delle teorie disponibili per la risoluzione del trasporto solido. In questa tesi si pone l'attenzione innanzitutto al problema del calcolo dello stress al fondo. In secondo luogo vengono illustrati numerosi studi, teorici e sperimentali, riguardanti il trasporto solido. Infine, viene descritto il modello morfodinamico e viene presentata la sua validazione.