CdSSCIENZE E TECNOLOGIE GEOLOGICHE
Codice191DD
CFU6
PeriodoSecondo semestre
LinguaItaliano
| Moduli | Settore/i | Tipo | Ore | Docente/i | |
| DINAMICA SEDIMENTARIA COSTIERA | GEO/02 | LEZIONI | 62 |
|
Lo studente che completerà con successo il corso:
- conseguirà le conoscenze di base riguardo i processi fisici di trasporto e deposizione dei sedimenti nell’ambiente marino costiero;
- potrà inoltre comprenderne l’importanza nell’ambito della gestione delle coste alla luce dei rischi cui tale ambiente è soggetto.
Students who successfully complete the course will:
- acquire basic knowledge about sediment transport and deposition processes in marine-coastal environment;
- understand their influence and significance on coastal management, taking into account the risks such environment is subjected to.
Lo studente dovrà dimostrare di aver compreso i principali concetti del corso durante le escursioni e in laboratorio, eseguendo correttamente le attività e utilizzando una terminologia appropriata.
Students are required to prove the comprehension of the main concepts during field trips and laboratory analyses, carrying out the correct activities and using the appropriate terminology.
Al termine del corso:
- lo studente saprà descrivere i principali processi che regolano la distribuzione dei sedimenti in ambiente costiero;
- lo studente saprà identificare le tecniche di indagine, in situ ed in laboratorio, migliori per studiare i processi legati al trasporto sedimentario;
- lo studente saprà applicare le tecniche di indagine più adatte per studiare i processi legati al trasporto sedimentario;
- lo studente saprà analizzare le criticità riguardanti i rischi a cui l'ambiente costiero è soggetto;
- lo studente saprà affrontare lo studio di un problema di erosione costiera in un sito specifico, analizzando e valutando le possibili soluzioni;
- lo studente sarà in grado di valutare l’importanza di un approccio multidisciplinare per lo studio della gestione dell’ambiente costiero.
By the end of the course:
- students would achieve the skill to recognize the main processes that influence coastal sediment redistribution;
- students would know how to identify the most adequate surveying and analysis techniques to assess sediment transport processes in situ and in laboratory;
- students would know how to apply and implement the most adequate surveying techniques to assess sediment transport processes;
- students would be able to recognize the risks the coastal environment is subjected to;
- students would know how to address and analyze the critical issues related to coastal erosion at a specific site;
- students would be able to evaluate the significance of a multidisciplinary approach to improve the management of coastal areas.
Lo studente dovrà preparare una presentazione PowerPoint di circa 20 minuti su un argomento a piacere, evidentemente inerente alle tematiche affrontate durante il corso.
Students are required to provide a 20 minutes long PowerPoint presentation about a free-choice matter, obviously relevant to the topics of the class.
- Lo studente acquisirà e/o svilupperà sensibilità alle problematiche ambientali nelle aree costiere;
- lo studente saprà gestire la programmazione e l’esecuzione di rilievi e attività di ricerca in campagna come lavoro di gruppo;
- lo studente acquisirà opportune accuratezza e precisione nello svolgere attività di raccolta e analisi di dati sperimentali, sia in campagna che in laboratorio.
- Students would acquire and/or develop awareness about coastal environment issues;
- students would be able to plan and carry out surveys and research activities on the field;
- students would acquire accuracy and precision when collecting and analyzing experimental data, both in situ and in laboratory.
- Durante le operazioni di ricerca in campagna e le sessioni di laboratorio sarà valutato il grado di accuratezza e precisione delle attività svolte, nonché serietà e dedizione;
- durante il lavoro di gruppo saranno verificate le modalità di definizione delle responsabilità, di gestione e organizzazione delle attività di ricerca e analisi dei dati.
- Accuracy and precision of the activities carried out will be evaluated, along with reliability and dedication, during fieldwork and laboratory sessions;
- methods of assigning responsibility, management and organization during research and analysis activities will be evaluated during working group activities
Lo studente dovrebbe avere una buona preparazione riguardo la stratigrafia e la sedimentologia, nonché conoscenze di base di geologia marina e geomorfologia costiera.
Il corso potrà essere offerto in lingua inglese qualora siano presenti studenti stranieri.
Students should have experience about stratigraphy and sedimentology, as well as basic knowledge about marine geology and coastal geomorphology.
Lectures will be held in English if foreign students are in attendance.
Le lezioni saranno:
- frontali (presentazioni Power Point e possibili seminari);
- fuori sede (rilievi e attività di ricerca, tra cui serie di campionamenti dai siti prescelti);
- in laboratorio (analisi dei campioni raccolti in campagna con strumenti ed elaborazione dei dati con software dedicati).
A seconda del numero degli studenti potrà essere consigliabile la suddivisione in gruppi per le attività di campagna e di laboratorio.
Per ogni lezione frontale sarà sempre assicurato lo streaming su piattaforma Teams. Le lezioni di laboratorio potranno essere soggette a turni in caso il numero di studenti sia superiore a quello consentito per l'accesso.
The course will be subdivided into:
- lectures (Power Point presentations and seminars);
- field trips (surveying and in situ research activities, in particular sampling from specific sites);
- laboratory experiences (sample analysis with equipments and data processing by means of dedicated softwares).
Students may be divided into working groups for in situ and laboratory activities in accordance with the attendance.
Each lecture will be streamed on Teams. Based on the number of students in attendance, laboratory experiences may be subject to turnover due to access restrictions.
1. L’ambiente costiero
Introduzione al corso. Tutto quello che c’è da sapere sul corso di Dinamica Sedimentaria Costiera (tranne il voto finale).
Ambiente Costiero. Dal record geologico agli ambienti attuali, zonazioni morfodinamica e idrodinamica dell'ambiente costiero; strutture stratigrafiche tipiche dell'ambiente costiero, sequenze di strandplain.
Classificazioni più importanti delle coste (Shepard, Valentin, Finkl), coste alte e basse; sviluppo ed evoluzione delle coste alte; solchi di battente; coste basse, spiagge sabbiose, miste e ghiaiose.
Classificazione delle coste basse; surf scaling parameter di Guza & Inman e classificazione di Wright & Short, spiagge riflettenti e dissipative; coste basse grossolane, classificazione di Jennings & Shulmeister.
2. Morfometria dei sedimenti
Tessitura dei sedimenti, granulometria, parametri statistici (media, classazione, asimmetria, curtosi).
Morfometria dei sedimenti, diagramma di Zingg; shape descriptors.
Tecniche di analisi granulometrica su sedimenti tradizionali (setacci) e moderne (Camsizer, etc.), per sedimenti fini e grossolani (digital grain-size analysis); esempi di applicazione in campo scientifico.
3. Processi fisici dell’ambiente costiero
Le onde in ambiente marino; generazione delle onde e concetti di fetch e onde di swell; campi di onde eterogenei; ripidità e celerità delle onde; teoria lineare delle onde, pregi e limiti; approssimazioni in acque basse e profonde; moto orbitale delle onde.
Processi fisici generati dal moto ondoso all'esterno della surf zone: dispersione, shoaling, asimmetria, rifrazione (convergenza e divergenza), diffrazione.
Processi fisici generati dal moto ondoso all'interno della surf zone: frangimento, moto delle infragravity waves, set-up, swash, runup. Le maree.
4. Elementi caratteristici dell’ambiente costiero
Gli elementi morfologici delle spiagge: configurazioni e processi di formazione delle dune costiere e delle berme.
Lezione di approfondimento sulla dinamica delle dune costiere, con particolare riguardo alla vegetazione delle dune, grazie al contributo della Dott.ssa Daniela Ciccarelli del Dipartimento di Biologia dell'Università di Pisa.
Gli elementi morfologici delle spiagge: configurazioni e processi di formazione di cuspidi, step e barre sommerse.
5. Dinamica dei sedimenti e gestione costiera
Generazione delle correnti litoranee longshore e cross-shore; differenza tra corrente longshore e drift litoraneo; rip current, bed return flow. Il trasporto litoraneo di sedimenti in senso longshore e cross-shore. Concetti di budget sedimentario, cella litoranea, pocket beach, rotazione della spiaggia, punto di flesso, profondità di chiusura; profilo estivo ed invernale delle spiagge.
L'erosione costiera: definizione e problematiche. Cause naturali e cause antropiche. Alcuni esempi.
Protezione dei litorali: approccio rigido (scogliere, pennelli) e approccio morbido (ripascimenti, ridistribuzione sabbie, managed retreat); importanza del back-passing e del by-passing. Gestione costiera: approccio multidisciplinare allo studio delle coste, concetto di studio delle coste in senso trasversale e longitudinale.
1. The coastal environment
Introduction to the course. Everything you want to know about Coastal Sediment Dynamics (but your final grade).
The coastal environment. Coastal area zonations; coastal depositional environment; sedimentological/stratigraphical description in present environment and in the geological record.
Classification of coasts. Description of the different types of coasts; rocky and low-lying coasts. Development and evolution of rocky coasts. Low-lying coasts: sandy, mixed and coarse-clastic beaches.
Classification of low-lying coasts. Surf scaling parameter (Guza & Inman), Wright & Short's classification; dissipative, intermediate and reflective beaches; coarse-clastic beaches, Jennings & Shulmeister's classification.
2. Sediment morphometry
Sediment classification; Udden-Wentworth’s grain-size scale; sediment textures.
Sediment morphometry, Zingg diagram; shape descriptors for coarse sediments.
Grain-size analysis: technique description; significance and relevance of grain-size analysis; data processing according to Folk & Ward parameters; data interpretation. Application examples from the scientific literature.
3. Physical processes of the coastal environment
Sea waves: sea wave generation and concepts of fetch and swell; heterogenous wave fields; linear wave theory, pros and cons. Shallow water approximations, wave orbital motion.
Description of the processes acting outside the surf zone: wave dispersion, shoaling, wave asymmetry, refraction (convergence and divergence), diffraction.
Description of the processes acting within the surf zone: wave breaking, infragravity wave motion, set-up, swash, runup. Tides.
4. Characteristic features of the coastal environment
Morphologic elements of the beach: physical processes leading to the formation of coastal dunes and berms.
Coastal dunes: development, evolution and relationship with characteristic vegetation.
Morphologic elements of the beach: physical processes leading to the formation of beach cusps, step and bars.
5. Sediment dynamics and coastal management
Generation of longshore and cross-shore currents; difference between longshore current and littoral drift; rip current, bed return flow. Longshore and cross-shore littoral sediment transport. Concept of sediment budget, littoral cell, pocket beach, beach rotation, depth of closure; summer and winter profile.
Coastal erosion: definition and problems. Natural and anthropogenic causes. Worldwide examples.
Protection of coasts: hard (breakwaters, groyns) and soft (replenishments, sediment redistribution, managed retreat) approaches; significance of back-passing and by-passing. Coastal management: multidisciplinary approach to studies about coasts, longitudinal and transversal approach concept.
Testi:
- Reading H.G., 1996. Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy. Blackwell Science, Oxford (UK). 688 pp.
- Komar P.D., 1998. Beach processes and sedimentation. Second edition. Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ (USA). 544 pp.
- French P.W., 2001. Coastal defences. Processes, problems and solutions. Routledge, London (UK). 366 pp.
- Masselink G., Hughes M.G., 2003. Introduction to coastal processes & Geomorphology. Arnold, London (UK). 354 pp.
Letture addizionali per l'approfondimento delle tematiche svolte saranno suggerite alla fine di ogni lezione.
Books:
- Reading H.G., 1996. Sedimentary Environments: Processes, Facies and Stratigraphy. Blackwell Science, Oxford (UK). 688 pp.
- Komar P.D., 1998. Beach processes and sedimentation. Second edition. Prentice-Hall, Upper Saddle River, NJ (USA). 544 pp.
- French P.W., 2001. Coastal defences. Processes, problems and solutions. Routledge, London (UK). 366 pp.
- Masselink G., Hughes M.G., 2003. Introduction to coastal processes & Geomorphology. Arnold, London (UK). 354 pp.
Additional papers will be recommended at the end of each lecture.
La frequenza è fortemente consigliata in particolar modo per le attività di campagna e di laboratorio. Ogni caso sarà valutato dal docente insieme allo studente.
Attendance is strongly recommended especially for in situ and laboratory activities. Each individual case will be evaluated by the lecturer along with the student.
L’esame prevede un colloquio orale con il docente e la discussione di un argomento a scelta libera attraverso un seminario da realizzare a fine corso, prima della prova orale.
Il seminario sarà effettuato a fine corso o prima dell'esame, in dipendenza dal numero di studenti frequentanti; dovrà essere realizzato su supporto informatico (per es., PowerPoint), con durata approssimativa di 20 minuti. Impatto nella valutazione finale => 20%
Tutti gli studenti dovranno produrre un documento scritto ed inviarlo a mezzo email al docente in cui giudicano la qualità dei seminari dei colleghi e discutono criticità o problematiche ad essi inerenti, così da migliorare la propria capacità di spirito critico. Impatto nella valutazione finale => 10%
Il colloquio orale, della durata indicativa di mezz’ora, servirà a valutare le conoscenze acquisite durante il corso attraverso una discussione legata agli argomenti e tematiche sviluppati durante le lezioni. Impatto nella valutazione finale => 60%
Anche il comportamento e la dedizione alle attività durante le lezioni fuori sede e le esperienze di laboratorio saranno valutate. Impatto nella valutazione finale => 10%
The exam is made up of an oral test and a seminar about a topic selected by each student.
The seminar will be carried out at the end of the course; it should be presented as a PowerPoint document, with an approximate duration of 20 minutes. Impact in the final assessment => 20%
Each student would have to deliver a private document to the teacher where he/she evaluates the quality of each seminar and discusses about potential issues and flaws in order to improve his/her ability to make critics. Impact in the final assessment => 10%
The oral test of the approximate duration of 30 minutes will serve to evaluate the expertise the candidates acquired during the class through an open discussion on the topics dealt with. Impact in the final assessment => 60%
Behaviour and commitment to fieldwork and laboratory activities will be evaluated. Impact in the final assessment => 10%
https://www.researchgate.net/profile/Duccio_Bertoni
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