RIDUZIONE DEL TRASPORTO SOLIDO FLUVIALE E MODIFICAZIONI DELLA LINEA DI RIVA TRA LE FOCI DEL VOMANO E DEL PESCARA: TREND STORICO RECENTE Carlo Manzo ARPA Piemonte e mail: c.manzo@arpa.piemonte.it Riassunto: Manzo C.: Riduzione del trasporto solido fluviale e modificazioni della linea di riva tra le foci del Vomano e del Pescara: trend storico recente (IT ISSN 0394-3356, 2008). Principale obiettivo del presente lavoro è l'analisi dell'evoluzione storica recente della linea di costa compresa tra le foci del fiume Vomano e del fiume Pescara (Abruzzo - medio Adriatico), focalizzandone i nessi con l'apporto solido fluviale. Come già evidenziato da diversi AA. l'erosione costiera nella zona del medio Adriatico ha interessato soprattutto le zone prospicienti alle foci fluviali a causa del deficit sedimentario determinato in gran parte dall'impatto delle attività umane nei bacini idrografici. Il pre- sente studio in effetti conferma questo quadro, mettendo in rilievo il potenziale contributo del clima ed in particolare delle variazioni del regime pluviometrico. Tralasciando una dettagliata caratterizzazione di alcuni aspetti pure importanti negli studi di dinamica costiera, quali il clima di moto ondoso, la batimetria e le proprietà fisico-sedimentologiche della spiaggia, l'attenzione è stata focaliz- zata sulle informazioni che si possono trarre dall'andamento planimetrico delle linee di riva successive. E' stata ricostruita una serie storica delle linee di riva che copre all'incirca gli ultimi 200 anni, attraverso la georeferenziazione di mappe storiche e foto aeree. La serie storica ottenuta è stata utilizzata per avere una stima dell'andamento del bilancio sedimentario netto, moltiplicando il tasso di variazione dell'area costiera per lo spessore di spiaggia interessata da movimento sedimentario significativo. I risultati mostrano come nel corso dell'800 la linea di riva fosse inizialmente piuttosto rettilinea, successivamente con tendenza all'aumento della prominenza delle foci fluviali, con un netta tendenza all'avanzamento ed un elevato bilancio sedimentario positivo. Tale tendenza cambia agli inizi del '900, parallelamente ad una pressione crescente delle attività umane nei bacini idrografici: il bilan- cio sedimentario netto era circa nullo tra il 1920 ed il 1940 e diviene negativo, con trend piuttosto costante, a partire dagli anni '40. In questa ultima fase, che si protrae fino ad oggi, si rileva una marcata tendenza all'arretramento nelle zone di delta. Per quest'ultimo periodo è stato implementato un modello matematico semplificato “ad una linea”, con lo scopo di identificare il com- portamento generale della dinamica costiera con particolare riferimento ai termini di ingresso sedimentario attraverso il trasporto soli- do fluviale e alle perdite verso li largo. Il modello utilizzato si basa su una soluzione alle differenze finite dell'equazione di diffusività alle derivate parziali, che descrive le variazioni della linea di riva nel tempo. E' stato effettuata un'analisi inversa al fine di tarare il modello sulla base del bilancio sedimentario e delle posizioni successive delle linee di costa ricostruite. Sotto l'ipotesi di un bilancio sedimentario costante il modello rileva che con buona probabilità l'arretramento della linea di costa, che finora ha interessato principalmente le zone deltizie, tenderà a propagarsi progressivamente verso le zone interdeltizie. Nonostante il modello utilizzato non sia completamente realistico, può essere considerato un giusto compromesso in grado di ripro- durre a grandi linee la realtà fisica del fenomeno, costituisce una base di partenza per ulteriori studi ed osservazioni e per testare criti- camente le ipotesi inizialmente fatte. I risultati ottenuti sono parzialmente osservabili e mettono in rilievo un modello concettuale che, anche potendo essere ulteriormente affinato, costituisce un contributo alla comprensione della dinamica costiera di quest'area, stret- tamente correlata al trasporto solido fluviale. Abstract: Manzo C.: Reduction of river sediment transport and shoreline modifications between vomano and pescara river mouths: late historical trend (IT ISSN 0394-3356, 2008). The main purpose of the study is the coastline evolution analysis of the stretch situated between Vomano and Pescara river outlets (middle Adriatic Sea, Abruzzo, Italy), focusing on the relationships between river sediment transport and coastline evolution. Many Authors suggest that erosion in the middle Adriatic area mainly took place on the river deltas as an effect of sedimentary deficit due to human activities in the river basins. The present work confirm such a description, highlighting the relationships of coastal evolu- tion both to social-economic aspects (impact of human activities in the river basins) and to climate (variability of annual rainfall). Leaving out a detailed characterizations of some important factors conditioning coastal dynamics, such as wave motion, bathymetry and physical-sedimentological properties of the beach, the study is focused on the planform analysis of subsequent coastlines shapes and positions. Historical maps and aerial photographs covering the last two centuries were georeferenced with the aim to reconstruct a time series of multiple shoreline positions. Therefore the course of sedimentary budget was obtained multiplying the rate of coastal area variation by the depth of appreciable send movement. In the first part of XIX century the coastline appeared quite rectified with small delta cusps protrusion. The second half of the XIX cen- tury reveals high delta protrusion and high sedimentary budgets. This trend became to change at the beginnings of XX century with the increment of human activities in the river basins: the sedimentary budget was about zero from 1920 till 1940 and it tends to become quite constant negative beginning from 1940, with strong erosion of river deltas. Such long-term trend allowed to implement a simplified one-line model, with the aim to identify a general coastal behaviour related to river inputs and seaward sedimentary losses. The model used is based on a finite differences solution of the diffusivity differential equation, describing the shoreline variations vs. time. A back analysis was made in order to get the best fitting of the phenomenon, using the sedimentary balance and the time series of multiple shoreline positions as the input calibrating information. Assuming that the rate of sedimentary balance will remain constant, the future scenario predicted by the model reveal that erosion will tend to involve more and more sectors progressively. Even if such simplified model is not completely realistic, it seems to be a successful balance between realism and practicality, it can direct further studies and observations and help to critically test hypothesis. Actually the results are partially observable. Such results show a conceptual model which should lead to further studies, though it can be considered a contribution to the com- prehension of behaviour of this coastal tract, whose dynamics are strongly related to river sediment transport. Parole chiave: Linea di riva, erosione, tendenza evolutiva, bilancio sedimentario, trasporto solido fluviale, Vomano, Pescara, Saline, Italia Keywords: Shoreline, erosion, trend, sedimentary budget, river sediment transport, Vomano, Pescara, Saline, Italy Il Quaternario Italian Journal of Quaternary Sciences 21(1B), 2008 - 193-206 194 C. Manzo 1. INTRODUZIONE Il tratto costiero oggetto del presente lavoro, posto tra le foci dei fiumi Vomano e Pescara, così come gran parte del settore costiero italiano adriatico, è inte- ressato da una tendenza all'arretramento in presenza di zone densamente urbanizzate. In quest'area la presen- za di spiagge ampie e sabbiose costituisce una risorsa preziosa per il settore turistico e per la protezione degli insediamenti retrostanti. Nel danno economico dovuto al processo erosivo è stata determinante la non corretta gestione del territo- rio: una forte urbanizzazione ha avuto luogo senza tenere in debita considerazione la forte dinamicità dei processi morfogenetici fluvio-costieri. Gli sforzi fatti dalle amministrazioni locali per con- trastare il fenomeno si sono basati principalmente nella realizzazione di scogliere emerse parallele alla costa che, nonostante la loro efficacia nel contrastare l'ero- sione a livello localizzato, hanno fortemente deteriorato il paesaggio e le caratteristiche qualitative del sedimen- to e delle acque in prossimità della riva. La ricostruzione dell'evoluzione storica recente della linea di costa permette di ricavare importanti infor- mazioni riguardo il bilancio sedimentario e l'apporto solido fluviale che ne rappresenta il termine positivo principale, ma anche sull'efficacia delle azioni di mitiga- zione del fenomeno erosivo che si sono succedute nel tempo. 2. CONTESTO GEOLOGICO-GEOMORFOLOGICO La fascia costiera abruzzese è costituita da una sottile area pianeggiante delimitata dai retrostanti rilievi collinari prevalentemente argillosi plio-pleistocenici e formatasi nella fase finale della trasgressione Flandriana (Olocene), attraverso la progradazione degli apparati di foce e degli ambienti deposizionali costieri a questi strettamente connessi (Fig.1). La redistribuzione del tra- sporto solido fluviale attraverso il trasporto litoraneo lungo-costa ha portato alla formazione di cordoni sab- biosi e aree palustri retrostanti, su cui successivamente sono sorte estese aree urbanizzate. L'area in oggetto è delimitata a nord dall'apparato di foce del fiume Vomano e a sud dalla foce del Pescara, su cui sorge l'omonimo porto-canale. L'apporto sedimentario è principalmente derivante dai maggiori corsi d'acqua afferenti (fiumi Vomano, Saline, e Pescara) i cui bacini idrografici drenano, nella zona interna, formazioni affioranti di tipo carbonatico (piat- taforma carbonatica laziale-abruzzese), mentre nella parte media e finale incidono principalmente terreni sabbiosi ed argillosi (depositi terrigeni dell'Avanfossa Peri-adriatica). Vi sono inoltre bacini idrografici minori che drenano i rilievi collinari, in particolare quello del torrente Calvano, che sfocia presso l'abitato di Pineto, quello del torrente Cerrano, e quello del Piomba, la cui foce è posta poche centinaia di metri a nord della foce del Saline. 2.1 Caratteristiche geomorfologiche e sedimentarie del tratto costiero Il tratto costiero è caratterizzato prevalentemente da un'ampia spiaggia di sabbia fine-finissima. Fanno eccezione le zone di foce del Vomano e del Saline, presso cui la spiaggia si presenta sottile e prevalente- mente ghiaioso-ciottolosa. In questi ultimi tratti sono presenti forme tipiche associate all'azione erosiva del moto ondoso quali gradini erosivi, berme ghiaiose ad elevata pendenza ed affioramenti di limi coesivi di retro- spiaggia (Figura 5). La linea di costa è piuttosto rettilinea con le uni- che blande irregolarità costituite dagli apparati di foce e dal piccolo promontorio su cui sorge la Torre di Cerrano, dove per un breve tratto la fascia pianeggiante scompare del tutto e le argille plio-pleistoceniche affio- rano in prossimità della spiaggia. In base alla situazione descritta è possibile distin- guere due differenti sub-unità fisiografiche (di seguito indicate come unità fisiografiche): una a nord, delimitata dalle foci del Vomano e del Saline, ed una a sud, com- presa tra la foce del Saline ed il porto di Pescara. Il moto ondoso assume una direzione regnante da S/SE ed una direzione secondaria da N/NE: si hanno quindi due componenti opposte del flusso energetico longitu- dinale del moto ondoso. Questo fa sì che le blande pro- minenze deltizie siano determinanti nell'influenzare la deriva sedimentaria longitudinale netta (fig. 1). Delle due unità fisiografiche quella posta a sud ha caratteristiche di più alto grado di antropizzazione, essendo compresa in un contesto urbano ed intera- mente protetta da barriere emerse distaccate realizzate a partire dagli anni '70 - '80. Questo tratto presenta una spiaggia generalmente molto ampia (con punte massi- me di circa 200 m in corrispondenza della zona nord di Pescara) le cui caratteristiche paiono però alterate dal forte grado di protezione. Nella zona meno antropizzata, nell'unità fisiografi- ca nord, si riscontrano alcune differenze di tipo morfo- logico tra i tratti posti in prossimità delle foci e quelli inter-foce. Questi ultimi presentano pendenze della spiaggia sommersa molto blande con 3-4 ordini di barre sabbiose, e una spiaggia emersa ampia (larghez- ze perlopiù comprese tra i 40 e i 100 m). I tratti deltizi sono invece caratterizzati da pendenze più accentuate con 1 o 2 ordini di barre e spiagge ghiasioso-ciottolose sottili (DAL CIN, SIMEONI,1987; SIMEONI, 1989). Tali differenze di tipo gemorfologico e sedimenta- rio riflettono il diverso comportamento dei tratti deltizi, caratterizzati da spiccata tendenza all'arretramento, dai tratti interdeltizi, stabili o in lento avanzamento. 3. La diminuzione del trasporto solido fluviale 3.1 Fattori antropici L'attuale tendenza erosiva è attribuita in maniera piuttosto concorde da diversi Autori alle attività umane nei bacini idrografici, quali le escavazioni in alveo, la rea- Tab. 1 - Superficie dei bacini idrogra- fici. Area of hydrograph basins. Bacino Vomano Calvano Cerrano Piomba Saline Pescara Superficie (km2) 786 39 26 109 612 3169 lizzazione di invasi artificiali e traverse, l'irrigidimento delle aste fluviali, che hanno fortemente diminuito il tra- sporto solido di fondo dei corsi d'acqua (AD A M O L I, 1991; AD A M O Li, 1994; PA R E A, 1978). In diversi tratti delle aste fluviali abruzzesi, specialmente in quelli medio-terminali, l'alveo attivo si trova a scorrere direttamente sul substra- to costituito dalle argille grigio-azzurre, avendo inciso per erosione lineare il materasso alluvionale soprastante. Questa situazione, unitamente alla presenza di fenomeni di a r m o u r i n g del letto, determina verosimilmente uno squilibrio del trasporto solido di fondo nei tratti di alveo posti a valle delle opere di ritenuta o delle aree di estra- 195Riduzione del trasporto solido fluviale ... zione di ghiaia e sabbia (BU C C O L I N I, TI B E R I O, 2001). Alcuni dei fattori antropici indicati come causa del disequilibrio dei corsi d'acqua possono essere suppor- tati da documentazione riguardante i volumi prelevati in alveo, principalmente negli anni '50, '60 e '70. La tabel- la sottostante sintetizza le informazioni a riguardo tratte da uno studio condotto da Aquater per conto della Regione Abruzzo nel 1982, da cui si può avere un'idea di come i prelievi effettuati nel periodo tra il 1966 ed il 1975 siano stati superiori al trasporto solido potenziale dei corsi d'acqua nei rispettivi tratti terminali. Al fine di quantificare l'impatto dovuto alle instal- Fig 1. Schema geologico e principali caratteri geomorfologici del tratto di costa tra i fiumi Vomano e Pescara. Geological sketch and main geomorphologic aspects of the coast tract between Vomano and Pescara rivers. Bacino Periodo Volumi asportati Estrazione media annua Intervallo di trasporto solido di (m3) (m3) fondo potenziale (m3/anno) Vomano 1966 - 1975 3187904 318790 55000 - 100000 Saline 1966 - 1975 1889263 188926 55000 - 100000 Pescara 1966 - 1975 2831733 283173 190000 - 390000 Tab. 2 lazioni idroelettriche e agli inva- si artificiali connessi si può fare invece riferimento alla diminu- zione dei volumi di invaso a causa dell'interramento. La prima insta llazione idroelettrica, realizzata alla fine degli anni '40 nel medio corso del fiume Pescara, ha indotto un tasso di interramento medio di circa 32.000 m3 annui all'in- terno di 4 invasi artificiali della capacità complessiva di circa 107 m3. Sul fiume Tavo-Saline fu invece realizzato nel 1969 il lago di Penne: la capacità di invaso iniziale di 10,6*106 m3 risulta attualmente diminuita a circa 8,8*106 m3. Sull'alto corso del Vomano e sul Mavone, suo principale affluente, sono stati realizzati tre invasi artificiali agli inizi degl i anni '50 con una capacità complessiva di circa 3 2 0 * 1 06 m3, dei quali non sono disponibi li informazioni sul tasso di interramento. Risulta inoltre alterato l'originario baci- no imbrifero dalla realizzazione di canali di gronda situati a varie quote e centrali di pom- paggio per il riutilizzo dell'ac- qua tra un serbatoio e l'altro (TEI, Regione Abruzzo, 1986). 3.2 Fattori climatici Il fenomeno della diminu- zione del trasporto solido flu- viale è da correlare con molta probabilità anche alla variabilità climatica. Sulla base della rico- struzione di alcune serie stori- che delle precipitazioni totali annue si possono individuare possibili con- nessioni con l'evoluzione degli alvei e della linea di costa. Sono state utilizzate le serie storiche ricavate dalle registrazioni delle stazioni pluviometriche di Chieti ed Atri (la prima parte dal 1868 men- tre la seconda dal 1922), da conside- rarsi piuttosto rappresentative per l'area in oggetto. Tali serie cronologi- che rispecchiano a grandi linee l'an- damento generale italiano (FA N T U C C I e MA R G O T T I N I, 1996) sia nel t r e n d c h e nelle oscillazioni di breve durata. Un periodo particolarmente piovoso ha interessato la seconda metà dell'800 ed i primi due decenni del '900, seguito da un decennio più secco. A questo è seguito un breve periodo umido tra il 1930 ed il 1940 ed un periodo secco protrattosi fino ad oggi. In figura 3 è riportata la serie storica delle precipitazioni annue registrate dalla stazio- ne di Chieti e la relativa media mobile di passo 7 anni. E' chiaramente individuabile un andamento oscillatorio smorzato con trend generale decrescente a partire dal 1920 circa. I principali effetti degli interventi antropici nei bacini idrografici e della diminuzione delle precipitazioni annue si sono probabilmente sovrapposti nello stesso periodo temporale e ne risulta dunque difficoltosa una quantificazione separata. Inoltre non sono disponibili informazioni riguardanti il cambiamento dell'uso del suolo e in generale della copertura vegetale dei bacini idrografici, fattore che con buona probabilità ha contri- buito alla variazione di produzione di sedimento e del conseguente apporto solido alla costa. Le immagini di Fig. 3 ritraggono alcune evidenze di incisione lineare nell'alveo del fiume Fino, compreso nel bacino idrografico del Saline, in un tratto posto a circa 9 km dalla foce: sono evidenti i fenomeni di sot- toescavazione di una briglia e di un plinto realizzato per l'attraversamento di un metanodotto. Sulla base della data di realizzazione del metanodotto si può stimare un tasso di approfondimento dell'alveo di circa 7-8 cm/anno. 4. ALTRE CAUSE Nel tratto in oggetto possono aver giocato un ruolo nell'evoluzione della linea di riva ulteriori fattori individuabili essenzialmente nell'innalzamento tettonico, nell'innalzamento eustatico e nelle variazioni nel tempo dell'energia e delle caratteristiche del moto ondoso . L'innalzamento tettonico è stato valutato per l'a- rea in questione in circa 0,5 mm/anno (CAROBENE, 2004), e può essere considerato di importanza secondaria rispetto al deficit sedimentario di apporto solido nella scala temporale caratteristica dello studio in oggetto. Da un punto di vista concettuale tale fattore determine- rebbe un avanzamento della linea di riva piuttosto che 196 Fig 2. Serie cronologica delle precipitazioni annue anni relativa alla stazione meteo-pluvio- metrica di Chieti con media mobile di passo 7 (1867-1994). Annual rainfall time series whit 7 years moving average, Chieti meteo-pluviometer obser- vation data (1867-1994). Fig. 3. Evidenze del disequilibrio dell'alveo del fiume Fino, nei pressi della confluenza con il Saline e a circa 9 km dalla foce: sottoesca- vazione di una briglia (a )e di un plinto (b). Deepening of the Fino riverbed, near its confluence with Saline about 9 km far from the outlet: dam under excavation (a); current erosi- ve action on a plinth (b). C. Manzo un arretramento, sebbene possa indurre fenomeni di incisione lineare nei corsi d'acqua o morfologie erosive sulla costa. Ma le evidenze osservate, che consistono principalmente nell'arretramento della costa e nell'inci- sione lineare dei corsi d'acqua, non concordano con tale modello. L'innalzamento eustatico può essere determinato dai ben noti mutamenti climatici legati al riscaldamento globale. Verosimilmente tale fattore potrà giocare un ruolo importante in scenari futuri che vedono sensibili innalzamenti del livello medio del mare, ma sembra aver avuto un ruolo secondario, o poco apprezzabile, fino ad oggi. Da un punto di vista concettuale un innal- zamento progressivo del livello medio del mare deter- minerebbe una tendenza al sovralluvionamento in corri- spondenza degli alvei (a causa dell'innalzamento del livello di base dei corsi d'acqua) e parallelamente un arretramento della linea di costa. L'arretramento della linea di riva che si verrebbe a determinare dovrebbe essere generalizzato e non differenziale a seconda che si considerino le zone di foce o le zone inter-foce. Anche tale meccanismo non sembra concordare con- cettualmente con le informazioni raccolte. Le variazioni temporali delle caratteristi- che del moto ondoso hanno probabilmente giocato un ruolo importante nell'evoluzione della linea di riva in oggetto. Tale fattore esula dagli strumenti e dagli obiettivi del presente lavoro ed andrà tenuto in debita considerazio- ne in occasione di eventuali passi successivi. Tuttavia, anche in assenza di dati sulle varia- zioni storiche delle caratteristiche del moto ondoso, pare distinguibile l'effetto delle varia- zioni di apporto solido fluviale, soggiacente al trend evolutivo che può essere inferenziato dalla serie storica delle linee di riva. Un effetto diretto ed evidente hanno avuto, e tuttora hanno, le difese costiere e la realizzazione dei moli del porto di Pescara. I grafici che riportano le variazioni nel tempo delle linee di riva mostrano sensibili avanza- menti nei tratti interessati dalle difese costiere in particolar modo nel periodo immediatamen- te successivo alla loro realizzazione, al contra- rio marcati arretramenti vengono da queste indotti nei tratti adiacenti non protetti. Come verrà trattato più in dettaglio, la costruzione di barriere emerse distaccate lungo la costa ha caratterizzato a partire dalla prima metà degli anni '70 il tratto compreso tra la foce del fiume Saline ed il porto canale di Pescara: qui i tratti protetti sono stati ampliati progressivamente fino ad interessare l'intera unità fisiografica. 5. EVOLUZIONE DELLA LINEA DI COSTA 5.1 Ricostruzione della serie storica delle linee di costa Per la ricostruzione della serie cronologi- ca delle successive posizioni della linea di riva si è reso necessario il reperimento di carte storiche e riprese aeree con un certo grado di attendibilità e di dettaglio tale da permetterne una corretta georeferenziazione. Sulla base di tali caratteristiche sono stati selezio- nati alcuni documenti cartografici realizzati nel corso dell'800 che coprono l'area in questione o che la rap- presentano in parte (“Pianta del litorale dell'Adriatico, con l'indicazione della strada nuova che vi si progetta”, 1819, Archivio di Stato di Napoli; “Mappa topografica di Pescara, Castellammare Adriatico, Montesilvano e Francavilla, 1838”, Archivio di Stato di Pescara; rilevi dello Stato Borbonico relativi al 1859; rilievi dell'IGMI relativi agli anni 1872-76). Ulteriori informazioni riguar- danti linee di costa storiche relative al tratto compreso tra il Saline ed il Pescara sono state tratte da FO D E R À (1954), in particolare per quanto riguarda le linee di riva del 1894 e del 1926-29. Per la ricostruzione delle linee di costa più recenti sono state prese in considerazione le riprese aeree della RAF (anni 1943-44), dell'IGMI (anni 1955, 1976, 1995) e della Compagnia Generale Riprese Aeree (CGR, Progetto IT2000), accessibile attraverso il sistema del Portale Cartografico Nazionale (www.atlanteitaliano.it) gestito dal Ministero dell' Ambiente del Territorio e del Mare. Ulteriori informazioni 197 Fig. 4. Ubicazione dell'asse di riferimento e dei transetti utilizzati per la costru- zione dei grafici di figura 5 e dei diversi settori relativi ai grafici di figura 6. Baseline, transects and different sectors used for the measurements plotted in figures 5 and 6. Riduzione del trasporto solido fluviale ... sono state tratte dalle Ortofotocarte relative al 1987-88 realizzate dalla Regione Abruzzo nonché dalle Tavolette a scala 1:25000 dell'IGMI (aggiornata per l'area in que- stione nel 1982). La linea di riva più recente, riferita al 2004, è stata ottenuta mediante Internet attraverso l'ap- plicativo Google Earth®. Per il processo di georeferenziazione è stato uti- lizzato un software di trasformazione in grado di roto- traslare e deformare le immagini acquisite secondo fun- zioni polinomiali, in modo da ottenere la migliore corre- lazione tra punti presenti nell'immagine e omologhi punti aventi coordinate note (GCPs), individuati su carte ortorettificate o direttamente sul terreno. Mediante tale procedimento è possibile determinare anche l'errore connesso con l'operazione (Root Mean Square Error), che definisce il grado di imprecisione in metri nell'im- magine trasformata. Al fine di limitare l'imprecisione, oltre alla scelta del maggior numero possibile di GCPs distribuiti in modo per quanto possibile omogeneo, sono state prese in considerazione percentuali ridotte dei fotogrammi o delle carte originarie. Trattandosi inol- tre di aree pianeggianti non si è reso necessario tenere in considerazione l'effetto di distorsione indotto dalla topografia. L'uso delle mappe storiche risalenti al XIX secolo implica necessariamente l'introduzione di un elevato grado di incertezza a causa dell'imprecisione delle mappe stesse e della maggiore difficoltà nell'individua- zione di punti di riferimento per la georeferenziazione. Questi sono in numero progressivamente minore in fun- zione dell'età delle mappe, motivo per cui il grado di attendibilità delle stesse è stato attentamente e critica- mente valutato verificando la coerenza tra quelle relative allo stesso periodo, ma anche la corrispondenza delle linee di riva ricostruite con il trend evolutivo generale. Con la successiva digitalizzazione delle diverse linee di costa è stata ricavata la serie storica, utilizzata per il computo del tasso di variazione della posizione della linea di riva. Inoltre ne è stato ricavato il tasso di variazione in termini di superficie emersa, al fine di otte- nere una stima indiretta dell'andamento del bilancio sedimentario. 5.2 Tendenza evolutiva La differente tendenza evolutiva dei tratti posti in prossimità delle foci del Vomano e del Saline rispetto ai tratti interdeltizi è messa in evidenza in figura 5, in cui vengono riportati i grafici delle diverse posizioni della linea di riva in corrispondenza di transetti rappresentati- vi posti lungo l'asse di riferimento longitudinale (riporta- to in figura 4). I grafici di figura 6 riportano invece la variazione nel tempo della superficie compresa tra la linea di costa e l'asse di riferimento, per i diversi settori presi in considerazione. In riferimento a tali figure si può notare come la posizione della linea di costa abbia subito un generale repentino avanzamento nel corso del XIX secolo, carat- terizzato da un bilancio sedimentario del litorale positivo. Equiparando il bilancio sedimentario all'andamen- to delle variazioni della superficie costiera (fig.6), esso sembra subire una flessione agli inizi del '900, assu- mendo un valore intorno allo zero nel periodo compre- so all'incirca tra il 1920 ed il 1940. Successivamente assume un valore negativo e piuttosto costante nel tempo fino ai giorni nostri. E' evidente il marcato trend erosivo nel corso del XX secolo, a partire dal 1943, in corrispondenza del transetto 'a', posto a poche centinaia di metri dalla foce del Vomano e del transetto 'c', in corrispondenza del- l'apparato di foce del Saline. Il tasso di arretramento presso la foce del Vomano subisce un'inversione di tendenza nelle ultime 3 osservazioni, probabilmente a causa di interventi di ripascimento e di protezione rea- lizzati nella prima metà degli anni '80. La zona di foce del Saline ha fatto registrare i tassi di arretramento medi più elevati (circa -2,4 m/anno), con i valori mag- giori tra il '43 ed il '55 (circa -5,8 m/anno). Ben diverso è il comportamento in corrisponden- za del transetto 'b', posto in zona interdeltizia tra la Torre di Cerrano e l'abitato di Silvi: qui si ha un avanza- mento che interessa tutto il periodo di osservazione, con un valore che si aggira intorno a 0.9 m/anno. La situazione nella zona centrale dell' unità fisio- grafica sud è ancora diversa: qui la realizzazione delle barriere emerse a partire dalla metà degli anni '70 ha alterato la tendenza naturale facendo registrare consi- derevoli avanzamenti a tergo delle scogliere. La situa- zione presso il transetto 'd' sembra andare verso una stabilizzazione, e tendere localmente ad una più recen- te fase erosiva nelle ultime 3 osservazioni, probabil- mente anche a causa del potenziamento delle difese parallele in un tratto adiacente, in corrispondenza del- l'abitato di Montesilvano. In riferimento alla figura 6a, che riporta le variazio- ni areali per le due unità fisiografiche (Vomano-Saline Saline-Pescara), è evidente il diverso comportamento del tratto sud, completamente protetto, dalla porzione nord quasi priva di strutture protettive. A partire dal 1943 circa il t r e n d assume un andamento piuttosto regolare e può essere ricavato interpolando linearmente i grafici di fig.6: il tasso di variazione medio della super- ficie di costa corrisponde alla derivata rispetto al tempo della curva interpolante. In particolare dal 1943, la variazione nel tempo della superficie costiera tra il Vomano ed il Saline è di circa -5429 m2/anno, mentre risulta pari a circa 6077 m2/anno per la zona compresa tra il Saline ed il porto di Pescara. Un'ulteriore differenziazione dell'unità fisiografica nord in 2 sottosettori (fig. 6b) mette in evidenza gli effet- ti degli interventi di ripascimento effettuati negli anni '80 nei pressi della foce del Vomano. L'aumento di superfi- cie registrato dall'ultima osservazione (2004) è infine da attribuirsi ai recenti interventi di ripascimento e di realiz- zazione di barriere sommerse, effettuati dalla Regione Abruzzo lungo un tratto posto a nord della foce del Saline. Il prodotto delle variazioni di superficie, avvenute in un determinato intervallo temporale, per lo spessore del profilo di spiaggia attivo (pari alla somma della “profondità di chiusura” e dell'altezza di spiaggia emer- sa interessata dal moto ondoso) può fornire una stima approssimativa dei volumi in gioco. Lo spessore del profilo di spiaggia attivo è per definizione pari alla somma della “profondità di chiusu- ra” e dell'altezza di spiaggia emersa interessata dal moto ondoso. La profondità di chiusura è, rispetto al livello medio del mare, quella oltre la quale può consi- derarsi trascurabile il movimento sedimentario dovuto all'azione del moto ondoso. In fig. 11a viene riportato lo 198 C. Manzo 199 Fig. 5 - Situazione riscontrata presso i transetti di misura rap- presentativi indicati in fig. 4.: a) vista della spiaggia in corri- spondenza del transetto 'a' con relativo andamento nel tempo della posizione della linea di riva; in foto sono evidenti i diversi Riduzione del trasporto solido fluviale ... ordini di “crest berms” a granulometria ciottolosa; b) panoramica della spiaggia nei pressi del transetto 'b' e relativo grafico; c) tratto di spiaggia posto in corrispondenza del transetto 'c', nei pressi della foce del Saline; è distinguibile il gradino erosivo con messa a nudo di limi di retro-spiaggia, da mettere in relazione con la marcata tendenza all'arretramento evidenziata nel sottostante grafico; d) vista di un tratto di spiaggia posta nella zona sud di Montesilvano e grafico relativo al transetto 'd'. Images and graphics of the main significant beach stretches (see fig. 4): a) photograph taken by the transect 'a' with related graphic showing temporal variation of the coastline; see different steep pebbled berm orders; b) wide sandy beach nearby the transect 'b' and related graphic; c) pebble beach placed by the transect 'c', few hundred meters north to Saline outlet; the outcrop of cohesive back- shore silts is a clear effect of beach erosion, showed in the related graphic; d) view of the beach placed nearby the south end of Montesilvano town and graphic showing coastline variations at transect 'd'. schema esemplificativo di un volume elemen- tare di spiaggia in condizioni di equilibrio del profilo trasversale, con indicazione del signifi- cato dei diversi termini del bilancio. Sulla base di informazioni bibliografiche (Aquater, Regione Abruzzo, 1982, 1985; Provincia di Teramo, Assessorato ai Lavori Pubblici, 1998) è stato considerato uno spes- sore del profilo attivo pari a 7 m che porta, per l'unità fisiografica nord, ad un bilancio sedi- mentario medio pari a circa -38000 m3/ a n n o per il periodo 1943 ÷ 2000. Un'analoga stima relativa all'unità sud perde invece di significato a causa delle forti alterazioni indotte dalla rea- lizzazione delle barriere sulla morfologia della spiaggia sommersa. Tale stima fornisce ovviamente indica- zioni approssimative che possono essere uti- lizzate perlopiù ai fini della formulazione di un modello preliminare: si basa infatti sull'assun- to che il profilo di equilibrio della spiaggia rimanga mediamente invariato, dipendendo principalmente dall'energia media del moto ondoso e dalle proprietà fisiche dei sedimenti, che possono ritenersi mediamente costanti a determinate scale temporali. Tale esemplifica- zione costituisce il principale limite insito nella ricostruzione del bilancio sedimentario a parti- re da informazioni di tipo essenzialmente pla- nimetrico. 5.3 Definizione del modello evolutivo Le informazioni raccolte suggeriscono la formulazione di un modello concettuale che mette in relazione l'apporto solido fluviale alle variazioni della linea di costa. La situazione emersa evidenzia come il corso del XIX secolo sia stato contraddistinto da un elevato bilancio sedimentario costiero tanto che ampie aree, su cui sorgono gli abita- ti di Pescara, Montesilvano e Silvi Marina, sono state urbanizzate su terreni formatisi a partire dalla seconda metà dell'800. Il bilancio diviene poi negativo nel corso del XX secolo, con valore assoluto però infe- riore a quello del secolo precedente. Gli apparati di foce, avendo una conformazio- ne convessa, rappresenta- no zone di divergenza della deriva sedimentaria lungo-costa. Essi hanno subito le maggiori modifi- cazioni, sia in avanzamen- to nel corso dell'800, sia in occasione dell'inversione di tendenza avutasi a par- tire dai primi decenni del '900 (figg. 7 e 9). Le modi- ficazioni dei tratti interdel- tizi, che al contrario costi- tuiscono le principali zone 200 Fig. 7 - Principali modificazioni del delta del Vomano avvenute negli ultimi due secoli, riportate su una ripresa aerea del 1998. Main modifications of Vomano river delta in the last two centuries, plotted on a 1998 aerial image. C. Manzo Fig. 6 - Variazioni della superficie costiera delimitata dall'asse di riferimento secondo una suddivisione in diversi settori: a) variazioni di superficie costiera nelle due principali unità fisiografiche considerate; b) variazioni di superficie presso due sotto-settori compresi nell'unità fisiografica nord, tra il fiume Vomano e la Torre di Cerrano e tra la Torre di Cerrano ed il fiume Saline. Coastal area variations vs. time of principal coastal plain sectors, delimited by the baseline: a) area variations in the two physiographic units considered; b) area variations in two sub-sectors of the northern physiographic unit, the first placed between Vomano and Torre di Cerrano and the latter between Torre di Cerrano and Saline river. 201 Fig. 8 - Principali variazioni della linea di costa nel tratto posto in corrispondenza della Torre di Cerrano e dell'abitato di Silvi Marina, riportate su foto aerea del 1998. Si può notare la relativa stabilità della linea di riva mentre sono distinguibili 3 ordini di barre sabbiose nella spiaggia sommersa. Main modifications of the coast stretch nearby the Torre di Cerrano and the village of Silvi Marina, plotted on a 1998 aerial image. The image shows a quite coastline stability in the last two centuries and three orders of submerged sand bars. Fig. 9 - Principali modificazioni delle zone di foce del Saline e del Piomba avvenute negli ultimi due secoli, riportate su ripresa aerea del 1998. Main modifications of Saline and Piomba river mouths in the last two centuries. Riduzione del trasporto solido fluviale ... di convergenza del trasporto sedimentario, sono invece “smorzate” e ritardate rispetto alle dinamiche dei delta fluviali (figg. 8, 10). In riferimento alle figure 7 e 9, è possibile notare come i tratti terminali del Vomano e del Saline presen- tassero un andamento tipicamente b r a i d e d con alvei attivi molto ampi e considerevoli modificazioni del trac- ciato fino agli anni '40-'50. Attualmente gli stessi alvei appaiono più stretti, di tipo monocursale e quasi del tutto privi di barre attive. Risulta invece più stabile nel tempo il tracciato di foce del fiume Pescara. Il comportamento evidenziato può essere ricon- dotto ad una continua fase di riequilibrio del profilo pla- nimetrico della linea di costa in funzione delle variazioni del budget sedimentario. Questo può essere descritto in maniera semplifi- cata dall'equazione di diffusività, combinata ai termini di ingresso ed uscita dal sistema: ∂y/∂t=ε∂2y/∂x2 + I - L (1) ossia, la variazione della posizione della linea di riva nel tempo è pari alla derivata seconda rispetto all'asse lon- gitudinale moltiplicata per il fattore di diffusività (ε), e sommata ai termini di ingresso (I), rappresentati dall'ap- porto solido, e di uscita (L), dovuti alle perdite verso il mare. Il fattore di diffusività dipende dalle caratteristiche del moto ondoso, dal profilo trasversale della spiaggia e dalle proprietà fisiche del sedimento, ed è quindi un parametro di difficile quantificazione sperimentale. Generalmente è possibile definirlo mediante analisi inversa. In particolare: K H2 b Cgb ρ 1 1 ε = __________ ( ______) (______ ) (________ ) (2) 8 ρs - ρ 1 - n dB + dc dove Hb è l'alezza dell'onda al frangimento, Cgb la velo- cità di gruppo del moto ondoso, ρ e ρs sono rispettiva- mente la densità dell'acqua e del sedimento, dB e dC sono rispettivamente l'altezza di spiaggia emersa inte- ressata dal moto ondoso e la profondità rispetto al livel- lo medio del mare interessata da movimento sedimen- tario significativo. L'equazione della diffusività può essere ottenuta dalla combinazione dell'equazione di continuità del flusso sedimentario con una relazione in grado di descrivere il trasporto sedimentario lungo-costa in fun- zione della componente longitudinale del flusso energe- tico del moto ondoso, quale ad esempio: Q=Q0*K*tan(α), generalmente valida per 0< tan(α)<1.23 (3) In tale relazione 'K' è una costante ed 'α' rappre- senta l'angolo formato tra le creste d'onda e la linea di riva (U.S. Army Corps of Engineers®, 2002). Si è scelto di utilizzare una soluzione alle differen- ze finite dell'equazione (1), per simulare l'evoluzione della linea di costa nell'unità fisiografica nord, non inte- ressata da interventi massicci di difesa che possano averne alterato la naturale tendenza evolutiva. Come ulteriore esemplificazione si è scelto di far partire la simulazione dal 1943, assegnando come situazione di partenza la rispettiva linea di riva, dal momento che il trend del bilancio di sedimento risulta pressoché costante a partire da questa data. E' stata quindi ope- rata una discretizzazione longitudinale di 100 m e tem- porale di 4 mesi. Il fattore 'ε' è stato ricavato in seguito ad un'operazione di taratura effettuata sulla base delle linee di costa osservate. I risultati della simulazione vengono mostrati in fig 12b e confrontati con le diverse linee di costa ricostrui- te (fig 12a). Considerato che ai bordi del modello sono poste le foci dei fiumi Vomano (al confine nord) e Saline- 202 Fig. 11 - Schema di un volume elementare di spiaggia in con- dizioni di equilibrio del profilo trasversale (a). Definizione del- l'angolo di incidenza del moto ondoso αb (b) Scheme of elemental volume on equilibrium beach profile (a). Definition of local breaker angle ab (b). C. Manzo Fig. 10 - Principali variazioni della linea di costa in un tratto di costa posto in corrispondenza della città di Pescara, riportate su foto aerea del 1998. E' visibile la notevole ampiezza della spiaggia, dovuta all'avanzamento registrato in seguito alla realizzazione delle barriere emerse. Main modifications in the coast stretch of Pescara, plotted on a 1998 aerial image. The wide is due to the advancement which took place after the realization of the emerged barriers. Piomba (confine sud) i valori di trasporto solido posti come condizioni al contorno sono stati inizialmente impostati pari alle indicazioni bibliografiche riportate in tab.2. Tali valori sono stati modulati, in seguito ad un'o- perazione di taratura, al fine di ottenere un'evoluzione temporale della linea di costa confrontabile con quella osservata, risultando pari a 53000 m3 per il confine nord e 44000 m3/anno per il confine a sud. Di fatto, in base alle informazioni rguardanti la deriva sedimentaria longi- tudinale netta (Aquater, Regione Abruzzo, 1982; Aquater, Regione Abruzzo, 1985; NOLI et al., 1998) rica- vata in funzione di uno studio del clima di moto ondo- so, tali condizioni di flusso sedimentario in ingresso ai bordi del modello sono attribuibili in massima parte al trasporto solido fluviale. Le perdite verso il largo sono state inizialmente poste, in valore assoluto, pari a 10 m3 annui per metro lineare, sempre sulla base delle indicazioni bibliografi- che di cui sopra. In seguito al processo di taratura del modello i valori ottimali medi sono risul- tati molto simili ai valori assunti inizialmente, sebbene sia stato necessario modularli lungo l'as- se longitudinale. In particolare la convergenza ottimale con la situazione reale è stata ottenuta utilizzando valori massimi in corrispondenza delle zone di foce (pari a circa 11 m3 a n n u i per metro lineare), e valori mini- mi in corrispondenza del pro- montorio della Torre di Cerrano (circa 4,2 m3 annui per metro lineare). Tale assunzione trova giustificazione nella conforma- zione batimetrica, con penden- ze maggiori nelle zone di foce rispetto alla parte centrale del- l'unità fisiografica. Qui la pre- senza di condizioni particolar- mente dissipative nei confronti del moto ondoso potrebbero inoltre essere determinate dalla presenza di fondali poco profondi la cui morfologia pare influenzata dalla zona di accu- mulo di antichi movimenti gravi- tativi (BUCCOLINI et al., 1994). Secondo alcuni autori tali movimenti, di tipo rotazionale multiplo, avrebbero interessato i versanti collinari che degradano verso il mare: il promontorio della Torre di Cerrano, che costituisce una delle poche irre- golarità di tipo morfologico a perturbare l'andamento della linea di riva, ne sarebbe una delle testimonianze più evidenti1. In generale comunque le linee di riva osservate appaiono più irregolari rispetto a quelle simulate, come effetto delle semplificazioni del modello, che non considera la variabilità spaziale e/o temporale dei parametri di ingresso (quali il trasporto solido fluvia- le, le perdite verso il mare, la diffusività e la direzione di provenienza del moto ondoso) né l'effetto delle difese costiere. Inoltre è da tenere in considerazione che la spiag- 203 1 In corrispondenza del tratto di costa della Torre di Cerrano si possono osservare, in posizione sub-affiorante, blocchi isolati di conglomerati appartenenti alla successione siciliana, depo- sitatasi al top della formazione delle argille arigio-azzurre, che rappresentano i resti di queste frane. Vi sono inoltre notizie sulla presenza di un antico porto in questa zona, attivo fino al XV secolo (Buccolini et Alii, 1994; Noli et al., 1998), di cui vi sarebbero testimonianze nella presenza di blocchi sommersi presenti fino a circa 700-900 m dalla riva. Anche tali blocchi però, piuttosto che riconducibili a manufatti in calcestruzzo, potrebbero derivare dalla frammentazione del corpo conglo- meratico siciliano. Fig. 12 - Linee di riva del tratto compreso tra il Vomano ed il Saline, ricostruite mediante l'inda- gine storica, riportate con discretizzazione longitudinale di passo pari a 100 m (a). Linee di riva simulate mediante il modello per il medesimo tratto (b). Observed coastlines of the stretch between Vomano and Sali90ne river mouths, plotted with a 100 m discretization step (a). Simulated coastlines of the same coast stretch (b). Riduzione del trasporto solido fluviale ... gia è un corpo sedimentario che può modifi- care la sua forma ma non necessariamente il suo volume, e la linea di riva risente ovviamen- te di tali modifiche. Tuttavia la metodologia utilizzata può risultare un buon compromesso tra i costi e i risultati: eventuali metodologie più raffinate necessitano infatti della definizio- ne di svariati parametri naturali che hanno un'estrema variabilità spaziale e temporale di difficile quantificazione (caratteristiche batime- triche, sedimentologiche, meteo-marine, agli apporti solidi fluviali, agli effetti delle opere antropiche) ed implicano l'utilizzo di modelli interpretativi complessi che comportano pro- blematiche di gestione del processo di calcolo (stabilità, convergenza) ed i cui risultati devo- no essere valutati attentamente. Nonostante il modello r isult i quindi estremamente semplificato, sembra comun- que in grado di riprodurre, a grandi linee, la dinamica del tratto di litorale in oggetto: la progressiva rettificazione della linea di costa dovuta allo smantellamento degli apparati di foce (ai bordi del grafico) è accompagnata dalla modesta progradazione del tratto posto al centro dell'unità fisiografica. Mantenendo un bilancio sedimentario costante, tuttavia, i tratti in erosione tendono a coinvolgere progressiva- mente anche le zone più distanziate dalle foci, come la zona sud di Silvi e la spiaggia posta in corrispondenza dell'abitato di Pineto. La prominenza degli apparati di foce aumenta al crescere del bilancio sedimentario del litorale, per cui la morfologia del delta del Saline di fine '800 è verosimil- mente riconducibile ad un elevato budget sedimentario avutosi in questo periodo, mentre una probabile dimi- nuzione dello stesso agli inizi del '900, anche non confi- gurandosi ancora come una situazione di deficit, può averne determinato la fase di arretramento ancor prima dell'effetto dovuto alla forte antropizzazione dei bacini. Tale considerazione è teoricamente valida a condizione che l'andamento nel tempo della diffusività (ε) sia di tipo stazionario, cosa che dovrà essere verificata attra- verso lo studio di eventuali cambiamenti del clima di moto ondoso occorsi nel periodo investigato. 6. CONSIDERAZIONI CONCLUSIVE Tramite la ricostruzione della serie storica delle variazioni della linea di riva del tratto costiero in que- stione è possibile rilevare una differenziazione in termini di trend evolutivo di diversi settori: quelli deltizi, a forte dinamicità sia in avanzamento (durante le fasi di bilan- cio sedimentario positivo) sia in arretramento (nelle fasi di deficit); quelli interdeltizi, a minor tasso di variazione in termini assoluti, la cui risposta ai cambiamenti di apporto solido è ritardata rispetto alle zone di foce. In base alla ricostruzione delle linee di costa storiche e alle simulazioni effettuate con il modello è possibile constatare come una variazione del bilancio sedimentario inneschi un fenomeno di riequilibrio del profilo planimetrico della linea di costa, che interessa dapprima le zone di delta per poi propagarsi progressi- vamente alle zone interdeltizie. In conseguenza della diminuzione dell'apporto solido a mare avutasi a partire dai primi decenni del secolo passato, il bilancio sedimentario è passato da un valore decisamente positivo ad un valore negativo. La fase di arretramento che ne è seguita non ha interessa- to in maniera uniforme il litorale ma soprattutto le zone di foce, mentre un ampio tratto posto in corrispondenza dell'abitato di Silvi Marina e della Torre di Cerrano ha continuato ad avanzare grazie alle condizioni di conver- genza del trasporto sedimentario longitudinale. Sotto la condizione ipotetica di un bilancio sedimentario costan- te, l'arretramento potrà interessare anche quest'ultimo tratto, a partire dal momento in cui sarà completata la fase di riequilibrio dinamico con il raggiungimento di una conformazione morfo-planimetrica stabile. Tale fenomeno sarebbe però attenuato dalle condizioni dis- sipative determinate dall'azione di ridosso esercitata dai fondali antistanti, che in questo tratto di litorale risultano piuttosto superficiali e poco acclivi. Le dinamiche dei litorali paiono quindi in stretta connessione con le quelle fluviali, specialmente nei loro tratti medio-terminali: parallelamente all'arretramento della linea di riva nelle zone deltizie si è innescato un fenomeno di approfondimento degli alvei con una con- seguente modificazione del profilo longitudinale dei corsi d'acqua. Lo schema concettuale semplificato del fenomeno è illustrato in fig.12. Sebbene i risultati presentati abbiano soprattutto un valore qualitativo, si ritiene che il modello concettua- le derivante sia generalizzabile agli ambiti in cui la dina- mica del litorale risulta in stretta connessione con quel- la fluviale. La metodologia utilizzata, grazie alla progres- siva diffusione di immagini aeree e satellitari, promette di fornire buoni risultati a basso costo. Foto aeree: Immagini TerraItalyTM - © Compagnia Generale Ripreseaeree S.p.A. - www.terraItaly.it 204 Fig. 13 - Schema semplificato degli effetti del deficit sedimentario sul sistema fluvio-costiero, avvenuti nell'ultimo secolo (disegno non in scala): modificazioni del profilo planimetrico della linea di riva (a); modificazione del profilo longitu- dinale dei corsi d'acqua nei tratti medio-terminali (b). Simplified scheme of sedimentary deficit effects on the river-coastal system, occurred in the last century (without scale drawing): coastline modifications a); longitudinal profile modifications on middle-lower reaches of stream branches (b). C. Manzo RIFERIMENTI BIBLIOGRAFICI ADAMOLI L. (1991) - Variazioni della linea di riva e cause dell'erosione del litorale abruzzese dal Tronto al P e s c a r a . 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