• ambiente costiero (coastal environment)
• analisi granulometrica (grain size analysis)
• arretramento costiero (coastal retreat)
• droni (drones)
• indagini topografiche (topographic surveys)
• ripascimento (nourishment)
• tempeste (storms)

La spiaggia di Broadkill è un sito gestito in modo unico all’interno dello stato del Delaware in quanto rappresenta uno dei più grandi progetti di ripascimento mai condotti negli Stati Uniti d’America, attraverso una partnership progettuale una tantum tra il Corpo degli Ingegneri dell’esercito degli Stati Uniti e il porto di Philadelphia. Il progetto è stato unico anche perché la sabbia utilizzata per la ricostruzione della spiaggia è stata dragata dal canale principale di navigazione della baia del Delaware. La spiaggia è stata soggetta a ripascimento negli anni 2015/2016 come rimedio per contrastare alluvioni, fenomeni erosivi e inondazioni durante le mareggiate, risultanti in danni alle strutture. Durante un intervallo temporale di cinque anni, due uragani e una tempesta extra-tropicale si sono abbattuti sulla costa del Delaware con intensità differenti, permettendo agli scienziati la possibilità di studiare la risposta della spiaggia alimentata artificialmente a questi eventi estremi, abbinandola alle indagini di monitoraggio periodiche. Per raggiungere questo obiettivo sono state effettuate molteplici analisi e, in questa tesi, sono mostrati i loro risultati. I parametri di granulometria e classazione dei campioni di sedimento raccolti durante le campagne del 2015 e del 2018-2020 sono stati esaminati utilizzando le indagini statistiche di analisi della varianza (ANOVA) a una variabile e un t-test per dati appaiati, ottenendo quasi sempre una differenza statistica significativa tra la media dei campioni pre e post dei gruppi considerati. Nel primo caso è stato suggerito che il risultato sia dovuto a una migrazione verso terra del profilo della spiaggia in risposta allo storm surge, mentre nel secondo, la grande variazione di granulometria e classazione dei campioni di sedimento è stata interpretata con il ritorno della spiaggia alle condizioni precedenti la sua alimentazione artificiale. I profili topografici ottenuti con tecnologia RTK hanno mostrato le principali variazioni avvenute nel tempo dei tre settori in cui la spiaggia è stata idealmente divisa, evidenziando le caratteristiche del profilo di tempesta e di quello di recupero, risultate compatibili con i casi riportati in letteratura. Le variazioni della linea di costa sono state descritte qualitativamente e quantitativamente utilizzando un software open-source denominato Coastsat; attraverso il suo uso è stata individuata una maggiore perdita di sedimenti nella porzione centrale della spiaggia di Broadkill ed è stato calcolato il tasso di arretramento costiero come espressione della variazione areale del sito su quattro anni. Infine, le foto ricavate dalle indagini con drone effettuate nel 2016 e 2020 sono state elaborate utilizzando l’algoritmo Structure-from-motion contenuto nel software Agisoft Metashape per elaborarne i modelli digitali del terreno ed ortomosaici; da questi dati è stato calcolato il volume di perdite di sedimento sui quattro anni successivi al ripascimento, mostrando che è necessario considerare un piano alternativo per la gestione della spiaggia di Broadkill negli anni a venire.

Broadkill Beach is a uniquely-managed site within the state of Delaware in that it represents one of the largest bay shoreline nourishment projects ever conducted in the USA, through a one-time project partnership between the US Army Corps of Engineers and the Port of Philadelphia. The project was also unique in that the sand used to construct this beach was dredged from the main shipping channel of Delaware Bay. The beach has been nourished in 2015/2016 to contrast major flooding, erosion and wave attack during storms resulting in damage to structures. During a five years timespan, two hurricanes and a Nor’easter hit the Delaware coast with different intensities, leaving to scientists the possibility of studying the response of the nourished beach to these extreme events and couple them with monitoring-routine surveys. Multiple analyses have been carried out to accomplish this goal, and, in this thesis their results are shown. The grain size and sorting parameters of the sediment samples collected during the 2015, and 2018-2020 campaigns have been examined using a one-way ANOVA and a paired t-tests statistical analyses, obtaining almost always a significant difference between the mean of the considered groups of pre- and post-storm samples. In the first case it is suggested that the result is due to the landward translation of the beach profile as a response to the storm surge, whereas in the second, the large variation in grain size and sorting of the sediment samples has been interpreted with a return of the beach to a pre-nourishment condition. RTK-topographic profiles have shown the main variations through time of the three sectors in which the beach has been ideally divided, highlighting the characteristics of the storm and recovery profiles, which are compatible with those reported in the literature. Coastline variations have been qualified and quantified using an open-source software toolkit called CoastSat; through its use, a major loss of sediments in the central part of Broadkill Beach has been documented and a calculation of the coastal retreat expressed as an areal variation over the four years post-nourishment has been performed. Finally, the photos collected during the drone surveys of 2016 and 2020 have been analyzed using the Structure-from-motion algorithm contained in the Agisoft Metashape software to create digital elevation models and orthomosaics; from these data a calculation of the volume losses over the four years post-nourishment has been performed, showing that an alternative renourishment plan needs to be considered for Broadkill Beach for future years.