Effetti del Ripristino delle Fanerogame Marine su una Spiaggia Estuarina: Caso di studio Cobblers Beach (Sydney Harbour)

Abstract

Le spiagge estuarine sono sempre più minacciate dai cambiamenti climatici e dall’urbanizzazione, mentre le tradizionali opere di ingegneria rigida spesso non garantiscono una protezione sostenibile a lungo termine. Il ripristino delle praterie di fanerogame marine rappresenta una promettente Nature-based Solution (NbS), in grado di ridurre l’energia delle onde e, al contempo, ripristinare habitat costieri di valore. Tuttavia, l’efficacia del ripristino dipende da molteplici fattori interagenti, rendendo complessa la progettazione. Questa tesi analizza le prestazioni idrodinamiche del ripristino di *Posidonia australis* a Cobblers Beach (Sydney Harbour, Australia), utilizzando il nuovo metamodello ibrido HySwash Veggy, che combina l’accuratezza del modello numerico SWASH con l’efficienza computazionale di un modello surrogato. Lo studio quantifica la riduzione del moto ondoso, valuta l’influenza delle caratteristiche della vegetazione e della configurazione della prateria e identifica le configurazioni di ripristino più adatte al sito. I risultati mostrano che *P. australis* attenua efficacemente le onde nelle condizioni più frequenti degli ambienti estuarini, con riduzioni medie dell’altezza d’onda e dell’energia delle onde pari a circa il 35% e il 55%, rispettivamente, mentre l’efficacia diminuisce durante le tempeste. La larghezza della prateria e la densità dei germogli risultano i parametri dominanti, mentre le variazioni stagionali dell’altezza delle foglie hanno un effetto minore. Le praterie frammentate garantiscono una maggiore riduzione locale dell’altezza d’onda, mentre quelle continue favoriscono una maggiore dissipazione energetica complessiva e protezione della costa. Lo studio evidenzia il potenziale della modellazione numerica per ottimizzare il ripristino delle fanerogame e promuovere una protezione costiera sostenibile negli ambienti estuarini.

Estuarine beaches are increasingly threatened by climate change and urbanization, while conventional hard engineering solutions often fail to provide sustainable long-term protection. Seagrass restoration represents a promising Nature-based Solution (NbS), capable of reducing wave energy while restoring valuable coastal habitats. However, restoration effectiveness depends on multiple interacting factors, making design challenging. This thesis investigates the hydrodynamic performance of *Posidonia australis* restoration at Cobblers Beach (Sydney Harbour, Australia) using the newly developed hybrid metamodel HySwash Veggy, which combines the accuracy of the SWASH numerical model with the computational efficiency of a surrogate model. The study quantifies wave reduction, evaluates the influence of vegetation characteristics and meadow configuration, and identifies suitable restoration designs for the study site. Results show that *P. australis* effectively attenuates waves under the most frequent conditions dominating estuaries, with mean wave height and wave energy reductions reaching approximately 35% and 55%, respectively, while effectiveness decreases during storms. Meadow width and shoot density are the dominant vegetation parameters, whereas seasonal variations in leaf height have a minor effect. Fragmented meadows provide greater local wave height reduction, while continuous meadows achieve higher overall energy dissipation and shoreline protection. The study demonstrates the potential of numerical modelling to optimize seagrass restoration and support sustainable coastal protection in estuarine environments.