Resumen de Mid-long term morphodynamics of the dry beach and its equilibrium profile
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0.1 Introducción 0.1.1 Motivación El estudio de la playa desde un punto de vista físico ha sido y sigue siendo uno de los principales temas de investigación en oceanografía. Las playas son un elemento esencial en las costas de todo el mundo y gozan de gran importancia fundamentalmente por tres razones.
Desde un punto de vista ecológico, la playa se puede definir como la interfase entre tierra y mar que proporciona el hábitat esencial para numerosa vida oceánica y costera. Este ecosistema proporciona la base para los procesos ecológicos más esenciales, para la resiliencia del ecosistema costero y para mantener en equilibrio la relación entre vida silvestre y presencia humana.
Desde un punto de vista de protección de la costa, el sistema playa-duna juega un papel fundamental disipando la energía del oleaje y protegiendo la costa de eventos de inundación extremos provocados por aumentos del nivel del mar. El tamaño y anchura de la playa determina la capacidad de amortiguación ante una subida dramática del nivel del mar por oleaje extremo.
Desde un punto de vista económico, la playa juega un gran papel en lo que concierne a la actividad derivada del turismo. Las playas son fuente esencial de ingresos para los ayuntamientos, regiones y países que basan gran parte de su economía en el concepto turístico de “sol y playa”.
En resumen, además de su importancia ecológica, la playa juega un papel fundamental de protección de la costa en invierno ante eventos extremos de inundación, mientras que en verano la playa seca debe tener la suficiente extensión para albergar con suficiencia la demanda turística requerida. Por todo lo anterior, un conocimiento exhaustivo de los procesos físicos gobernantes, así como las interacciones entre fuerzas actuantes y la morfología, resultan esenciales para dar respuesta a los problemas que pueden surgir derivados de cualquiera de los tres puntos anteriores. En esta tesis se pretende profundizar en el conocimiento de esa relación causa (dinámicas) – efecto (cambios en morfología), así como el planteamiento de un perfil de equilibrio de la parte seca del perfil de playa. Esto permitirá calcular y predecir anchuras, cotas y pendientes de equilibrio bajo condiciones medias de oleaje. Así se podrá dar respuesta, por ejemplo, a cómo tiene que realizarse un regenerado o reperfilado sobre la playa seca para optimizar el proceso al máximo, o cómo diseñar una playa para que esté equilibrada, o poder predecir cómo cambiará la forma del perfil cuando se realiza cualquier obra que afecte a la dinámica o al sedimento. A modo de síntesis, las siguientes preguntas de investigación surgidas del análisis de las motivaciones para estudiar la playa seca serán respondidas a lo largo del documento: ¿Cuáles son los principales agentes que gobiernan la morfología de la playa seca? ¿Cuáles son los índices morfológicos más característicos y representativos del perfil de playa seca? ¿Bajo qué condiciones la playa presenta una tipo característico de perfil de playa seca u otro? ¿Cómo responderá la playa seca a cambios en los factores controladores de la morfología? ¿Cómo modulan los factores gobernantes la forma de equilibrio del perfil de playa seca? ¿Cuáles son las anchuras, pendientes y cotas que definen el perfil de equilibrio bajo las condiciones ambientales medias? ¿Existe una ecuación paramétrica que defina la configuración de equilibrio del perfil? ¿Cuáles son los principales parámetros que definen la ecuación y cómo se relacionan con los factores gobernantes de la morfología? 0.1.2 Antecedentes y estado del conocimiento Esta tesis se centra en el estudio del perfil transversal de la playa seca. Para entender bajo qué condiciones el perfil se puede considerar de equilibrio, que es la meta final de la tesis, es necesario entender y conocer de antemano diferentes aspectos relacionados con la morfología y la dinámica de este segmento del perfil de playa. El enfoque de las ideas sobre cómo abordar el trabajo, la revisión del estado del arte y la presentación de los conceptos previos fundamentales, nos llevan a organizar el presente capítulo de la siguiente manera: Primero se definen correctamente cuáles son los límites dentro de los cuales la playa seca queda definida. Seguidamente se deben identificar y entender las diferentes dinámicas que gobiernan y moldean la forma de este segmento del perfil y cómo es esa respuesta en diferentes escalas espacio-temporales. Finalmente debemos entender cómo esas dinámicas moldean el perfil de equilibrio proporcionando la configuración más estable en relación a las condiciones medias de oleaje y sedimento. Esta sección discute sobre estas cuestiones, ofrece conceptos previos y revisa lo ya conocido en el estado del arte. Se divide, por tanto, en tres sub-secciones.
0.1.2.1 Límites de la playa seca y primeras aproximaciones a su morfología La playa seca comprende la zona entre la parte sumergida o intermareal y el borde de la playa, que puede ser el pie de duna, en caso de playas que presentan sistemas dunares, o un acantilado, un paseo marítimo o un muro, en caso de intervención humana. Es una zona afectada por episodios esporádicos de oleaje y viento, y forma una frontera dinámica entre la zona completamente dominada por las olas y la marea y la zona completamente dominada por el viento, que es el sistema dunar (Short, 1999). Existen numerosos trabajos en la literatura referentes a la morfología de las partes sumergida e intermareal y sus correspondientes configuraciones de equilibrio (Brunn, 1954; Bernabeu et al., 2003; Dean, 1991), así como trabajos relacionados con el sistema dunar y su configuración (Cariolet and Suanez, 2013; de Vries et al., 2012; Hesp, 2012). Sin embargo, a pesar de ser la zona más referida en estudios de inundación y erosión (Mull and Ruggiero, 2014), se requieren todavía estudios en profundidad sobre la morfología de equilibrio de este segmento de playa.
El Capítulo II de esta tesis [Chapter II] se centra en la identificación y estudio de las diferentes morfologías que puede presentar el perfil de playa seca dependiendo de las condiciones ambientales a las que se encuentra sometida. Es decir, pretende investigar sobre cuáles son las principales morfologías que presenta la playa seca en función del oleaje y el sedimento. Esta primera aproximación a la morfología se basa en los conocidos y ampliamente aplicados modelos conceptuales de playa (Short, 1979; Wright, 1981). Estos modelos predicen morfologías de playa en función de determinados parámetros de oleaje, marea y tamaño de sedimento. El desarrollo de estos modelos ha sufrido una importante transformación y adaptación desde sus orígenes, desarrollados en sus etapas más primigenias bajo ambientes micromareales y con oleajes poco energéticos (Chappell and Elliot, 1979). Los más recientes y completos tienen en cuenta factores como la marea y la geología de la zona y se desarrollan bajo la influencia de oleajes poco y muy energéticos y englobando playas desde totalmente disipativas a totalmente reflejantes (Scott et al., 2011). Sin embargo, estos modelos también presentan limitaciones, no sólo porque cada modelo responde adecuadamente sólo bajo las características regionales sobre las cuales ha sido desarrollado (Jackson et al., 2005; Scott et al., 2011), sino también por la parte de la playa que obvian: el segmento emergido correspondiente a la parte seca de la playa. A partir del conocimiento recogido en estos modelos previos, en el Capítulo II de esta tesis [Chapter II] se presenta un modelo conceptual del perfil de playa seca en la dirección perpendicular a la línea de costa y que comprende desde el nivel de pleamar media hasta el límite terrestre de la playa.
0.1.2.2 Fuerzas gobernantes y morfología Esta sección se divide en tres sub-secciones. Primero se discute acerca del papel que juega el viento sobre la morfología de la playa seca y si es comparable a la acción del oleaje. Segundo, se da información sobre los procesos de runup y transporte de sedimentos en la zona de swash, y por último se discute sobre la creación y destrucción de la berma, que es el elemento más reseñable en la forma del perfil de playa seca.
0.1.2.2.1 Oleaje vs viento sobre la playa seca A pesar de que el viento es el principal agente gobernante sobre el sistema dunar y es el que le proporciona suplemento de arena necesario para crecer, la forma de la playa seca está fundamentalmente controlada por la acción del oleaje, y su forma está directamente relacionada con el estado modal de la playa (Short, 1975). Short and Hesp (1982) y Hesp (1988) demostraron que el estado modal de la playa influye directamente en la forma no solo de la parte sumergida e intermareal sino también en la parte emergida y en el tamaño, volumen y altura de la duna. Así, el clima marítimo y el tamaño de sedimento son los principales factores gobernantes sobre la morfología de la playa seca. Posteriores estudios han comparado la acción del viento con la acción del oleaje de manera directa (por ejemplo, Delgado-Fernández et al,. 2009; Udo and Yamawaki, 2006), llegando todos a la conclusión de que el oleaje, aunque cubra la playa seca sólo durante unos pocos días al año, es mucho más efectiva que la acción del viento actuando de manera más persistente.
0.1.2.2.2 Swash y Runup El transporte de sedimento en la dirección perpendicular a la costa es el principal mecanismo de intercambio entre las partes sumergida y emergida de la playa (Masselink and Huges, 2008). Los procesos de acreción y erosión, y por tanto las variaciones en la forma del perfil, están directamente relacionadas con estos mecanismos. La zona de swash es la parte del perfil de playa que está alternamente cubierta y expuesta por el uprush y el backwash –variaciones en torno al nivel medio del mar debido al ascenso y descenso del oleaje sobre el frente de playa-. Es una zona muy dinámica que responde a escalas temporales desde segundos en playas poco energéticas o reflejantes, hasta minutos en playas altamente energéticas y disipativas. La energía que no es disipada en la zona de surf es transformada en energía potencial en el frente de playa en forma de elevación del nivel de agua sobre el nivel medio. Es lo que se llama el runup. Este proceso puede generar elevaciones extremas del nivel del mar (Komar, 1998; Ruggiero et al., 2001) y es un factor clave durante procesos de erosión costera y creación y destrucción de la berma (Holman, 1986; Stockdon et al., 2006).
0.1.2.2.3 La berma La berma es una formación supramareal formada por el transporte de sedimentos en la zona de swash. La berma es, en cierto sentido, la forma opuesta a las barras intermareales ya que se trata de una forma de acreción y deposición de material sobre el frente de playa, mientras que las barras son consecuencia de la erosión de la misma zona (Bascom, 1953). Su formación depende tanto del tipo de sedimento como de los procesos hidrodinámicos como el runup (Orford et al., 2002). Así, el transporte de sedimento por el uprush y el overwash sobre la posición de una berma existente son los dos factores fundamentales en su crecimiento y desarrollo (Baldock et al., 2005). La presencia de bermas estacionales es clave en este trabajo debido a su importancia en explicar ciertos cambios estacionales en la morfología de la playa seca. Su formación y destrucción depende del desequilibrio entre el transporte del sedimento durante el uprush y el backrush, y también está condicionado por la presencia o no de barras intermareales, que actúan como fuente de sedimento desde la zona intermareal o sumergida hacia la playa seca y el sistema dunar (Anthony et al., 2006; Masselink et al., 2006). Durante condiciones poco energéticas o de verano, la berma se crea generalmente en el frente de playa entre el nivel medio del mar y justo por encima del nivel medio de runup (Katoh and Yanagishima, 1992). Si el nivel total medio del mar aumenta, la berma migra hacia tierra, y cuando el runup aumenta hasta sobrepasar la cota de la cresta, la berma gana elevación. Sin embargo, cuando el runup alcanza el pie de duna, el frente de playa se puede erosionar y la berma puede quedar destruida. Mientras que la erosión de la berma puede ocurrir en una escala de días o incluso horas, el proceso de recuperación y acreción puede durar semanas o incluso meses (Cohn et al., 2015). Entre las numerosas formulaciones propuestas en la literatura para predecir la altura de la berma, Takeda and Sunamura (1982) sugirieron una en función del oleaje (T es el periodo y Hb es la altura de ola en rotura): B_h=0.125(gT^2 )^(3/8) H_b^(7/10) (1) 0.1.2.3 El perfil de equilibrio de la playa seca El desarrollo de una formulación paramétrica que se ajuste al perfil de playa permite la predicción de las cotas, pendientes y anchuras que la playa presenta bajo las condiciones medias de oleaje y sedimento. Una de estas formas paramétricas es la conocida como formulación de equilibrio. Las playas que se encuentran sometidas a diferentes condiciones de oleaje y sedimento presentarán configuraciones de equilibrio diferentes y en consonancia con su entorno y sus factores gobernantes. Para dar cuenta de estos puntos, esta sección se divide en dos sub-secciones. Primero se sientan las bases para el estudio de las variaciones espacio-temporales en el perfil y seguido se analiza el comportamiento del perfil en el largo plazo bajo las condiciones medias de oleaje y sedimento de la playa.
0.1.2.3.1 Variaciones espacio-temporales en el perfil de playa seca El estudio de variaciones temporales se puede llevar a cabo bajo diferentes escalas temporales: desde movimientos instantáneos como el transporte de sedimentos en la zona de swash o la erosión del pie de duna por una tormenta, hasta cambios que se extienden a lo largo de varios años como las variaciones en la posición de la línea de costa. El estudio de las fluctuaciones en el medio plazo, por ejemplo, dan respuesta a las variaciones estacionales en la creación-destrucción de la berma. En nuestro caso particular, los cambios morfológicos en el perfil de playa seca ocurren desde el corto plazo hasta el largo plazo. Un conocimiento exhaustivo de todas las escalas permite relacionarlas entre ellas para poder entender el comportamiento general (Ruggiero et al., 2005). Así, sabemos que los procesos erosivos, generados por eventos extremos de oleaje y que mueven la arena desde el frente de playa hacia la parte sumergida ocurren en un periodo de tiempo que puede ir desde los pocos días hasta las horas, mientras que el proceso opuesto, es decir, el trasporte de arena desde la parte sumergida a la emergida y que provoca que la playa seca crezca, puede llevar desde semanas hasta varios meses y ocurre bajo condiciones medias de oleaje. Por tanto, conocer estos mecanismos en las diferentes escalas es esencial para poder predecir formas de equilibrio en el largo y medio plazo.
0.1.2.3.2 Aproximaciones a la forma de equilibrio del perfil de playa seca El perfil de equilibrio es, teóricamente, la curva bajo la cual el transporte de sedimento es cero en cualquier dirección. Sin embargo, el perfil de equilibrio puede ser obtenido mediante el desarrollo de expresiones paramétricas que buscan la similitud con casos conocidos de perfiles que están en equilibrio (Dean, 1977). En la literatura existen numerosos trabajos relacionados con el perfil de equilibrio de la playa (Dean, 1991; Bernabeu et al., 2003; Holman et al., 2015), pero todos se centran en las partes sumergidas e intermareal, y ninguno extiende su dominio a la parte emergida de la playa. Uno de los objetivos de esta tesis es desarrollar y proponer una formulación de equilibrio que comprenda desde el nivel de pleamar hasta el límite de la playa hacia tierra, ya sea el pie de duna o el muro de un paseo marítimo y así completar el perfil de playa completo.
Veremos como el tamaño de sedimento y el oleaje (englobado todo en el parámetro adimensional de caída de grano y en el runup, concretamente) son los factores que determinan la configuración de equilibrio de la playa seca. Así, a partir del conocimiento del clima marítimo en frente de la playa, la morfología de la playa puede quedar definida a partir del cálculo de las pendientes, curvaturas, cotas y anchuras más estables. Dependiendo del rango del parámetro adimensional de caída de grano, la playa seca presentará – o no- bermas, y estará definida por ciertos rangos en los índices morfométricos más característicos.
0.1.3 Objetivos El objetivo general de la tesis es profundizar en el conocimiento del comportamiento del perfil de playa seca bajo unas escalas espacio-temporales bien definidas (medio plazo, o estacional, y largo plazo), así como caracterizar la configuración de equilibrio a partir de los procesos gobernantes. Este objetivo principal se consigue a partir de la consecución de una serie de objetivos específicos.
Objetivo 1. Identificar los principales agentes involucrados en la configuración de la forma de la playa seca y construir un marco de trabajo adecuado que describa las principales formas y configuraciones más comunes que puede presentar el perfil de playa seca con relación a su entorno.
Objetivo 2. Investigar cómo la playa seca responde a variaciones en ciertos factores clave como son el oleaje y el tamaño de sedimento y estudiar las variaciones del perfil bajo un determinado clima marítimo en dos escalas diferentes: medio (o estacional) y largo plazo.
Objetivo 3. Entender cómo las condiciones medias de oleaje y sedimento modulan la configuración del perfil en el largo plazo y construir un modelo paramétrico de equilibrio que permita predecir los índices morfométricos más comunes (anchura, pendiente, curvatura y cota) en el largo plazo.
0.1.4 Organización de la tesis Esta tesis se estructura en un capítulo introductorio [Chapter I] donde se discute la motivación que genera el desarrollo de esta tesis y se aportan los conocimientos previos sobre el tema principal el estado del arte. Además se explican los conceptos previos básicos para entender el contenido del documento y se introducen los objetivos general y específicos. Los tres capítulos siguientes llevan el peso de la tesis y están confeccionados a partir de tres artículos científicos publicados en revistas de impacto [Chapters II, III and IV]. El capítulo final [Chapter V] se centra en resaltar las conclusiones y aportaciones del trabajo y sugiere posibles líneas futuras de investigación en relación al tema tratado en esta tesis. Los tres capítulos fundamentales se resumen así: En el Capítulo II se construye un marco de trabajo mediante el desarrollo de un modelo conceptual de perfil de playa seca. Este modelo caracteriza al perfil de playa seca en cuatro grupos diferentes y caracterizados según su morfología. Además, cada grupo está asociado a un rango de valores del estado modal de la playa. Así, las playas disipativas están asociadas con un tipo bien definido de perfil, así como las intermedias, las reflejantes y las disipativas. Para este estudio se ha empleado satisfactoriamente una técnica de clasificación automática conocida (K-Means) aplicada a la clasificación de perfiles debido al gran número de playas seleccionadas para el estudio.
En el Capítulo III se investigan las variaciones espacio-temporales del perfil a lo largo de una extensión de costa altamente energética y disipativa. Además, esta extensión de costa (La celda litoral del Río Columbia, Oregon, USA) está sometida a una marcada estacionalidad en el clima marítimo, lo que obliga a investigar las variaciones estacionales en el perfil: los ciclos de erosión-acreción y las configuraciones más estables en el medio y largo plazo. Para ello se emplearon las técnicas matemáticas K-Means y el Análisis de Componentes Principales, también llamada Funciones Empíricas Ortogonales (EOF).
El Capítulo IV propone una formulación paramétrica para el perfil de equilibrio de la playa seca desarrollada (a partir de una base de datos de playas españolas localizadas a lo largo del litoral peninsular) y testada (con una amplia base de datos de la Playa de Narrabeen, costa Este de Australia) bajo diferentes condiciones de oleaje y sedimento.
0.5 Conclusiones 0.5.1 Resumen de los capítulos y contribuciones El objetivo fundamental de esta tesis ha sido ampliar el conocimiento sobre los mecanismos que describen la física de la playa seca, es decir, la relación entre su morfología y las dinámicas que actúan sobre ella y los procesos que modulan y configuran su estado más estable o de equilibrio. Este trabajo ha fructificado en tres artículos publicados en revistas científicas de impacto y de referencia en el mundo de la oceanografía costera. Los tres capítulos fundamentales de la tesis se basan en estos trabajos, y la suma de los objetivos que persigue cada uno forma el conjunto del documento y da respuesta al objetivo fundamental.
Resumen y contribuciones de “Caracterización del perfil de playa seca: una aproximación morfológica” La base de datos proporcionada por el IOLE ofrece un amplio espectro de playas en términos de estado modal, desde disipativas hasta reflejantes. Así se ha podido llevar a cabo la caracterización del perfil de playa seca bajo diferentes condiciones de oleaje y sedimento, englobando la mayoría de los tipos de perfil de playa seca.
La zonificación del perfil propuesta en este capítulo es clave para entender los cambios de curvatura, pendientes y cotas que hay a lo largo del perfil de playa seca. Así se ha definido el segmento de runup, que comprende desde el nivel de pleamar hasta la berma; el perfil estacional, que se forma bajo cambios estacionales en el clima marítimo y comprende el espacio entre bermas estacionales; y el segmento inter anual, que es la parte más estable del perfil y comprende desde la berma más estable hasta el pie de duna (o muro, en caso de intervención humana).
Se ha demostrado que la herramienta matemática K-Means resulta eficiente y útil para clasificar diferentes morfologías del perfil de playa seca. El algoritmo construyó cuatro grupos diferentes, cada uno de ellos caracterizados por un perfil tipo. Este perfil tipo representa la configuración media más estable, y en torno a ella se agrupan el resto de perfiles de la base de datos que, bajo criterios puramente matemáticos, más se asimilan a él.
Se ha asociado cada uno de los morfotipos encontrados a partir de la clasificación automática con cada uno de los cuatro estados modales caracterizados y descritos por numerosos autores: disipativo, intermedio, reflejante y ultradispativo. Se obtuvo, por tanto, un modelo conceptual de playa seca en cual el perfil de playa seca queda definido por su estado modal. Se obtuvieron los grupos: Tipo 1, Tipo 2, Tipo 3 y Tipo 4, cada uno de ellos caracterizado bajo unos rangos determinados de cotas, pendientes y anchuras.
Esta clasificación construye la base esencial para los trabajos posteriores a cerca de las variaciones temporales del perfil y con la configuración de equilibrio que se desarrollan en los capítulos siguientes, así como para cualquier trabajo referente a la playa seca llevado a cabo al margen de esta tesis.
Resumen y contribuciones de “Variabilidad espacio-temporal del perfil de playa seca a lo largo de una celda litoral altamente disipativa (playas del Pacífico Noroccidental de Estados Unidos)” El extenso programa de monitorización a lo largo de la celda litoral del Río Columbia, ofrece una amplia base de datos de perfiles de playa seca (entre otras medidas topográficas y batimétricas) que se extiende desde 1997 hasta hoy. Salvo excepciones, las playas a lo largo de esta extensión de costa son altamente disipativas y están sometidas a una marcada estacionalidad en el clima marítimo. Así, se parte de la hipótesis de que estas playas presentan un perfil de playa seca Tipo 1 y sujeto a estacionalidad, de acuerdo con la clasificación propuesta en el capítulo anterior. Se asoció el estado modal con su morfología y se observó una clara relación entre las variaciones de este parámetro y las variaciones de la morfología de los perfiles tanto en espacio como en tiempo.
Se aplicaron dos métodos matemáticos conocidos para entender el mecanismo de intercambio entre las partes emergidas y sumergidas del perfil de playa y para identificar los principales cambios en el perfil en las escalas inter e intra anuales. K-Means distingue y caracteriza las dos principales configuraciones que estas playas presentan a lo largo del año; como complemento, el Análisis de Componentes Principales explica la variabilidad de los datos recogidos en espacio y tiempo. Es decir, identifica en qué parte del perfil ocurren los principales cambios y cuándo ocurren en el tiempo.
A partir de los resultados que ofrecen estas técnicas y basados en estudios previos en la misma zona de estudio, sabemos que las playas disipativas del Noroeste Americano presentan dos configuraciones principales de playa seca, ambas dentro de los perfiles Tipo 1. Una configuración que se adapta a las condiciones altamente energéticas de invierno, con una pendiente suave positiva y sin formas desde el nivel de pleamar hasta el pie de duna, y otra forma con berma que se adapta mejor a las condiciones de oleaje menos energético de los meses de verano. Se identificaron, se cuantificaron y se identificaron en una escala temporal determinada los principales índices morfológicos que definen el perfil, como son anchuras, cotas y pendientes.
Este estudio del perfil de playa seca a lo largo de la celda litoral del Río Columbia aporta nuevos datos y conocimiento acerca del comportamiento general de esta celda, ampliamente estudiada en otros estudios bajo diferentes aproximaciones morfodinámicas, pero ninguna hasta ahora referente a la morfología de la playa seca.
Resumen y contribuciones de “Un modelo paramétrico para el perfil de equilibrio de la playa seca” Se ha propuesto una ecuación paramétrica que es capaz de reproducir los cuatro tipos de perfil de playa seca propuestos en el Capítulo II. Es decir, es consigue reproducir satisfactoriamente cualquier morfología de perfil de la parte seca tanto de playas disipativas como de reflejantes e intermedias.
La ecuación se desarrolló a partir de una base de datos completa que engloba playas sometidas a diferentes condiciones de oleaje y sedimento, caracterizando, por tanto, playas con morfologías muy diferentes. La base de datos la conforman desde playas disipativas con una pendiente suave, positiva y sin formas desde el nivel de pleamar hasta la duna, hasta playas reflejantes, con una berma marcada y un perfil de runup corto y pronunciado. El rango de aplicación del modelo comprende, por tanto, desde valores adimensionales de caída de grano muy pequeños hasta aproximadamente valores en torno a 7.
La ecuación, propuesta desde una aproximación heurística, está formada por dos términos y tres parámetros: uno exponencial que describe la curvatura y cota de la berma y el perfil de runup, y un término lineal que describe el segmento desde la berma, en caso de que exista, hasta el final de la playa. Los parámetros morfológicos que definen la forma del perfil están modulados por el runup y por el parámetro adimensional de caída de grano. Así, la ecuación, y por tanto el perfil de equilibrio de la playa seca, queda definida conociendo estos valores. Los tres parámetros se adaptan a las variaciones del oleaje y del sedimento, pudiendo por tanto adoptar la forma del perfil a las condiciones ambientales cambiantes.
Se comprobó la validez del modelo frente a una base de datos independiente de una playa Australiana: Narrabeen Beach. Esta playa, que ofrece diversos estados modales dependiendo de la localización del perfil y de la época del año, permite testar el modelo bajo diferentes condiciones. Las aplicaciones del modelo ofrecieron buenos resultados, siendo el modelo es capaz de reproducir satisfactoriamente configuraciones que responden a estados modales tanto próximos a disipativos como próximos a reflejantes. La curvatura del perfil de runup, la cota de la berma y la pendiente del segmento que une la berma con el final de la playa seca quedan bien definidos y representados con el modelo.
El modelo propuesto proporciona una herramienta muy útil para estudios de regeneración y diseño de playas y para calcular y predecir la configuración más estable que una playa equilibrada presentará bajo las condiciones medias de oleaje y sedimento.
- English
The main objective of this thesis is to focus on improve the knowledge of the dry beach behavior and characterize the equilibrium state in term of governing processes. Firstly, the main involved factors related to the dry beach dynamics are identified, and a proper framework to study the equilibrium is set by identifying the most common shapes and features that the dry beach profile presents. Then, it is investigated how the dry beach profile accommodates as response to changes in controlling factors such as wave climate and sediment characteristics, and the fluctuations of the dry beach profile under a specific wave climate in both intra and inter annual scales are studied. Finally it is analyzed how the mean surrounding conditions -i.e., wave climate and sediment characteristics- modulate the long term equilibrium of the dry beach profile, and it is developed a parametric equation that allows predicting long term morphologic indexes such as width, slope and height of equilibrium.
