Hydrodynamic analysis of the Sardinero and Puntal-Somo-Loredo beaches with XBeach

Autor: Álvarez Cuesta, Moisés
Přispěvatelé: Méndez Incera, Fernando Javier, Álvarez Antolínez, José A., Universidad de Cantabria
Rok vydání: 2016
Předmět:
Zdroj: UCrea Repositorio Abierto de la Universidad de Cantabria
Universidad de Cantabria (UC)
Popis: RESUMEN: Se realiza un análisis hidrodinámico utilizando el módulo de propagación del modelo numérico XBeach en las playas del Sardinero y Puntal-Somo-Loredo. El objeto de este estudio es modelar físicamente procesos de inundación costera aprovechando la capacidad que tiene el citado programa para generar la onda infragravitatoria asociada al grupo de olas. En la mayoría de los casos, cuando se estudia inundación costera, la parte de determinación de los niveles de run-up y surfbeat se lleva a cabo mediante fórmulas empíricas basadas en observaciones en playas. El fin de este estudio es modelar el surfbeat, generado por las ondas infragravitatorias, y su variabilidad espacial. En el primer capítulo analizamos la motivación de este estudio, la ubicación de las playas, el objetivo y la estructura del TFG. Posteriormente se exponen los procesos fundamentales que contribuyen a la inundación costera así como el estado del arte de su parametrización. En el capítulo 3, se describe el modelo XBeach así como el análisis de sensibilidad de la resolución del grid computacional. En el capítulo 4 se realizan varias simulaciones alterando distintos parámetros físicos para ver la respuesta de XBeach. Después de comprender el modelo, en el capítulo 5 estudi- amos la inundación ocurrida en el temporal de Marzo del 2014, gracias a mapas en 2-D, perfiles transversales, series temporales en puntos clave y sensores de run-up. Finalmente ejecutamos XBeach en el modo no hidrostático, para realizar un análisis espectral, primero puntual y luego espacial, en busca de concentraciones de energía de onda larga y periodos resonates en la zona de estudio. De esta investigación se extraen dos conclusiones principalmente. Por un lado, si queremos estudiar en detalle la inundación, las fórmulas empíricas de surfbeat y run-up no describen con detalle la variabilidad espacial ni la vulnerabilidad de zonas concretas, por lo que es de necesidad el empleo de modelos numéricos tipo XBeach. Por otro lado, del estudio espectral hemos obtenido el modo de oscilación natural de onda infragravitatoria en el sistema Sardinero y Puntal - Somo - Loredo en rangos de periodos de 270 s < T < 320 s y 340 s < T < 430 s. ABSTRACT: We have performed a hydrodynamic analysis using the XBeach propagation module in the Sardinero and Puntal-Somo-Loredo beaches. The objective of this research is to physically model coastal flooding taking the advantage of the XBeach capabil- ity of generating the infragravity wave associated to wave groups. When studying coastal flooding, the determination of run-up and surfbeat levels is mainly done by empirical formulations from beach surveys. The aim of this study is to model surf- beat, generated by infragravity waves, and its spatial variability. In the first chapter we have analyzed the motivation of this research, the location of the study area, the objective and the structure of the document. Later, the different fundamental processes that trigger coastal flooding are exposed, as well as the state of the art of their parametrization. In chapter 3, we have described the XBeach model and the computational grid resolution adopted from the sensitivity analysis. In chapter 4, several XBeach simulations in which we have altered several physical parameters are analyzed with the purpose of studying the behavior of the model. In chapter 5 we have studied the flooding event that happened during the 2014 storm in March by looking at 2-D plots, transverse profiles, temporal series and run-up gauges. Finally XBeach was executed in the non hydrostatic mode, in order to per- form an spectral analysis, first at key points and then in the 2-D domain, in order to look for long wave energy concentrations and resonant periods in the study area. From this investigation we can extract two conclusions. On one hand, if we want to study flooding in detail, the empirical surfbeat and run-up formulations do not describe properly the spatial variability nor the vulnerability of particular zones, that is why we need to employ numerical models such as XBeach. On the other hand, from the spectral analysis we have obtained the natural oscillation mode of infragravity waves in the system Sardinero and Puntal - Somo - Loredo in periods of 270 s < T < 320 s y 340 s < T < 430 s. Grado en Ingeniería civil
Databáze: OpenAIRE
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