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Modelo de evolución del perfil de playa
Gestión Integral de Puertos y Costas
Curso 2016-2017
Grado en Ingeniería Civil
Especialidad Transportes y Servicios Urbanos
Rafael J. Bergillos
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ÍNDICE
1. Descripción del modelo
1.1 Generalidades
1.2 Hidrodinámica superficial
1.3 Hidrodinámica subterránea
1.4 Hidrodinámica superficial + subterránea
1.5 Morfodinámica
1.6 Referencias
2. Ejemplo de aplicación
2.1 Pre-proceso
2.2 Ejecución del modelo (caso)
2.3 Resultados
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Descripción del modelo
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• XBeach-G: modelo numérico de base física capaz de reproducir y
predecir la respuesta del perfil de playa ante eventos de tormenta.
• Modificación del modelo XBeach para incluir procesos de importancia
en playas de grava: flujo ola a ola, infiltración/exfiltración y transporte
por fondo en la zona swash.
• Desarrollado por la Universidad de Plymouth, en colaboración con
Deltares. Calibrado mediante comparación con datos de campo (Reino
Unido) y de ensayos de laboratorio a gran escala (Países Bajos).
• Incluye una interfaz de uso sencillo y es gratuito: herramienta para los
gestores.
• Se ha probado su validez en playas del litoral mediterráneo andaluz.
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• Ecuación de conservación de la masa:
• Ecuación de conservación de la cantidad de movimiento:
Variación del nivel de agua +
+ Gradiente del flujo +
+ Intercambio agua subterránea = 0
Aceleración + Advección – Viscosidad = – Gradiente de presiones – Fricción por fondo
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• Ecuación de conservación de la masa:
• Ley de Darcy:
Gradiente flujo subterráneo –
Velocidad vertical superficie = 0
Flujo subterráneo = – Conductividad hidráulica *
* Gradiente hidráulico
Flujo turbulento Flujo laminar
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• Dinámica subterránea es forzada por presión del agua superficial sobre el
nivel freático.
• Intercambio (vertical) de volúmenes en zonas donde existe conexión agua
superficial - agua subterránea si hay gradiente de presiones.
• En zonas de no conexión, se produce infiltración o exfiltración.
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• Inicio del movimiento y transporte de sedimentos:
• Variación del nivel del lecho:
Corrección por
pendiente fondo
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Pendiente crítica
Parámetro Shields
estándar *
Avalancha
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Deltares (2014). XBeach-G GUI 1.0, User Manual.
McCall, R.T. (2015). Process-based modelling of storm impacts on gravel
coasts. Plymouth University, PhD thesis.
McCall, R. T., Masselink, G., Poate, T. G., Roelvink, J. A., Almeida, L. P.,
Davidson, M., & Russell, P. E. (2014). Modelling storm hydrodynamics on
gravel beaches with XBeach-G. Coastal Engineering, 91, 231-250.
McCall, R. T., Masselink, G., Poate, T. G., Roelvink, J. A., & Almeida, L. P.
(2015). Modelling the morphodynamics of gravel beaches during storms with
XBeach-G. Coastal Engineering, 103, 52-66.
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Ejemplo de aplicación
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