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Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 1
11
Tema 1
Variación Climática:
Agentes y escalas
Elena Sánchez Badorrey
22
Agentes, procesos y escalasMultiplicidad de agentes
Agentes marinos: nivel del mar, oleaje, …
Agentes atmosféricos: viento, gradientes de
presión, precipitación, temperatura del aire, radiación,
...
Agentes continentales: aportes fluviales, …
Agentes antropogénicos: obras hidráulicas, …
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 2
33
Agentes, procesos y escalasMultiplicidad de procesos y escalas
1.1. TurbulenciaTurbulencia (s)(s)
2.2. OlasOlas y y gruposgrupos de de olasolas (s(s--min)min)
3.3. SistemasSistemas circulatorioscirculatorios y y mareasmareas, (, (horahora))
4.4. ProcesosProcesos asociadosasociados a a borrascasborrascas ((díasdías))
5.5. ProcesosProcesos asociadosasociados a a secuenciasecuencia de de
borrascasborrascas y y calmascalmas (1(1--10 10 añosaños))
6.6. InteracciónInteracción sistemassistemas litoraleslitorales y y fluvialesfluviales
(10(10--100 100 añosaños))
7.7. FormaciónFormación de deltas y de deltas y cordonescordones litoraleslitorales
(100(100--1000 1000 añosaños))
8.8. EvoluciónEvolución de la de la línealínea de de costacosta (1000(1000--
10000 10000 añosaños))
44
O(1000 años) O(100 años)
O(10 años)
O(1año)
O(días/meses)
Periodos secosPeriodos húmedos
VeranoInvierno
Mar de fondoMar de viento
fluctuaciones climáticas periodos fríos/cálidos(históricas)
- Hiperciclos climáticos
- Ciclosestacionales
- Ciclos marealesTemporales/eventos
Escalas de tiempo: diferentes forzadores/diferentes magnitudes
FLUCTUACIONES CLIMÁTICAS Y METEOROLÓGICAS DE AGENTES MARINOS Y ATMOSFÉRICOS
+ Escala EVENTO (horas)
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 3
Tema 1.1. Tema 1.1. Variabilidad del Variabilidad del
Nivel Medio del MarNivel Medio del Mar
Escalas geológica O(>1.000 años)Escalas geológica O(>1.000 años)Fluctuaciones climáticas O(1000Fluctuaciones climáticas O(1000--100 años)100 años)
55
Elena Sánchez Badorrey
66
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Escala temporal geológicaO(100.000 años)
Transgresión Holocénica
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 6
1111
Egypt Development
-7000 -6000 -5000 -4000 -3000 -2000 -1000 0 1000 2000
Classic Greece
Carthaginians Romanempire
Ara
b c
onq
uest
Mid
dle
Ag
eR
ena
issa
nce
Litt
le ic
e a
ge
(Fairbridge, 1957)(Fairbridge, 1957)
VARIABILIDAD CLIMATICA Y NMM
1212
VARIABILIDAD CLIMATICA Y NMM
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 7
1313
VARIABILIDAD CLIMATICA Y NMM
¿Cuál es su influencia en la planificación de ¿Cuál es su influencia en la planificación de recursos hídricos y obras hidráulicas?recursos hídricos y obras hidráulicas?
1414
Tema 1.1. Tema 1.1. Variabilidad del NMMVariabilidad del NMM
Escalas geológica O(>1.000 años)Escalas geológica O(>1.000 años)Fluctuaciones climáticas O(1000Fluctuaciones climáticas O(1000--100 años)100 años)
?
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 8
¿Cuál es su influencia en la planificación de ¿Cuál es su influencia en la planificación de recursos hídricos y obras hidráulicas?recursos hídricos y obras hidráulicas?
1515
Variabilidad del NMMVariabilidad del NMMEscalas geológica O(>1.000 años)Escalas geológica O(>1.000 años)
Fluctuaciones climáticas O(1000Fluctuaciones climáticas O(1000--100 años)100 años)
NIVEL MEDIO DEL MARCondición de contorno para cálculo de Caudales, cota de inundación, diseño de
encauzamientos, …
¿Cuán significativa es la variabilidad del NMM en
escala geológica y fluctuaciones climáticas?
?
1616
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 9
1717
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica a laRespuesta morfológica a la subida subida del NMMdel NMMRegla de Regla de BruunBruun
Erosión NETA línea de costaDeposición NETA perfil sumergido
Nivel del mar tras la subida
Acumulación tras la subida
Retroceso tras la subida
1818
SedimentoAgentes marinos y
atmosféricos
Transporte de sedimentos Procesos
Morfología
SISTEMA MORFODINAMICO
Erosión / Sedimentación
Pérdidas de energía
�� Escalas geológicas: Escalas geológicas: �� Agente principalAgente principal: Variación del nivel del mar (NMM): Variación del nivel del mar (NMM)
�� Escalas históricas, hiperEscalas históricas, hiper--anuales, mensuales,anuales, mensuales, diarias, ...diarias, ...�� Agente principalAgente principal: Oscilaciones climáticas y meteorológicas de : Oscilaciones climáticas y meteorológicas de
agentes marinos y atmosféricosagentes marinos y atmosféricos�� Otros agentesOtros agentes: bioquímicos, antropogénicos: bioquímicos, antropogénicos
AGENTES Y PROCESOS: RESPUESTA MORFOLÓGICA
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 10
1919
BALANCE DE SEDIMENTOS
FUENTES SUMIDEROS BALANCE
Transporte longitudinal entrante
Transporte longitudinal saliente
EROSIÓN / SEDIMENTACIÓN
Transporte fluvial Viento saliente
Erosión acantilados Deposición en cañones submarinos
Transporte transversal entrante
Transporte transversal saliente
Deposición biogénica Disolución y abrasión
Viento entrante Extracción
Regeneraciones de playas
RESPUESTA MORFODINÁMICA
2020
DISTINTOS AMBIENTES CON DISTINTOS PROCESOS DOMINANTES
(HIDRODINÁMICOS Y SEDIMENTARIOS)
Zona deRompientes
Zona deTransformación
Playa Seca
Swash
1.1. Talud continental:Talud continental:
2.2. Plataforma continental, interna y Plataforma continental, interna y
externa: externa: transformación del olaje y de transformación del olaje y de
los grupos de olas, ondas de plataforma los grupos de olas, ondas de plataforma
y mareas astronómica y meteorológicay mareas astronómica y meteorológica
3.3. Zona de rompientes o playa Zona de rompientes o playa
sumergida: sumergida: disipación de energía del disipación de energía del
oleaje y de reflexión/radiación de ondas oleaje y de reflexión/radiación de ondas
largas. Generación de sistemas largas. Generación de sistemas
circulatorioscirculatorios
4.4. Playa emergida o swash: Playa emergida o swash: flujos de flujos de
“mojado“mojado--secado” y percolación sobre secado” y percolación sobre
fuertes pendientesfuertes pendientes
5.5. Playa seca: Playa seca: predominio de los predominio de los
procesos eólicoprocesos eólico
6.6. Otras procesos: lagunas, bahías y Otras procesos: lagunas, bahías y
estuariosestuarios
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 11
2121
SedimentoAgentes marinos y
atmosféricos
Transporte de sedimentos Procesos
Morfología
SISTEMA MORFODINAMICO
Erosión / Sedimentación
Pérdidas de energía
�� Escalas geológicas: Escalas geológicas: �� Agente principalAgente principal: Variación del nivel del mar (NMM): Variación del nivel del mar (NMM)
�� Escalas históricas, Escalas históricas, hiperhiper--anuales, mensuales,anuales, mensuales, diarias, ...diarias, ...�� Agente principalAgente principal: Oscilaciones climáticas y meteorológicas de : Oscilaciones climáticas y meteorológicas de
agentes marinos y atmosféricosagentes marinos y atmosféricos�� Otros agentesOtros agentes: bioquímicos, : bioquímicos, antropogénicosantropogénicos
AGENTES Y PROCESOS: RESPUESTA MORFODINAMICA
Escalas temporales de agentes y procesos
2222
TIPOLOGIAS DE FORMACIONES LITORALES …
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 13
Tipos de costas en el litoral españolTipos de costas en el litoral español
2525
Tipos de costas en el litoral españolTipos de costas en el litoral español
2626
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 14
Tipos de costas en el litoral españolTipos de costas en el litoral español
2727
Tipos de costas en el litoral españolTipos de costas en el litoral español
2828
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 15
Tipos de costas en el litoral españolTipos de costas en el litoral español
2929
3030
SedimentoAgentes marinos y
atmosféricos
Transporte de sedimentos Procesos
Morfología
SISTEMA MORFODINAMICO
Erosión / Sedimentación
Pérdidas de energía
�� Escalas geológicas: Escalas geológicas: �� Agente principalAgente principal: Variación del nivel del mar (NMM): Variación del nivel del mar (NMM)
�� Escalas históricas, Escalas históricas, hiperhiper--anuales, mensuales,anuales, mensuales, diarias, ...diarias, ...�� Agente principalAgente principal: Oscilaciones climáticas y meteorológicas de : Oscilaciones climáticas y meteorológicas de
agentes marinos y atmosféricosagentes marinos y atmosféricos�� Otros agentesOtros agentes: bioquímicos, : bioquímicos, antropogénicosantropogénicos
AGENTES Y PROCESOS: RESPUESTA MORFODINAMICA
Escalas temporales de agentes y procesos
?
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 16
3131
SedimentoGeología
/ GeomorfologíaForzamiento externo
/ Agentes
Transporte de sedimentos Procesos
Morfología
SISTEMA MORFODINÁMICO
Pérdida / ganancia
Pérdidas de energía
GEOLOGÍA, AGENTES Y PROCESOS: RESPUESTA GEOMORFOLÓGICA
3232
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica a la subida del NMMRespuesta morfológica a la subida del NMMRegla de BruunRegla de Bruun
Erosión NETA línea de costaDeposición NETA perfil sumergido
Nivel del mar tras la subida
Acumulación tras la subida
Retroceso tras la subida
¿Magnitud de la respuesta?¿Tiempo de respuesta o de relajación morfológica?
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 17
3333
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica del sistema PLAYA Respuesta morfológica del sistema PLAYA -- ACANTILADOACANTILADO
Erosión NETA observadaen los últimos 500 añosEvolución O(1000 años)
Tiempo de relajación Oscilaciones holocénicas O(1000años) (?)
Oscilaciones milenarias O(100 años) (?)
3434
�� IMPORTANTE: LA RESPUESTA DEIMPORTANTE: LA RESPUESTA DE LA COSTA A LA LA COSTA A LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL DEL MAR NO ES EVOLUCIÓN DEL NIVEL DEL MAR NO ES INSTANTANEA Y TIENE MEMORIA!INSTANTANEA Y TIENE MEMORIA!
Forzamiento:
Evolución del NMM
Ajuste morfodinámico
Respuesta:
Movimiento de la línea de costa
(avance or retroceso)
Ts,
Tiempo de
relajación
Tf,
Escala temporal de forzamiento
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 18
3535
Acantilados blandos: décadas,
respuesta a cambios estacionales,
anuales del NMM
Acantilados semi-blandos:
centurias, variaciones del
NMM milenarias
Acantilados duros: milenios,
evolución del NMM milenarias
(geológicas)
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Tipos de costas del litoral españolTipos de costas del litoral español
3636
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 19
3737
DELTAS
3838
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 20
3939
El Portal
Doña Blanca
4040
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica del sistema ESTUARIO / RIARespuesta morfológica del sistema ESTUARIO / RIA
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 21
4141
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica de un sistema FLUVIO / MARINORespuesta morfológica de un sistema FLUVIO / MARINO
Acumulación NETA observada en los últimos 500 años
Evolución O(1000 años)
Tiempo de de relajación holocénica O(1000años) (?)
Oscilaciones milenarias O(100 años) (?)
4242
� Perfiles sismográficos de
alta resolución (reflexión)
� Perfiles sismicos de
media- alta penetración
� Catas
� Arqueología, ….
� Mapas fisiográficos …
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 23
4545
Cordon litoral
(estructura de cierre de
la Bahía): Playa de
Valdelagrana-Levante
4646
�� IMPORTANTE: LA RESPUESTA DEIMPORTANTE: LA RESPUESTA DE LA COSTA A LA LA COSTA A LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL DEL MAR NO ES EVOLUCIÓN DEL NIVEL DEL MAR NO ES INSTANTANEA Y TIENE MEMORIA!INSTANTANEA Y TIENE MEMORIA!
Forzamiento:
Evolución del NMM
Ajuste morfodinámico
Respuesta:
Movimiento de la línea de costa
(avance or retroceso)
Ts,
Tiempo de
relajación
Tf,
Escala temporal de forzamiento
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 24
4747
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica del sistema ESTUARIO / RIARespuesta morfológica del sistema ESTUARIO / RIA
4848
Relleno de bahías, estuarios
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Albufera de Adra
Corrubedo
Valdoviño
El Rompido
L’Albufera de Valencia
Zahara
1400 m
400 m
Mar Menor
24 Km.
900 m
Respuesta Respuesta morfológica morfológica del sistema del sistema ESTUARIO ESTUARIO / RIA/ RIA
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 25
4949
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica de un sistema FLUVIO / MARINORespuesta morfológica de un sistema FLUVIO / MARINO
Acumulación NETA observada en los últimos 500 años
Evolución O(1000 años)
Tiempo de de relajación holocénica O(1000años) (?)
Oscilaciones milenarias O(100 años) (?)
5050
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica de un sistema FLUVIO / MARINORespuesta morfológica de un sistema FLUVIO / MARINO
Dominio fluvial Morfología debida a la dinámica marina
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 26
5151
Tema 1.2.Tema 1.2.Modelos de respuesta morfológica a la Modelos de respuesta morfológica a la
variación del Nivel Medio del Marvariación del Nivel Medio del Mar
Elena Sánchez Badorrey
5252
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Respuesta morfológica a la subida del NMMRespuesta morfológica a la subida del NMMRegla de BruunRegla de Bruun
Erosión NETA línea de costaDeposición NETA perfil sumergido
Nivel del mar tras la subida
Acumulación tras la subida
Retroceso tras la subida
¿Magnitud de la respuesta?¿Tiempo de respuesta o de relajación morfológica?
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 27
5353
RESPUESTA ESTACIONARIA DE LA LÍNEA DE COSTA A LA VARIACIÓN
DEL NMM
� Perfil de equilibrio: variables, parámetros
adimensionales y respuesta
� Regla de Bruun
� Tramos de costa longitudinalmente uniformes
� Islas barrera
� El método de Edelman
5454
PERFIL DE EQUILIBRIO
EL CONCEPTO
Perfil transversal de una playa resultado de la respuesta media de la misma a
forzamientos naturales (marinos, atmosféricos) y/o antropogénicos
estacionarios. VARIABLES Y PARÁMETROS QUE INFLUYEN EN LA FORMA DEL PERFIL
� Tamaño de sedimento
� Altura del oleaje
� Periodo del oleaje
� Nivel medio del mar
PARÁMETROS ADIMENSIONALES
1. Número de Dean
2. Parámetro de similaridad (Battjes, 1974)
3. Número de Froude
bHD
wT=
0 0
tan
/H L
βξ =
b
FgH
ω=
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 28
5555
PERFIL DE EQUILIBRIO Y SUBIDA DEL NMM
INFLUENCIA DE LA VARIACION DEL NMM EN EL PERFIL DE EQUILIBRIO
� Factor de disipación por u. de volumen
*
hD H
y
∂∝
∂Una columna de agua mayor, requiere una
pendiente de playa menor para alcanzar el
equilibrio
REGLA DE BRUUN
5656
REGLA DE BRUUN
REGLA DE BRUUN (1962)
� Cuantificar el retroceso (R) / avance de la línea de costa y perfil de
equilibrio en respuesta a una variación del NMM (S)
� Descripción estacionaria de la respuesta morfológica del perfil
HIPÓTESIS
� El nuevo perfil de equilibrio relativo a la intersección del nuevo
NMM con el perfil, debe CONSERVAR LA FORMA
� El volumen de sedimento en el perfil, DEBE CONSERVARSE
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 29
5757
(1)
(2)
(3)
RESPUESTA DEL
PEFIL DE
EQUILIBRIO A LA
SUBIDA DEL NMM
*V W S−∆ =
( )*V R h B+∆ = +
( )*
* tan
W Sy R S
h B θ∆ = − = − = −
+
5858
RESPUESTA DEL
PEFIL DE
EQUILIBRIO A LA
SUBIDA DEL NMM
UN EJEMPLO
� Respuesta de una playa a la subida del NMM
� Tamaño de grano 0.2mm, velocidad de caida de
grano dado por figura adjunta.
� Extensión de la playa activa 20 m
� Subida del NMM 1m.
¿Cuál es el retroceso de la línea de costa?
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 30
5959
6060
Otro ejemplo
Estima el retroceso que experimentarían las playas de: (1) Valdelagrana (Cádiz), (2) de
Castilla (Cádiz) ante una subida de 1m del NMM. Ambas playas tienen el mismo
tamaño medio de sedimento 0.2mm, y la misma pendiente media del 2%. En el primer
caso (Valdelagrana) el oleaje efectivo está caracterizado por una altura de 2m y
periodo 7s. En el caso de la playa de Castilla, el oleaje efectivo tiene una altura de 3m
y un periodo de 9s.
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 31
6161
EFECTO DE LA SUBIDA DEL NMM EN ACTUACIONES DE
REGENERACIÓN DE PLAYAS
La subida del NMM afecta a la viabilidad y al coste a medio y largo
plazo de actuaciones de restauración del litoral.
Para un perfil transversal (i.e. sin tener en cuenta aportes de transporte
longitudinal):
Haciendo uso de la regla de Bruun, la velocidad de retroceso de una playa
que recibe un aporte de sedimento por unidad de tiempo y unidad de
longitud es
( ) **
1 oQR SW
t h B t t
∂∂ ∂ = − ∂ + ∂ ∂
El aporte mínimo necesario para mantener la posición de la línea
de costa constante (dR/dt=0) es
0*
Q SW
t t
∂ ∂=
∂ ∂
La tasa de aporte de sedimento
debe ser proporcional a la tasa
de variación del NMM
6262
RESPUESTA DE ISLAS BARRERA A LA SUBIDA DEL NMM
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 32
6363
RESPUESTA DE ISLAS BARRERA A LA SUBIDA DEL NMM
Ley de Bruun aplicada a islas barrera: migración y “overtopping”
HIPÓTESIS (profundidad laguna menor que mar abierto)
Conservación de la forma y conservación del volumen de sedimento
( )0 LV S L W L−∆ = + +
( )*0 * LV R h h+∆ = −( )
( )0
*0 *
L
L
L W LR S
h h
+ +=
−
6464
RESPUESTA DE ISLAS BARRERA A LA SUBIDA DEL NMM
Ley de Bruun aplicada a islas barrera: migración y “overtopping”
Cuando la profundidad de la laguna/bahía es del mismo orden
o superior a la profundidad del mar abierto
No es posible asumir hipótesis de conservación de la forma
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 33
6565
RESPUESTA DE ISLAS BARRERA A LA SUBIDA DEL NMM
Ley de Bruun aplicada a islas barrera: migración y “overtopping”
Cuando la profundidad de la laguna/bahía es del mismo orden
o superior a la profundidad del mar abierto
No es posible asumir hipótesis de conservación de la forma
Progresivo estrechamiento de la isla, migración hacia mar-abierto, posible sumergencia
6666
EL METODO DE EDELMAN
Una de las limitaciones de la Regla de Bruun es que la subida del NMM (S)
debe ser menor a la altura de la berma (S<<B)
EDELMAN (1972)
Tiene en cuenta la posible variación relativa de la altura de la berma B
HIPÓTESIS
� Perfil en equilibrio
� La velocidad de recesión horizontal se representa por U
� La velocidad de crecimiento vertical (relativo) del fondo V
� a y b representan el desplazamiento relativo de un punto cualquiera
del perfil durante un intervalo de tiempo ∆t
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 34
6767
EL METODO DE EDELMAN
Teniendo en cuenta que el perfil se encuentra en equilibrio
( )* *h B U t W V t+ ∆ = ∆( )
*
*
W VU
h B=
+El retroceso total del perfil
0
t
R y Udt= −∆ = ∫
6868
EL METODO DE EDELMAN
Para la variación de la altura de la duna es:
( ) ( )* * 0h B h B S+ = + −Sustituyendo en retroceso total del perfil:
( )*
* 00
t W dSR y dt
h B S dt= −∆ =
+ −∫
dSV
dt=
* 0*
* 0
lnh B
R y Wh B S
+= −∆ = + −
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 35
6969
Respuesta morfológica a la variación del NMM:
MODELOS DE RELAJACIÓN NO ESTACIONARIOS
De acuerdo con Bruun (1962), para efectos a largo plazo puede
considerarse que el ajuste de la costa a un cambio en el nivel
del mar consiste en una traslación del perfil, paralelamente a sí
mismo y conservando su forma.
0ηη↓
η↑
0RR↓ R↑
El ajuste morfológico no es instantáneo, sino que depende de otros factores también
determinantes, por ejemplo la composición geológica del litoral, el oleaje incidente, etc.
Si los cambios en el nivel del mar son más rápidos que la adaptación morfológica, los
estados de equilibrio no llegan a presentarse y en su lugar sucede una serie de estados
transitorios, cada uno de los cuales, por lo tanto, es la respuesta al historial del
forzamiento
7070
�� IMPORTANTE: LA RESPUESTA DEIMPORTANTE: LA RESPUESTA DE LA COSTA A LA LA COSTA A LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL DEL MAR NO ES EVOLUCIÓN DEL NIVEL DEL MAR NO ES INSTANTANEA Y TIENE MEMORIA!INSTANTANEA Y TIENE MEMORIA!
Forzamiento:
Evolución del NMM
Ajuste morfodinámico
Respuesta:
Movimiento de la línea de costa
(avance or retroceso)
Ts,
Tiempo de
relajación
Tf,
Escala temporal de forzamiento
INFLUENCIA DE LA EVOLUCIÓN DEL NIVEL MEDIO DEL MAR EN EL
MEDIO MARINO
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 36
7171
Respuesta morfológica a la variación del NMM:
MODELO DE RELAJACIÓN
Planteamiento matemático del modelo:
( )( )d 1
d s
RR R t
t T ∞= −
η(t) es la cota del nivel del mar en el instante de tiempo t,
R(t) es la posición instantánea de la línea de costa (proyectada sobre el eje
horizontal trasversal a la costa)
R∞ es la posición de equilibro, que depende del valor de η(t).
Ts tiempo de relajación, es el tiempo que tarda la costa en responder al
forzamiento actual.
7272
Respuesta morfológica a la variación del NMM:
MODELO DE RELAJACIÓN
Para la aplicación del modelo es necesario disponer de una formulación que exprese R∞
en función de η(t).
La forma más sencilla es mediante la ley de Brunn, que establece una dependencia
lineal del tipo
( )R tαη∞ =
cuya pendiente α es función principalmente del material de la costa y de la
energía que aporta el oleaje incidente. Esta relación puede interpretarse
como la traducción del forzamiento η(t) a términos morfológicos.
( )*
* tanW S
y R Sh B θ
∆ = − = − = −+
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 37
7373
Respuesta morfológica a la variación del NMM:
MODELO DE RELAJACIÓN
El tiempo de relajación o tiempo de reacción morfológi ca depende principalmente de
(1) la composición geológica, (2) de las condiciones energéticas locales (oleaje, mareas,
viento, etc.), (3) de la magnitud de las variaciones del nivel medio del mar y (4) del tipo de
proceso que esté ocurriendo (erosión o crecimiento de la costa).
En general, los procesos de erosión son más lentos que los de crecimiento; los primerosrequieren de la abrasión y movimiento de material, mientras que los segundosredistribuyen material ya suelto.
Una forma sencilla de expresarlo es
( )( )
.
.
0
0
s e
s
s c
T si R R tT
T si R R t
∞
∞
− >= − <
�,
7474
Respuesta morfológica a la variación del NMM:
MODELO DE RELAJACIÓN
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 38
7575
Ejemplo
Respuesta morfológica a la variación del NMM:
MODELO DE RELAJACIÓN
CASOS A MODELAR
Respuesta morfológica de dos tipos de costa durante un periodo de 3000 años:
Costa TIPO 1.
Caracterizada por un material suelto (poco consolidado) con tiempos de relajación
Ts.c= 20 y Ts.e = 100 años
Costa TIPO 2
De material de consolidación media, con Ts.c = 70 y Ts.e= 500 años.
En ambos casos se ha utilizado una relación lineal R∞ = α η(t) , α = 100. Condición inicial en ambos casos R = 0.
7676
Ejemplo
Respuesta morfológica a la variación del NMM:
MODELO DE RELAJACIÓN
TIPO DE FORZAMIENTO
Variación del NMM en distintas escalas,
con fase aleatoria.
Amplitud (m) Periodo (años)
50 50.000
5 8.000
1 1.200
0.5 100
0.25 25
0.2 10
0.1 1
( )sini ii
A tη ω ϕ= +∑
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 39
7777
-1000 -500 0 500 1000 1500 2000tiempo [años-calendario]
-150
-100
-50
0
50
100
150
R∞,
R(t
)
[m]
Forzamiento (R∞)
R(t), Ts.c = 20, Ts.e = 100 años
R(t), Ts.c = 70, Ts.e = 500 años
Ejemplo
Respuesta morfológica a la variación del NMM:
MODELO DE RELAJACIÓN
7878
Práctica 1: Modulo 1, Parte 1a
Objetivos Parte 1a:
• Tarea 1.1. Caracterización de la posición de la línea de costa
como condición de contorno para la planificación de obras
hidráulicas en la desembocadura de un cauce fluvial en la zona de
estudio.
• Tarea 1.2. Caracterización de cota de nivel del mar relevante
para la definición de cota de inundación, planificación de
encauzamientos en desembocadura del cauce en la zona de
estudio.
Elena Sánchez Badorrey, 2010/11 40
7979
Guía de aspectos a tratar:
1. Buscar información sobre estimaciones recientes de la tasa actual de variación del NMM
y posible variación del NMM en los próximos 100 años en la zona de estudio.
2. Caracterización geomorfológica y sedimentológica del tramo litoral próximo: tipología de
sedimento, tiempo de relajación morfológica, aportes fluviales, … Actuaciones
antropogénicas significativas en la zona y vida útil de las mismas.
3. Caracterización de evolución geomorfológica en escala geológica (desde el Holoceno) y
reciente de la zona de estudio actuaciones humanas recientes en la zona de estudio.
4. Determinación de posición de la línea de costa previsible en un horizonte temporal de
50, 100 y 500 años. Discusión cualitativa y cuantitativa. Justificación de la metodología
empleada.
5. Análisis de resultados: fiabilidad e incertidumbre de los resultados, análisis cualitativo
de implicaciones para la planificación de obras hidráulicas en la desembocadura.
Práctica 1: Modulo 1, Parte 1a
Tarea 1.1. Caracterización de la posición de la línea de costa como condición de contorno para la planificación de obras hidráulicas en la desembocadura de un cauce fluvial en la zona de estudio.