Evaluación morfológica del entorno costero mediterráneo protegido por diques exentos. Propuesta de diseño general de sistemas de diques exentos que constituyan formaciones arenosas asociadas totalmente desarrolladas

García Ortiz, Isabelo (2020). Evaluación morfológica del entorno costero mediterráneo protegido por diques exentos. Propuesta de diseño general de sistemas de diques exentos que constituyan formaciones arenosas asociadas totalmente desarrolladas. Thesis (Doctoral), E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM). https://doi.org/10.20868/UPM.thesis.67098.

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Title: Evaluación morfológica del entorno costero mediterráneo protegido por diques exentos. Propuesta de diseño general de sistemas de diques exentos que constituyan formaciones arenosas asociadas totalmente desarrolladas
Author/s:
  • García Ortiz, Isabelo
Contributor/s:
  • Negro Valdecantos, Vicente
Item Type: Thesis (Doctoral)
Date: 2020
Subjects:
Faculty: E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos (UPM)
Department: Ingeniería Civil: Hidráulica, Energía y Medio Ambiente
Creative Commons Licenses: Recognition - No derivative works - Non commercial

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Abstract

Las playas son sistemas muy sensibles, que se han convertido en un motor económico por la gran diversidad de actividades que se desarrollan en estas zonas. Las actuaciones para su protección son imprescindibles para garantizar este desarrollo. A través de los diques exentos, las playas son protegidas de una manera eficaz ante la erosión costera, sin limitar el transporte sedimentario aguas abajo de forma radical. En España, la gran mayoría de sistemas de diques exentos han formado tómbolos arenosos homogéneos tras ellos. Todos estos diques exentos son principalmente de tipo emergente, existiendo tan solo un único caso de sistema de diques exentos sumergidos, que no ha sido considerado en el estudio. El diseño de sistemas de diques exentos para proteger la línea de costa es una tarea compleja, y es por ello, que el ingeniero proyectista debe contar con todas las herramientas necesarias para obtener la respuesta de la costa conforme a lo proyectado. A la hora de abordar el diseño de una construcción de sistemas de diques exentos, previamente, se deben realizar importantes estudios que permitan definir perfectamente los parámetros morfológicos, climatológicos y de dinámica litoral propios de la zona de ubicación. El diseño de estas estructuras ha sido un aspecto que viene estudiándose durante muchos años atrás. Se han realizado multitud de ensayos de laboratorio y se han desarrollado múltiples metodologías y modelos numéricos para tratar de entender su comportamiento. Aún habiéndose simulado de múltiples formas la evolución de la línea de costa ante la presencia de estas estructuras, principalmente evaluando la influencia de la geometría de los diques exentos y del oleaje incidente, aún no se dispone de un conocimiento totalmente preciso acerca de la situación de equilibrio futura de la playa en función de las variables que determinan los procesos de dinámica litoral y de la tipología de la playa donde se van a ubicar los diques exentos. La investigación se basa en la búsqueda de una relación de la posición de equilibrio de línea de costa, centrando el estudio en la evaluación de la influencia de las variables de dinámica litoral y las que representan la tipología energética de la playa, que condicionan la rotura del oleaje. Inicialmente, la investigación se ha abarcado a todos los casos situados en el litoral mediterráneo español, evaluando tanto los casos de diques exentos aislados como sistemas de diques separados. Se extiende el estudio, buscando si los resultados obtenidos pueden ser extrapolables a otros casos situados en otros países bañados también por el Mar Mediterráneo. Partiendo de la tipología energética de la playa, se obtiene una relación inicial que fija la separación de los diques exentos tanto asilados como sistemas de varios diques. Esta relación establece que, en función de la profundidad que limita la zona en la que se produce transporte sedimentario, se puede establecer la separación de la costa que deben tener los diques exentos para la conformación de tómbolos, magnitud que deberá ser corregida al considerar posteriormente otros factores, como son el oleaje incidente y la morfología propia de los diques exentos. Se ha hallado también una relación que fija la separación de los diques que forman tómbolos arenosos respecto a la zona activa de sedimentación que dependerá de la forma del oleaje en régimen medio y de la geometría del dique. Como se ha indicado en el alcance de esta investigación, al aplicar los resultados obtenidos a diferentes casos situados en otros países, se ha comprobado que se cumplen dichas premisas. A falta de realizar simulaciones más complejas con modelos numéricos que comprueben su validez, este hallazgo puede suponer de una relación global entre todos los casos de sistemas de diques exentos en el Mar Mediterráneo. En base a tales resultados se ha propuesto un modelo de predimensionamiento, que permite al ingeniero, que aborda este tipo estos proyectos, fijar perfectamente el sistema de diques exentos para la obtención de tómbolos arenosos asociados y las dimensiones de los diques. ----------ABSTRACT---------- Beaches are very sensitive systems, which have become an economic engine due to the great diversity of activities that take place in these areas. Actions for their protection are essential to guarantee this development. Through detached breakwaters, beaches are effectively protected against coastal erosion, without radically limiting the sedimentary transport downstream. In Spain, the vast majority of detached breakwater systems have formed homogeneous sandy tombs behind them. All of these detached breakwaters are mainly of the emergent type, with only one case of submerged detached breakwater system, which has not been considered in the study. The design of detached breakwater systems to protect the shoreline is a complex task, and that´s why the design engineer must have all the necessary tools to obtain the response of the coast as projected. At the time of carrying out the design of a construction of detached breakwater systems, previously, important studies must be carried out that allow to perfectly define the morphological, climatological and coastal dynamics parameters typical of the location area. The design of these structures has been an aspect that has been studied for many years. A multitude of laboratory tests have been carried out and multiple methodologies and numerical models have been developed to try to understand their behavior. Even though the evolution of the coastline in the presence of these structures has been simulated in multiple ways, mainly by evaluating the influence of the geometry of the detached breakwaters and the incident waves, there is still no totally precise knowledge about the situation of future balance of the beach as a function of the variables that determine the processes of coastal dynamics and the type of beach where the detached breakwater will be located. The research is based on the search for a relationship of the equilibrium position of the coastline, focusing the study on the evaluation of the influence of the variables of coastal dynamics and those that represent the energy typology of the beach, which condition breaking waves. Initially, the investigation has covered all the cases located on the Spanish Mediterranean coastline, evaluating both the cases of isolated detached breakwaters and systems of them. The study is extended, seeking if the results obtained can be extrapolated to other cases located in other countries also bathed by the Mediterranean Sea. With a starting point of energy typology of the beach, an initial relationship is obtained that sets the separation of the exempt dikes, both isolated and systems of several breakwaters. This relationship establishes that, depending on the depth that limits the area in which sedimentary transport occurs, the separation from the coast of the detached breakwaters for the formation of tombolo can be set, a magnitude that must be corrected when considering later other factors, such as the incident wave and the morphology of the detached breakwaters. A relationship has also been found that fixes the separation of the breakwaters from the coast that form sandy tombolos with respect to the active sedimentation zone, which will depend on the shape of the waves in the medium regime and on the geometry of the breakwaters. As indicated in the scope of this investigation, when applying the results obtained to different cases located in other countries, it has been verified that these relationships are met. In the absence of more complex simulations with numerical models that verify their validity, this finding may suppose a global relationship between all the cases of detached breakwater systems in the Mediterranean Sea. Based on these results, a initial dimensioning model has been proposed, which allows the engineer, who deals with these types of projects, to perfectly set the separation distance of detached breakwater systems to obtain associated sandy tombolos and the dimensions of the breakwaters.

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Item ID: 67098
DC Identifier: http://oa.upm.es/67098/
OAI Identifier: oai:oa.upm.es:67098
DOI: 10.20868/UPM.thesis.67098
Deposited by: Archivo Digital UPM 2
Deposited on: 16 May 2021 07:01
Last Modified: 16 May 2021 07:03
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