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FACULTAD DE INGENIERÍA
ANÁLISIS MORFODINÁMICO Y EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA LÍNEA LITORAL DE LA BAHÍA DEHISTÓRICA DE LA LÍNEA LITORAL DE LA BAHÍA DE LEBU. EFECTOS DEL TSUNAMI DEL 27/F DE 2010
Daniel Eduardo Rojas Iturra
1
TemáticaTemática1. Introducción
2. Objetivo General y Objetivos Específicos
3. Descripción Campaña de Terreno
4. Descripción Modelaciones Numéricas
5. Resultados
6. Conclusiones
2
IntroducciónIntroducción
• La evolución costera es el estudiode cómo y por qué lascaracterísticas y la posición de lalínea de costa han alteradolínea de costa han alterado.
• Los cambios producidos en lascostas de Chile por fenómenoscostas de Chile por fenómenosnaturales como son los Tsunamisalteran significativamente lamorfodinámica de una playa.Ci ífi iCientíficamente existen pocosestudios de como un sistemacostero se restablece paradiferentes escalas de tiempo.p
3
IntroducciónIntroducción
• Este proyecto se enfocará en el análisis de los cambios morfodinámicosEste proyecto se enfocará en el análisis de los cambios morfodinámicosy evolutivos de la línea litoral de la bahía de Lebu, por medio dediversas variables, tales como mareas, granulometría, transporte desedimentos y oleaje, con el fin de cuantificar los cambios y los estadosd ilib i l l h t d d i i d l di lde equilibrio que la playa ha estado adquiriendo en el mediano y largoplazo.
• Cabe destacar que los cambios de la línea litoral se determinaronqmediante 28 años de una serie histórica de fotografías aéreas y eltsunami del 27 de Febrero de 2010, es un factor de cambio que influyeen el estado de equilibrio de la línea litoral.
4
ObjetivosObjetivosObjetivo General
Analizar los cambios históricos de la línea litoral y las característicasmorfodinámicas asociadas en la bahía de Lebu, incluyendo los efectos del tsunamidel 27/F.
Objetivos Específicos
1. Determinar los cambios en planta y en perfil de la bahía de Lebu para diferentesescalas espacio‐temporales a través de funciones de ajuste.
2. Caracterizar las condiciones de oleaje asociadas al flujo medio de energía anual.3 Analizar los procesos morfodinámicos asociados a la variabilidad de la línea3. Analizar los procesos morfodinámicos asociados a la variabilidad de la línea
litoral.4. Determinar los efectos del tsunami del 27/F de 2010 en los cambios de la línea
litoral de la bahía de Lebu.
5
Descripción Lugar de EstudioDescripción Lugar de Estudio
6
Campaña de Terreno
Modelo de Propagación de
Oleaje
Modelo Mode oEvolución Costera
Evolución de la Línea Litoral
7
Campañas de Terreno
BatimetríasSedimentosMareas BatimetríasSedimentos
A áli i Modelo de
Mareas
A áli i Modelo deTransporte de Sedimentos
Análisis Granulométrico
Modelo de Propagación de Oleaje
Análisis Armónico
Modelo de Evolución Costera
Pre‐ Post‐
Análisis Estadístico
Análisis No Armónico Serie Histórica
Tsunami Tsunami de Fotografías Aéreas
8
BatimetríasModelo de Propagación de Oleaje
STWAVE
Transferencia de Oleaje
Parámetros de Resumen
Clima Oleaje Operacional
Pre‐ Post‐PreTsunami
PostTsunami
9
STWAVE
MODELO DE PROPAGACIÓN DE OLEAJE
STWAVETransferencia Espectral
• Se utilizó el método semipurista,Se utilizó el método semipurista,según lo dispuesto por Nicolau delRoure (2004).
• Mediante el software Ref‐Spec sepobtuvieron los parámetros deresumen para la bahía de Lebu.
Modelo Dirección de incidencia [°]
SW 202.5225
W 247.5
10
270292.5
NW 315337.5
BatimetríasModelo de Evolución Costera
SMC
SuperposiciónAplicación Superposición Fotografías
Aéreas
Aplicación Modelos de
Ajuste
Modelo Logarítmico
Modelo Parabólico
Cambios Evolución LíneaCambios Morfodinámicos
Evolución Línea Litoral
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Si t d M d l d C t (SMC)
MODELO EVOLUCIÓN COSTERA
Sistema de Modelado Costero (SMC)
• El Sistema de Modelado Costero es una interfaz gráfica que proporcionaEl Sistema de Modelado Costero es una interfaz gráfica que proporcionaherramientas numéricas en el campo de la ingeniería de costas.
• Para la determinación evolutiva de la línea de costa se utiliza lah i t d di l lherramienta de mediano y largo plazo.
• Para aquello es necesario disponer de una serie histórica de fotografíasaéreas y ajustarlas a una ecuación de equilibrio y verificar una posibley j q y ptendencia en la planta de la bahía.
12
M d l d Aj t
MODELO EVOLUCIÓN COSTERA
Modelos de Ajuste
1. Modelo Logarítmico.
2. Modelo Parabólico.
13
F t fí é
MODELO EVOLUCIÓN COSTERA
Fotografías aéreas
• Se dispone de unaserie histórica de 28serie histórica de 28años.
• Se georreferenciaronlas fotografías aéreasmediante el SIG.
14
ResultadosResultados1. Mareas
2. Granulometría y Estadística
3. Transporte de Sedimentos
4. Transferencia de Olas
5. Clima de Oleaje Operacional
6. Evolución Línea Litoral
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RESULTADOS
MareasAnálisis Armónico
Mareas
Tipo Mareal NMM [m] NRS [m] NMMarea [m]
Sensor Mar 2012Régimen Mixto Semidiurno 1,310 0,434 1,310
Sensor Mar 2011
16
Sensor Mar 2011Régimen Mixto Semidiurno 0,854 0,00 0,855
RESULTADOS
MareasAnálisis No Armónico
Mareas
17
RESULTADOS
SedimentosAnálisis Granulométrico
Sedimentos
18
RESULTADOS
SedimentosAnálisis Estadístico
Sedimentos
P1 Marzo 11 Mayo 11 Junio 11 Febrero 12 Marzo 12
Playa ‐ Arena Gruesa Arena GruesaArena
Mediana Arena Gruesa
Frente PlayaArena
MedianaArena
Mediana Arena GruesaArena
Mediana Arena FinaArena Arena
• Una manera declasificar el sedimentode forma representativaes utilizando el d50
RompienteArena
Mediana Arena Gruesa Arena GruesaArena
Mediana Arena GruesaP2 Marzo 11 Mayo 11 Junio 11 Febrero 12 Marzo 12
Playa ‐Arena
MedianaArena
Mediana Arena GruesaArena Gruesa
Frente PlayaArena
MedianaArena
MedianaArena
Mediana Arena GruesaArena Gruesa
es utilizando el d50.
• Para verificar unaposible evolución
Frente Playa Mediana Mediana Mediana Arena Gruesa Gruesa
RompienteArena Gruesa Arena Gruesa Arena Gruesa
Arena Mediana
Arena Gruesa
P4 Marzo 11 Mayo 11 Junio 11 Febrero 12 Marzo 12
Playa ‐ Arena Gruesa Arena Gruesa Arena GruesaArena
Mediana
sedimentaria, se realizóun análisis temporal delparámetro, siendocalculado para todas las
Frente PlayaArena Gruesa Arena Gruesa
Arena Muy Gruesa Arena Gruesa
Arena Mediana
Rompiente Grava Fina Arena GruesaGrava Muy
FinaArena
MedianaArena Gruesa
P3 Marzo 11 Mayo 11 Junio 11 Febrero 12 Marzo 12
Playa Arena Gruesa Arena Gruesa Arena Gruesa Arena Gruesa
calculado para todas lasmuestras en estudio.
19
Playa ‐ Arena Gruesa Arena Gruesa Arena Gruesa Arena Gruesa
Frente PlayaArena
Mediana Arena Gruesa Arena GruesaArena
Mediana Arena Gruesa
RompienteArena Muy Gruesa Arena Gruesa
Arena Muy Gruesa Arena Gruesa Arena Gruesa
RESULTADOS
Transporte de SedimentosCambios Batimétricos
Transporte de Sedimentos
Acreción Erosión
Pre‐Tsunami Post‐Tsunami
20
RESULTADOS
Transporte de SedimentosCambios de Perfil
Transporte de Sedimentos
21
RESULTADOS
Transporte de SedimentosCambios de Perfil
Transporte de Sedimentos
Perfil 1 Perfil 2 Perfil 3
0
5
050010001500
m]
Distancia [m]
Perfil 1
0
5
050010001500
m]
Distancia [m]
Perfil 2
0
5
050010001500
m]
Distancia [m]
Perfil 3
10
15
20
25
Prof
undi
dad
[m 10
15
20
25
Prof
undi
dad
[m 10
15
20
25
Prof
undi
dad
[m
30 30 30
0050010001500
Distancia [m]
Perfil 4
050010001500Distancia [m]
Perfil 5
0
5
10
15
undi
dad
[m]
0
5
10
15nd
idad
[m]
22
20
25
30
Prof
u
20
25
30
Prof
u
RESULTADOS
Transporte de SedimentosTransporte Total de Sedimentos
Transporte de Sedimentos
Transporte
AñosVolumen Erosionado
[m3]Volumen Depositado
[m3]Volumen Total
[m3]
Transporte Total
Q[m3/año]
2011‐1993 9.465 3.226.928 3.217.463 178.748
2012‐2011 1.236.171 143.834 1.092.337 1.092.337
Erosión
23
Acreción
RESULTADOS
Transferencia de OleajePre‐Tsunami
Transferencia de Oleaje
Hmo : 1.0[m]Dirección : WTp : 14 [s]
330
340
o [°
]
202.5°
225°
290
300
310
320
recc
ión
mon
itore
o
247.5 °
270°
292.5°
315°
270
280
290
6 11 16 21
Di
Periodo Tp [s]
315
337.5°
24
Periodo Tp [s]
RESULTADOS
Transferencia de OleajePost‐Tsunami
Transferencia de Oleaje
Hmo : 1.0[m]Dirección : WTp : 14 [s]
330
340
300
310
320
330
ón M
onito
reo
[°]
202,5
225
247,5
270
270
280
290
300D
irecc
ió 270
292,5
315
337,5
25
6 11 16 21Periodo Tp [s]
RESULTADOS
Clima de Oleaje OperacionalCurvas de Excedencia; Rosa direccional
Clima de Oleaje Operacional
26
RESULTADOS
Evolución Línea LitoralEvolución Línea Litoral
27
RESULTADOS
Evolución Línea LitoralAjuste Logarítmico
Evolución Línea Litoral
1984 1993
28
2010 2011
RESULTADOS
Evolución Línea LitoralAjuste Parabólico
Evolución Línea Litoral
1984 1993
29
2010 2011
RESULTADOS
Evolución Línea Litoral
Aj t P bóli
Evolución Línea Litoral
Aj t L ít i Ajuste Parabólico
Distancia [m] 1984 1993 2010 2011200 ‐77.9 ‐109.8 20.4 137.4
Distancia [m] 1984 1993 2010 2011200 ‐38 4 ‐70 3 59 7 177 3
Ajuste Logarítmico
200 77.9 109.8 20.4 137.4400 ‐41.8 ‐58.3 ‐7.1 ‐40.9600 ‐11.4 ‐25.8 18.6 ‐13.7800 ‐7.5 ‐7.6 30.8 ‐9.81000 0.2 ‐2.6 34.6 ‐171200 ‐6.9 4.9 35.2 ‐29.8
200 38.4 70.3 59.7 177.3400 ‐5.2 ‐21.8 29.3 ‐4.5600 10.4 ‐4.1 40.5 8800 0.2 0.1 38.7 ‐2.11000 ‐8.1 ‐10.9 26.3 ‐25.41200 ‐30.9 ‐18.9 11.2 ‐53.8 00
1400 ‐19.6 ‐2.4 24.2 ‐24.11600 ‐26.5 ‐11.5 24.6 ‐521800 ‐37.3 ‐14.4 18.9 ‐76
Promedio ‐25.4 ‐25.3 22.2 ‐14.0
1200 30.9 18.9 11.2 53.81400 ‐58.8 ‐41.5 ‐14.9 ‐63.21600 ‐81.6 ‐66.7 ‐30.7 ‐107.31800 ‐109.5 ‐86.3 ‐52.9 ‐148.7
Promedio ‐35.8 ‐35.6 11.9 ‐24.4
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RESULTADOS
Evolución Línea Litoral
Aj L í i
Evolución Línea Litoral
Aj P bóliAjuste Logarítmico
150
200
1984 150
200
1984
Ajuste Parabólico
‐50
0
50
100
ce o
retr
oces
o [m
]
1993
2010
‐50
0
50
100
e o
Ret
roce
so [m
]
1993
2010
‐200
‐150
‐100
50
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Ava
nc 2011
Ajuste Logarítmico
‐200
‐150
‐100
50
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000
Ava
nce
2011
Ajuste Parabólico
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000Distancia [m]
0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000Distancia [m]
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ConclusionesConclusiones1. Se han analizado los cambios en planta y en perfil de la bahía de Lebu para
diferentes escalas temporales y espaciales, mediante la georreferenciación def t fí é i t d l b ti t í d t llfotografías aéreas y procesamiento de las batimetrías en detalle.
2. Se han obtenido las condiciones de oleaje asociadas al flujo medio de energía anuala través del empleo del software STWAVE y la obtención de las funciones detransferencia. Posteriormente, mediante el software Ref‐Spec se recalculó lostransferencia. Posteriormente, mediante el software Ref Spec se recalculó losespectros en aguas someras.
3. Se determinó la evolución de la línea litoral utilizando la herramienta SMC y lasección de planta de equilibrio, mediante modelos logarítmicos y parabólicos y det f l bt ió d l t d i d l lí lit l d l b hí d L besta forma la obtención de la tendencia de la línea litoral de la bahía de Lebu para
una serie temporal de 28 años.
4. Se calculó los avances y retrocesos de la línea litoral mediante los resultados de losmodelos matemáticos y se determinó cual es su variación y tendencia. El tsunamimodelos matemáticos y se determinó cual es su variación y tendencia. El tsunamituvo impacto en el avance, cuya causa se pudo deberse principalmente a laacumulación de sedimentos y al solevantamiento del terreno.
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FACULTAD DE INGENIERÍA
ANÁLISIS MORFODINÁMICO Y EVOLUCIÓN HISTÓRICA DE LA LÍNEA LITORAL DE LA BAHÍA DEHISTÓRICA DE LA LÍNEA LITORAL DE LA BAHÍA DE LEBU. EFECTOS DEL TSUNAMI DEL 27/F DE 2010
Daniel Eduardo Rojas Iturra
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AnexoAnexo
330
340
202,5
310
320
330
]
225
247,5
270
292 5
290
300
ión
Mon
itore
o [°
] 292,5
315
337,5
202,5 Post
260
270
280
Dire
cc
225 Post
247,5 post
270 post
240
250
6 8 10 12 14 16 18 20 22 24
292 post
315 post
337 post
34
Periodo Tp [s]
