Análisis de la evolución interanual de la playa “North Beach” (Estado de Washington, Estados Unidos) con modelos estadísticos y numéricos

Abstract

RESUMEN: El presente trabajo fin de máster consiste en el análisis de la evolución interanual de la playa North Beach, en el estado de Washington (EEUU) con modelos estadísticos y numéricos. Partiendo de una base de datos tomada sobre la costa, y también campos de presiones en el Océano Pacifico. Para el trabajo se han realizado diversos cálculos, con el software Matlab. En base al estudio del conocimiento, el objetivo de este estudio es mejorar la predicción de los cambios de la línea de costa a lo largo del tiempo. En definitiva, es definir en qué medida y con que está relacionada la variabilidad de la línea de costa, así como la forma en planta que va adquiriendo a lo largo de los años. Se ha definido un modelo que permita estimar el balance de sedimento en la playa, en una escala temporal. Y se ha analizado la forma en planta de la línea de costa debido al balance de sedimento estimado en el modelo. En el primer capítulo, analizamos la motivación del estudio, la ubicación, la problemática que existe en la playa, también se realiza un análisis de los estudios anteriores que tengan que ver con el presente trabajo, como distintos modelos de predicción de la línea de costa así como distintas hipótesis que se plantean para ejecutar los distintos modelos, por último se definen los objetivos del trabajo y se realiza una clara estructura de la organización del trabajo. Posteriormente, se definen todos los datos de partida que hemos tenido que utilizar para hacer posible este estudio de investigación, así como su tratamiento, para poder realizar los cálculos convenientes, estos datos de partida son las campañas de campo, los índices climáticos y los campos de presiones. En el capítulo 3 se ha explicado, cual ha sido la metodología a seguir en el análisis apoyándonos en un diagrama de flujo, se ha definido el análisis en componentes principales de los campos de presiones, y también los cálculos realizados para realizar la calibración del modelo. Una vez definido el proceso de calibración del modelo, en el capítulo 4 se han representado, los resultados de la calibración y la validación. En el penúltimo capítulo se muestran los resultados que se han calculado con ayuda de un modelo OneLine, donde podemos ver, la forma que adoptaría la línea de costa. Se han introducido unas condiciones de contorno, las cuales son resultado, de la calibración anterior. En el sexto y último capítulo, se definen las conclusiones del trabajo realizado. También se muestran en los anejos, algunos de los script que se han realizado para los cálculos con Matlab, para así poder llevar a cabo el trabajo. Como conclusiones, con la calibración, y la posterior validación, se ha desarrollado un modelo capaz de estimar los caudales de sedimento mensuales en entran y salen de la playa. El perfil 2, ha mostrado una tendencia erosiva. Las tendencias estimadas, son de bastante utilidad para realizar predicciones ya que reflejan la evolución de la playa, además hemos podido constatarlo en la validación. Y por ultimo. se ha definido, que poner condiciones de contorno variable es un ejercicio numérico es fundamental para la representación de la línea de costa en el tiempo.

ABSTRACT: The present master`s thesis is the analysis of the interannual evolution of the beach called “North Beach” (State of Washington, United States) with statistical and numerical models. Firstly this information has been taken from a database on the coast and also pressure fields in the Pacific Ocean. Different calculations have been made for this paper with matlab . Based on the study of art, the objective of this thesis is to improve the prediction of changes in the shorelines in the time scale. We have defined which is the balance sediment, and which is the relation between the sediment variability and pressure fields in order to define the future coastline shape. A model has been defined to estimate the sediment balance on the beach on a time scale. And we have analyzed the shape coastline caused by the sediment balance estimated in our model. In the first chapter, we analyze the motivation of the study, the location, the problems existing on the beach, also an analysis of the previous studies related to this thesis such as different models of prediction of the shoreline and different hypotheses that are put forward to execute the different models, finally we have defined the different objective of the thesis and how we have organized the paper. After this, we analyzed the datasets which we have used to do this thesis, together with its treatment to be able to make the appropriate calculations, these datasets are the field campaigns, the climatic index and the pressure fields. In chapter 3 we have explained what methodology has been followed to this analysis based on a flow diagram, we have defined the analysis in principal components of the pressure fields; we have also to carry out the calibration of the method. When the calibration has been done, in the chapter 4 we have represented the calibration and validation solutions.

The penultimate chapter shows the results have been calculated supporting a One Line model, where we can see the shape that would get the shoreline. We have introduced boundary conditions which are the results of the calibration. The sixth and final chapter we show the conclusions of the thesis, also we show in the appendixes, some of the script that have been done for the calculation have been done with Matlab, in order to carry out the work. In conclusion, the calibration and the validation which we have developed is a model to estimate the sediment flows on the coast. The profile 2 have showed a erosive trend . the model has a lot of utility to do prediction and to define the beach evolution. Finally we have demonstrated to have boundary conditions is a important numerical exercise for representing the coastline in time.