Beach profile response analysis during storm surges

Abstract

During winter seasons, an increase in wave height and decrease in wave period grounds erosion of foreshore coastal regions where eroded material accumulate at some distance offshore from the coast forming an offshore bar. Knowledge of the characteristics of an offshore bar under wave attack is of great importance in a number of coastal engineering problems particularly in coastal erosion problems. The goal of this investigation is development of a physical model to predict the actual location of offshore bar in terms of wave climates and sediment properties of beach profiles. For this purpose, a simple analytical solution based on energy dissipation relation is developed. The method presented is compared with experimental results, where root mean square of 4.06% and 6.21% for regular and irregular waves respectively achieved. Throughout the research, based on dynamic equilibrium profile considerations, the energy required for sediment transport due to wave breaking per unit volume, is expressed in terms of the difference between the actual, and equilibrium levels of wave energy dissipations per unit volume. During experimental studies it is observed that when the wave height increases, the bar formation migrates further offshore progressively, increasing the volume until the equilibrium bar volume is attained.

Özet

Bu çalışmada, açıkta oluşan kum tepelerinin konumunun dalga özellikleri ve kıyıyı oluşturan malzemenin özellikleri cinsinden tanımlanması için fiziksel bir model geliştirilmiş ve dalganın kırılması ile harcanan enerji miktarı ile ilişkili basit analitik çözümler yapılmıştır. Bu çözümler daha sonra düzenli ve düzensiz dalga koşullarında yapılan labaratuvar çalışmaları ile karşılaştırılmış ve düzenli dalga ikliminde ortalama kök hatası 4.06%, düzensiz dalga ikliminde ise 6.21% olmuştur. Bütün bu çalışmalar dalganın kırılmasından sonra katı madde taşımını için gerekli olan birim hacimdeki enerji miktarının, dalganın kırıldığı anda birim hacimde açığa çıkan enerji miktarı ile profilin denge halinde olabilmesi için gerekli olan enerji miktarı arasındaki farka eşit olduğunu göstermiştir.