Swash

Die Taumelzone ist der obere Teil des Strandes zwischen Backbeach und Surfzone, wo bei Stürmen starke Erosion auftritt (Abbildung 2). Die Taumelzone ist abwechselnd nass und trocken. Infiltration (Hydrologie) (über dem Grundwasserspiegel) und Exfiltration (unter dem Grundwasserspiegel) finden zwischen dem Taumelfluss und dem Grundwasserspiegel am Strand statt. Beachface, Berm, Strandschritt und Strandhöcker sind die typischen morphologischen Merkmale, die mit der Taumelbewegung verbunden sind. Infiltration (Hydrologie) und Sedimenttransport durch Taumelbewegung sind wichtige Faktoren, die das Gefälle der Strandoberfläche bestimmen.

BeachfaceEdit

Die Beachface ist der ebene, relativ steile Abschnitt des Strandprofils, der Taumelprozessen unterliegt (Abbildung 2). Die Strandfläche erstreckt sich von der Berme bis zur Ebbe. Das Beachface befindet sich im dynamischen Gleichgewicht mit Swash-Aktion, wenn die Menge des Sedimenttransports durch Uprush und Backwash gleich ist. Wenn die Strandoberfläche flacher als der Gleichgewichtsgradient ist, wird mehr Sediment durch den Uprush transportiert, was zu einem Netto-Sedimenttransport an Land führt. Wenn die Strandoberfläche steiler als der Gleichgewichtsgradient ist, wird der Sedimenttransport von der Rückspülung dominiert, was zu einem Netto-Offshore-Sedimenttransport führt. Der Gleichgewichtsgradient wird durch ein komplexes Zusammenspiel von Faktoren wie der Sedimentgröße, der Permeabilität und der Fallgeschwindigkeit in der Taumelzone sowie der Wellenhöhe und der Wellenperiode bestimmt. Das Beachface kann nicht isoliert von der Surfzone betrachtet werden, um die morphologischen Veränderungen und Gleichgewichte zu verstehen, da sie stark von den Surfzonen- und Schwarzwellenprozessen sowie den Swashzonenprozessen beeinflusst werden.

BermEdit

Die Berme ist der relativ ebene Teil der Taumelzone, in dem die Ansammlung von Sedimenten am weitesten landwärts der Taumelbewegung auftritt (Abbildung 2). Die Berme schützt den Backbeach und die Küstendünen vor Wellen, aber Erosion kann unter energiereichen Bedingungen wie Stürmen auftreten. Die Berme ist an Kiesstränden leichter zu definieren und es kann mehrere Bermen in verschiedenen Höhen geben. An Sandstränden hingegen kann das Gefälle von Backbeach, Berm und Beachface ähnlich sein. Die Höhe der Berme wird durch die maximale Höhe des Sedimenttransports während des Aufstands bestimmt. Die Bermenhöhe kann mit der Gleichung von Takeda und Sunamura (1982)

Z b e r m = 0,125 H b 5 / 8 ( g T 2) 3 / 8 , {\displaystyle Zberm=0,125Hb^{5/8} (gT) vorhergesagt werden^{2})^{3/8},}

wobei Hb die Brecherhöhe, g die Schwerkraft und T die Wellenperiode ist.

Strandstufebearbeiten

Die Strandstufe ist ein untergetauchter Steilhang an der Basis der Strandfläche (Abbildung 2). Die Strandstufen bestehen in der Regel aus dem gröbsten Material und die Höhe kann von einigen Zentimetern bis über einen Meter variieren. Strandstufen bilden sich, wo die Rückspülung mit der entgegenkommenden einfallenden Welle interagiert und Wirbel erzeugt. Hughes und Cowell (1987) schlugen die Gleichung vor, um die Stufenhöhe Zstep

Z s t e p = H b T w s , {\displaystyle Zstep={\sqrt {HbTws}},}

Beach Cusps vorherzusagen

Die Strandspitze ist eine sichelförmige Ansammlung von Sand oder Kies, die eine halbkreisförmige Vertiefung an einem Strand umgibt. Sie werden durch Taumelwirkung gebildet und häufiger an Kiesstränden als Sand. Der Abstand der Höcker hängt von der horizontalen Ausdehnung der Taumelbewegung ab und kann zwischen 10 cm und 50 m liegen. Gröbere Sedimente finden sich auf den steil abfallenden, seewärts weisenden ‚Höckerhörnern‘ (Abbildung 3). Derzeit gibt es zwei Theorien, die eine adäquate Erklärung für die Bildung der rhythmischen Strandhöcker liefern: stehende Kantenwellen und Selbstorganisation.

Standing Edge Wave modelEdit

Die Theorie der Standing Edge Wave, die von Guza und Inman (1975) eingeführt wurde, legt nahe, dass Swash der Bewegung von Standing Edge Waves überlagert ist, die sich entlang der Küste bewegen. Dies führt zu einer Variation der Taumelhöhe entlang der Küste und folglich zu regelmäßigen Erosionsmustern. Die Höckereinbuchtungen bilden sich an den Erodierpunkten und Höckerhörner treten an den Randwellenknoten auf. Der Strandhöckerabstand kann mit dem subharmonischen Kantenwellenmodell

λ = g π T 2 t a n β , {\displaystyle \ lambda = {\frac {g} {\pi }} T ^ {2} tan \beta ,}

vorhergesagt werden, wobei T die einfallende Wellenperiode und tanß der Strandgradient ist.

Dieses Modell erklärt nur die anfängliche Bildung der Höcker, aber nicht das anhaltende Wachstum der Höcker. Die Amplitude der Kantenwelle verringert sich, wenn die Höcker wachsen, daher ist es ein selbstlimitierender Prozess.

Self-organization modelEdit

Die Selbstorganisationstheorie wurde von Werner und Fink (1993) eingeführt und legt nahe, dass sich Strandhöcker aufgrund einer Kombination aus positiver Rückkopplung bilden, die durch Strandmorphologie und Taumelbewegung der topografischen Unregelmäßigkeit und negativer Rückkopplung erzeugt wird, die eine Akkretion oder Erosion an gut entwickelten Strandhöckern verhindert. Es ist relativ neu, dass die Rechenressourcen und Sedimenttransportformulierungen verfügbar wurden, um zu zeigen, dass die stabilen und rhythmischen morphologischen Merkmale durch solche Rückkopplungssysteme erzeugt werden können. Der Strandhöckerabstand, basierend auf dem Selbstorganisationsmodell, ist proportional zur horizontalen Ausdehnung der Taumelbewegung S unter Verwendung der Gleichung

λ = fs , {\displaystyle \lambda =fS,}

wobei die Proportionalitätskonstante f ist c. 1.5.