Swash

La zona oscillante è la parte superiore della spiaggia tra backbeach e surf zone, dove si verifica un’intensa erosione durante le tempeste (Figura 2). La zona oscillante è alternativamente umida e asciutta. L’infiltrazione (idrologia) (sopra la falda freatica) e l’esfiltrazione (sotto la falda freatica) avvengono tra il flusso oscillante e la falda freatica della spiaggia. Beachface, berm, beach step e beach cuspidi sono le caratteristiche morfologiche tipiche associate al movimento oscillante. L’infiltrazione (idrologia) e il trasporto di sedimenti per moto oscillante sono fattori importanti che governano il gradiente della superficie della spiaggia.

BeachfaceEdit

Il beachface è la sezione planare e relativamente ripida del profilo della spiaggia che è soggetta a processi oscillanti (Figura 2). Il beachface si estende dal berm al livello di bassa marea. Il beachface è in equilibrio dinamico con azione oscillante quando la quantità di trasporto di sedimenti da uprush e backwash sono uguali. Se il beachface è più piatto del gradiente di equilibrio, più sedimenti vengono trasportati dall’uprush per provocare un trasporto netto di sedimenti a terra. Se la superficie della spiaggia è più ripida del gradiente di equilibrio, il trasporto dei sedimenti è dominato dal backwash e ciò si traduce in un trasporto netto di sedimenti offshore. Il gradiente di equilibrio di beachface è governato da una complessa interrelazione di fattori come la dimensione del sedimento, la permeabilità e la velocità di caduta nella zona oscillante, nonché l’altezza dell’onda e il periodo dell’onda. Il beachface non può essere considerato isolato dalla zona di surf per comprendere i cambiamenti morfologici e gli equilibri in quanto sono fortemente influenzati dalla zona di surf e dai processi di shoaling wave e dai processi di swash zone.

BermEdit

Il berm è la parte relativamente planare della zona oscillante in cui l’accumulo di sedimenti si verifica al più lontano movimento oscillante verso terra (Figura 2). Il berm protegge il backbeach e le dune costiere dalle onde, ma l’erosione può verificarsi in condizioni di alta energia come le tempeste. Il berm è più facilmente definito sulle spiagge di ghiaia e ci possono essere più berm a diverse altezze. Sulle spiagge sabbiose in contrasto, il gradiente di backbeach, berm e beachface può essere simile. L’altezza del berm è governata dalla massima elevazione del trasporto di sedimenti durante il uprush. L’altezza di berm può essere prevista usando l’equazione di Takeda e Sunamura (1982)

Z b e r m = 0.125 H b 5 / 8 (g T 2) 3 / 8, {\displaystyle Zberm=0.125 Hb^{5/8}(gT^{2})^{3/8},}

dove Hb è l’altezza dell’interruttore, g è la gravità e T è il periodo dell’onda.

Beach stepEdit

Il beach step è una scarpata sommersa alla base della beachface (Figura 2). I gradini della spiaggia comprendono generalmente il materiale più grossolano e l’altezza può variare da alcuni centimetri a oltre un metro. I gradini della spiaggia si formano dove il backwash interagisce con l’onda incidente in arrivo e genera vortici. Hughes e Cowell (1987) hanno proposto l’equazione per prevedere l’altezza del passo Zstep

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

CUSPIDI della spiaggiamodifica

La cuspide della spiaggia è un accumulo a forma di mezzaluna di sabbia o ghiaia che circonda una depressione semicircolare su una spiaggia. Sono formati da un’azione oscillante e più comuni sulle spiagge di ghiaia che sulla sabbia. La spaziatura delle cuspidi è correlata all’estensione orizzontale del movimento oscillante e può variare da 10 cm a 50 m. Sedimenti più grossolani si trovano sulla pendenza ripida, verso il mare che punta ‘corna cuspide’ (Figura 3). Attualmente ci sono due teorie che forniscono una spiegazione adeguata per la formazione delle cuspidi ritmiche della spiaggia: onde di bordo in piedi e auto-organizzazione.

Standing edge wave modelEdit

The standing edge wave theory, which was introduced by Guza and Inman (1975), suggests that swash is sovrapposed on the motion of standing edge waves that travel alongshore. Questo produce una variazione di altezza oscillante lungo la riva e di conseguenza si traduce in modelli regolari di erosione. Gli embayment della cuspide si formano nei punti di erosione e le corna della cuspide si verificano nei nodi dell’onda del bordo. La spaziatura della cuspide della spiaggia può essere prevista usando il modello di onda del bordo sub-armonico

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

dove T è il periodo dell’onda incidente e tanß è il gradiente della spiaggia.

Questo modello spiega solo la formazione iniziale delle cuspidi, ma non la crescita continua delle cuspidi. L’ampiezza dell’onda del bordo si riduce man mano che le cuspidi crescono, quindi è un processo autolimitante.

Modello di autoorganizzazione

La teoria dell’auto-organizzazione è stata introdotta da Werner e Fink (1993) e suggerisce che le cuspidi della spiaggia si formano a causa di una combinazione di feedback positivi che è gestita dalla morfologia della spiaggia e dal movimento oscillante che incoraggia l’irregolarità topografica e il feedback negativo che scoraggia l’accrescimento o l’erosione È relativamente recente che le risorse computazionali e le formulazioni di trasporto dei sedimenti sono diventate disponibili per dimostrare che le caratteristiche morfologiche stabili e ritmiche possono essere prodotte da tali sistemi di feedback. La spaziatura della cuspide della spiaggia, basata sul modello di auto-organizzazione, è proporzionale all’estensione orizzontale del movimento oscillante S usando l’equazione

λ = f S , {\displaystyle \lambda =fS,}

dove la costante di proporzionalità f è c. 1.5.