Wave propagation patterns along the southern Catalan coast

Abstract

The estimation of the wave field near the coast using the measurements done in deep waters is one of the basic tools for the studies carried out in the marine environment, which usually take the wave height as the main variable of design. There are many variables that influence the process of propagation and several methods for its calculation. The most basic ones could be reduced to: period, direction of propagation, wave height and bathymetric configuration or depth. Taking as a scenario the southern Catalan coast, from La Sènia stream to the mouth of the Llobregat’s river in Barcelona, the objective of this work is to obtain the refraction coefficients along the whole coast, so that making predictions of waves with the simulated characteristics, period and direction, would be instantaneous. The basic tools to carry out the study are two: on the one hand it is necessary to have a mesh that represents the bathymetry of the study area, on the other, a wave climate study must be carried out to determine the whole set of scenarios that must be simulated, in other words, all the combinations of periods and incoming wave directions, which will be obtained from the wave climate study using the available data provided by the buoys located in deep waters. The software used to perform all the simulations is SWAN. Once the results are extracted, the maps corresponding to the refraction coefficient are created, which must be used taking into account certain limitations presented throughout this report. On the other hand, from the information extracted from all the simulations carried out, there are proposed some possible alternatives that could be developed in further studies with higher detail. Specifically, it is done the identification of the most exposed areas of the coast, regarding the energy dissipation under extreme weather conditions. The final results of this work are the maps presented in the attached Annexes to this report.

La estimación del oleaje cerca de la costa a partir de las medidas tomadas en alta mar es una de las herramientas básicas para los estudios realizados en el medio marino que toman habitualmente como variable de diseño la altura de ola. Son muchas las variables que influyen en el proceso de propagación y varios los métodos para su cálculo. Las más básicas podrían reducirse a: periodo, dirección de propagación, altura de ola y configuración batimétrica o profundidad. Tomando como escenario la costa sur catalana, desde la riera de la Sènia hasta la desembocadura del rio Llobregat en Barcelona, el objetivo de este trabajo es obtener los coeficientes de refracción a lo largo de todo el litoral, de manera que hacer predicciones de oleaje con las características de periodo y dirección simuladas resulte instantáneo. Las herramientas básicas para llevar a cabo el estudio son dos: por un lado es necesario disponer de una malla que simule la batimetría del área de estudio, por otro se deberá realizar un estudio de clima que determine todo el conjunto de escenarios que deben ser simulados, es decir, combinaciones de periodo y dirección, que deberán ser obtenidas a partir de un estudio de clima de oleaje utilizando los datos de las boyas disponibles en alta mar. El software utilizado para llevar a cabo todas las simulaciones es SWAN. Una vez extraídos los resultados se crean los mapas correspondientes al coeficiente de refracción que deben ser utilizados teniendo en cuenta ciertas limitaciones expuestas a lo largo de esta memoria. Por otra parte, a partir de la información extraída de todas las simulaciones realizadas se proponen algunas posibles vías que se podrían explotar para la realización de otros estudios en mayor profundidad. Concretamente, se hace un estudio identificativo de las zonas de mayor disipación energética, para identificar aquellos emplazamientos de la costa que se encuentran más expuestos a la acción del oleaje en situación de temporal. El resultado final de este trabajo se plasma en forma de mapas en los Anejos adjuntos a la memoria.

L’estimació de l’onatge a prop de la costa a partir de las mesures preses a alta mar es una de las eines bàsiques per als estudis realitzats al medi marí que prenen habitualment com a variable de disseny l'alçada d'ona. Són moltes les variables que influeixen en el procés de propagació i diversos els mètodes per al seu càlcul. Les més bàsiques podrien reduir-se a: període, direcció de propagació, alçada d'ona i configuració batimètrica o profunditat. Prenent com a escenari la costa sud catalana, des de la riera de la Sènia fins a la desembocadura del riu Llobregat a Barcelona, l'objectiu d'aquest treball és obtenir els coeficients de refracció al llarg de tot el litoral, de manera que fer prediccions d'onatge amb les característiques de període i direcció simulades resulti instantani. Les eines bàsiques per dur a terme l'estudi són dues: d'una banda és necessari disposar d'una malla que simuli la batimetria de l'àrea d'estudi, d'altra s'haurà de realitzar un estudi de clima que determini tot el conjunt d'escenaris que han de ser simulats , és a dir, combinacions de període i direcció, que hauran de ser obtingudes a partir d'un estudi de clima d'onatge utilitzant les dades de les boies disponibles a alta mar. El programari utilitzat per dur a terme totes les simulacions és SWAN. Un cop extrets els resultats es creen els mapes corresponents al coeficient de refracció que han de ser utilitzats tenint en compte certes limitacions exposades al llarg d'aquesta memòria. D'altra banda, a partir de la informació extreta de totes les simulacions realitzades es proposen algunes possibles vies que es podrien explotar per a la realització d'altres estudis amb més profunditat. Concretament, es fa un estudi identificatiu de les zones de major dissipació energètica, per identificar aquells emplaçaments de la costa que es troben més exposats a l'acció de l'onatge en situació de temporal. El resultat final d'aquest treball es plasma en forma de mapes en els Annexes adjunts a la memòria.