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PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO
PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
ESTUDIO DE DINÁMICA LITORAL
REV.
PARTE
CONST.
FECHA
DESCRIPCIÓN
POR
REV.
APROB.
A
TODO
06/06/2014
ESTUDIO DE
INGENIERÍA
AMD
PSM
JMP
C
D
E
Instituto de Hidrodinámica Aplicada. Barcelona, Junio de 2014
PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
ÍNDICE
1.
INTRODUCCIÓN ........................................................................................................ 1
2.
ANTECEDENTES ....................................................................................................... 3
3.
TOPOGRAFÍA Y BATIMETRÍA ................................................................................... 4
4.
NATURALEZA GEOLÓGICA ...................................................................................... 6
4.1 Introducción ....................................................................................................... 6
4.1.1 La Cordillera Prelitoral................................................................................. 6
4.1.2 La Depresión de la Selva ............................................................................ 7
4.1.3 La Cordillera Litoral ..................................................................................... 7
4.2 El sustrato .......................................................................................................... 7
4.2.1 Era Paleozoica ............................................................................................ 7
4.2.2 Era Cenozoica ............................................................................................ 8
4.3 Geomorfología ................................................................................................... 9
4.3.1 La Cordillera Litoral ..................................................................................... 9
4.3.2 La Depresión de la Selva .......................................................................... 10
5.
CONDICIONES DE BIOESFERA SUBMARINA........................................................ 10
6.
CLIMA MARÍTIMO .................................................................................................... 12
6.1 Ubicación de la zona y fuente de datos............................................................ 12
6.2 Régimen Medio ................................................................................................ 14
6.3 Régimen Extremal ........................................................................................... 24
6.4 Régimen de Mareas......................................................................................... 25
6.5 Régimen Medio de Viento ................................................................................ 27
6.5.1 Resultados de viento................................................................................. 28
7.
PROPAGACIÓN DE OLEAJE ................................................................................... 30
8.
ANÁLISIS DE LA DINÁMICA LITORAL .................................................................... 36
8.1 Introducción ..................................................................................................... 36
8.2 Hidrodinámica regional y local ......................................................................... 36
8.3 Evolución histórica de la línea de costa ........................................................... 39
8.4 Transporte longitudinal de sedimentos............................................................. 28
8.4.1 Cálculo de la capacidad teórica de transporte mediante formulaciones
matemáticas....................................................................................................... 29
8.4.2 Capacidad teórica del transporte............................................................... 32
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8.5 Dimensionamiento de los procesos.................................................................. 34
8.6 Escala espacial y temporal de los procesos ..................................................... 35
8.7 Análisis a largo plazo ....................................................................................... 35
8.8 Análisis del perfil transversal y de la profundidad de cierre .............................. 36
8.9 Obtención del flujo medio de energía en la zona de estudio ............................ 38
8.10
9.
Planta de equilibrio ............................................................................... 40
PREVISIÓN DE DRAGADOS O TRASVASES DE ARENA ...................................... 44
10. CONCLUSIONES ..................................................................................................... 44
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FIGURAS
Figura 1. Situación geográfica de la zona de estudio. ........................................................................ 2
Figura 2. Ortofotografía de la zona de estudio. ................................................................................... 3
Figura 3. Localización de bajos sobre la batimetría de detalle. .......................................................... 4
Figura 4. Localización de bajos sobre la batimetría de detalle. .......................................................... 5
Figura 5. Características de los fondos marinos. .............................................................................. 11
Figura 6. Red general de medida de Puertos del Estado. ................................................................ 13
Figura 7. Ubicación de las Boyas de datos. Fuente: Puertos del Estado. ........................................ 14
Figura 8. Rosa de oleaje anual. ........................................................................................................ 15
Figura 9. Direcciones de incidencia del oleaje sobre la zona de estudio. ........................................ 24
Figura 10. Localización Boya de Palamós. ....................................................................................... 25
Figura 11. Red de mareógrafos de Puertos del Estado. ................................................................... 26
Figura 12. Distribución extremal de la marea total en el mareógrafo de Barcelona
(Fuente: Sistema de Modelado Costero, SMC). .............................................................. 27
Figura 13. Bahía de Tossa. ............................................................................................................... 28
Figura 14. Rosa de vientos anual...................................................................................................... 29
Figura 15. Diagrama de refracción-difracción asociado al oleaje morfológico del E. ....................... 35
Figura 16. Evolución línea de costa Playa Canyelles ....................................................................... 21
Figura 17. Evolución línea de costa Playa de Llorell ........................................................................ 23
Figura 18. Evolución línea de costa Cala Codolar ............................................................................ 25
Figura 19. Evolución línea de costa Bahía de Tossa de Mar. .......................................................... 27
Figura 20. Orientación de la línea de costa en la zona de estudio (Programa Odin,
SMC). ............................................................................................................................... 32
Figura 21. Gráficas de transporte bruto de sedimento...................................................................... 33
Figura 22. Gráficas de transporte neto de sedimento. ...................................................................... 33
Figura 23. Dirección medio de propagación del oleaje. .................................................................... 39
Figura 24. Esquema general de una playa encajada en equilibrio. .................................................. 41
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Figura 25. Metodología de cálculo para la forma en planta de equilibrio estático en
playas encajadas. ............................................................................................................ 42
Figura 26. Ajuste en planta para la situación actual y futura. ........................................................... 43
Figura 27. Basculamiento y formación de nueva playa. ................................................................... 44
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TABLAS
Tabla 1. Tabla de encuentros de altura de ola significante – dirección para el oleaje
(Punto WANA 2122141). ................................................................................................. 22
Tabla 2. Frecuencia de presentación porcentual del oleaje (Punto WANA 2122141)...................... 23
Tabla 3. Nivel del mar extremal para los 3 tramos de diseño ........................................................... 26
Tabla 4. Tabla de encuentros velocidad media y dirección .............................................................. 29
Tabla 5. Listado de oleajes que afectan a la zona de estudio. ......................................................... 33
Tabla 6. Oleajes propagados ............................................................................................................ 34
Tabla 7. Profundidades activa y de cierre para las diferentes direcciones de oleaje
incidentes en la bahía ...................................................................................................... 38
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1. INTRODUCCIÓN
El ámbito de estudio del presente documento se encuentra ubicado en el término
municipal de Tossa de Mar, Girona. El municipio de Tossa de Mar está situado en la
comarca de la Selva y su ubicación en la Costa Brava hace que sea un destino turístico
importante.
La villa ha pasado en pocos años de una vida dedicada casi por completo a la actividad
tradicional de la pesca, a ser uno de los principales destinos turísticos de la Costa Brava.
A 12 km de distancia se encuentra el municipio de Lloret de Mar, cuyo crecimiento y
demanda de intereses turísticos ha sido similar al experimentado en Tossa de Mar,
mientras que a 18 km se encuentra el municipio de Blanes, siendo éste último el último
dotado con un puerto deportivo. Blanes forma parte de la Costa Brava Sur y junto con
Lloret de Mar y Tossa de Mar conforma una unidad territorial y turística que acoge más
de 80.000 residentes y 1.500.000 turistas.
La situación geográfica de la bahía de Tossa de Mar es un factor determinante en la
creciente demanda de amarres en la zona, ya que se trata de una zona con amplia
demanda turística y las únicas instalaciones portuarias existentes en la zona se
encuentran situadas en los términos municipales de Blanes y Sant Feliu de Guixols,
localizados 18 km al sur y 23 km al norte respectivamente.
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Figura 1. Situación geográfica de la zona de estudio.
El objeto del presente anejo es establecer y cuantificar las afecciones que la construcción
de las obras propuestas en el presente Proyecto pueden tener sobre la dinámica litoral
del entorno de la bahía de Tossa de Mar.
Como puede verse en la siguiente imagen, la bahía de Tossa dispone de una extensa
zona de playa que recorre la mayor parte del borde marítimo que conforma la bahía.
Además, al límite norte de las futuras obras proyectadas, se encuentra la cala Codolar
cuya forma en planta puede verse condicionada por la construcción de dichas obras, de
aquí la importancia que es conocer el impacto sobre la dinámica litoral que puede tener la
actuación propuesta en el presente Proyecto.
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Figura 2. Ortofotografía de la zona de estudio.
2. ANTECEDENTES
Se ha elaborado el presente estudio de dinámica litoral, con objeto de evaluar con una
visión de conjunto las actuaciones propuestas, analizando la afección que las futuras
actuaciones puedan tener sobre la dinámica en la bahía de Tossa de Mar, en coherencia
con el vigente Reglamento general para el desarrollo y ejecución de la Ley de Costas.
Para el estudio de Dinámica Litoral de la Bahía de Tossa de Mar se han revisado varios
estudios realizados con anterioridad en la propia zona de estudio:


“Anteproyecto del Puerto Náutico y Pesquero de Tossa de Mar” realizado por
Prointec
“Estudio de propuesta de instalación ligera de temporada de Tossa de Mar”
realizado por Europrincipia.
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3. TOPOGRAFÍA Y BATIMETRÍA
Para la elaboración del Estudio de Dinámica Litoral se ha utilizado la base cartográfica
disponible en el momento de redacción del presente Proyecto.
La base batimétrica se ha elaborado a partir de los datos procedentes de la campaña
batimétrica llevada a cabo en la zona de estudio con fecha 26 de marzo de 2013 a fin de
obtener un modelo digital del terreno en la zona. Los datos de detalle sobre la zona de
ubicación del puerto han sido complementados con los datos procedentes de carta
náutica.
De la batimetría obtenida, cabe mencionar la existencia de unos bajos que afectan la
onda incidente provocando un efecto de shoaling. La Figura 3 muestra la batimetría de
detalle y la disposición de la zona de bajos sobre la misma, mientras que la Figura 4
muestra el efecto de los bajos sobre el oleaje incidente.
Figura 3. Localización de bajos sobre la batimetría de detalle.
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Figura 4. Localización de bajos sobre la batimetría de detalle.
Los bajos suponen las siguientes modificaciones con respecto a la hidrodinámica de la
zona:
−
Una acentuación de los procesos de asomeramiento de la onda incidente, ya que
al existir menor calado de fondo, la onda notará antes la presencia de fondos
marinos.
−
Un aumento del fenómeno de refracción en la zona de bajos fondos tendiendo a
concentrar la energía en ese punto.
−
Una difracción de los frentes procedentes de las direcciones NE y E
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principalmente, actuando además como zona de resguardo donde la altura de ola
queda atenuada.
Del análisis de la batimetría disponible se determina que la concentración de energía
motivada por los fondos puede producir una sobrelevación local de la altura de ola
incidente para la bahía de Tossa de Mar pero que sin embargo no es condicionante para
la ubicación de las obras propuestas.
4. NATURALEZA GEOLÓGICA
4.1
Introducción
El municipio de Tossa de Mar está situado en la comarca de la Selva. La comarca de la
Selva pertenece al llamado Sistema Mediterráneo, es decir, el conjunto montañoso que
encontramos alineado paralelamente a la costa. Estas cordilleras están constituidas por
una cadena occidental, una más oriental y, entre las dos, una zona de depresión central.
La depresión de La Selva es una llanura situada entre 100 y 150 m sobre el nivel del mar
en el noroeste de Cataluña de una extensión aproximada de 600 km2. La llanura se rodea
al oeste del macizo de las Gavarres y por el sureste y sur por la sierra de la Selva
Marítima. En el suroeste limita con las colinas de Massanet.
Bajo la denominación genérica de depresión de la Selva, se agrupan diferentes zonas
deprimidas que forman parte de la depresión prelitoral catalana, que se extiende desde el
ángulo noreste de la fosa tectónica del Vallés hasta el extremo sur de la Cordillera
Transversal.
La llanura es regada por rieras propias de las cuencas del río Oñar y la Riera de Santa
Coloma.
Para hacer el estudio de la geología de la Selva hemos considerado oportuno describir
primero las unidades de relieve presentes en la comarca. A continuación, en función de
cada unidad, se ha analizado la litología y geomorfología asociada, teniendo en cuenta
que presentan algunas diferencias destacables. Y, por último, en este apartado hemos
incluido también una descripción general de los suelos de la comarca.
4.1.1 La Cordillera Prelitoral
Esta cadena montañosa, de unos 20-30 km de anchura, está constituida, básicamente,
por granitoides rodeados por sedimentos metamorfizados. Estos granitoides alteran
fácilmente originando arena y relieves suaves y redondeados; en cambio, los sedimentos
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metamorfizados, mucho más duros, forman relieves más abruptos como barrancos,
aristas, etc.
4.1.2 La Depresión de la Selva
Esta depresión pertenece a la llamada Depresión Prelitoral Catalana y se trata de una
fosa tectónica, situada en medio de dos cordilleras de alturas medias. Al este limita con el
macizo de las Gavarres (fuera de la comarca), al sureste y al sur con la Sierra Litoral y al
oeste con el macizo de las Guilleries. El extremo meridional de esta depresión limita con
la Sierra de Clarà o Umbral de Maçanet, un bloque ligeramente elevado que conecta con
la Depresión del Vallés Oriental.
4.1.3 La Cordillera Litoral
Esta cordillera está formada por macizos aislados, de poca altura, y con una litología que,
como veremos más adelante, es básicamente granitoide y metamórfica. Se trata del
afloramiento de granitoides más importante y representa el fragmento de un gran batolito,
cuya extensión aún se desconoce. Su límite con el mar constituye una costa rocosa con
muchas calas y acantilados conocida como Costa Brava, y que se extiende también hacia
las regiones de más al norte.
La zona de la Cordillera Litoral correspondiente a la comarca está atravesada
perpendicularmente por los arroyos de la cuenca litoral, que forma diferentes fragmentos
montañosos fácilmente diferenciables
4.2
El sustrato
Las cordilleras Litoral y Prelitoral están constituidas por rocas del Paleozoico,
esencialmente plutónicas y hipabisales y, en menor proporción, metasedimentos
afectados por metamorfismo de contacto. La depresión, en cambio, se encuentra rellena
de sedimentos detríticos neógenos y cuaternarios, aportados por los diferentes cursos
fluviales. Sin embargo, los márgenes de la depresión se localizan importantes
manifestaciones volcánicas, sobre todo del Neógeno, ligadas a la tectónica distensiva
que hemos mencionado. En ningún caso, encontramos materiales de la era Mesozoica
en la comarca.
4.2.1 Era Paleozoica
Granitoides Hercinianos
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Son los materiales que conforman los macizos del Montseny y de las Guilleries, la zona
de contacto entre ambas formaciones, la Cordillera Litoral y todo el zócalo de la
Depresión de la Selva.
Rocas metamórficas paleozoicas
Todos los materiales paleozoicos expuesto presentan puntualmente procesos de
metamorfismo, tanto contacto como regional. Por otra parte, hay que decir que otros
puntos de la comarca ya habían sufrido anteriormente procesos de metamorfismo. Esta
litología es la que domina en la punta noroeste de la comarca.
Rocas sedimentarias paleozoicas
Durante la era Paleozoica, además de los materiales metamórficos e ígneos, también
hubo deposición de materiales, formando así rocas sedimentarias. En la Cordillera
Prelitoral localizamos esta litología en la zona de Brunyola, Sant Martí Sacalm, Osor,
Massanes, Sant Feliu de Buixalleu y Breda, formando manchas de mayor o menor
magnitud. En cuanto a la Cordillera Litoral, encontramos al sector del Puig Ventós y
Santa Ceclina y hacia Sant Martí Sacalm, en forma de diferentes materiales:
conglomerados y areniscas.
4.2.2 Era Cenozoica
Materiales Terciarios
En la era cenozoica encontramos, sobre todo, rocas sedimentarias del Mioceno –
Plioceno. Se trata de materiales más recientes que conforman gran parte de la Depresión
de la Selva. Básicamente encontramos gravas, limos y arcillas que fueron llevados por
los diferentes cursos fluviales de aquella época a la actual plana: arcillas
predominantemente rojizas, con canales de arenosas groseras, conglomerados y algún
nivel carbonatado.
Materiales Cuaternarios
Estos materiales son más recientes, sobre todo depósitos de acumulación de materiales
detríticos, procedentes de las cordilleras inmediatas y que se encuentran rellenando los
valles y, especialmente, la llanura Selva. todos estos materiales corresponden a los
períodos Pleistoceno.
Volcanes de la Cordillera Litoral
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Encontramos volcanes muy desmantelados, que afloran cerca de la costa y se distinguen
chimeneas muy erosionadas, estratégicamente situadas sobre las fallas importantes.
Encontramos Santa Maria de Llorell (Tossa de Mar), en Can Monjes y San Pedro (Lloret
de Mar), el Puig de Montells (Blanes) y Sant Corneli (Fogars de la Selva).
4.3
Geomorfología
La morfología que podemos encontrar en la comarca depende, básicamente, de dos
factores: el primero son las grandes líneas de fallas que hemos ido comentando y que
han compartimentado el territorio en grandes bloques desnivelados. El segundo sería la
erosión que ha afectado de forma diferencial a estos bloques.
4.3.1 La Cordillera Litoral
Como ya hemos expuesto anteriormente, la Cordillera Litoral correspondiente a la Selva o
Cordillera de la Selva Marítima está constituida por granitos de grano grueso -medio,
fácilmente meteoritzable y convertible en arenisca, que genera una serie de morfologías
suaves. Aparte de los granitos de grano grueso - medio, hay enclaves con granitos de
grano fino y rocas filonianas ácidas, que generan morfologías que sobresalen de la tónica
dominante del paisaje, constituyendo colinas aparentemente desordenados, con
pequeños resaltes, etc.
Son frecuentes también rellanos escalonados junto al mar, así como la forma en V de los
valles fluviales de los principales cursos de la zona. Es habitual que estos valles se
orienten siguiendo fracturas, lo que explica su trazado rectilíneo.
La morfología más importante en la Cordillera Litoral es la granítica: salientes rocosos de
gran tamaño en forma de cúpula y de paredes lisas.
En cuanto a la línea de costa de la Selva, está compuesta por una morfología muy
característica: las playas y las zonas rocosas más o menos escarpadas. La costa de la
Selva, perteneciente a la Costa Brava, corresponde, en gran parte, a una típica costa
alta, con escarpados acantilados de menos de 50 m de altura, a menudo con
acumulaciones de bloques a su pie, y con numerosas calas y cabos. Sin embargo,
existen algunos tramos de costa baja, con formas más suaves y playas, concentradas en
las desembocaduras de los ríos o torrentes. La costa sur de la Selva, con la
desembocadura del Tordera, es la zona de costa baja más extensa que tenemos,
alimentada por los sedimentos que aporta el río. Normalmente, entre las playas de estos
ambientes y la llanura, suele haber zonas de marisma y cordones de dunas litorales, pero
el delta del Tordera, de tipo redondeado y de unos 8 km2 de superficie, sólo presenta un
degradado cordón dunar, en el que falta la marisma.
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Cabe señalar la existencia de morfologías relictas del nivel del mar en épocas pasadas,
como es la playa fósil emergida de la Punta de Calafats en Lloret, la plataforma marina
emergida de Llorell en Tossa o bien los restos de antiguos acantilados en Blanes.
4.3.2 La Depresión de la Selva
Una vez formada la depresión por el hundimiento de grandes bloques, tuvo lugar un
relleno con sedimentos de carácter lacustre y torrencial. En algunas zonas, estos
materiales han sido barridos por la erosión, y ha quedado el zócalo inferior al descubierto
dando una serie de cerros redondeados y poco elevados, todos rodeados por llanuras
recubiertas de materiales cuaternarios de tipo fluvial y torrencial.
Actualmente, aún se manifiesta un hundimiento lento y sucesivo del fondo que se
observa claramente con la tendencia que tiene la red hidrográfica a ir hacia el norte. El
modelado volcánico, aparte de todas las formas derivadas de los cursos hídricos, es muy
característico de la llanura.
5. CONDICIONES DE BIOESFERA SUBMARINA
La Bahía de Tossa de Mar se caracteriza por la transparencia de sus aguas marina y por
la presencia de praderas de fanerógamas de tipo algas flotantes y posidonia oceánica en
menor proporción.
Para caracterizar con precisión las condiciones de la biosfera submarina se ha utilizado
una cartografía bentónica de los fondos de la bahía.
En la zona estudiada se han definido tres comunidades bentónicas diferentes que se
pueden observar en la siguiente figura.
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Figura 5. Características de los fondos marinos.
A continuación se presenta una pequeña descripción de los cuatro tipos de fondos
detectados y de las implicaciones que esto tiene sobre la posible implementación de una
instalación náutica en la zona de estudio.
COMUNIDADES DE ALGAS CON EXTENSIONES DE POSIDONIA OCEANICA SOBRE
SUSTRATO ROCOSO
Esta comunidad ha encontrado en la parte noreste de la bahía y se caracteriza por la
presencia de algas fotófilas sobre sustrato rocoso acompañadas por manchas de la
fanerógama marina Posidonia oceánica.
Las algas fotófilas se caracterizan por localizarse en zonas de poca profundidad con una
buena penetración de la luz. En el área estudiada esta comunidad ocupa la zona más
nórdica. El alga más abundante observada en la bahía de Tossa de Mar es la Corallina
elongata, rodofíceas de la familia Corallinaceae. Esta alga presenta un talo erecto,
articulado, con segmentos calcificados de color variable desde el rosa intenso hasta el
púrpura pasando por tonos verdosos. Una de las características de Corallina elongata es
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la formación de extensiones de densidad variable en paredes o plataformas de poca
profundidad. Otras especies que acompañan a Corallina elongata son algas pardas de
los géneros Halopteris, Dictyota, Padina o Dyctiopteris.
En varios puntos de esta comunidad aparece la fanerógama marina Posidonia oceánica,
que coloniza la roca con una densidad o recubrimiento bastante elevado, lo que colabora
en aumentar notablemente el valor ecológico de esta comunidad. Una de las principales
características de los prados de Posidonia oceánica es su riqueza en flora y fauna. En
este ecosistema se pueden diferenciar hábitats con características diferentes, son el
conjunto de las hojas, el rizoma y las matas.
POSIDONIA OCEÁNICA SOBRE SUSTRATO BLANDO
Esta comunidad se encuentra en la zona noreste, próxima a la isla. Se ha observado una
zona de sustrato blando con presencia de Posidonia oceánica. Los fondos blandos
colonizados por esta fanerógama son básicamente arenas de grano grueso de origen
detrítico y rocoso.
COMUNIDADES DE ALGAS SOBRE SUSTRATO ROCOSO
Es la misma comunidad descrita anteriormente pero sin manchas de Posidonia oceánica.
Como en el caso anterior, la rodofíceas Corallina elongata es el alga dominante,
acompañada por las algas pardas de los géneros Halopteris, Dictyota, Padina, y
Dyctiopteris. Algunas de estas especies se caracterizan por colonizar las partes menos
expuestas a la luz.
6. CLIMA MARÍTIMO
La secuencia completa del estudio de clima marítimo se presenta en el anejo 3 del
presente Proyecto, presentándose a continuación un resumen de los resultados más
significativos del mismo. El objeto que se persigue es el análisis del clima marítimo en las
proximidades de la Bahía de Tossa de Mar para lo cual se ha estructurado el clima
marítimo en tres partes diferenciadas: análisis del régimen medio del oleaje, análisis del
régimen extremal del oleaje y análisis del régimen de mareas, además de una
caracterización del régimen medio de vientos.
6.1
Ubicación de la zona y fuente de datos
La siguiente figura muestra la Red de Medida para datos oceanográficos perteneciente a
la Red de Puertos del Estado.
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Figura 6. Red general de medida de Puertos del Estado.
En la siguiente figura se muestra en detalle la localización de los puntos de medición
significativos. Concretamente, los datos utilizados para el análisis de clima marítimo son
los correspondientes al punto WANA 2122141 y la boya de Palamós, cuyas
localizaciones geográficas son las que se indican en las siguientes tablas:
Red WANA – Punto 2122141
Cobertura
1996 - 2014
Latitud
Longitud
41.75° N
3.17° E
Boya de Palamós
Cobertura
1988 - 2012
Latitud
Longitud
41.83° N
3.19° E
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Figura 7. Ubicación de las Boyas de datos. Fuente: Puertos del Estado.
6.2
Régimen Medio
El conocimiento del régimen direccional del oleaje es de vital importancia para el
desarrollo de un proyecto de ingeniería marítima. Los datos WANA con los que se ha
trabajado correspondientes al punto 2122141 para un periodo de tiempo de 18 años
pueden considerarse suficientemente representativos del oleaje medio direccional que
puede incidir sobre la zona de estudio.
Los datos atmosféricos de entrada (dirección y velocidad del viento cada 3 horas) son
procesados mediante el modelo numérico WAM de generación de oleaje, obteniéndose
alturas, direcciones y períodos de oleaje actuante en el lugar.
A partir de las tablas de encuentro altura de ola – dirección del oleaje (considerando
sectores direccionales de 22,5º de amplitud) y altura de ola – período del oleaje se ha
obtenido la siguiente información:

Rosa de oleaje

Funciones de distribución medias del oleaje

Funciones de correlación altura de ola – período del oleaje
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14
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A modo de ilustración se presenta la rosa de oleaje obtenida a partir de los datos
asociados al punto WANA 2122141:
Figura 8. Rosa de oleaje anual.
Las siguientes tablas muestran las frecuencias de presentación del oleaje según altura de
ola significante y dirección para los datos de oleaje procedentes del punto WANA.
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Year:
nº datos:
1996 - 2014
52560
calmas
calmas
N
0.0
NNE
22.5
NE
45.0
ENE
67.5
E
90.0
ESE
112.5
SE
135.0
SSE
157.5
S
180.0
SSW
202.5
SW
225.0
WSW
247.5
W
270.0
WNW
292.5
NW
315.0
NNW
337.5
Total
<= 0,5
2802
630
2134
1728
1090
1034
958
1385
1343
1622
2965
1844
374
235
193
189
284
20810
1.0
963
4036
1752
1206
1117
1223
1376
781
1121
2555
1448
193
128
121
158
290
18467
1.5
WANA: 1052045 - Tabla Hs - Dirección
2.5
3.0
3.5
4.0
2.0
405
2716
535
547
543
386
285
160
274
767
426
65
41
46
47
81
7323
140
1447
328
327
261
178
83
59
91
217
106
11
3
4
7
25
3288
65
742
143
165
110
84
39
17
34
71
33
3
0
1
4
2
1513
18
329
63
66
61
35
6
12
16
27
7
0
1
0
0
0
642
4
111
42
45
18
12
4
1
2
7
1
0
0
0
0
0
249
4.5
4
56
18
32
24
2
0
0
0
6
0
0
0
0
0
0
142
5.0
5
18
8
20
8
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
61
> 5,0
1
7
3
9
5
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
27
TOTAL
1
1
6
16
2
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
0
27
0
2802
2235
11598
4627
3524
3184
2877
3179
2374
3160
6618
3864
646
408
365
405
682
52560
Tabla 1. Tabla de encuentros de altura de ola significante – dirección para el oleaje (Punto WANA 2122141).
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22
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Year:
nº datos:
1996 - 2014
40880.0
calmas
calmas
N
0.0
NNE
22.5
NE
45.0
ENE
67.5
E
90.0
ESE
112.5
SE
135.0
SSE
157.5
S
180.0
SSW
202.5
SW
225.0
WSW
247.5
W
270.0
WNW
292.5
NW
315.0
NNW
337.5
Total
<= 0,5
5.33
1.20
4.06
3.29
2.07
1.97
1.82
2.64
2.56
3.09
5.64
3.51
0.71
0.45
0.37
0.36
0.54
34.26
1.0
1.83
7.68
3.33
2.29
2.13
2.33
2.62
1.49
2.13
4.86
2.76
0.37
0.24
0.23
0.30
0.55
35.14
1.5
0.77
5.17
1.02
1.04
1.03
0.73
0.54
0.30
0.52
1.46
0.81
0.12
0.08
0.09
0.09
0.15
13.93
WANA: 2036019 - Tabla de Hs - Direccion en %
2.5
3.0
3.5
4.0
2.0
0.27
2.75
0.62
0.62
0.50
0.34
0.16
0.11
0.17
0.41
0.20
0.02
0.01
0.01
0.01
0.05
6.26
0.12
1.41
0.27
0.31
0.21
0.16
0.07
0.03
0.06
0.14
0.06
0.01
0.00
0.00
0.01
0.00
2.88
0.04
0.63
0.12
0.13
0.12
0.07
0.01
0.02
0.03
0.05
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
1.22
0.01
0.21
0.08
0.09
0.04
0.02
0.01
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.47
0.01
0.11
0.04
0.06
0.05
0.00
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.27
4.5
5.0
0.01
0.04
0.02
0.04
0.02
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.12
> 5,0
0.00
0.01
0.01
0.02
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.05
0.00
0.00
0.01
0.03
0.00
0.05
TOTAL
0
5.33
4.25
22.07
8.80
6.70
6.06
5.47
6.05
4.52
6.01
12.59
7.35
1.23
0.78
0.70
0.77
1.30
100
Tabla 2. Frecuencia de presentación porcentual del oleaje (Punto WANA 2122141).
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PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
El abanico de direcciones que pueden incidir en la zona de estudio viene limitado por la
propia orientación de la costa, por lo que sólo se consideran y analizarán los oleajes
comprendidos entre las direcciones NE y SW. La siguiente figura muestra las direcciones
de oleaje que afectan a la zona de estudio.
Figura 9. Direcciones de incidencia del oleaje sobre la zona de estudio.
De la rosa de oleaje se desprende que de las direcciones de oleaje que pueden incidir en
la zona de estudio, la dirección con mayor frecuencia de presentación es el NE que
presenta un porcentaje de 8.80% mientras que las direcciones E, SE, S y SW presentan
porcentajes del 6.06%; 6.05%; 6.01% Y 7.35% respectivamente. Por otro lado, de los
sectores analizados en el punto, la dirección con mayor frecuencia de presentación es el
NNE que presenta un porcentaje del 22.07%.
6.3
Régimen Extremal
El régimen extremal de oleaje se ha utilizado principalmente para la obtención del oleaje
de cálculo que ha de determinar el peso de los bloques de escollera a emplear en el
diseño de las estructuras en el caso de que estas fueran necesarias. Puede ser
empleado también para comprobar la respuesta de la playa a la acción de los temporales.
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PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Los datos utilizados para el análisis morfodinámico de la playa, obtenidos de los puntos
de la red WANA, no pueden ser utilizados para la obtención de un régimen extremal
debido a que no presentan una longitud suficiente de la serie de registros como para
poder extraer un régimen extremal suficientemente fiable.
Para la obtención del oleaje de cálculo se emplean los datos procedentes de la ROM 0.391 y de la boya de Palamós perteneciente a la REMRO (Red de Medida y Registro de
Oleaje).
El equipo escalar fondeado en la zona y con una longitud del registro suficiente es la
boya de Palamós (ver Figura 10). Su posición geográfica es la indicada en la siguiente
tabla.
Boya de Palamós
Cobertura
1988 - 2012
Latitud
Longitud
41.83° N
3.19° E
Figura 10. Localización Boya de Palamós.
6.4
Régimen de Mareas
Para efectuar la determinación del régimen de mareas en la zona de estudio, se hace uso
de la información proporcionada por el departamento de Clima Marítimo de Puertos del
Estado sobre el mareógrafo del Puerto de Barcelona y los datos aportados por el mismo
mareógrafo por el sistema de modelado costero (SMC) desarrollado por el grupo GIOC
de la Universidad de Cantabria. Las mediciones abarcan un periodo de medidas iniciado
en 1.992 y que se extiende hasta la fecha.
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PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Figura 11. Red de mareógrafos de Puertos del Estado.
La síntesis de los resultados obtenidos a partir de las fuentes de información disponibles
permite caracterizar la marea astronómica en la zona por los siguientes niveles:




Nivel medio del mar: 29 cm
Máxima pleamar astronómica (PMMA): 50 cm
Mínima bajamar astronómica (PMMI): 7 cm
Nivel del mar extremal:
Tramo
Arranque
Dique
Contradique
Tr (años)
143
238
68
Nivel marea (cm)
100
102
96
Tabla 3. Nivel del mar extremal para los 3 tramos de diseño
Para este proyecto se emplearan los siguientes valores, referidos al Nivel Medio del Mar
en Alicante (NMMA 1995).
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PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Figura 12. Distribución extremal de la marea total en el mareógrafo de Barcelona (Fuente: Sistema
de Modelado Costero, SMC).
6.5
Régimen Medio de Viento
En este apartado se estudia el régimen de viento en la zona de estudio. La fuente de
datos de velocidades del viento ha sido la misma que para el estudio del oleaje, es decir,
el punto Wana 2122141.
Como puede verse en la siguiente figura, las principales direcciones de viento
susceptibles de generar un oleaje de período corto incidente en la bahía son:




Este
Sudeste
Sur
Suroeste
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Documento Nº1 Memoria y Anejos. ANEJO Nº 9 ESTUDIO DE DINÁMICA LITORAL
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Figura 13. Bahía de Tossa.
A partir de los datos del punto Wana 2073054, se ha determinado el régimen medio de
vientos en la zona. Hay que tener en cuenta que:
1. El punto Wana está en mar abierto y por lo tanto no está influenciado por los
obstáculos terrestres presentes en la bahía.
2. El punto Wana es más preciso en los datos de los vientos que van de mar a tierra,
y menos en los que van de tierra en el mar. En el caso analizado son relevantes
los vientos que soplan de mar a tierra (este, sureste, sur y oeste), que son
justamente los que el punto Wana evalúa con mayor precisión. Los vientos que
soplan de tierra a mar (norte, noroeste, oeste), no son relevantes para el estudio
porque no tienen superficie de mar sobre la que generar un oleaje de viento.
6.5.1 Resultados de viento
A continuación se muestran las tablas cruzadas de velocidades medias-dirección y la
rosa de oleaje anuales.
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PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Vm-Dir
00.0 - 02.0
02.0 - 04.0
04.0 - 06.0
06.0 - 08.0
08.0 - 10.0
10.0 - 12.0
12.0 - 14.0
14.0 - 16.0
16.0 - 18.0
18.0 - 20.0
20.0 - 22.0
22.0 - 24.0
24.0 - 26.0
26.0 - 28.0
Subtotal
N
406
1105
1667
1774
1305
1010
561
225
72
26
16
6
0
2
8175
NE
315
982
1031
734
354
146
57
28
8
2
0
0
2
0
3659
E
336
831
554
259
168
80
41
12
12
2
0
0
0
0
2295
SE
389
795
574
243
122
42
22
0
0
0
0
0
0
0
2187
S
380
1175
1036
544
288
133
59
18
2
0
0
0
0
0
3635
SW
348
1162
1386
866
386
120
43
6
0
2
0
0
0
0
4319
W
330
867
665
353
164
70
30
8
2
0
0
0
0
0
2489
NW Subtotal
2793
289
7805
888
7893
980
5488
715
3268
481
1956
355
1027
214
393
96
128
32
36
4
16
0
6
0
2
0
2
0
4054
30813
Tabla 4. Tabla de encuentros velocidad media y dirección
Figura 14. Rosa de vientos anual.
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7. PROPAGACIÓN DE OLEAJE
Tras determinar en el apartado correspondiente al estudio de clima marítimo las
funciones de distribución del oleaje y habiéndose establecido las relaciones existentes
entre alturas de ola, períodos y direcciones de oleaje, se procede seguidamente a realizar
la propagación del oleaje hasta la línea de costa. El estudio completo se detalla en el
anejo 4 “Estudio de Propagación de oleaje”.
En el estudio de propagación del oleaje, las direcciones elegidas para la propagación del
oleaje son que pueden afectar de forma más significativa a la zona de estudio. Estas
direcciones, son como se han indicado en el anejo de clima marítimo y propagación las
siguientes:
NE
45.0
0,5
3.29
ENE
67.5
2.07
2.29
1.04
0.62
0.31
0.13
0.09
0.06
0.04
0.02
0.03
6.70
E
90.0
1.97
2.13
1.03
0.50
0.21
0.12
0.04
0.05
0.02
0.01
0.00
6.06
ESE
112.5 1.82
2.33
0.73
0.34
0.16
0.07
0.02
0.00
0.00
0.00
5.47
SE
135.0 2.64
2.62
0.54
0.16
0.07
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
6.05
SSE
157.5 2.56
1.49
0.30
0.11
0.03
0.02
0.00
0.00
0.00
0.00
4.52
S
180.0 3.09
2.13
0.52
0.17
0.06
0.03
0.00
0.00
0.00
0.00
6.01
SSW 202.5 5.64
4.86
1.46
0.41
0.14
0.05
0.01
0.01
0.00
0.00
12.59
SW
2.76
0.81
0.20
0.06
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
7.35
225.0 3.51
1.0
3.33
1.5
1.02
2.0
0.62
2.5
0.27
3.0
0.12
3.5
0.08
4.0
0.04
4.5
0.02
5.0 > 5,0 TOTAL
0.01 0.01 8.80
Para realizar el estudio de propagación regional se ha utilizado una malla común para las
direcciones NE y E (malla E), direcciones SE y S (malla S) y dirección SW (malla SE), de
forma que se eliminan una serie de restricciones presentadas por el modelo numérico,
como la ortogonalidad de las líneas batimétricas respecto de los contornos laterales de
los dominios y la oblicuidad de la incidencia del oleaje y la dirección de avance.
La información batimétrica utilizada en el modelo de propagación ha sido recogida en el
punto 3 del presente anejo así como en el anejo 1 del presente Proyecto. Las mallas
respectivas utilizadas para las diferentes propagaciones son de paso uniforme de
x=y=10 m.
Para el análisis de la propagación se han considerado los siguientes escenarios:

Un primer conjunto de casos asociados en cada dirección a las alturas de ola
significante
morfológica en aguas profundas, para realizar posteriormente el
estudio de dinámica litoral (la altura de ola morfológica de cada dirección es
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30
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aquella que conserva la energía de todos los oleajes que se presentan en dicha
dirección y es el mejor representante a efectos de estudios morfodinámicos).

Un segundo conjunto de casos correspondientes en cada dirección a la altura de
ola significante en aguas profundas (Hs12,o) que se excede durante 12 horas al
año, para la obtención de las profundidades activa y de cierre.
En la siguiente tabla se recoge un resumen de los oleajes propagados desde el punto
WANA hasta la zona de estudio.
La relación entre altura de ola significante y periodo se ha obtenido a partir de los datos
de la boya exterior Palamós, asumiendo que los oleajes que registra pueden ser
equivalentes en cuanto a esa relación con los obtenidos en los puntos Wana
considerados.
Esta relación es:
[1]
Así, con los datos reseñados en las tablas Hs – Dirección, se confecciona el listado de
oleajes que afectan a la costa.
Sector
NE
ENE
Oleaje
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
-
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
Hs [m]
Tp [s]
N
f
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
5.25
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
2.87
4.60
5.73
6.63
7.38
8.05
8.65
9.20
9.71
10.18
10.63
2.87
4.60
5.73
6.63
7.38
8.05
8.65
1728
1752
535
328
143
63
42
18
8
3
6
1090
1206
547
327
165
66
45
3.29
3.33
1.02
0.62
0.27
0.12
0.08
0.04
0.02
0.01
0.01
2.07
2.29
1.04
0.62
0.31
0.13
0.09
N Sector
f Sector
4627
8.80
3524
6.70
PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Documento Nº1 Memoria y Anejos. ANEJO Nº 9 ESTUDIO DE DINÁMICA LITORAL
31
PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Sector
E
ESE
SE
SSE
Oleaje
3.5
4
4.5
5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
0.5
1
1.5
-
4
4.5
5
5.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
0.5
1
1.5
2
Hs [m]
Tp [s]
N
f
3.75
4.25
4.75
5.25
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
5.25
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
5.25
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
5.25
0.25
0.75
1.25
1.75
9.20
9.71
10.18
10.63
2.87
4.60
5.73
6.63
7.38
8.05
8.65
9.20
9.71
10.18
10.63
2.87
4.60
5.73
6.63
7.38
8.05
8.65
9.20
9.71
10.18
10.63
2.87
4.60
5.73
6.63
7.38
8.05
8.65
9.20
9.71
10.18
10.63
2.87
4.60
5.73
6.63
32
20
9
16
1034
1117
543
261
110
61
18
24
8
5
2
958
1223
386
178
84
35
12
2
0
0
0
1385
1376
285
83
39
6
4
0
0
0
0
1343
781
160
59
0.06
0.04
0.02
0.03
1.97
2.13
1.03
0.50
0.21
0.12
0.04
0.05
0.02
0.01
0.00
1.82
2.33
0.73
0.34
0.16
0.07
0.02
0.00
0.00
0.00
0.00
2.64
2.62
0.54
0.16
0.07
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
2.56
1.49
0.30
0.11
N Sector
f Sector
3184
6.06
2877
5.47
3179
6.05
2374
4.52
PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Documento Nº1 Memoria y Anejos. ANEJO Nº 9 ESTUDIO DE DINÁMICA LITORAL
32
PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Sector
S
SSW
SW
Oleaje
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
-
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
0.5
1
1.5
2
2.5
3
3.5
4
4.5
5
5.5
Hs [m]
Tp [s]
N
f
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
5.25
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
5.25
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
5.25
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
4.75
5.25
7.38
8.05
8.65
9.20
9.71
10.18
10.63
2.87
4.60
5.73
6.63
7.38
8.05
8.65
9.20
9.71
10.18
10.63
2.87
4.60
5.73
6.63
7.38
8.05
8.65
9.20
9.71
10.18
10.63
2.87
4.60
5.73
6.63
7.38
8.05
8.65
9.20
9.71
10.18
10.63
17
12
1
0
0
0
0
1622
1121
274
91
34
16
2
0
0
0
0
2965
2555
767
217
71
27
7
6
1
1
0
1844
1448
426
106
33
7
1
0
0
0
0
0.03
0.02
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
3.09
2.13
0.52
0.17
0.06
0.03
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
5.64
4.86
1.46
0.41
0.14
0.05
0.01
0.01
0.00
0.00
0.00
3.51
2.76
0.81
0.20
0.06
0.01
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
N Sector
f Sector
3160
6.01
6618
12.59
3864
7.35
Tabla 5. Listado de oleajes que afectan a la zona de estudio.
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33
PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
A partir de los datos propagados, se obtienen las alturas de ola frente a la costa que se
utilizan para evaluar el patrón de transporte de sedimentos en la zona.
En la siguiente tabla se presenta un esquema de los resultados obtenidos y que
conforman los casos estudiados:
Dirección
H morf [m]
Tp [s]
NMM [cm]
ENE
E
ESE
SE
SSE
S
SSW
0.77
1.02
0.83
0.65
0.59
0.71
0.76
4.67
5.26
4.82
4.32
4.14
4.50
4.63
+0.29
+0.29
+0.29
+0.29
+0.29
+0.29
+0.29
Tabla 6. Oleajes propagados
Para los casos de estudio asociados a cálculos de dinámica litoral y de profundidad activa
y de cierre, se estudiarán las propagaciones de oleaje para un único nivel de mar
asociado al nivel medio, definido en el anejo 3 “Estudio de Clima Marítimo” de este
Proyecto. Para cada una de las direcciones, se realiza la propagación hasta la línea de
costa, lo que permite finalmente determinar las características del oleaje morfológico en
la zona, tanto para la situación actual como para la situación proyectada con el Puerto.
La siguiente figura representa a modo de ejemplo las alturas de ola significante
correspondiente a los diagramas de refracción-difracción obtenidos para la situación
actual para dirección de oleaje E. Asimismo, se representan superpuestos los campos
vectoriales del oleaje. En estos planos las direcciones de los vectores representan las
direcciones locales de propagación del oleaje, y su módulo, la respectiva altura de ola.
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PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Figura 15. Diagrama de refracción-difracción asociado al oleaje morfológico del E.
Debe tenerse en cuenta que las mallas utilizadas para la aplicación del modelo numérico
se han escogido tratando que éstas sean lo suficientemente amplias como para que el
dominio de estudio no se vea significativamente afectado por las perturbaciones de los
contornos laterales, que es como se ha mencionado anteriormente una de las posibles
causas de problemas numéricos.
De análisis de datos de oleaje del punto WANA se observa como los oleajes provenientes
del primer cuadrante presentan un máximos de altura de ola significante acompañado de
un comportamiento decreciente para los ángulos de incidencia referidos al segundo
cuadrante. Sin embargo, la incidencia de los oleajes sobre la zona de estudio es de
magnitud similar debido a la difracción que se produce en la propagación del oleaje hacia
Cala Codolar. Sin embargo, cabe destacar que con la construcción de las obras
proyectadas se produce un nuevo polo de difracción que se traduce en un mayor cesión
lateral de energía de oleaje en su paso hacia Cala Codolar.
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PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
8. ANÁLISIS DE LA DINÁMICA LITORAL
8.1
Introducción
El presente anejo tiene por objeto estudiar la interacción conjunta de las obras
proyectadas consistentes en la construcción del nuevo puerto deportivo sobre la dinámica
litoral de la zona, a fin y efecto de evaluar su influencia sobre las playas del entorno, y
plantear en caso necesario las medidas correctoras a aplicar.
A continuación se presenta una panorámica de la Cala Codolar y que por su situación
próxima a las obras proyectadas es susceptible de ser afectada por las mismas. A lo
largo del presente apartado se analiza en su estado actual y tras la ejecución de las
mencionadas obras.
8.2
Hidrodinámica regional y local
Como se ha adelantado en el estudio de propagación tanto para los patrones de oleaje
morfológico como para los de oleaje de profundidad activa, la situación actual presenta
un máximo para la altura de ola significante asociada a los oleajes del primer cuadrante,
acompañado de un comportamiento decreciente para los ángulos de incidencia referidos
al este. El patrón de oleaje a medida que se acerca a la bahía indica los efectos de la
refracción y ya en las cercanías a la costa se hacen visibles los efectos de la difracción
por diferentes obstáculos y de asomeramiento.
Corrientes
Las corrientes son movimientos generalmente no periódicos, de masas de agua de mar.
Estos movimientos pueden tener lugar en distintas capas a diferentes profundidades o
bien entre ellas.
Los agentes generadores de las corrientes son diversos: la acción del viento sobre la
superficie del agua, las diferentes densidades de masas líquidas en contacto
(especialmente en estuarios y en general en salidas al mar de aguas continentales), las
sobreelevaciones locales del nivel medio, la influencia de la topografía costera...
Atendiendo al proceso de generación se pueden clasificar las corrientes en cinco tipos:
-
Corrientes generales
-
Corrientes locales inducidas por el viento
-
Corrientes inducidas por el oleaje
-
Corrientes de marea
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36
PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
-
Corrientes inducidas por la desembocadura de aguas continentales
La determinación de las intensidades de las corrientes es sumamente difícil debido a las
múltiples variaciones en tiempo y profundidad. Únicamente es posible obtener un valor
medio significativo tras una campaña especial con instrumentación precisa, o bien a
través de complejos modelos numéricos que para su calibrado necesitan de todos modos
resultados de una campaña.
Los parámetros principales que definen las características de una corriente son su
dirección o rumbo, que indican el lugar hacia donde se dirigen y la deriva o velocidad
diaria.
Corrientes generales
Las corrientes generales tienen su origen en la acción de los vientos permanentes y en
los desplazamientos de masas líquidas de diferentes temperaturas.
El campo de corrientes generales en la zona asociado a vientos, marea y factores
baroclínicos ha sido estudiado por diversos investigadores (e.g. Tintore, Canales, Font...).
Estos autores han evaluado, por medio de datos in situ, imágenes de satélite y modelos
numéricos, el patrón y la magnitud de las corrientes en el entorno del archipiélago Balear.
De acuerdo con sus trabajos, en el área de estudio las corrientes generales fluyen al
Norte y al Sur de las islas en la zona profunda de la plataforma siendo escasa la
intercomunicación entre los patrones bien establecidos de Norte y Sur. Este intercambio,
Figura 13 se produce bajo determinadas condiciones de viento y magnitudes de las
corrientes de los vórtices de ambos lados siendo, no obstante, escasa la magnitud de
dicha corriente, con valores medios del orden de 10 - 15 cm/s.
Entre las corrientes generales se puede incluir la del Mediterráneo, que al ser un mar con
una única salida al océano abierto presenta un movimiento circular característico en la
zona cercana al Estrecho de Gibraltar. En cualquier caso la intensidad de esta corriente
en la zona próxima a la zona de estudio, y concretamente a la bahía de Tossa de Mar,
puede considerarse despreciable a efectos de ingeniería portuaria.
Corrientes locales inducidas por el viento
Estas corrientes tienen su origen en la acción del viento sobre una superficie de
extensión limitada durante un tiempo limitado. El viento que sopla sobre la superficie del
mar produce un esfuerzo cortante sobre el agua comunicándole un movimiento neto de
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37
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traslación. Su intensidad suele ser poco notoria (es más importante el oleaje generado
por el viento local).
Corrientes inducidas por el oleaje
La rotura del oleaje cerca de la línea de orilla provoca, entre otros fenómenos, un
transporte del agua hacia la costa; se produce entonces un movimiento de retorno de
masa líquida tendente a compensar el volumen de la misma que ha sido acumulado
contra la playa.
Estas corrientes normales a la costa pueden ser de dos tipos: corrientes de resaca
(undertow), que se manifiestan como un flujo que arranca del estrán de la playa y
discurre próximo al fondo hacia el mar y que desaparecen cerca de la zona de rotura y
corrientes de retorno (rip currents), que se alejan casi perpendicularmente a la playa en
forma de chorro concentrado y que atraviesan la línea de rompientes expandiéndose
posteriormente.
Cuando el oleaje incide oblicuamente a la costa se produce la rotura con un cierto ángulo
respecto a la orilla, lo cual induce una corriente de dirección paralela a la costa que
desplaza una masa de agua a lo largo de ella y canalizada entre la línea de rotura y la
orilla.
La importancia que tienen a efectos ingenieriles estas corrientes generadas por el oleaje
merece una atención particular, pues son las que en su mayor parte originan y regulan el
movimiento de los sedimentos costeros.
Corrientes de marea
La elevación y descenso periódico del nivel del agua en zonas con carrera de marea
significativa genera un movimiento de masa líquida notable, especialmente en zonas
costeras cuya comunicación con el mar abierto está restringida, como es el caso de
bahías, estuarios, puertos, etc.
Su característica principal es la periodicidad, que puede ser semidiurna o diurna en
función de cómo sea la marea astronómica. En la entrada a dicha zona la corriente de
marea fluye en dos sentidos contrarios: hacia adentro cuando el nivel está subiendo y
hacia fuera cuando está bajando. En estas zonas la velocidad de la masa líquida en
llenante (flujo) o en vaciante (reflujo) puede adquirir valores muy elevados.
En el caso de la bahía de Tossa de Mar, la escasa carrera de marea implica que las
corrientes generadas serán de muy escasa magnitud.
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38
PROYECTO BÁSICO DE ADSCRIPCIÓN DEL NUEVO PUERTO DE TOSSA DE MAR - GIRONA, ESPAÑA
Corrientes inducidas por la desembocadura de aguas continentales
La desembocadura de aguas continentales (principalmente ríos) en el mar también
genera un movimiento neto de masas líquidas en el que tienen gran importancia la
diferencia de temperaturas y salinidades de las diferentes masas de agua que entran en
contacto. La definición de estas corrientes es muy compleja pues pueden producirse
corrientes en distintos niveles con diferentes características, especialmente si se solapan
con otro tipo de corrientes, como las de marea.
Cerca de la bahía de Tossa de Mar no existe ninguna red fluvial de entidad que
desemboque en el mar, por lo que no se producirán este tipo de corrientes.
8.3
Evolución histórica de la línea de costa
Para analizar la evolución de la línea de costa en el tramo de estudio, se han utilizado la
información recogida en el Instituto Cartográfico y Geológico de Cataluña donde se
dispone información para el periodo comprendido entre los años 1956 y 2013,
confeccionada a partir de la cartografía de Costas de 1989.
Para abarcar el conjunto de la zona de estudio, y entender mejor el comportamiento de la
dinámica costera y la evolución de la línea de costa, se han analizado los cambios
producidos en la misma para las siguientes zonas:




Playa de Canyelles
Playa de Llorell
Cala Codolar
Bahía de Tossa
Las diferentes configuraciones de la línea de costa para los tramos señalados se
presentan en la siguiente tabla. Las imágenes muestran la comparativa de la línea de
costa actual con respecto a las imágenes históricas referentes a los años 1956, 1993,
2004 y 2008.
Para el análisis de la evolución de la línea de costa en la Playa de Canyelles nos
referimos a las imágenes recogidas en la Figura 16. Se observa como en el periodo
comprendido entre los años 1956 y 1983 se produce un avance neto de la línea de costa
en el extremo oeste de la bahía con respecto a la situación histórica de 1956. La acreción
de la playa en el tramo mencionado puede relacionarse directamente con la construcción
del dique del Puerto deportivo de Canyelles, permitiendo el apoyo de la playa en el
arranque del Puerto deportivo.
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39
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Esta construcción ha permitido un avance medio de 20 metros en la línea de costa en el
tramo oeste, manteniendo su posición tal y como muestra la comparativa de fotos
históricas con respecto a la situación actual.
La configuración de la Playa de Llorell (ver Figura 17) presenta una forma estable con
pequeñas variaciones de la línea de costa en su tramo medio y que puede ser atribuido a
fenómenos orográficos locales que inducen puntuales de descarga y que generan
corrientes que arrastran el sedimento más allá de la profundidad activa. Con respecto a la
situación de 1956 se observa como se ha producido un avance de la línea de costa que
puede haber sido motivado por aporte artificial de arenas.
El análisis histórico de la línea de costa en la bahía de Tossa (ver Figura 19) indica que
se trata de una zona estable que no ha experimentado grandes cambios a lo largo de los
años, presentado la típica configuración en planta para playas encajadas.
Por último y por tratarse de la zona más susceptible de sufrir cambios como
consecuencia de la obras proyectadas, se ha analizado la evolución histórica de la línea
de costa para la Cala Codolar, determinándose que se trata de una playa totalmente
encajada no habiendo experimentado cambios en su alineación en los últimos años.
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Figura 16. Evolución línea de costa Playa Canyelles
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Figura 17. Evolución línea de costa Playa de Llorell
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Figura 18. Evolución línea de costa Cala Codolar
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Figura 19. Evolución línea de costa Bahía de Tossa de Mar.
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8.4
Transporte longitudinal de sedimentos
El transporte longitudinal depende fundamentalmente de la altura de ola a pie de playa
(Hs5/2), del ángulo de incidencia del oleaje y del gradiente longitudinal de altura de ola en
rotura. Como ya se ha comentado, todos estos parámetros toman valores bajos en las
cercanías a la zona de estudio, por lo que el transporte longitudinal sur-norte mencionado
con anterioridad se estima a su vez como bajo en términos de una tasa de transporte
anual.
La obtención de la tasa del transporte de sedimentos en la dirección paralela en la línea
de costa como consecuencia de las corrientes inducidas por la rotura del oleaje es
fundamental para el correcto conocimiento de la dinámica litoral del tramo de costa que
se está considerando en este estudio. Para obtener la capacidad de transporte del oleaje,
existen las siguientes cinco formas alternativas de cálculo.

la medida directa, "in situ"

la cubicación de volúmenes retenidos por obras (diques, espigones) situadas en
las cercanías

la determinación de erosiones y acumulaciones en la línea de costa mediante
fotografías aéreas a lo largo del tiempo

ensayos a escala reducida

estudio mediante modelos matemáticos
Generalmente el elevado coste, el excesivo plazo de tiempo, así como las dificultades
operativas que plantea la medida directa impide la utilización del primer método.
La cubicación de volúmenes retenidos por obras de defensa es un método de gran
utilidad y amplio uso a pesar que no puede ser siempre aplicado por no existir obstáculos
naturales suficientemente cercanos a la zona de estudio o por no disponer de
levantamientos topográfico-batimétricos con suficiente precisión en diversos datos para
analizar su evolución temporal.
Además, ha de tenerse en cuenta que variaciones en la alineación de la costa pueden
comportar importantes modificaciones en la capacidad del transporte, situación que no
puede ser tenida en cuenta si se utiliza este método.
La cuantificación del transporte sólido a partir de las variaciones producidas en la línea de
costa debido a las erosiones y acumulaciones del material de las playas mediante
restituciones de fotografías aéreas es un método que por su sencillez y sus aceptables
resultados a veces resulta recomendable.
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No obstante, presenta los inconvenientes por una parte que las restituciones
fotogramétricas se efectúan sin tener en cuenta ni el efecto de las mareas astronómica y
meteorológica, ni el oleaje, ni tampoco la época en que se realizó la fotografía (por tanto
las líneas de costa correspondientes a la temporada de invierno se encuentran más
retrasadas con respecto a las correspondientes a la temporada de verano) y por otra
parte que estas restituciones no tienen información sobre el fondo marino y sus
batimétricas, además de incluir los errores propios de la restitución fotogramétrica, que
pueden cifrarse en variaciones de la línea de la costa de ± 3 metros.
Los ensayos en escala reducida en piscinas de oleaje resultan muy costosos y además
se ha de ser muy cuidadoso con el mantenimiento de una correcta similitud en las
escalas de ensayo.
Por último el cálculo del transporte mediante modelos matemáticos es una herramienta a
la vez muy potente y poco costosa que permite una obtención rápida y fiable de la
capacidad teórica de transporte, que de todas formas ha de ser que sea calibrada
correctamente.
En el presente estudio se ha hecho uso del modelo matemático “Odín” desarrollado por
el GIOC de la Universidad de Cantabria y que permite el cálculo de la capacidad teórica
de transporte según diversas formulaciones.
8.4.1 Cálculo de la capacidad teórica de transporte mediante formulaciones matemáticas
Como se ha comentado anteriormente para el cálculo de la capacidad de transporte se
ha utilizado el paquete de programas ”Sistema de Modelado Costero” (SMC) que hace
uso de diversas formulaciones, habiéndose considerado en este estudio la del CERC.
Para introducir la formulación del CERC se explicará previamente la formulación de
Komar, si bien esta última no se utilizará en este estudio.
Formulación de Komar
Esta formulación se basa en la asunción que el transporte de sedimentos en dirección
longitudinal (paralela a la costa) depende de la componente longitudinal del flujo de
energía a la zona de surf, el cual se aproxima suponiendo la conservación del flujo de
energía en aguas poco profundas, utilizando la teoría de olas de pequeña amplitud y
evaluando posteriormente el valor del flujo de energía en la zona de rotura.
La componente longitudinal del flujo de energía en la zona de rotura, por unidad de
longitud de playa resulta ser:
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Plb = Eb.Cgb.senb.cosb
Siendo:
Eb la densidad de energía del oleaje en rotura
Cgb la celeridad de grupo en rotura, y
b el ángulo entre la línea de la costa y el frente del oleaje en rotura
Por otro lado el peso sumergido de la arena transportada es
Il = (s-w).g.a’.Q
Siendo
s la densidad del material que forma el sedimento
w la densidad del agua
a' el valor complementario de la porosidad(1 - n)
g la aceleración de la gravedad, y
Q el caudal de transporte sólido
Relacionando el valor de Il con el de Plb mediante una constante dimensional K se tiene
que:
Il = K.Plb
El valor de K recomendado por Komar y Inman (1970) a partir de datos de campo es
0.77, aunque se ha de comentar que la altura de ola utilizada por ellos es la altura de ola
media cuadrática (Hrms), mientras que el CERC (a través del Shore Protection Manual,
1984) recomienda utilizar K = 0,39 si se trabaja con alturas de ola significantes (Hs =
Hrms).
Sin embargo Botge et al. (1991) puntualizaron que el coeficiente K apropiado para Hs era
0,32 y no el valor de 0,39 sugerido por el SPM, ya que en dicha formulación el transporte
era proporcional a Hrms5/2.
En 1988 Komar basándose en nuevos datos de campo y técnicas de medidas más
precisas propuso un nuevo valor del coeficiente para su formulación: K = 0,57. Siguiendo
las recomendaciones de Botge et al. este coeficiente en el caso que se utilice Hs pasa a
ser K = 0,24.
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Formulación del CERC en aguas profundas
Esta formulación parte de la misma hipótesis que la formulación de Komar, es decir, que
el transporte de sedimentos en dirección paralela a la costa depende del componente
longitudinal del flujo de energía, aunque los parámetros de oleaje utilizados no son
evaluados en rotura, sino en aguas profundas. De esta forma su implementación es
mucho más sencilla, dado que normalmente los datos del oleaje disponible suelen ser
precisamente en aguas profundas. En contrapartida los resultados obtenidos son menos
exactos, tendiendo a sobrevalorar, por regla general, el transporte obtenido.
La formulación utilizada en este estudio es, por tanto
Q = K1*(1./8.*1025*9.81*Hs2)*cg*sin(q)*cos(q)
con, cg=0.5*(1+2.*wn*hb/sinh(2.*wn*hb))*2.*pi/wn/Tp,
Donde:
q: ángulo formado por la onda con la normal a la línea de costa
wn: número de onda
hb: profundidad de rotura
El valor de K1 es un factor de calibrado. Se ha utilizado el valor propuesto por Schoones
and Theron (1994,1996): K1=1355
Formulación de Kamphuis
Esta formulación parte de la misma hipótesis que las anteriores. Esta formulación ha sido
aplicada anteriormente con éxito en el Mediterráneo:
Q = K2*Hs2 * Tp*1.5 * i*0.75 * D50-.25 * (sin(abs(2.*q)))0.6
Donde
i = pendiente media de la playa.
El valor de K2 es un factor de calibrado. Al igual que para la formulación del CERC, e
este caso se ha utilizado los valores propuestos por Schoones and Theron (1994,1996):
K2=71293
con, cg=0.5*(1+2.*wn*hb/sinh(2.*wn*hb))*2.*pi/wn/Tp, donde:
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8.4.2 Capacidad teórica del transporte
La orientación de la playa objeto de proyecto es aproximadamente 65º N. Para cada
alineación de la costa el modelo determina los límites direccionales del oleaje
ocasionados por la presencia de cabos o cualquier otro obstáculo.
Figura 20. Orientación de la línea de costa en la zona de estudio (Programa Odin, SMC).
En la se presenta una gráfica en las que se puede observar el transporte bruto potencial
mensual para el tramo de costa en estudio, mientras que en la figura 7 se presenta una
gráfica con el transporte neto potencial mensual.
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Figura 21. Gráficas de transporte bruto de sedimento.
Figura 22. Gráficas de transporte neto de sedimento.
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El transporte potencial de sedimento para la unidad fisiográfica analizada tiene una
dirección predominante de Norte a Sur, por lo que la orientación de la bocana del puerto
se escogido hacia el Sur. El transporte neto a partir de la formulación de Kamphuis, que
como se ha comentado anteriormente ha presentado resultados buenas en la zona del
Mediterráneo, tiene una tasa máxima de 80.000 m3/año según épocas puntuales del año,
pero que sin embargo presenta un baja tasa de transporte de sedimentos en el año
medio.
Este resultado debe tomarse con precaución, ya que ambos modelos de transporte de
sedimentos se calibraron para arenas, mientras que en el tramo de estudio se encuentran
también gravas y rocas. Además, la especial orientación tanto de la bahía de Tossa como
de la Cala Codolar, y en función de las características de la rosa de oleaje, hace que el
potencial bruto de transporte de sedimentos motivado por los oleajes de levantes se vea
compensado por el ocasionado por los oleajes de poniente, originando una baja tasa de
transporte de sedimentos neto, lo que origina una forma estable de la línea de costa, con
pequeñas basculaciones de material como respuesta a posibles temporales.
8.5
Dimensionamiento de los procesos
Los procesos hidrodinámicos y sedimentarios que acontecen en una playa son, en mayor
o menor grado, procesos tridimensionales. Sin embargo, las limitaciones de las
herramientas, formulaciones e incluso nuestra capacidad de entendimiento de dichos
procesos no nos permiten analizarlos en toda su complejidad. Debido a esto nos vemos
en la obligación y necesidad de formular la primera y más importante hipótesis de trabajo
en el estudio de la estabilidad de las playas, en donde suponemos la ortogonalidad de
los movimientos longitudinales y transversales de la playa.
Partiendo de esta hipótesis de ortogonalidad, cualquier movimiento de una playa, puede
ser analizado estudiando los movimientos longitudinales y transversales de la misma, los
cuales se asume que son independientes entre sí. Así, la hipótesis de ortogonalidad
permite analizar la estabilidad de la playa estudiando por separado la estabilidad del perfil
de playa (eje transversal) y la estabilidad de la planta de la playa (eje longitudinal).
La hipótesis de ortogonalidad es bastante aproximada a la realidad, especialmente en
playas abiertas con estados morfodinamicos extremos (disipativas o reflejantes). En
playas con estados morfodinamicos intermedios, o en playas encajadas con una forma en
planta de gran curvatura, existe una notable interacción planta-perfil, por lo que el análisis
por separado de planta y perfil debe realizarse con cautela.
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8.6
Escala espacial y temporal de los procesos
Las dinámicas que actúan sobre una playa se presentan en escalas espaciales que van
desde los centímetros (turbulencia), hasta las decenas de kilómetros (marea) y en
escalas temporales que van desde los segundos (olas) hasta las décadas (ascenso del
nivel medio del mar). Como respuesta a estas dinámicas, la morfología de la playa
cambia dentro de las mismas escalas.
A pesar de la potencia de cálculo de los ordenadores, no es posible (ni adecuado)
calcular los cambios que acontecen en las escalas superiores, por integración de los
procesos que suceden en las escalas inferiores, debido a la carencia de una teoría
unificada de transporte de sedimentos que retenga la influencia de todos los efectos que
se producen en las diferentes escalas espaciales y temporales, por lo que se debe
analizar con herramientas o formulaciones diferentes a los procesos que ocurren en
diferentes escalas, siendo necesario conocer cuál es la escala de interés de cada
problema particular para utilizar la formulación más adecuada a dicha escala de interés.
En el estudio de estabilidad y evolución de una playa las escalas de interés son la mezo
escala (decenas-centenas de metro), macro escala (km) y el largo plazo (años). Los
elementos de escalas inferiores (por ejemplo, la erosión producida por un temporal) solo
son relevantes si sus efectos permanecen en el tiempo, o en el espacio, en unidades
cercanas a las de interés (por ejemplo, meses), o si su efecto provoca el fallo funcional
de la obra. Por tanto el estudio de la estabilidad y evolución se realizara con criterios y
herramientas de largo plazo.
8.7
Análisis a largo plazo
El objetivo del análisis a largo plazo es determinar cuál será la forma final de la playa
tanto en planta como en perfil, y/o la evolución temporal de dicha forma en escala de
años. Siendo el objetivo de este análisis, el asegurar que la funcionalidad de la playa se
mantiene durante su vida útil.
Las formulaciones existentes para estas escalas de tiempo no intentan analizar los
procesos (por ejemplo, transporte de sedimentos ola a ola) sino magnitudes agregadas
de los mismos. Se tienen dos tipos diferentes de modelos para el análisis de planta y
perfil: los basados en la hipótesis de equilibrio y los basados en la ecuación de la
difusión.
En este caso en concreto, se ha utilizado la hipótesis de equilibrio, que se basa en decir
que si la acción de las dinámicas actuantes se mantiene indefinidamente, la forma de la
playa alcanzara una posición final constante, en equilibrio con dichas dinámicas. Para
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llevar esta hipótesis a la práctica, no hace falta que la acción de las dinámicas se
mantenga indefinidamente sino que la respuesta de la forma sea mucho más rápida que
la escala de interés.
A continuación se expone la metodología utilizada en el análisis de las formas de
equilibrio de una playa. Inicialmente, se expone el proceso de cálculo de las
profundidades activa y de cierre en función de los datos obtenidos en el correspondiente
Estudio de clima. Estos valores dan una idea bastante precisa de las profundidades a las
cuales el transporte de sedimentos en la costa es significativo.
Posteriormente se explican las diferentes formas de equilibrio posibles en la configuración
en planta de la playa, condicionada por el oleaje predominante de la zona y la existencia
de obstáculos que produzcan fenómenos de difracción en dicho oleaje.
8.8
Análisis del perfil transversal y de la profundidad de cierre
De acuerdo con el modelo teórico de perfil de equilibrio propuesto por Dean, el perfil de
equilibrio sólo es válido dentro de la zona de rotura de oleaje. Es decir, que la extensión
del perfil varía a lo largo del tiempo en función del oleaje existente.
Dentro de los estudios a largo plazo se suele utilizar la denominada profundidad de cierre
como límite de aplicación del perfil de equilibrio. Esta profundidad está relacionada con el
transporte de sedimentos y se corresponde a la posición mar adentro en la cual las
variaciones verticales del perfil son tan reducidas que nos son distinguibles de los errores
de medida. Esto admite movimiento de arena más allá de la profundidad de cierre, pero
en magnitud despreciable.
Para poder analizar el comportamiento transversal de las playas se determina en primer
lugar la zonificación de su perfil (es decir, en dirección transversal o perpendicular a la
línea de costa). Hallermeier (1978) propuso una zonificación del perfil de la playa en
función de la variabilidad del perfil y del tipo del transporte dominante, distinguiéndose:
 Zona exterior u offshore: en la que los cambios del perfil son despreciables
 Zona de asomeramiento o shoal: en la que existen pequeños cambios no
despreciables en el perfil a lo largo del año fundamentalmente debido al
transporte transversal.
 Zona litoral: en la que se producen grandes cambios del perfil debido tanto al
transporte longitudinal como al transversal.
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El límite entre la zona litoral y la de asomeramiento viene dado por la profundidad activa
dl y el límite entre ésta y la zona exterior por la profundidad de cierre di.
En 1978 Hallermeier ya había propuesto a partir de los resultados de unos ensayos en
laboratorio una expresión para el cálculo de la profundidad activa y en 1980 presentó otra
fórmula para la obtención de la profundidad de cierre.
dl  2,28H s12  68,5
di  HsmTsm
H2s12
2
gTs12
g
5000D
Siendo
Hs12 la altura de ola significante local superada 12 horas al año,
Ts12 el período significante asociado a Hs12,
Hsm la altura de ola significante local media anual
Tsm el período medio anual
D el diámetro medio del material situado a una cota 1,50 dl.
Birkemeier (1985) utilizando numerosos datos medidos en perfiles de playas obtuvo una
expresión modificada para dl:
dl  1,75H s12  57,9
H2s12
2
gTs12
La fórmula que permite la obtención de la profundidad de cierre suele simplificarse por
otra más sencilla para la cual no resulta necesario conocer las características del
sedimento:
di = 3,5Hs12
A partir de las propagaciones de la Hs12 hasta las cercanías de la bahía de Tossa de Mar
se ha obtenido la profundidad de cierre. La siguiente tabla recoge los resultados
obtenidos:
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cierre
Profundidad
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Variable
ENE
E
ESE SE SSE
Hs12 local (m)
Tp12 (s)
dl,Hallemeier (m)
dl,Birkemeier (m)
di (m)
1.5
6.20
3
2.27
5.25
1.4
6.02
2.81
2.13
4.9
1.53
6.26
3.07
2.32
5.35
1.35
5.93
2.71
2.05
4.72
1.19
5.61
2.39
1.82
4.16
S
SSW
1.44 1.7
6.09 6.55
2.89 3.4
2.19 2.57
5.04 5.95
Tabla 7. Profundidades activa y de cierre para las diferentes direcciones de oleaje incidentes en la
bahía
8.9
Obtención del flujo medio de energía en la zona de estudio
Para efectuar el ajuste de una playa a una configuración analítica, como es la de HsuEvans, el primer paso consiste en definir la dirección del oleaje medio incidente. La forma
en que se determinó dicho parámetro en este estudio se presenta a continuación.
Por lo que respecta a la altura de ola del oleaje representativo del fenómeno
sedimentario, para cada dirección se ha calculado la altura de ola morfológica, es decir, la
altura de ola que mejor representa la magnitud del flujo medio de energía de las olas que
proceden de un sector determinado. Para ello, asociada a cada dirección “i” se ha
utilizado la siguiente expresión:
Hmorf, i 
 H
5
j
2
 pij

2
5
Siendo
H j el valor medio para el j-esimo intervalo de alturas de ola en cada dirección
pij su probabilidad de ocurrencia en la dirección “i”.
De la misma manera, se ha calculado la dirección media, Dm, de propagación del oleaje
en función de la energía del mismo, mediante la siguiente expresión:
∑
(
)
∑
Donde:
Dm
: Dirección media de propagación del oleaje
f
D
: Frecuencia de presentación
: Dirección de propagación
H
: Altura de ola significante
[º]
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La dirección media de arribada del oleaje resulta ser Dm = 116.7º. Este resultado encaja
perfectamente con lo observado en las fotografías históricas para la bahía de Tossa
analizado en el punto 8.3 del presente documento. La siguiente figura representa el
ajuste de la línea de costa en la bahía de Tossa en función de la dirección media del
oleaje.
Figura 23. Dirección medio de propagación del oleaje.
A partir de dicho cálculo se va a obtener el flujo medio de energía en cada celda de la
malla (función de la altura y dirección del oleaje) mediante la ponderación de cada altura
morfológica con la probabilidad de ocurrencia de cada sector direccional.
Los resultados obtenidos en cuanto a altura de ola morfológica y dirección media de
oleaje son los que se presentan a continuación:


H morf = 0.94 m
D media = 116.7º
Dichos resultados se utilizarán para la configuración de la planta de equilibrio, tanto para
la situación actual como para la situación futura tras la construcción de las obras
proyectadas.
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8.10 Planta de equilibrio
La forma en planta de una playa viene condicionada, principalmente, por el sistema de
corrientes asociado a la rotura del oleaje, por el sedimento existente (cantidad, tamaño) y
por los contornos o geometría donde ha de encajarse dicha playa. Las corrientes
longitudinales son de especial importancia en la disposición de equilibrio de una playa y,
más concretamente, en su forma en planta, dada su importancia en el potencial
transporte de arena. Bajo la hipótesis ya planteada por Iribarren (1949), que una playa
alcanza un estado de equilibrio estático cuando las corrientes netas longitudinales son
nulas (V  0), González (1995) a partir de una expresión analítica de corriente longitudinal
nula, llega a la siguiente ecuación diferencial, la cual se cumple en playas en equilibrio
estático:
H
CF
 K 2 dH
que integrando queda: C  F  K 2 H
Ho
Donde la línea de costa en equilibrio, C, se define por el frente de ola en la zona de
rotura, F, más una relación proporcional, K2, al gradiente longitudinal de altura de ola
(H). Cuando un oleaje incide en una barrera o dique, tal como se muestra en la figura
19, se presentan efectos de refracción y difracción detrás del mismo, quedando definidas
tres regiones desde el punto de vista del oleaje: La región 1, donde no existe efecto del
dique sobre el oleaje, los gradientes de altura de ola son prácticamente cero y los frentes
del oleaje permanecen invariables, en la región 2 se presentan gradientes de altura de
ola y los frentes sufren solo efecto de refracción y la región 3 donde existen gradientes de
altura de ola y giro de los frentes debido a la refracción-difracción del oleaje. El punto
(P0) de la figura 19, corresponde al límite "aguas abajo" de la playa, donde no existen
gradientes longitudinales de altura de ola debidos al dique y que de acuerdo al modelo, la
costa en equilibrio es igual al frente de ola (C = F).
Existen formulaciones empíricas que permiten estimar cuál es la forma en planta de
playas ubicadas en la zona de sombra de un cabo o elemento de protección.
Hsu et al. (1989) propusieron para la forma en planta de una playa la expresión:
R 


  = C0 + C1   + C2  


 R0 
2
donde:
R = radio vector, tomado desde el punto de difracción, que define la forma de la
playa.
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R0 =
radio vector, tomado desde el punto de difracción, correspondiente al
extremo no abrigado de la playa.
C0,C1,C2 = coeficientes (función de ).
 = ángulo (fijo) formado entre el frente de oleaje y el radio vector R0.
 = ángulo (variable) entre el frente de oleaje y el radio vector R.
SES1= WFP
Po•
SES 2= WFB 2 - K4 H
Línea de Costa en
Equilibrio Estático
SES 3= WFB3 - K4 H
REGIÓN 1
REGIÓN 2
REGIÓN 3
H, T, 
Frente del oleaje en
cercanías del punto de control (FPC)
Punto de Control
Figura 24. Esquema general de una playa encajada en equilibrio.
González et al. (2000) plantea una metodología para el diseño de playas encajadas a
partir de la formulación de Hsu. En el método desarrollado min (ángulo que define
el límite entre las zonas 1 y 2 en el punto Po), es función de: el número de longitudes de
onda o distancia adimensional que exista hasta la línea de costa (Y/L), siendo Y la
distancia a la línea de costa y L la longitud de onda y la dirección del frente del oleaje,
que corresponde con la dirección del flujo medio de energía en la zona del polo de
difracción (punto de control). En la Figura 24 se muestra de forma resumida la
metodología para obtener la forma en planta de equilibrio.
Nótese que en el caso que no exista punto de difracción, o que éste no afecte a la playa,
la alineación de la misma será paralela al frente del oleaje que corresponde con la
dirección del flujo medio de energía.
Para llevar a cabo el ajuste descrito anteriormente además de conocer la dirección del
oleaje medio incidente, es necesario conocer la posición de los polos de difracción, ya
que determinan la configuración de equilibrio en planta de la playa. Para el ajuste de la
forma en planta actual, se ha utilizado como polo de difracción el propio cabo de Tossa
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mientras que para la situación futura, el polo de difracción viene determinado por la
conexión de la alineación del Puerto en el arranque con el dique de abrigo.
Mediante la metodología descrita anteriormente se ha ajustado la formulación de forma
en planta de equilibrio a la línea de costa actual de las zonas de interés a dado que es la
información disponible en el momento.
Para la descripción de los resultados del análisis en planta de las playas se hace en
referencia a la tramificación realizada en la Figura 25.
Cuadro A.II.5. Forma en planta de Equilibrio Estático. Playas encajadas
La forma en planta de equilibrio estático de una playa encajada puede ser representada por la expresión parabólica de
Hsu y Evans (1989). En las Figuras y Tablas adjuntas se definen los parámetros necesarios de dicha formulación:
X/L
L = longitud de onda en ho
Po
Ro
REGIÓN 1
REGIÓN 2
Y/L
R
REGIÓN 3
min
ho
DIQUE
Punto de Control
Oleaje: H, T

R =C +C 
+C2
0
1
Ro


2
( )
3
Coeficientes
2
C1
1
C0
0
C2
-1
10
20
30
40
50
60
70
80
El uso de dicha expresión para el diseño de playas puede ser realizado
por medio de la metodología desarrollada por González (1995). Esta
metodología propone que el ángulo,  = 90º - min , está determinado
por la distancia, (Y/L), entre la playa y el punto de control, pudiendo
obtenerse los valores de min de la Figura adjunta:
80
Costa Norte:
Costa Oeste:
Costa Suroeste:
Costa Mediterránea:
70
60
T = 16 s
T = 17 s
T = 13 s
T = 11 s
min
50
40
30
Playas Españolas en Equilibrio
20
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
o
C0
C1
C2
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
0.054
0.054
0.054
0.052
0.050
0.046
0.041
0.034
0.026
0.015
0.003
-0.011
-0.027
-0.045
-0.066
-0.088
-0.112
-0.138
-0.166
-0.196
-0.227
-0.260
-0.295
-0.331
-0.368
-0.405
-0.444
-0.483
-0.522
-0.561
-0.600
1.040
1.053
1.069
1.088
1.110
1.136
1.166
1.199
1.236
1.277
1.322
1.370
1.422
1.478
1.537
1.598
1.662
1.729
1.797
1.866
1.936
2.006
2.076
2.145
2.212
2.276
2.336
2.393
2.444
2.489
2.526
-0.094
-0.109
-0.125
-0.144
-0.164
-0.186
-0.210
-0.237
-0.265
-0.296
-0.328
-0.362
-0.398
-0.435
-0.473
-0.512
-0.552
-0.592
-0.632
-0.671
-0.710
-0.746
-0.781
-0.813
-0.842
-0.867
-0.888
-0.903
-0.912
-0.915
-0.910
La dirección del oleaje que se ha de
utilizar en la metodología, corresponde
con el del flujo medio de energía que
alcanza el punto de control, independientemente que la playa sea completa (llegue
hasta Po) o no.
Y/L
Figura 25. Metodología de cálculo para la forma en planta de equilibrio estático en playas
encajadas.
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En las siguientes imágenes se muestra el ajuste en planta realizado siguiendo la
metodología descrita anteriormente. Nótese que la construcción de las obras proyectadas
supondría el basculamiento de la playa actual lo que daría origen a la formación de una
nueva playa. El área de pérdida de material con respecto a la zona actual se estima en
290 m2 mientras que la formación de la nueva playa supondría una nueva superficie de
287 m2. Sin embargo ha de tenerse en cuenta que la construcción del nuevo Puerto
supondría un nuevo polo de difracción frente a los oleajes de componente S y SW,
debilitando así el oleaje para dichas direcciones y que en la actualidad es susceptible de
producir una variación del transporte transversal de sedimentos, manteniendo su
configuración de playa encajada.
Figura 26. Ajuste en planta para la situación actual y futura.
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Figura 27. Basculamiento y formación de nueva playa.
9. PREVISIÓN DE DRAGADOS O TRASVASES DE ARENA
En el presente proyecto no se prevé la necesidad de realizar dragados ni trasvases
artificiales de arena como consecuencia de la influencia de la dinámica litoral de las
configuraciones analizadas.
En la fase de construcción, y dad la batimetría de la zona, no se prevén necesarios
dragados en la zona donde se ubicarán las obras proyectadas.
10. CONCLUSIONES
Dentro de la unidad fisiográfica sobre la que se asienta el conjunto de obras proyectadas,
se encuentra la bahía de Tossa. Dicha bahía está formada por las playas de Punta de Sa
LLonga, Platja Menuda y Platja Gran. El patrón de transporte de sedimentos con una tasa
neta de transporte de sedimentos de Norte a Sur, hace que dicha bahía no se encuentre
afectada por el nuevo puerto proyectado, si bien hay que destacar que la disposición del
dique de abrigo sobre la batimétrica 25 supondrá una barrera total al transporte
longitudinal de sedimentos, sobrepasando las profundidades activas y de cierre y
estableciendo un nuevo límite al sur para la unidad fisiográfica.
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A 2 y 4 kilómetros al Sur del nuevo Puerto se sitúan las playas de Llorell y Canyelles
respectivamente. La situación fisiográfica de dichas playas así como la escasa variación
de la posición de la línea de costa durante los últimos años analizados, permiten
determinar que se tratan de playas con una forma en planta estable cuyas pequeñas
variaciones tanto en planta como en su perfil transversal vendrán condicionadas por la
presencia de temporales en la zona.
El estudio de la dinámica litoral de las obras de construcción de un nuevo puerto
deportivo en Tossa de Mar, permite determinar que la afección de dichas obras se
extiende a las proximidades de la Cala Codolar, cuya forma en planta podrá verse
ligeramente modificada.
Dicha modificación será mínima y está condicionada por la difracción que el dique de
abrigo en su tramo de unión con el dique de arranque, produce sobre el oleaje incidente.
La playa queda en la actualidad al abrigo del Cabo de Tossa que la protege de los
oleajes del primer cuadrante. A pesar de ello, al estar en la parte externa de la bahía, con
una orientación distinta a la de la bahía y sin defensas artificiales, se encuentra mucho
más expuesto que la propia bahía de Tossa frente a los oleajes del tercer cuadrante.
Con la construcción del nuevo Puerto, el oleaje proveniente del tercer cuadrante estará
afectado por el nuevo polo de difracción, perdiendo parte de su energía en su
propagación hacia la costa y favoreciendo aún más la condición de playa encajada.
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