Flow dynamics over a high, steep, erosional coastal dune slope

Davidson, Samuel G.; Hesp, Patrick A.; DaSilva, Marcio; Silva, Graziela Miot da

doi:10.1016/j.geomorph.2022.108111

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“…As documented, for example, by Arens (1997), Bauer and Wakes (2022), Davidson et al. (2022), Hesp (1989), Hesp et al. (2005, 2015), Hilton et al.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 81%

“…Sand is then delivered up the vegetated slope to the foredune crest. Several field observations of flow up steep slopes (e.g., Davidson et al., 2022) show that the flow and sand cloud will follow the slope topography and continue to do so past a break in slope. This means that the sand is launched into the air higher above the bed when the slope changes to a lower gradient.…”

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

“…,Bauer and Wakes (2022),Davidson et al (2022),Hesp (1989),Hesp et al (2005Hesp et al ( , 2015,Hilton et al (2016),Pattanapol et al (2007),Petersen et al (2011), and Wakes et al (…”

mentioning

confidence: 99%

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Skimming Flow and Sand Transport Within and Above Ammophila (Marram) Grass on a Foredune

et al. 2023

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The aeolian erosion and deposition patterns in vegetated areas are strongly influenced by the type of flow regime, which in turn depends on several factors including plant distribution, morphology, and density (see Hesp et al., 2019 for review). In the case of beach-dune systems, it is widely accepted that vegetation causes a reduction of wind velocity and acts as a trap of sand transported by the wind promoting accretion or dune growth (e.g.,

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“…As documented, for example, by Arens (1997), Bauer and Wakes (2022), Davidson et al. (2022), Hesp (1989), Hesp et al. (2005, 2015), Hilton et al.…”

Section: Resultsmentioning

confidence: 81%

Section: Discussionmentioning

confidence: 99%

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Skimming Flow and Sand Transport Within and Above Ammophila (Marram) Grass on a Foredune

et al. 2023

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“…Sherry et al, 2009;Walker & Nickling, 2002;Walker et al, 2021). Incident streamlines moving across the beach are forced to converge up the stoss slope of the dune, and the flow accelerates towards the crest (Chapman et al, 2012(Chapman et al, , 2013Davidson et al, 2022;Hesp et al, 2005Hesp et al, , 2015Walker et al, 2009Walker et al, , 2021. Fractional velocity increases (amplification factors) in near-surface flows of between 40 and 80% are not uncommon at the crest of hills and dunes (Bowen & Lindley, 1977), leading to vertical velocity profiles with a speed-up zone in the lower 2 m.…”

Section: Wind Flow Across Scarped Foredunesmentioning

confidence: 99%

CFD simulations of wind flow across scarped foredunes: Implications for sediment pathways and beach–dune recovery after storms

Bauer

Wakes

2022

Earth Surf Processes Landf

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Beach–dune systems are dynamic geomorphic environments subject to erosion during storms and reconstruction during swell‐dominated inter‐storm periods. Wave‐cut scarps are frequently carved into the beach–dune profile, occasionally eroding the stoss slope of the foredune. Although the rapid phases of erosion have been researched and modelled extensively, relatively little is known about beach–dune recovery, especially scarp healing by aeolian processes. Computational fluid dynamic (CFD) modelling was deployed in this study to yield insights into different flow patterns across beach–dune profiles with three model foredunes (unscarped, 1 m scarp, 2 m scarp) for varying wind approach angles (α = 0–45°). The results show that the presence of a scarp substantially modifies the flow dynamics on the backbeach in front of the foredune. Vertical profiles of turbulence kinetic energy indicate that the influence of this flow‐modified zone extends out to about −7h from the scarp base (where h is the scarp height). The reduction in onshore wind speed that is characteristic of this flow‐modified zone favours sand deposition on the backbeach and sand ramp development at the base of the scarp. Shore‐normal wind approach angles yield discontinuous roller‐like vortices with reversing (offshore) flow components at the sand surface, accompanied by the evolution of echo dunes. Oblique wind approach angles yield corkscrew (helicoidal) vortices that lead to the formation of continuous sand ramps alongshore. A conceptual model of scarp healing based on ideas previously discussed in the literature and enhanced by the CFD simulation results highlights the importance of sand ramps for reconnecting the transport system on the beach to the foredune stoss slope, thereby facilitating foredune growth and maintenance.

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“…Cette forme de régénération démontre une forme de résilience à la montée du niveau marin, et ceci conforte les résultats de récentes études démontrant que les évolutions du trait de côte en réponse à la montée du niveau marin ont une amplitude bien inférieure aux changements observés lors des événements de tempête et de régénération(DAVIDSON-ARNOTT & BAUER, 2021 ;HARLEY et al, 2022). Les vitesses et taux de régénération des cordons dunaires ne pouvant se résumer à la taille et pente des dunes, de futures analyses sur différents paramètres tels que la largeur de plage(ITZIN et al, 2021 ;NICOLAE-LERMA et al, 2022), la disponibilité sédimentaire(DAVIDSON et al, 2022), le climat de vents(COHN et al, 2018), la couverture végétale (DURAN & MOORE, 2013), etc., doivent être approfondies. Le contexte géologique et hydrodynamique à plus grande échelle spatiale et temporelle doit aussi être pris en compte, lorsque les données disponibles le permettent, afin d'expliquer des tendances à plus long terme, comme c'est le cas pour le site de Formby qui ne montre aucun signe de régénération et qui fut en érosion chronique ces 10 dernières années.…”

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Erosion et reconstruction des cordons dunaires le long de la façade Atlantique européenne

BURVINGT¹,

Castelle²,

Marieu³

2022

XVIIèmes Journées, Chatou

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Comprendre l'évolution passée et future des cordons dunaires représente à la fois un enjeu scientifique mais également sociétal et économique puisque que ces dunes représentent des barrières naturelles face à la submersion marine et au recul du trait de côte. En s'appuyant sur une importante base de données LiDAR aéroportées couvrant plusieurs années marquées par des tempêtes extrêmes, cette étude permet d'étudier les périodes d'érosion et de reconstruction des cordons dunaires dans un contexte de tempêtes extrêmes à l'échelle du littoral Atlantique européen. Huit cordons dunaires, s'étendant du nord-ouest de l'Angleterre au sud-ouest de la France et fortement exposés aux vagues des tempêtes de l'hiver 2013/2014, furent sélectionnés pour cette étude. La comparaison quantitative et qualitative des réponses dunaires a montré que les caractéristiques du système de barres sableuses d'avant côte et la morphologie des dunes avaient un rôle prépondérant dans l'uniformité et l'amplitude des processus d'érosion. Les résultats de cette étude ont également montré que les taux et vitesses de reconstruction sont très variables parmi les huit sites d'étude six ans après les tempêtes (de 29 à 100%). La reconstruction dunaire peut prendre différentes formes, avec un retour progressif du profil de dune à l'état pré-tempête, ou une translation du profil de dune en hauteur. Les modalités de reconstruction de ces dunes, qui doivent encore être approfondies, apportent de précieuses informations quant aux possibilités d'adaptation d'une partie des cordons dunaires européens à la montée du niveau marin et à une possible fréquence accrue d'événements de tempête.

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Flow dynamics over a high, steep, erosional coastal dune slope

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Skimming Flow and Sand Transport Within and Above Ammophila (Marram) Grass on a Foredune

Skimming Flow and Sand Transport Within and Above Ammophila (Marram) Grass on a Foredune

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Erosion et reconstruction des cordons dunaires le long de la façade Atlantique européenne

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