The influence of swash-based reflection on surf zone hydrodynamics: a wave-by-wave approach

Martins, Kévin; Blenkinsopp, Christopher; Almar, Rafaël; Zang, Jun

doi:10.1016/j.coastaleng.2017.01.006

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“…This appears in the local wave steepness (Figure 7a) as rapid fluctuations of the order of 2-2.5 • . This phenomenon is of the same nature as observed in [12], where it was shown that reflected waves caused intra-wave variability of individual wave properties in the surf zone of a prototype-scale laboratory beach. The wave profile evolution displayed in Figure 7d further illustrates this process of interaction with the steeper, larger wave detected around the nadir.…”

Section: Spatial Structure Of the Tidal Boresupporting

confidence: 73%

“…Individual waves and their properties were tracked using the wave-by-wave approach described in [12]. The methodology described in Section 3.1 to extract wave crests can be applied at different along stream positions, which enables the tracking of a wave and its properties in time and space.…”

Section: Spatial Structure Of the Tidal Borementioning

confidence: 99%

“…In freshwater conditions where the presence of foam or air bubbles (required to scatter the incident laser) is scarcer, single point LiDAR has applications for steady water body monitoring [10] as well as for more dynamical systems such as flash floods [11]. In laboratory conditions, Martins, K. et al [12] demonstrated the potential of 2D LiDAR to describe the geometry of breaking waves at prototype scale. This study indicated substantial differences between LiDAR and pressure-derived free-surface measurements at the individual wave scale, highlighting the limitations of linear wave theory in highly nonlinear conditions.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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High Frequency Field Measurements of an Undular Bore Using a 2D LiDAR Scanner

et al. 2017

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Abstract:The secondary wave field associated with undular tidal bores (known as whelps) has been barely studied in field conditions: the wave field can be strongly non-hydrostatic, and the turbidity is generally high. In situ measurements based on pressure or acoustic signals can therefore be limited or inadequate. The intermittent nature of this process in the field and the complications encountered in the downscaling to laboratory conditions also render its study difficult. Here, we present a new methodology based on LiDAR technology to provide high spatial and temporal resolution measurements of the free surface of an undular tidal bore. A wave-by-wave analysis is performed on the whelps, and comparisons between LiDAR, acoustic and pressure-derived measurements are used to quantify the non-hydrostatic nature of this phenomenon. A correction based on linear wave theory applied on individual wave properties improves the results from the pressure transducer (Root mean square error, RMSE of 0.19 m against 0.38 m); however, more robust data is obtained from an upwards-looking acoustic sensor despite high turbidity during the passage of the whelps (RMSE of 0.05 m). Finally, the LiDAR scanner provides the unique possibility to study the wave geometry: the distribution of measured wave height, period, celerity, steepness and wavelength are presented. It is found that the highest wave from the whelps can be steeper than the bore front, explaining why breaking events are sometimes observed in the secondary wave field of undular tidal bores.

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Section: Spatial Structure Of the Tidal Boresupporting

confidence: 73%

Section: Spatial Structure Of the Tidal Borementioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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High Frequency Field Measurements of an Undular Bore Using a 2D LiDAR Scanner

et al. 2017

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“…Nous proposons que ce phénomène résulte de l'interaction entre ondes incidentes et réfléchies, qui génère des noeuds et anti-noeuds d'ondes quasi-stationnaires, dont la position relative au trait de côte varie en fonction de la fréquence de l'onde et de la pente du fond. Un phénomène similaire a déjà été observé en laboratoire par BATTJES et al (2004) ou pour les vagues par MARTINS et al (2017). .…”

Section: Transferts D'énergieunclassified

Transferts d'énergie et réflexion des ondes infragravitaires au niveau d'une plage dissipative

Bertin¹,

Bakker²,

Guérin³

et al. 2018

XVèmes Journées, La Rochelle

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Résumé :Les ondes infra-gravitaires (IG) sont des ondes de surface avec des périodes de l'ordre de 25 à 250 s liées à la présence de groupes dans les vagues incidentes. Lors d'épisodes de forte houle, les ondes IG ont une contribution essentielle dans la dynamique hydrosédimentaire des zones littorales, particulièrement au niveau des plages dissipatives. Notre étude repose sur une campagne de mesures inédite, réalisée au niveau de la plage dissipative de Saint-Trojan (SO de l'Ile d'Oléron) pendant la tempête Kurt (03 février 2017), caractérisée par des vagues incidentes au large de hauteur significative supérieure à 9 m et de périodes de pic atteignant 22 s. Les données expérimentales sont complétées par l'application du système de modélisation XBeach, afin de mieux comprendre les mécanismes de génération et les transformations des ondes IG en eau peu profonde. L'analyse des données expérimentales révèle la présence d'ondes IG exceptionnelles, dont la hauteur significative atteint 1.85 m. XBeach permet de reproduire le développement de telles ondes IG et l'analyse des résultats numériques révèle que leur développement est amplifié par la présence d'un déphasage avec l'enveloppe de l'énergie des vagues incidentes. L'analyse spectrale de la surface libre mesurée et modélisée montre le développement d'ondes IG super-harmoniques, dont l'énergie est dissipée en eau peu profonde et d'ondes IG subharmoniques, qui dominent le contenu spectral de la surface libre le long du rivage. L'analyse des données expérimentales montre une forte modulation tidale de la réflexion des ondes IG, avec une réflexion presque totale à marée haute (R²~1.0) et une réflexion plus faible à marée basse (R²~0.3-0.5). Cette modulation tidale est expliquée par l'augmentation de la pente du fond vers le haut de plage. Les coefficients de réflexion obtenus restent cependant très élevés pour une plage dissipative, ce que nous expliquons par le développement d'ondes IG subharmoniques de période de l'ordre de 300 s, qui subissent très peu de dissipation.

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“…Néanmoins, en eau peu profonde, ces techniques ne permettent pas de bien reproduire l'amplitude des plus grosses vagues. MARTINS et al (2017) ont montré que, avant le déferlement, la théorie linéaire pouvait sous-estimer jusqu'à 30% la hauteur individuelle des vagues. Cependant, la mesure précise des vagues est capitale pour l'étude de la dynamique hydrosédimentaire en zone côtière.…”

Section: Introductionunclassified

Étude comparative des méthodes de reconstruction du champ de vagues à partir de la mesure de pression : Application à la plage de La Salie

Mouragues¹,

Bonneton²,

Lannes³

et al. 2018

XVèmes Journées, La Rochelle

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Résumé :La reconstruction du champ de vagues basée sur la théorie linéaire, communément appelée méthode de la fonction de transfert, décrit assez bien les caractéristiques moyennes des vagues. Elle est couramment utilisée pour déterminer les paramètres statistiques des vagues mais sous-estime la hauteur des plus grosses vagues. Cependant, bien estimer ces vagues énergétiques est primordial pour l'étude des risques côtiers lors d'évènements extrêmes. La reconstruction linéaire nécessite l'application d'une fréquence de coupure du spectre d'énergie qui induit une perte d'information. Des techniques empiriques qui essaient de combler artificiellement le spectre d'énergie n'améliorent que très peu les plus grosses vagues. Récemment, des formules simples à implémenter permettant des reconstructions linéaires et non-linéaires ont été développées. Nous présentons et comparons dans cet article différentes méthodes de reconstruction du champ de vagues à partir de la pression mesurée au fond lors d'une campagne de mesure réalisée sur la plage de La Salie en avril 2017. Notre étude est centrée sur des vagues très non-linéaires et faiblement dispersives. Une analyse vague à vague met en évidence la capacité de la reconstruction non-linéaire faiblement dispersive à reproduire la hauteur et l'asymétrie des plus grosses vagues contrairement à la formule linéaire couramment utilisée en ingénierie côtière. Mots-clés : Théorie linéaire, non-linéarité, capteurs de pression, reconstruction du champ de vagues.

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The influence of swash-based reflection on surf zone hydrodynamics: a wave-by-wave approach

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High Frequency Field Measurements of an Undular Bore Using a 2D LiDAR Scanner

High Frequency Field Measurements of an Undular Bore Using a 2D LiDAR Scanner

Transferts d'énergie et réflexion des ondes infragravitaires au niveau d'une plage dissipative

Étude comparative des méthodes de reconstruction du champ de vagues à partir de la mesure de pression : Application à la plage de La Salie

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