Modelling shoreface-connected sand ridges observed at the inner shelf of the Ebro delta

Abstract

The large amount of sand provided by coastal erosion in the river mouth and the combination between high-speed currents induced by Mistral wind and severe wave-storm events might have been the favourable conditions in the Ebro delta for the formation of structures that can be considered the initial stages of shoreface-connected sand ridges development. This type of dynamic submerged structures are elongated sand bed forms that evolve during storms when high waves and intense storm-driven currents erode and transport sediment by exerting shear stresses at the sandy seabed. The morphological characteristics of these sand ridges are investigated for the case of the Ebro delta with two adapted codes called Morfo25 and Morfo62, based on linear stability analysis, and designed to describe inner shelf and surf zone morphodynamics, respectively. The hydrodynamic and geomorphological conditions of the Delta are applied on both models and the modelled results are analyzed and compared with the obtained data in the Ebro delta. Model results presents shoreface-connected sand ridges with morphological characteristics similar to those of the Ebro Delta, thereby confirming the hypothesis. It is proved that these ridges requires of strong NW wind and E-SE storm events at the same time. Furthermore, an improved description of wave processes does not have any effect on their characteristics because waves are shore-normal.

La gran cantidad de arena proporcionada por la erosión costera en la desembocadura del río y la combinación de fuertes corrientes inducidas por viento Mistral y olas generadas por las tormentas podrían haber sido las condiciones favorables en el delta del Ebro para la formación de estructuras que pueden considerarse las etapas iniciales del desarrollo de crestas de arena en la placa continental (shoreface-connected sand ridges). Este tipo de estructuras sumergidas dinámicas son crestas de arena alargadas que evolucionan durante las tormentas cuando las altas olas y las intensas corrientes erosionan y transportan los sedimentos ejerciendo tensiones de corte en el lecho marino. Las características de estas crestas se investigan para el caso del delta del Ebro con dos códigos adaptados, Morfo25 y Morfo62, basados en el análisis de estabilidad lineal, y diseñado para describir los procesos morfodinámicos de la plataforma continental y de la zona de oleaje, respectivamente. Las condiciones hidrodinámicas y geomorfológicas del Delta se aplican en ambos modelos y los resultados modelados se analizan y comparan con los datos obtenidos en el delta del Ebro. Los resultados de los modelos presentan shoreface-connected sand ridges con características similares a éstas del delta del Ebro, confirmando así la hipótesis. Es demostrado que estas crestas requieren de fuerte viento NO y tormentas del E-SE al mismo tiempo. Además, una mejor descripción de los procesos del oleaje no tienen ningún efecto en sus características porque las olas son perpendicular a la orilla.

La gran quantitat de sorra proporcionada per l'erosió costanera a la desembocadura del riu i la combinació entre els forts corrents induïts pel vent de Mistral i les onades generades per tempestes podrien haver estat les condicions favorables del delta de l'Ebre per a la formació d'estructures que es poden considerar les etapes inicials del desenvolupament de les crestes de sorra a la placa continental (shoreface-connected sand ridges). Aquest tipus d'estructures submergides dinàmiques són crestes allargades que evolucionen durant les tempestes, quan les ones altes i els corrents intensos de la tempesta erosionen i transporten sediments exercint tensions al fons de fons de sorra. Les característiques s'investiguen pel cas del delta de l'Ebre amb dos codis adaptats, Morfo25 i Morfo62, basat en l'anàlisi d'estabilitat lineal, i dissenyat per a descriure els processos morfodinàmics de la plataforma continental i de la zona de surf, respectivament. Les condicions hidrodinàmiques i geomorfològiques del Delta s'apliquen en ambdós models i s'analitzen els resultats modelats i es comparen amb les dades obtingudes en el delta de l'Ebre. Els resultats dels models presenten shoreface-connected sand ridges amb característiques similars a aquestes del delta de l'Ebre, confirmant així la hipòtesi. És demostrat que aquestes crestes requereixen de fort vent NO i tempestes de l'E-SE al mateix temps. A més, una millor descripció dels processos de l'onatge no tenen cap efecte en les seves característiques perquè les onades són perpendicular a la riba.