Modeling of the morphodynamic evolution of a beach in a microtidal environment with XBeach

Beaches are constantly subject to the erosion phenomenon. They have a defense system against the erosion, i.e., the creation of submarine sandbars. Using a numerical model called XBeach it is possible to determine, in terms of eroded volume, the effect that a storm can have on a beach. In particular, Sabaudia beach situated in the Circeo National Park will be analyzed. Breaking waves represent the leading cause of erosion. Typically, water waves are de- scribed using a potential theory with an irrotational flow. When describing breaking waves, consider the flow as irrotational can lead to an approximation which does not properly correspond to reality. Indeed, starting from the Reynolds equations we can de- rive equations for long waves without referring to the potential theory. In XBeach numerical model in addition to provide a bathymetric transepts of the beach, it is necessary to introduce waves conditions in spectral form. Hence, the superposition of waves through wave spectra will be introduced. Some bathymetric transepts of Sabaudia beach can be created and we can compute: eroded volume and variation of the shoreline position. These data allow us to understand when the bars are efficiently or not in the process of defence of the beach. Some identifi- able factors that affect their operation are: distance from shoreline and the number of bars.

Le spiagge sono continuamente soggette al fenomeno di erosione. Un sistema di difesa che hanno autonomanente generato è la creazione di barre sottomarine. Mediante l’utilizzo di un modello numerico chiamato XBeach è possibile determinare, in termini di volumi erosi, l’effetto che una mareggiata può avere su una spiaggia. Nello specifico verrà analizzata la spiaggia di Sabaudia situata nel Parco Nazionale del Circeo. Le onde che frangono sulla battigia rappresentano la principale causa di erosione. General- mente queste sono descritte partendo da una teoria a potenziale con flusso irrotazionale. Considerare il flusso come irrotazione per descrivere le onde frangenti è un’approssimazione troppo lontana dalla realtà. Infatti partendo dalle equazioni di Reynolds è possibile ot- tenere delle equazioni per le onde lunghe senza far riferimento alla teoria a potenziale. Nel modello numerico XBeach oltre a fornire il transetto batimetrico della spiaggia, sarà necessario introdurre le condizioni ondose in forma spettrale. Pertanto nella trattazione delle onde si parlerà anche della descrizione della loro sovrapposizione mediante onde spettrali. Creando alcuni transetti batimetrici della spiaggia di Sabaudia sono stati calcolati: vo- lumi erosi e spostamenti della linea di rive. Questi dati ci permettono di capire quando le barre sono più o meno efficaci nel processo di difesa della spiaggia. Alcuni fattori identi- ficabili che influenzano il loro funzionamento sono: distanza dalla riva e il numero di barre.