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Storms impacting sandy coastal areas produce hazard such as erosion as overwash, in turn, promote risk to life and property damage in occupied areas.

Methodologies to be used in numerical models based on Reynolds-averaged Navier

With the sea level rise and all the processes associated with wave action.

É cada vez mais usual o recurso à modelação numérica para a simulação de eventos de galgamento, inundação e erosão em zonas costeiras. Neste estudo, recorre-se ao acoplamento de dois modelos, SWAN + XBeach (modo surf beat), para a propagação da agitação marítima do largo até à zona de espraio e para reproduzir a evolução morfodinâmica, a fim de avaliar a ocorrência de galgamento e erosão resultantes de eventos meteo-oceanográficos extremos. O local de estudo incide sobre o sector urbano artificializado da Costa da Caparica, que é composto por um campo de esporões e uma estrutura de proteção aderente em toda a extensão, formando seis células de praia arenosa. As simulações cobriram 96 h de forçamentos oceanográficos, representando, assim, a passagem da tempestade Hércules/Christine, entre os dias 3 e 7 de janeiro de 2014. O modelo SWAN propagou com sucesso as condições de agitação marítima para a área de estudo, quando comparado com os dados registados pela boia do Porto de Lisboa. Em relação ao modelo XBeach, este foi capaz de reproduzir alguma da evolução morfodinâmica espectável, contudo a erosão da praia emersa ficou aquém dos relatos documentados, não tendo sido possível avaliar quantitativamente os resultados. O alcance máximo do espraio obtido ao longo deste troço de costa foi inferior ao documentado, o que induz a falhas na previsão de inundações devido ao galgamento. Estes resultados podem ser devidos a uma parametrização inadequada do modelo e/ou à falta de levantamentos topo-batimétricos da praia. Esta abordagem metodológica representa um passo importante para uma melhor estimativa da evolução morfodinâmica na Costa da Caparica devido a eventos de tempestade e significa um importante esforço inicial para melhorar a avaliação dos eventos de galgamento e inundação.

O HIDRALERTA é um sistema de avaliação, previsão e alerta do risco da ocorrência de situações de emergência associadas aos efeitos da agitação marítima (galgamento, inundação e navios amarrados) em zonas costeiras e portuárias. Sendo um sistema de alerta, é fundamental que funcione corretamente, quer em situações correntes (apenas emitindo alertas quando tal se justifique), quer em situações de tempestade. Neste trabalho são apresentados os desenvolvimentos efetuados até à data na validação do sistema em situações de tempestade, com a sua aplicação na simulação do furacão Lorenzo e das depressões Elsa e Fabien. Da análise efetuada pode concluir-se que os alertas emitidos pelo sistema estiveram em oncordância com os danos/ocorrências reportadas localmente, o que contribui para reforçar a confiança no sistema que está a ser desenvolvido. A característica diferenciadora deste trabalho é que a avaliação do risco é efetuada com base nos parâmetros específicos do risco que se pretende prever, como caudais de galgamento ou as forças nas amarrações, e não apenas em parâmetros meteorológicos e oceanográficos.

The effects of a farm of bottom-fixed oscillating flaps on the wave propagation in Almagreira beach (Portugal) are evaluated. The SNL-SWAN (Sandia National Laboratories, Simulating WAves Nearshore) numerical model is validated from 2010 to 2018 against Nazaré wave buoy data and run for 19 years to characterize the wave resource and identify the most common and energetic sea states. By varying number (10 to 100) and configuration of wave energy converters (WECs) an optimal array is identified. Model sensitivity to two methods of determining the transmission coefficient, OBCASEs 1 and 3, is studied by analyzing changes in significant wave height, period and direction. OBCASE 1 overestimates the effects of the farm on the waves and changes result higher in the lee of the array with an increasing number of devices. As a future work OBCASE 2 and 4 will be compared to OBCASE 1 and 3.

Climate change studies already reported sea level rise as an accepted scenario, which induces changes in nearshore wave conditions. A large range of new experiences including water level, run-up, overtopping, hydrodynamic data for different wave steepnesses and directions was performed in the Leibniz Universität Hannover (LUH) wave basin for a rubble mound breakwater with a slope of 1(V):2(H). This work presents, focusing on oblique extreme wave conditions, numerical simulations of the hydrodynamics in that experiment using OpenFOAM®. Results of the wave generation boundary conditions and their propagation, namely levation of the water level free-surface and velocity data at specific locations are compared and discussed with data from experimental measurements acquired by acoustic wave gauges and acoustic doppler velocimeter (ADV) / Vectrino equipment. Although an exact match between numerical and laboratory values was not reached, an appropriate incident wave angle and a reasonable amplitude of velocities and water depths was achieved and the same happened to the statistics of those values.

Para caracterizar a resposta de um trecho do quebra-mar de taludes do porto da Ericeira à agitação marítima nele incidente, realizaram-se no canal de ondas irregulares do LNEC um conjunto de ensaios com um modelo reduzido desse mesmo trecho. Nesta comunicação descreve-se a instalação experimental, incluindo os diversos instrumentos utilizados para medir as séries temporais das várias grandezas de interesse e o programa de ensaios, apresentando-se as grandezas medidas num subconjunto dos ensaios considerado mais interessante. Nestas grandezas incluem-se a elevação da superfície livre associada à agitação incidente, o espraiamento ao longo do talude, o volume de água de água galgado, a pressão em vários pontos da superestrutura e a erosão do manto protetor utilizando um sensor cujo funcionamento se baseia na tecnologia Time of Flight.

An investigation of the applicability of the SWASH model for wave overtopping estimation of a porous structure with a recurved wall was carried out. The results demonstrate the capability of SWASH to predict with good accuracy the mean overtopping discharges when compared to data from physical model tests. Also, detailed validation of the instantaneous wave overtopping shows a reasonable agreement.Whilst free surface is well represented without considering several parametrizations, even for one-layer mode, wave overtopping is very sensitive to any variation in numerical and physical parameters. Wave overtopping simulations are very sensitive to the non-linear Forchheimer coefficient,

This paper focus on the study of different methodologies for surveying two-dimensional scale models of a rubble mound breakwaters.Tests were conducted in one of the LNEC

Este artigo descreve os mais recentes desenvolvimentos do sistema SWAMS ALERT. O sistema consiste em quatro módulos: I - Características da agitação marítima; II - Navegação em áreas portuárias; III - Avaliação de Risco e IV - Sistema de Alerta. O sistema está a ser desenvolvido e implementado numa plataforma web totalmente interativa e amigável.O sistema SWAMS ALERT usa as características da agitação marítima medidas ou previstas para determinar os seus efeitos em termos de movimento vertical excessivo de uma embarcação em manobras que entra ou sai de uma bacia portuária ou em termos de forças em amarras e defensas, bem como de movimentos de um navio amarrado. Para isso, o sistema utiliza um conjunto de modelos numéricos. A comparação dos valores calculados das variáveis relevantes com valores máximos pré-definidos permite a avaliação em tempo real de possíveis situações de emergência ou quando a segurança das operações portuárias estiver em risco e emitir avisos às autoridades competentes; e ainda a construção de mapas de risco, considerando longas séries temporais de ondas de mar medidas ou previstas ou cenários predefinidos associados a alterações climáticas ou eventos extremos.Ilustra-se a aplicação deste sistema ao porto da Praia da Vitória.

The design of certain seawalls / breakwaters has often been required to achieve very low target overtopping discharges when these structures protect vulnerable infrastructure or activities. The balance between economically viable protection and performance requirements is often difficult to achieve without good knowledge on low overtopping. The paucity of data in this space and the high uncertainties associated with existing methods, increase the challenge. The occurrence of a low number of overtopping waves has the consequence that any test results are substantially more affected by the inherent variation of random waves, therefore more uncertain. The physical model test results presented hereafter were successful in obtaining low to very low overtopping discharge data. For low / very low overtopping, these test data present considerable scatter relative to the latest empirical prediction. A number of repetitions was performed for conditions giving very low overtopping discharges, which illustrated the inherent uncertainty associated with low overtopping.

Rubble mound breakwaters (RMB) are the most common maritime structures in Portugal. Their main goal is to reduce the action of waves on the sheltered area of the structure to achieve safety conditions for ships, people and harbour activities.To account and define the need for maintenance or repair works on such structures, it is necessary to evaluate its evolution along its expected lifetime. To predict damages that may occur in those structures and evaluate its importance in terms of structural safety and functionality, it is therefore of utmost importance to follow a monitoring program on such structures. For that purpose, a monitoring mobile tool to be used onsite by the observer would be very useful, adding in this way more efficiency to the existing traditional monitoring techniques used nowadays at LNEC, where visual, systematic, observations are made to attain relevant qualitative evaluation of those structures.Hence, a responsive WebGIS system was developed (Maia et al., 2017) for assisting the observation campaigns, enabling the introduction of photos and videos, their accurate georeferencing, the automatic evaluation of the current, and evolutive, structural state of the structure, and also the checking of physical characteristics of the structure and materials.Besides briefly describing the monitoring tool, this paper focuses primarily on demonstrating its application to a real case scenario of an inspection campaign to the RMB of Ericeira,Portugal, on the 20th of April 2017.

O LNEC tem implementado, desde 1986, um programa designado por OSOM (Observação Sistemática de Obras Marítimas) para quebra-mares de talude localizados em Portugal continental. Para armazenamento, consulta e análise da informação que vai sendo recolhida sobre os diferentes quebramares no programa OSOM, desenvolveu-se no LNEC a aplicação ANOSOM (Análise de Observação Sistemática de Obras Marítimas), a qual tem vindo a ser alvo de diversas atualizações, inclusivamente o manuseamento de nuvens de pontos provenientes de levantamentos dos quebra-mares com sistema de sondador multifeixe e/ou com a ajuda de UAV. Presentemente está em desenvolvimento uma aplicação Web a, ANOSOM_SIG, a qual virá a ser utilizada como interface da base de dados ANOSOM que inclui as funcionalidades de um Sistema de Informação Geográfica (SIG), transformando-se assim, numa ferramenta de gestão de risco em estruturas de proteção costeira e portuária.O objetivo desta comunicação é descrever a aplicação ANOSOM_SIG, bem como as suas funcionalidades até agora implementadas, apresentando alguns exemplos de aplicação.

This paper ilustrates lhe application of a non-linear shallow water numerical model, AMAZON, to study Oscillating Water Column Wave Energy Converters (OWC-WEC) inregrated in vertical breakwaters. This application has been performed within the scope of the research project DITOWEC - Development of an Integrated Tool for Numerical Modelling of Oscillating Water Cohumn Wave Energy Converters Integrated in Vertical Breakwaters. The main objective of DITOWEC is the development of an innovative integrated tool for numerical modeling of wave propagation from offshore to nearshore, of wave-structure interaction and of the complex nonlinear hydrodynamic and aerodynamic phenomena that occur in an OWC-WEC. This development is supported by field data from PICO power plant (Azores) and from two-dimensional experimental data, from physical model tests carried out at LNEC, which are used here for AMAZON calibration/validation. A sensitivity analysis on AMAZON parameters (grid resolution and momentum adjustment factor at vertical barrier) is presented and discussed, centered on wave height obtained near and inside lhe water chamber, amplification factor and phase lag. The obtained AMAZON results are encouraging though more tests are required for different water depths, vertical openings and incoming wave periods, allowing further calibration and validation of the momentum adjustment factor.

Com base em 10 anos de dados de temporais medidos na boía ondógrafo de Sines entre os anos 2001 e 2010, analisaram-se as características de diversos parâmetros da agitação, entre as quais as alturas de onda (significativa e máxima), o período médio e a direção de agitação. Em particular estudou-se a relação entre alturas de onda máxima e alturas de onda significativa durante condições de temporal, compararam-se as relações encontradas com as propostas na literatura e usualmente aplicadas no dimensionamento de quebra-mares verticais, e analisou-se a sua influência na estabilidade dessas estruturas. Verificou-se que os coeficientes de segurança calculados com base em valores de altura máxima registada são inferiores aos calculados com a relação proposta na literatura.

O dispositivo de aproveitamento de energia das ondas de tipo coluna de água oscilante (CAO) é um sistema que foi desenvolvido há já algumas décadas. Em condições de agitação marítima forte, pode ocorrer entrada de ar na câmara-de-ar do dispositivo, pela abertura submersa, comprometendo assim o seu rendimento. A colocação de uma parede vertical submersa, em frente ao dispositivo (UCAO), permite evitar este problema, mas altera o seu desempenho. Neste artigo, o modelo SPH é utilizado para uma primeira análise comparativa da hidrodinâmica dos dois dispositivos. Verifica-se que o factor de amplificação é fortemente condicionado pela dimensão da abertura submersa, reduzindo-se para uma abertura pequena, particularmente para os períodos de onda mais baixos. A amplitude da cava, na câmara de água e em frente ao dispositivo, é menor na configuração de UCAO que na CAO. É, assim, evidente que a UCAO reduz fortemente o risco de sucção de ar na câmara, embora reduza o factor de amplificação, quando comparada com a CAO.

The phenomenon of scour in the vicinity of coastal and harbour protection structures, wind farms, offshore platforms and marine outfalls is one of the causes associated with its collapse. During the design of such structures, the prediction of the maximum erosion depth located in the vicinity of the structure is of utmost importance, requiring, frequently, a validation by scale-model tests. The objective of this study is to validate the use of stereo photogrammetry in such tests. To accomplish this goal, two sets of tests were conducted: A stereo photogrammetric survey of a well-known shape molded in a sand box was carried out in order to infer on the accuracy of the technique when applied to a sand bed. The second set of tests consisted on the survey of the scour around a pile, using the stereo photogrammetric method as well as a bed profiler in order to compare the results obtained with both methods.

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