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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.

Nesta comunicação, descreve-se o sistema HIDRALERTA (sistema de previsão e alerta de inundações em zonas costeiras e portuárias), sistema em ambiente SIG que tem como ideia-base a utilização de previsões da agitação marítima (a 180 horas) para calcular os seus efeitos na costa, nomeadamente em termos de galgamentos e inundações. Dos desenvolvimentos mais recentes ou em curso destacam-se: a construção de mapas de risco costeiro, a partir da análise de uma série de 30 anos de dados de agitação marítima; o desenvolvimento e aplicação do sistema de alerta e da plataforma WEB para a zona da praia de São João da Caparica e para o porto e baía da Praia da Vitória (Terceira, Açores); a aplicação, com recurso a ferramentas SIG, de metodologias quantitativas de análise das consequências do galgamento/inundação (por exemplo, o Processo de Análise Hierárquica

The behaviour of a coastal structure depends on the nearshore hydrodynamics which isdependent from waves and their interaction with the structure. The knowledge of the wave transformationand breaking characteristics close to coastal structures becomes crucial for understanding the physicalprocesses that are involved and to the design of those coastal structures. Physical models and laboratoryexperiments are important tools for a better knowledge and characterization of these phenomena. In thiswork, wave flume tests were performed to analyse the wave hydrodynamics in the vicinity of a structure,constructed with a typical slope of a rubble-mound breakwater. We measured the free surface elevationand velocities by means of resistive probes and Acoustic Doppler Velocimetry. The results enable theidentification of complex phenomena in velocity field and several changes in the velocity field and waveheight caused by set-up, reflexion and wave breaking due to the presence of the structure. The increase ofthree-dimensional effects in the vicinity of the structure was also verified. The reliable experimental datacould be used to numerical models data validation.

Monitoring of water particle velocity on the sea bed is crucial to study morphological shore changes in a coast at intermediate and shallow water depth under progressive surface waves and tidal flow current. Therefore, 3-D particle velocity was monitored continuously at the bottom of Santa Maria del Mar (SMM) beach (SW Spain) by means of a single point current meter during 3 weeks in 2007 since August 28. The current meter was placed at 0.45m above the seabed in order to acquire instantaneous velocity. Wave properties (height and period) were taken from the nearby wave buoy and tidal data were taken from a tidal gauge station. Wave-induced bottom particle velocities were obtained during spring and neap tides at a d/L (depth over wave length) parameter ranging from 0.06 to 0.3. Bottom water particle velocity near the seabed ranges from 0 to ± 0.5 m/sec of which about 82% does not exceed 0.2 m/sec during monitoring. Therefore, only 18% of the surveyed water particle velocities exceed the critical Shield parameter of the beach sand (d50 = 0.23mm) which is about 0.05-0.2 depending on Reynolds number. Results show that maximum horizontal speed is obviously lower during the slack tide (high or low tide) in comparison with flood tide and ebb tide. Moreover, speed is higher during ebb tide in comparison to adjacent flood tide, with steady wave climate. Finally and among other conclusions, the maximum real values of the bottom current surveyed in SMM, as well as the Shield parameter, substantially coincide with the theoretical estimates calculated for a given wave and tidal climate.

No domínio específico do projeto e construção de obras marítimas e portuárias, ao contrário de outro tipo de obras de engenharia, não existe normativa de carácter obrigatório. No entanto, embora não haja legislação específica, existem, em diversos países, recomendações nacionais que reúnem os conceitos e critérios necessários ao Projeto, de forma a melhorar a segurança e otimizar obras de grande importância económica. Normalmente as recomendações focam não só o dimensionamento e construção de obras marítimo-portuárias e costeiras, novas ou extensão das existentes, mas também a sua monitorização e manutenção. Esta comunicação resume as recomendações internacionais existentes, já que em Portugal não há normativas nem recomendações nacionais para apoio ao dimensionamento hidráulico/estrutural de obras marítimas, incluindo as específicas para o dimensionamento geotécnico de obras marítimas e uma breve comparação entre elas.

The need for shelter zones in coastal areas leads to the construction ofstructures for shore protection such as breakwaters. Its design is mainly made based insemi-empirical formulas [1] [2] [3] and in the experience of the project designer, being thee ectiveness of the breakwater carried out through physical modelling.The Harbours and Maritime Structures Division of National Laboratory (NPE, portugueseacronym) for Civil Engineering (LNEC, portuguese acronym) have developed several ex-periments in bidimensional and tridimensional models. Through this experiments, thestability of the breakwater is tested and the evaluation of damage is made by counting thearmor units dislocated (movements or displacements).This damage evaluation is currentlydone by visual inspection thus being a subjective method where some relevant movementsmay go unnoticed.

Rubble-mound structures are commonly used for coastal and port protection and needs aproperly design as well as inspection and maintenance during its lifetime. The design of such breakwatersusually requires a physical scale model to be tested under different irregular incident wave and tideconditions in order to evaluate its hydraulic and structural behaviour, namely the stability of the proposeddesign. Armour units displacement and fall analysis in physical models are then a key point in the designverification and usually requires a trained technician. In this work, an algorithm made in Matlab® ispresented, consisting in digital images processing and analysis which allows automatic and precisedisplacement detection as well as its location in time and space. For a selected displacement, it is alsopossible to characterize it.

The HIDRALERTA system is current1y being implemented as a novel ear1y warning system to assess the risk of flooding in coastal and port region areas. With forecasted sea wave conditions at coastal and port areas, the system is able to determine the effects of waves in terms of wave overtopping and flooding, to compare those results with pre-specified thresholds, to build alert maps, and, if necessary, to issue alert messages. The system will be applied to two case studies: Praia da Vitória harbor, in Terceira Island, Azores, and Caparica beach, near Lisbon. One of the major inputs of this integrated system is the characterization of sea wave conditions at the site of interest, so that both measured wave data and selected numerical models are used. Numerical models, however, should be calibrated for each area of application. This paper is a contribution to get a better insight of the wave characteristics at one of those case studies, the Caparica beach, to provide adequate calibration of the mentioned numerical models. Therefore, two measurement campaigns were organized at that location, using several instruments. Data was collected and analyzed, then compared with those transferred from the Port of Lisbon wave buoy, by using numerical wave propagation models, which then enabled one to evaluate SWAN's performance and to calibrate some of its parameters. Thus, the paper describes the sea wave characterization using both in-situ data and transferred data from the Port of Lisbon wave buoy, and discusses the SWAN' s strengths and weaknesses to simulate thewave conditions measured at the two above mentioned campaigns.

O sistema HIDRALERTA é um sistema de previsão e alerta de risco de galgamento e inundações emáreas costeiras e portuárias, atualmente em desenvolvimento. Para obtenção das condições de agitação marítimalocais são utilizados modelos numéricos de propagação de ondas, nomeadamente o modelo SWAN. Este trabalhovisa contribuir para uma melhor compreensão das características da agitação marítima local num dos casos deestudo considerados no projeto: a praia de S. João de Caparica. Assim, utilizaram-se os dados recolhidos em duascampanhas de medição naquela zona, os quais foram depois analisados e comparados com os resultados obtidospelo modelo SWAN para o mesmo local. Foi ainda feita a comparação entre os dados fornecidos pela boia daAPL e o modelo SWAN, no local da boia. Estes procedimentos permitiram avaliar o desempenho do modeloSWAN para este local.

Este artigo descreve a aplicação do modelo SWAN-VEG para o lago da barragem de Ilha Solteira - São Paulo, Brasil, que faz parte da Hidrovia Tietê-Paraná, a fim de analisar a influência da vegetação sobre a redução da energia das ondas perto das margens do lago. Primeiramente, o modelo é aplicado, considerando uma profundidade constante em todo o reservatório da barragem e uma pequena área de vegetação localizada junto ao paredão da barragem. São testados vários valores de velocidade e direção do vento, bem como diferentes tipos de vegetação. Em seguida, a batimetria real do lago é considerada, bem como vegetação em determinadas zonas nas margens do lago. Várias condições de vento são testadas e comparadas para as situações com e sem vegetação.

No presente trabalho descreve-se a aplicação de uma metodologia de avaliação do risco de galgamento em zonas costeiras e portuárias ao porto de Ponta Delgada, Açores, dando especial ênfase à avaliação das consequências da ocorrência de galgamentos não admissíveis através de uma análise multicritério (Processo de Análise Hierárquica, AHP).A metodologia de avaliação do risco é efetuada em três fases: Caraterização da agitação incidente nasestruturas do porto; Cálculo do galgamento; Avaliação do risco de galgamento, que inclui a avaliação daprobabilidade de ocorrência de galgamentos (acima de um certo limiar predefinido), assim como a avaliação das consequências dessas ocorrências. Por sua vez, esta avaliação das consequências é efetuada utilizando quer um procedimento simplista de classificação das consequências em termos de graus, quer uma metodologia baseada no AHP.Os resultados da aplicação desta metodologia da avaliação do risco são apresentados sob a forma de mapas de consequências e de risco, ferramentas importantes para o planeamento de operações e de futuras intervenções no porto de Ponta Delgada.

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