Resumo
A caracterização da zona de rebentação é essencial em estudos de hidrodinâmica costeira e de transporte de sedimentos. A localização e a extensão da rebentação são dois dos principais parâmetros porque determinam o balanço sedimentar e a estabilidade das estruturas costeiras. Este projeto tem por objetivo contribuir para a compreensão e modelação numérica dos fenómenos de rebentação das ondas e do transporte de sedimentos em zonas costeiras.

O projeto iniciar-se-á pela realização de ensaios sistemáticos em laboratório para estudar a física associada à rebentação das ondas e determinar os valores necessários ao estabelecimento do novo modelo de rebentação. Os ensaios serão realizados para diferentes perfis de fundo e diferentes condições de agitação incidente. Através da análise dos valores medidos de elevação da superfície livre e de velocidades das partículas, serão calculados os valores do RTFN e analisada a influência do declive do fundo e do nível de água nesses valores.

O novo modelo de rebentação será primeiramente incluído em modelos de propagação de ondas de resolução de fase, tais como o FUNWAVE, FEM_NMSL ou NWO_WL, pois as suas formulações permitem calcular diretamente as variáveis necessárias ao índice RTFN. A inclusão do modelo de rebentação em modelos de média em fase constitui também uma tarefa a realizar.

Serão efetuadas duas campanhas de campo (Península do Ancão e Costa da Caparica), para obter dados essenciais ao conhecimento da dinâmica da rebentação e ao transporte de sedimentos associado. As campanhas de campo fornecerão um conjunto de dados com medições simultâneas de velocidades das partículas, de pressão, e da variação do fundo em diferentes pontos.

Este conjunto de dados de campo servirá para validar os modelos numéricos desenvolvidos durante o projeto e para analisar a influência das assimetrias horizontais e verticais da onda no fluxo de sedimentos e na morfodinâmica das praias. Serão calculadas as taxas líquidas de transporte, testadas diferentes parametrizações empíricas para as referidas assimetrias e desenvolvidas novas parametrizações empíricas para a taxa líquida do transporte de sedimentos. O critério RTFN será também utilizado para melhorar as parametrizações empíricas das assimetrias.



Objetivos
A hidrodinâmica na zona após a rebentação é um aspeto muito pouco estudado, principalmente para perfis de fundo complexos, tais como o perfil barra-fossa, em que existe uma primeira rebentação e, posteriormente, uma reformação da onda. Além disso, nos modelos numéricos de simulação, o início, o fim e a duração da rebentação são descritos recorrendo a parâmetros que têm que ser calibrados e ajustados sem qualquer base teórica ou experimental para as diferentes condições de agitação incidente e de batimetria.

O objetivo do projeto é contribuir para a compreensão e modelação numérica dos fenómenos de rebentação das ondas e do transporte de sedimentos em zonas costeiras.

Mais concretamente, os objetivos são:

• a realização de ensaios laboratoriais para determinação do número de Froude RTFN, no inicio, durante e no fim da rebentação;
• o desenvolvimento de um novo modelo de rebentação baseado no conceito do RTFN e implementação em modelos de propagação de ondas de resolução de fase e de média em fase;
• a análise dos efeitos da não-linearidade das ondas no fluxo de sedimentos e na morfodinâmica;
• o melhoramento de modelos de transporte de sedimentos e formulações empíricas, através da análise dos efeitos da assimetria da onda no transporte transversal de sedimentos (cross-shore), no desenvolvimento/validação de modelos de transporte de sedimentos; na parametrização das assimetrias e do transporte;
• o desenvolvimento de um sistema de medição da batimetria baseado em cabos de fibra ótica. Realização de testes laboratoriais para teste do equipamento;
• a realização de campanhas de campo para medição de ondas, correntes e de topo-batimetria. Os dados obtidos serão usados para a validação dos modelos desenvolvidos ou melhorados durante o projeto (de rebentação, resolução de fase ou de média em fase e modelos de transporte de sedimentos).

Campanhas de campo
Para estudar a dinâmica da rebentação da onda e o transporte sedimentar (cross-shore), estão previstas duas campanhas de campo de cerca de uma semana nos seguintes locais:

• Praia de Faro, Península do Ancão;
• Praia da Saúde, Costa da Caparica.

Para cada um dos locais, serão efetuadas medições da velocidade, pressão e da batimetria/topografia na zona de empolamento e de rebentação. As correntes serão medidas com ADCP e EMCM. As medições de pressão e profundidade serão efetuadas com recurso a transdutores de pressão instalados ao longo do perfil submerso. A batimetria será medida através de uma ecossonda, sincronizada a RTK-DGPS para correção de maré em tempo real. A topografia será adquirida com o RTK-DGPS e com uma técnica inovadora baseada em fibras óticas que, a ter sucesso, se tornará numa patente tecnológica.


Tarefas
O projeto encontra-se dividido nas seguintes tarefas:

1. Ensaios experimentais em canal;
2. Desenvolvimento de um novo critério de rebentação baseado em RTFN;
3. Implementação em modelos numéricos de propagação de ondas do critério de rebentação RTFN;
4. Medições no campo;
5. Modelação numérica do transporte de sedimentos.

Resultados esperados

• Melhoria do conhecimento e da modelação numérica dos fenómenos de rebentação de ondas e do transporte de sedimentos;
• Desenvolvimento de um novo modelo de rebentação baseado no RTFN;
• Aperfeiçoamento de modelos de propagação de ondas (resolução e média em fase);
• Análise dos efeitos da não-linearidade das ondas no fluxo de sedimentos e na morfodinâmica;
• Desenvolvimento/melhoramento de modelos de transporte de sedimentos e de fórmulas de transporte;
• Desenvolvimento de um equipamento que permita efetuar medições da batimetria;
• Base de dados com resultados das campanhas de campo efetuadas na Praia de Faro na Península do Ancão e na Praia da Saúde (Costa da Caparica).

Outros Projetos da equipa

• MADYCOS -Análise multidisciplinar integrada da dinâmica sedimentar e da contaminação fecal em sistemas costeiros intermitentes. Projeto FCT - PTDC/ECM/66484/2006
• MOIA -Modelo operacional de gestão portuária. Projeto FCT - PTDC/ECM/73145/2006
• GUIOMAR – Geo(graphical) User Interface for Coastal and Marine Modeling . Projeto FCT - PTDC/AMB/67450/2006
• Novas abordagens de proteção para a costa portuguesa. Projeto FCT - PTDC/ECM/66516/2006
• BAYBEACH – Evolução e Gestão de Praias Encastradas em Ambientes Contastrantes, Projeto FCT – PTDC/CTE-GEX/66893/2006
• MICORE – Morphological impacts and coastal risks induced by extreme storm events; 7 th EU Framework Programme
• INSHORE – Integrated system for high operational resolution in shore monitorization, Projeto FCT – PTDC/AMB/73169/2006
• CIRCO – Climate changes from isotopic records during the Holocene in south-western Iberia, Projeto FCT – PTDC/CLI/66393/2006
• DETI – Dynamic of Ephemeral tidal inlets, Projeto FCT – PTDC/MAR/65585/2006
• SANDEX - Extração de areias na plataforma continental portuguesa: impactos e evolução morfodinâmica. Projeto FCT - PTDC/ECM/70428/2006
• TRANSKEW - Measurements of sand transport induced by skewed waves and currents. Hydralab III - HyIII-Delft1.
• EMERA - Estudo da morfodinamica da embocadura da ria de Aveiro. Projeto FCT - POCTI/ECM/59958/2004
• G-Cast – Aplicação da computação GRID num sistema de simulação e previsão da morfodinâmica em zonas costeiras. Projeto FCT - GRID/GRI/81733/2006
• MURANO – Muros das Marinhas de Sal da Ria de Aveiro. Projeto FCT - PTDC/ECM/65589/2006