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Morphodynamic modeling of tidal inlets and embayments
Tidal inlets and embayments constitute navigation routes and they control thestability of adjacent shorelines and the exchanges of water, sediment and dissolvedmaterial between the ocean and back-barrier lagoons. Tidal inlets are thus of critical and growing socio-economical and environmental importance worldwide. They are oftenexceptionally dynamic, due to the combination of tide- and wave-driven processes. Thisintense dynamics drives fast and large morphological changes, which make their behaviorhard to predict and their sustainable management difficult to achieve. To address thisproblem, the development of morphodynamic modeling systems has emerged over thelast decade as the most promising perspective to understand their behavior and predicttheir evolution. Morphodynamic modeling systems, whose development and successfulapplication to tidal inlets has been growing over the last decade, couple a set of modulesto simulate hydrodynamic circulation, wave propagation, sediment transport and bottomevolution.This chapter provides in introduction a synthesis of the existing quantitative methods to investigate tidal inlets and points out the advantages and limitations of morphodynamic modeling systems compared to physical, empirical and analytical models. The next section describes the main principles of morphodynamic modeling systems and explains how the different modules are coupled together. The following section illustrates through three selected applications the capabilities of morphodynamic modeling systems tosimulate morphological changes of tidal inlets at various time scales, but also toinvestigate the mechanisms that control their development. The final section providessome conclusions and perspectives regarding the morphodynamic modeling of tidalinlets.
Year: 2010
Number Pages:
197-214 pp.
Author(s): Bertin, X.; Fortunato, A. B.; Roelvink, D.
: Geomatic Solutions For Coastal Environments
Editor: Nova Science Publishers, Inc.
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Tidal changes in estuarine systems induced by local geomorphologic modifications
Although rising global sea levels will affect the estuarine flooded areas over the coming decades, the local and regional-scale processes will also induce important changes in these coastal systems. The main aim of this work is to investigate possible tidal changes in estuarine systems induced by local geomorphologic modifications, analyzing the particular case of Ria de Aveiro which is in risk of inundation. Located in the Portuguese west coast, this tidally driven lagoon has a large area of mostly abandoned salt pans, which are in progressive degradation caused by the lack of maintenance and by the strong currents which erode their protective walls.To explore possible tidal changes the hydrodynamic model ELCIRC was applied to Ria de Aveiro to simulate and analyse the impact in the lagoon hydrodynamics of this degradation which results in the enlargement of the lagoon flooded area. A high-resolution grid (grid spacing of the order of 1 m) was developed in order to represent the narrow channels adjacent to the salt pans. The hydrodynamic model was then successfully calibrated and assessed for skill for the Aveiro lagoon through comparison between measurements and model results and quantification of the numerical accuracy. The model was subsequently used to investigate the effect of the flooded lagoon area enlargement on tidal propagation in Ria de Aveiro. Simulations were performed for three geomorphologic configurations, representing the reference or present situation and two flooded scenarios. Results were compared through the analysis of tidal currents, tidal asymmetry and tidal prism.The increase of the lagoon flooded area results in an intensification of the tidal currents, tidal prism and tidal asymmetry. Results also indicate that the tidal prism further increases when the flooding depth increases. Otherwise, changes in tidal currents and in tidal asymmetry pattern are negligible with the increase of the flooded area depth.These results indicate that modifications of the flooded area of estuarine systems will result in tidal changes, with an intensification of the actual tidal patterns induced by the enlargement of inundation areas.
Year: 2010
Number Pages:
1854-1864.
Author(s): Picado, A.; Dias, J. M.; Fortunato, A. B.
: Continental Shelf Research
Volume:
30/17:.
Keywords: Ria deaveiro; Tidal changes; Tidal prism; Tidal asymmetry; Tidal currents; Numerical model
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A modeling-based analysis of processes driving wave-dominated inlets.
Among the different types of tidal inlets, wave-dominated inlets have been subjected to few quantitative studies, so that the physical processes controlling their dynamics are not fully understood. This study presents the application of a coastal area morphodynamic modeling system to a wave- dominated inlet (O´ bidos Inlet, western coast of Portugal), in order to investigate the physical processes responsible for channel development during fair weather conditions and shoaling during periods of larger waves. The modeling system was able to reproduce reasonably well morphological changes at the O´ bidos Inlet and subsequent tidal amplitude evolutions inside the lagoon over a period which includes 3 months of fair weather conditions, followed by 2 months representative of winter conditions. The inlet development during fair weather conditions was attributed to the strong ebb-dominance of the main channel without waves, enhanced by the combination of shallow channels and a meso-tidal range. The inlet infilling during the maritime winter was attributed to three main wave-induced mechanisms: (1) the onshore component of wave radiation stresse gradients, which is not fully compensated by the wave-induced setup in front of the inlet; (2) the acceleration and convergence of longshore transport toward the inlet, due to the presence of a strong lateral gradient in free surface elevation on both sides of the inlet, and, to a smaller extent, to wave refraction around the ebb-delta; and (3) the increase in mean water level inside the lagoon, which reduces tidal asymmetry and subsequent ebb-dominance.
Year: 2009
Number Pages:
819-834 pp.
Author(s): Bertin, X.; Fortunato, A. B.; Oliveira, A.
Editor: Continental Shelf Research
Volume:
29.
Keywords: Embocadura de maré
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Application of an Eulerian-Lagrangian oil spill modeling system to the Prestige accident: trajectory analisys
The environmental and economical consequences of an oil spill near coastal areas lead to an increasing effort by governments and the oil industry to develop tools, such as oil spill modeling systems, that could be used to mitigate these types of catastrophes. Oil spill modeling systems simulate hydrodynamics and the physical, chemical and biological processes that determine the fate of oil slicks. Recent technological developments, such as PC clusters, make these systems extremely attractive for practical applications in support of accident prevention and mitigation measures. This paper introduces a new oil spill modeling system and describes its application to the Prestige disaster (Northeast of the Iberian Peninsula, November 2002). The modeling system includes a flexible oil spill model, which can be used as a 2D surface plume model, or as a sophisticated surface-water column 3D model. Both options include all relevant processes, including the coastal retention and later release of the oil to the water column. The oil spill model is based on Eulerian-Lagrangian formulations, uses unstructured grid discretizations and is coupled with the 3D hydrodynamic model SELFE. A hindcast simulation of the Prestige oil spill disaster between 13 and 19 of November 2002 is presented here, based on the CEDRE information for ship route. The 3D hydrodynamics in the Iberian Atlantic shelf were determined with SELFE, forced by tides, wind and baroclinic gradients, while the 2D surface plume model was used to simulate the surface oil slick trajectory. The boundary and initial conditions for salinity and temperature were obtained from LEVITUS atlas while wind and wave data were retrieved from NCEP and WAVEWATCH III databases (NOAA, US). The oil plume trajectory validation was made against available satellite SAR images. The application shows the good numerical behavior of the model, its ability to predict the plume trajectory, and reveals its potential as a management tool. The application also highlights the importance of the accuracy of the forcings on the plume's pathway.
Year: 2009
Number Pages:
777-781pp.
Author(s): Azevedo, A.; Oliveira, A.; Fortunato, A. B.; Bertin, X.
Editor: ---
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Beach nourishment at Coollangatta Bay (Australia) over the period 1987-2005: impacts and lessons
Erosion of the southern Gold Coast beaches (SE Queensland, Australia) was exacerbated after the extension of the Tweed River training walls in the early 1960s. To achieve the objective of restoring and maintaining beach amenity, significant nourishment works have been undertaken in Coolangatta Bay over the past 30 years. Particularly, under the Tweed River Entrance Sand Bypassing Project (TRESBP) since 1995, a number of nourishment campaigns and the implementation of a permanent sand bypass system in 2001 have resulted in significant changes of Coolangatta Bay morphology. The present case study investigates the influence of both wave climate and nourishment works on the area extending from the updrift Snapper Rocks area to downdrift Kirra Beach. SWAN spectral wave model is implemented at Coolangatta Bay area and forced by the global wave model WW3 to estimate wave forcing and the potential natural longshore drift entering in Coolangatta. Specific transects extracted from accurate bathymetric surveys are used to investigate and quantify Coolangatta Bay sedimentation for the period 1987
Year: 2009
Number Pages:
940-950.
Author(s): Castelle, B.; Turner, I.; Bertin, X.; Tomlinson, R.
Editor: Coastal Engineering
Volume:
59 (9).
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Beach nourishments at Coolangatta Bay over the period 1987
Erosion of the southern Gold Coast beaches (SE Queensland, Australia) was exacerbated after the extension of the Tweed River training walls in the early 1960s. To achieve the objective of restoring and maintaining beach amenity, significant nourishment works have been undertaken in Coolangatta Bay over the past 30 years. Particularly, under the Tweed River Entrance Sand Bypassing Project (TRESBP) since 1995, a number of nourishment campaigns and the implementation of a permanent sand bypass system in 2001 have resulted in significant changes of Coolangatta Bay morphology. The present case study investigates the influence of both wave climate and nourishment works on the area extending from the updrift Snapper Rocks area to downdrift Kirra Beach. SWAN spectral wave model is implemented at Coolangatta Bay area and forced by the global wave model WW3 to estimate wave forcing and the potential natural longshore drift entering in Coolangatta. Specific transects extracted from accurate bathymetric surveys are used to investigate and quantify Coolangatta Bay sedimentation for the period 1987
Year: 2009
Number Pages:
11 pp.
Author(s): Castelle, B.; Turner, I.; Bertin, X.; Tomlinson, R.
Editor: Coastal Engineering
Keywords: Video-imaging; Embayment; Sand supply; Dredging; Beach nourishment; Artificial sand bypassing
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Bottom shear stress formulations to compute sediment fluxes in accelerated skewed waves
As waves travel and shoal towards a beach, their surface elevation becomes peaky (sharp crests) and asymmetric relative to the vertical. Within a wave period, the corresponding orbital velocity near the bottom shows a similar (time) variation and it is recognized that these nonlinearities are responsible for sediment transport. The resulting wave-induced bottom shear stresses are required for most sediment transport model computations. In this work,simple bottom shear stresses parameterisations for rough seabeds, under nonlinear waves, are analysed. Theeffects of the wave shape on the bottom shear stresses estimates is investigated by analysing a new set of experimental data, under accelerated skewed waves (SILVA et al., 2008). Results indicate a good agreementbetween all the formulations presented.
Year: 2009
Number Pages:
SI56, 453-457.
Author(s): Abreu, T.; Sancho, F. E.; Silva, P.
Keywords: Flow tunnel experiments; Wave asymmetry; Skewed waves; Sediment transport; Seabed shear stress
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Characterisation of the alongshore dynamics of an estuarine beach
The hydrodynamics and alongshore sediment dynamics were evaluated on a meso-tidal estuarine beach, submitted to wind and vessel waves generated in an area of restricted fetch, not affected by oceanic waves. The beach morphology is characterised by two main features, a steep upper beach followed, seaward, by a low gradient terrace, both engaged in the surf zone depending on the tidal level. Sedimentologic surveys revealed the presence of coarser sand grains at the steep upper beach, finer sand grains at the low gradient terrace and a large geometrical spreading at the base of the beach face. The characterisation, based on a six-year wind data series, of the average annual wave climate in front of the beach, indicates a low energy environment where the estimated longshore transport is 14.5x103 m3.year-1, equally distributed in both directions. This study also concluded on the cross-shore distribution of the longshore sediment transport in the active part of the beach and on the contribution of each wind wave component to the longshore transport. Despite the important impact that the catamarans can have on cross-shore beach dynamics, their effect on the longshore transport is irrelevant
Year: 2009
Number Pages:
pp. 59-71.
Author(s): Oliveira, F. S. B. F.; Vargas, C. I. C.; Coli, A. B.
Editor: Thalassas
Volume:
25 (1).
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DTM extraction using video-monitoring techniques: application to a fetch limited beach
In this work, a video-monitoring system applicable to the study of beach morphodynamics was developed and applied to the DTM extraction of the intertidal zone of a fetch limited beach (Alfeite, Portugal). This low-cost system, intended to complement standard survey tools, has the additional benefit of enabling the continuousmonitoring of beach meso-scale process (spatial/temporal scales in the order of kilometers and years, respectively). The development of this system, based on terrestrial photogrammetric techniques, involved three main steps: i) camera calibration, where the internal camera parameters were determined in the laboratory using open-source software; ii) the development of image correction subroutines, which aimed to correct the relativelylarge image distortions induced by camera optics; this procedure revealed to be essential as the system was builtupon standard non-metric surveillance cameras; iii) the development of image rectification subroutines totransform oblique images into vertically equivalent images; this transformation was based on external camera orientation parameters obtained in the field through the surveying of ground control points. Alfeite beach DTM extraction was performed through the shoreline digitalization, in geo-referenced rectified images acquired every 10 min, during the flood. The overlapped set of shoreline curves, properly referred to a vertical datum by meansof tide measurements, characterized the intertidal beach morphology. The obtained results were compared with the ones acquired with classic survey techniques revealing very encouraging results; the overall vertical rms was 0.08 m with a maximum value of 0.15 m at 390 m of the camera.
Year: 2009
Number Pages:
SI56, 203-207.
Author(s): Silva, A. N.; Taborda, R.; Catalão, J.; Freire, P.
Keywords: Coastal morphodynamics; Digital terrain model; Video-monitoring
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Dynamics of a fetch-limited beach: a numerical modelling based analysis
This paper describes a site specific study of a low energy estuarine beach sheltered from oceanic waves which presents a medium term (decade) geomorphologic stability. However, extreme meteorological events, characterized by strong winds, generate episodes of retreat of the beach face, which, under restored wave conditions, recovers in the short term. Three process-based models (a wind wave generation propagation model, a 2D-V littoral drift model and a 2D-V cross-shore morphodynamics model), frequently applied in open coastal areas but never in such low energy environments, were applied. The longshore transport was difficult to measure in the field and thus the numerical estimate was not validated. However, its uncertainty (9.6-16.1 x103 m3.year-1) was tested based on a sensitivity analysis of three influential parameters. Field measurements of meteo-oceanographic data and profile changes during a storm episode allowed the simulation of the hydrodynamics and sediment transport, and finally the verification of the numerical profile. Despite the volume of sediment extracted from the beach face being in good agreement with the observations, about 10m3.m-1, the profile geometry was not: the numerical profile exhibits an erosion scarp located bellow the retreat observed and a bar, at the beach face base, which was not observed in the field (probably flattened by the uprush and downrush flows). The effect of the passage of a catamaran was also evaluated: it generates an erosion of sediment up to 0.04m3.m-1 (depending on the catamaran velocity). Due to the beach geomorphologic characteristics the sediment transport is higher at higher tidal levels.
Year: 2009
Number Pages:
pp. 193-197.
Author(s): Oliveira, F. S. B. F.; Vargas, C. I. C.
Editor: Journal of Coastal Research
Volume:
S.I. No.39, Vol. I.
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Comunicação
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Non-linear infra-gravity and sea-swell wave-wave interactions at S. Jacinto beach
Non-linear wave-wave interactions between sea-swell waves (0.5 < f < 0.04 Hz) and infragravity waves (0.04 < f < 0.004 Hz) are studied in detail from field data using bispectral analysis. This methodology allowed to understand the direction and magnitude of the non-linear energy transfers within the spectrum. Field measurements of pressure data were collected at S. Jacinto beach during a full tidal cycle on a cross-shore transect at the subtidal and intertidal zone. Bispectral estimates showed triad interactions between two sea-swell waves and one infra-gravity wave at the surf zone. The non-linear transfers were out of phase which indicates the presence of bound waves. These results evidenced the presence of energy transfers from infra-gravity to sea-swell band where the sea-swell waves are more energetic, during shoaling and breaking.
Year: 2016
Number Pages:
187-190pp.
Author(s): Mendes, D.; Pires Silva, A.; Fortunato, A. B.; Pinto, J. P.
: Actas das 4 as Jornadas de Engenharia Hidrográfica
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: Wave observations; Bispectral analysis; Non-linear wave-wave interactions; Infra-gravity waves
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Observations of infra-gravity waves at S. Jacinto beach
Generation mechanisms of infra-gravity motions are analysed using field observations at S. Jacinto beach. These observations were, tipically, bottom-pressure time series collected in June 2015 during a full spring tidal cycle from the subtidal to the intertidal zone. Bound wave and breakpoint generation mechanisms were assessed using the parameters proposed in the available literature. The results put in evidence the importance of infra-gravity wave energy close to the shoreline. An increase of up to 0.42 m was estimated. The clearest generation mechanism was the bound wave release. The breakpoint generation also contributed but to a less extent and only during high-water.
Year: 2016
Number Pages:
191-194pp.
Author(s): Mendes, D.; Pires Silva, A.; Fortunato, A. B.; Pinto, J. P.
: Actas das 4 as Jornadas de Engenharia Hidrográfica
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: Surf beat; Wave observations; Breakpoint generation; Bound wave release; Infra-gravity waves
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Salinity evolution in the Tagus estuary relative to climate change
Climate change represents a potential threat for estuaries, via potential landward intrusionof saltwater, inundation of low-lying areas, acceleration in the nutrients cycling and disruption ofaquatic ecosystems. The Tagus estuary, one of the largest estuaries in Europe, holds a major naturalreserve and supports diverse activities, some of which may be negatively affected by the landwardintrusion of saltwater (e.g. agriculture). In this study, a new three-dimensional hydrodynamicsbaroclinic model is implemented and validated in the Tagus estuary. A preliminary analysis of thesalinity distribution relative to different river flows and sea level rise is also performed. Results showthat the model adequately represents the main patterns observed, with significant improvements fromprevious applications. The classification of the estuary, based on the Venice system, showscontrasting situations regarding the salinity distribution for extreme river flows, and the progressionfurther upstream of the saltwater due to mean sea level rise.
Year: 2016
Number Pages:
179-182pp.
Author(s): Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Freire, P.
: Atas das 4 as Jornadas de Engenharia Hidrográfica
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: River flow; Sea level rise; Salinity; Venice system; Numerical modelling
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Scale issues in local vulnerability assessment: implications in risk and urban planning
The assessment of vulnerability provides valuable knowledge in the risk assessment steps of a risk governance process. Given the multiscale, multilevel and multisectorial aspects of flood risk, the diversified entities that directly and indirectly intervene in risk management require specific outputs from the assessment studies. Vulnerability assessment methodologies should, therefore, produce the most adequate information considering their final end-users. Urban areas in estuarine margins are particularly exposed and vulnerable to flooding due to the high dynamics of such natural and human systems. That interface conditions are found in the Old City Centre of the Seixal municipality, located in the left margin of the Tagus River, near Lisbon (Portugal). In this study area two distinct methodologies were applied for the assessment of territorial vulnerability to estuarine flooding. After a description of the assessment procedures results are presented, compared and discussed. A first, lower-scale, methodology explores the application of the statistical procedure based on the SoVI® at the statistical block level. The second, higher-scale, methodology is based in data collected through field matrices at the building and statistical sub-block level. The comparison of both vulnerability classifications revealed that the lower-scale vulnerability assessment provides information with the ability to identify vulnerability drivers at the regional and municipal level. Nevertheless, only at a higher-scale it is possible to characterize and differentiate the smaller units of analysis that compose the Old City Centre of Seixal. It is argued that the most efficient implementation of local flood risk management strategies in the study area
Year: 2016
Number Pages:
455-462pp.
Author(s): Santos, P.; Tavares, A.; Freire, P.; Rilo, Ana
: Atas do ICUR 2016 - International Conference on Urban Risks
Editor: CERU
Keywords: Risk management; Multiscale; Vulnerability; Flood hazard
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The effect of storm events in the Tagus estuarine margins
Floods in estuaries can be forced by factors associated to ocean and inland sources. In the particular case of the Tagus estuary, the water level variability is mostly driven by tides and storm surges. One of the most recent flood events with the greatest impact in this estuary occurred on February 2010 associated with the passage of the Xynthia storm by the Portuguese coast. In the present study this flood event and related impacts are characterized considering two different territorial contexts: urbanised and productive agricultural areas. The territorial characterization of the potential flooding areas for a similar event considering a sea level rise scenario, obtained through numerical modelling, shows important contrasts in flooding extensions and in the exposed elements typology. These results are relevant for flood risk management, contributing to the definition of adaptation measures to improve the capability to cope with future extreme events.
Year: 2016
Number Pages:
231-264pp.
Author(s): Freire, P.; Fortunato, A. B.; Rodrigues, M.; Santos, P.; Rilo, Ana; Tavares, A.
: Actas das 4 as Jornadas de Engenharia Hidrográfica
Editor: Instituto Hidrográfico
Keywords: Territorial context; Sea level rise; Estuaries; Flood; Storm surge
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A DIMENSÃO LONGILITORAL NA RESILIÊNCIA DUNAR DURANTE TEMPESTADES MARÍTIMAS
Durante temporais marítimos que atingem a costa ocorre, frequentemente, a erosão de sistemas praia duna. Apesar da componente transversal dos processos costeiros ser predominante relativamente à componente longitudinal durante eventos deste tipo, é importante conhecer como os gradientes longitudinais da geomorfologia afetam a morfodinâmica do sistema praia-duna no seu todo. Este estudo teve como objetivo analisar o efeito da variação longitudinal da morfologia da duna frontal na morfodinâmica do sistema praia-duna sob ação de ondas incidentes oblíquas e variação do nível do mar devida à ação das marés astronómica e meteorológica. A insuficiência de dados de campo ou laboratório deste tipo para condições de temporal marítimo é uma limitação à compreensão dos processos costeiros subjacentes. Por isso, nesta análise recorreu-se a um modelo numérico 2DH de morfodinâmica baseado nos processos costeiros. A morfologia do caso de estudo foi simplificada para limitar a complexidade dos fenómenos físicos envolvidos e, assim, melhor se identificarem os mecanismos responsáveis pela evolução morfológica verificada. Inicialmente apenas a altura da duna frontal variava na direção longitudinal. Contudo, no decorrer da tempestade, com a erosão da duna, outras características morfológicas no topo e acima da face de praia deixaram de ser uniformes na direção longitudinal. Apesar do volume de sedimentos erodidos da zona face de praia-berma-duna frontal ser mais elevado para os trechos de duna mais alta e o recuo da duna frontal ser maior para os trechos de duna mais baixa, a nova topo-hidrografia das zonas de rebentação e face de praia continuou bastante uniforme na direção longitudinal. Concluiu-se que parte do volume de sedimentos erodidos da zona face de praia-berma-duna frontal dos trechos de duna mais alta é transportada pela corrente longitudinal e depositada na área submersa dos trechos de duna mais baixa, atenuando assim os gradientes longitudinais da topo hidrografia das zonas de rebentação e face de praia.
Year: 2015
Number Pages:
11p.
Author(s): Oliveira, F. S. B. F.
: VIII CPGZCPEP
Editor: Universidade de Aveiro
Keywords: Proteção costeira; Temporal marítimo; Morfodinâmica; Erosão; Praia
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Avaliação do transporte sedimentar coesivo na Ria de Aveiro
A Ria de Aveiro sofreu alterações hidrodinâmicas e morfológicas ao longo da sua evolução, que conduziram a modificações nos padrões de circulação e sedimentares. A dinâmica dos sedimentos em suspensão reveste-se de enorme importância local, na medida em que o transporte dos sedimentos em suspensão pode provocar alterações batimétricas pontuais.Neste trabalho foi simulada a concentração de sedimentos em suspensão na Ria de Aveiro através da utilização de um modelo numérico, efetuando-se análise da sensibilidade dos seus resultados face a diferentes cenários de caudais fluviais afluentes à Ria de Aveiro, associados a períodos de retorno de 2, 10 e 100 anos, em situações extremas e médias de maré. As velocidades do escoamento, a concentração de sedimentos em suspensão e os fluxos de água e sedimentos foram determinados em secções de estudo, localizadas na entrada dos principais canais.Os resultados evidenciaram a exportação de sedimentos da Ria de Aveiro e da sua bacia hidrográfica no sentido do oceano. O aumento dos caudais fluviais apenas induz alterações na magnitude dos fluxos sedimentares em suspensão em situação de maré viva, não ocorrendo quaisquer alterações em situação de maré morta e maré média.
Year: 2015
Number Pages:
15p.
Author(s): Costa, S.; Picado, A.; Vaz, N.; Coelho, C.; Portela, L. I.; Dias, J. M.
Editor: APRH
Keywords: Velocidades de escoamento; Períodos de retorno; Fluxos sedimentares; Concentração de sedimentos em suspensão; Caudais fluviais
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Aveiro lagoon fine sediment laboratory tests
Cohesive sediment transport is not directly related to easilymeasurable parameters. Erosion and deposition properties are usually described bycritical bed shear stresses, erosion rate coefficients and settling velocities. Toimprove the reliability of numerical models, these parameters should bedetermined from observations and experiments, either in situ or in the laboratory.This work presents some results of laboratory tests (settling column, annular flumeand straight, recirculating flume tests) with fine sediments collected in the AveiroLagoon, in order to contribute to that improvement. The results indicate thatlaboratory tests can indeed provide insight into erosion and deposition properties.The results also suggest that fine sediment transport depends partly on cohesiveproperties, such as flocculation, and partly on particle size.
Year: 2015
Number Pages:
14p.
Author(s): Coelho, C.; Costa, S.; Portela, L. I.; Ribeiro, F.; Cunha, R.
Editor: World Scientific
Keywords: Lagoon; Sediment
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Desenvolvimento de um sistema operacional de previsão de temporais na costa portuguesa
As inundações em zonas estuarinas e costeiras podem causar danos significativos, como os que ocorreram no inverno 2013/2014 na costa Portuguesa. No entanto, estes danos podem ser mitigados se os eventos forem previstos com antecedência. Com vista a fornecer a informação necessária às autoridades, desenvolveu-se um sistema operacional de previsão dos níveis do mar na costa Portuguesa. Este sistema tem por base a simulação da agitação marítima e dos níveis devidos à maré e aos agentes atmosféricos, a escalas regionais e locais.À escala regional, simula-se a agitação marítima com o modelo WaveWatch III no Atlântico Norte, com uma malha encaixada na costa Portuguesa. Paralelamente, simulam-se os níveis devidos à maré e agentes atmosféricos no Atlântico Nordeste com o modelo SCHISM. Numa segunda fase, estes modelos regionais são utilizados para forçar modelos locais que simulam de forma acoplada a agitação marítima e os níveis com base no código SCHISM-WWM. Como teste piloto a nível local, implementou-se um modelo do estuário do Tejo, incluindo zonas inundáveis na margem sul. O conjunto de modelos é executado diariamente, de forma automática, produzindo previsões de 48 horas. Os resultados são integrados na plataforma WIFF (Water Information and Forecasting Framework - http://ariel.lnec.pt) que os disponibilizam de forma ágil através de um browser.
Year: 2015
Number Pages:
1-15pp.
Author(s): Fortunato, A. B.; Costa, R.; Rogeiro, J.; Gomes, J. L.; Oliveira, A.; Li., K; Freire, P.; Rilo, Ana; Mendes, A.; Rodrigues, M.
Editor: APRH
Keywords: Agitação marítima; Marés; Níveis extremos; Estuário do Tejo; Costa portuguesa; Oceanografia operacional
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Estudo de soluções alternativas de dragagens para a estabilização da Lagoa de Óbidos
Na lagoa de Óbidos, a forte interacção entre ondas e correntes de maré induz rápidas alteraçõesmorfológicas na sua embocadura. Esta laguna possui um prisma de maré reduzido e uma dominância deenchente em termos de níveis. Estes dois factores promovem um equilíbrio dinâmico instável na suaembocadura que migra frequentemente para junto das margens e coloca em risco as construçõesexistentes (Oliveira et al., 2006). As soluções implementadas nos últimos anos correspondemmaioritariamente a dragagens com o objectivo de prevenir o fecho da embocadura. No entanto, estasmedidas com carácter provisório não foram capazes de impedir o fecho da embocadura da lagoa deÓbidos em Janeiro de 2014. Este estudo visa contribuir para a gestão costeira da lagoa de Óbidos e tempor objectivo avaliar dois planos de dragagens alternativos, comparando-os com o plano que foiimplementado na última década, através de um modelo morfodinâmico. A discussão de resultados seráefectuada através da análise dos prismas de maré, das diferenças de duração entre a vazante e a enchente edos volumes de sedimentos que atravessaram a embocadura durante um período de cinco meses após asdragagens.
Year: 2015
Number Pages:
45-46pp.
Author(s): Mendes, D.; Fortunato, A. B.; Pires Silva, A.; Li., K
Editor: Universidade do Algarve
Keywords: Lagoa de Óbidos
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Books
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MEC2011 - Conferência sobre Morfodinâmica Estuarina e Costeira
N/A
Year: 2011
Author(s): Fortunato, A. B.; Freire, P.; Oliveira, A.
Editor: Laboratório Nacional de Engenharia Civil
Volume:
CD Room.
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Capítulo de Livro
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Evaluating the geomorphologic stability of an estuarine sandy beach. Integrated Coastal Zone Management
The hydrodynamics and sediment dynamics of a low energy estuarine beach was analysed. The beach is subjected to local wind waves generated in an area of restricted fetch, wake waves generated by catamarans and a semi diurnal meso-tidal regime. Only storm events of short duration modify the beach profile, which, once the normal hydrodynamic conditions are restored, naturally recovers its initial shape. The beach is characterised by having a steep upper slope until mean sea level, followed, seaward, by a low gradient terrace, and a bimodal sediment distribution. To investigate the hydro sedimentologic beach behaviour, wind, topo-hydrographic and sedimentologic data were used as input and validation of process based numerical modelling. Wave generation and transformation in an area of restricted fetch, nearshore circulation, sediment transport and morphological evolution were simulated for average annual conditions and storm conditions. The statistical analysis of a six-year wind data series allowed to derive the average wind regime, based on which, the average annual wave regime and the average annual longshore sediment budget, 14.5x103 m3year-1, were calculated. The contribution of the individual components of the representative wave regime, discretised by directional sector and height class of incidence, was evaluated as well as the spatial distribution of the longshore sediment transport in the active part of the beach profile. The characteristics of the wave groups generated by the passage of catamarans at different speeds were estimated and their action on the beach morphology was simulated. Although when the catamarans travel at 20 knots speed the average annual wake wave energy dissipated at the beach is 2.5 times higher than the average annual wind wave energy, the erosion effect on the beach profile is still not relevant for the present traffic. In opposition, short duration storm events generate the formation of an erosion scarp at the upper part of the beach face. The numerical modelling of this phenomenon allowed to acknowledge on the protective effect that the low gradient terrace has on the beach face.
Year: 2009
Number Pages:
pp. 35-49.
Author(s): Oliveira, F. S. B. F.; Vargas, C.
Editor: Wiley-Blackwell Publishing
Volume:
Integrated Coastal Zone Management.
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Tese de Doutoramento
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Modelos Matemáticos para Estudo da Propagação e Deformação das Ondas de Gravidade. O Cálculo Automático de Diagramas de Refracção
O objectivo do presente trabalho foi o estabelecimento de um modelo matemático do fenómeno da refracção das ondas de gravidade, apoiado num pro¬grama cálculo automático bastante aperfeiçoado e enquadrado por uma técnica de utilização prática que permitisse a resolução rápida dos problemasinerentes ao cálculo de um conjunto de diagramas de refracção, independentemente do número de ondas monocromáticas a analisar.Numa primeira parte, apresentam-se algumas considerações sumárias so¬bre o método de estabelecimento do programa de cálculo e sobre a necessidade de se dispor de um modelo matemático de refracção. A segunda parte é dedicada ao estudo do fenómeno da refracção das on¬das de gravidade e seu tratamento numérico. No Cap.3 indicam-se, de forma Muito sintética, os fundamentos da teoria das ondas de pequena amplitude sendo deduzidas as principais expressões utilizadas no estudo da refracção. É apresentada a teoria da refracção de uma onda sinusoidal, sendo abordado um vasto leque de problemas tais como os aspectos energético e geométrico da refracção, as soluções analíticas para fundos algébricos, as zonas de convergência e cáusticas, a refracção por efeito de correntes, e as aproximações da teoria da refracção. Por último criticam-se os métodos gráficos habituais de cálculo de planos de ondulação. No Cap. 4 são deduzidas as equações de base do tratamento numérico da refracção das ondas sinusoidais como um problema de valores iniciais. No Cap. 5 são apresentadas as dife¬rentes técnicas de cálculo e de interpolação das principais grandezas di¬rectamente ligadas a obtenção de uma ortogonal e dos sucessivos valores da amplitude relativa da onda. São indicados os métodos numéricos de integração das equações diferenciais do raio de onda e do coeficiente de afasta¬mento de ortogonais. E feita referencia a técnicas de alisamento da batimetria. Em todos os casos são apresentados os métodos utilizados no LNEC as¬sim como outros referidos na bibliografia. No Cap. 6 são indicadas, para os vários programas preparados no LNEC, as técnicas de cálculo e de inter¬polação e os métodos numéricos de integração usados. São apresentadas, de uma forma exaustiva, todas as verificações dos programas levadas a cabo após o seu estabelecimento, designadamente a verificação analítica e a comparação dos resultados obtidos com os métodos numéricos e gráficos para fundos ir¬regulares. No âmbito da verificação dos programas é ainda feita referência a resultados obtidos por outros autores e a ensaios em modelo reduzido. Por último tiram-se conclusões sobre a escolha dos programas a lançar em exploração.A terceira e última parte é consagrada à análise do actual programa de cálculo de diagramas de refracção. Assim, no Cap. 7 indicam-se, em li¬nhas muito gerais, o tipo de dados a fornecer, as hipóteses de exploração do programa e o seu modo de funcionamento; é ainda feita uma análise da estrutura do programa, relativamente pormenorizada. 0 Cap. 8 é consagrado à discrição da forma de utilização prática do programa, sendo discutidas as perspectivas de custo da sua utilização cobrindo todas as hipóteses de exploração do programa, ilustrados com os dados e resultados respectivos. No Cap. 9 apresentam-se as conclusões do trabalho e indicam-se as linhas de orientação a seguir no que respeita ao aperfeiçoamento do modelo matemático da refracção e ao estabelecimento de outros modelos matemáticos dependentes ou não daquele.0 texto principal de dissertação encerra-se com 96 referencias bibliográficas, correspondentes aos principais trabalhos consultados pelo autor, na realização do presente estudo; esta bibliografia refere-se a Abril de 1975. Em Anexo no Apêndice I, apresentam-se os elementos referentes aos programas inicialmente estabelecidos no LNEC e cujo aperfeiçoamento posterior conduziu ao programa actualmente em exploração. São indicados, em linhas gerais, as formas possíveis de exploração daqueles programas, o seu modo de funcionamento e os dados a fornecer. É feita uma análise de pormenor da es¬trutura dos programas, sendo descrita a sua forma de utilização prática, e apresentados vários exemplos de aplicação ilustrados com os dados e resul¬tados respectivos. São indicadas algumas verificações efectuadas a estes programas.
Year: 1976
Author(s): Covas, J. A.
Editor: ******
Transporte Sólido Litoral
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Transporte Sólido Litoral
0 caminhamento das areias ao longo das costas marítimas é regulado por leis ainda incompletamente apreendidas, mas cujo conhecimento cada vez mais perfeito se torna indispensável no projecto e ensaio em modelo reduzido de grande parte das obras destinadas a solucionar problemas de hidráulica marítima.Começa-se neste trabalho por caracterizar, sob os pontos de vista hidrodinâmico e de movimentação aluvionar, a orla costeira, zona em que o transporte litoral se processa, abordando-se a seguir o aspecto prático mais importante do fenómeno, ou seja, a previsão dos caudais sólidos a partir das características das ondas e do material móvel que forma a praia.Com este último objectivo analisa-se o conjunto dos dados experimentais disponíveis, segundo uma perspectiva baseada na análise dimensional do fenómeno, para a seguir se proceder a um estudo experimental focado sobre a influência do peso específico e do diâmetro do material móvel.Apresentam-se ainda, em anexo, os conceitos básicos respeitantes às correntes longitudinais, fenómeno que teve também de ser objecto de um estudo aprofundado, por estar intimamente relacionado com o transporte sólido litoral.
Year: 1972
Author(s): Vicente, C.
Editor: ******
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Características e Evolução do Perfil Transversal das Praias
Este trabalho constitui um estudo em extensão sobre as característi¬cas mais importantes dos perfis transversais das praias e sobre a evolução resultante da actuação da ondulação. Pretendeu-se assim obter um conhecimento geral sobre este assunto, de modo a permitir, por um lado, o melhor planeamento dos trabalhos marítimos e, por outro, uma melhor interpretação dos modelos reduzidos de fundo móvel.Utiliza-se neste trabalho uma nomenclatura original em língua portuguesa, na tentativa de estabelecer uma equivalência com os termos consagrados na literatura siglo-saxónica.Dentro do esquema geral acima enunciado, são estudadas com maior atenção: o mecanismo da movimentação dos materiais nos fundos; a evolução so¬frida pelos perfis em resultado da actuação das ondas e destas em conjugação com as marés; as características da faixa de rebentação das praias; e as variações da granulometria do material móvel.Quanto à movimentação dos materiais em fundos de maior profundidade, apresenta-se uma interpretação sobre as profundidades a que se inicia o transporte dos sedimentos e o sentido desse transporte.Em relação à evolução dos perfis descrevem-se as suas fases mais significativas, quer para o caso de ondas de período e altura crescentes como decrescentes. Introduzem-se os conceitos de perfis de máxima erosão e máximo enchimento.
Year: 1968
Author(s): Elias, N.
Editor: ******
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Esporões Marítimos
O presente trabalho baseia-se num estudo experimental sobre o funcionamento hidráulico de esporões marítimos no caso em que estes limitam troços de praia que se comportam, na sua evolução, como unidades fisiográficamente independentes. Pretende-se, com este estudo, contribuir para o conhecimento do mecanismo de evolução de praias em que são construídos campos de esporões, com vista ao projecto de dispositivos funcionais deste tipo de defesa costeira. Acessoriamente, tirando partido dos esporões como meio de medição do caudal sólido litoral, fa¬zem-se algumas considerações sobre as relações existentes entre o transporte litoral e as características da onda actuante.O relatório é constituído pelas seguintes partes : a Introdução, em que se define o objectivo do estudo e as suas características; o capítulo I, em que se apresentam noções gerais sobre esporões; o Capi¬tulo II, em que se dá conhecimento do estudo experimental realizado, definindo o seu planeamento, a tecnologia experimental, as características dos ensaios realizados, a interpretarão dos resultados obtidos e as conclusões; o Capitulo III, que diz respeito a casos reais de emprego de esporões, em que, após umas generalidades, se apresentam as principais características das obras de defesa da Cova do Vapor - Costa da Caparica, do campo de esporões da praia de Espinho e do esporão da praia do Estoril, finalizando com algumas conclusões; o Capítulo IV em que se apresentam considerações sumárias sobre caudal sólido litoral, as quais compreendem algumas generalidades, considerações teóricas, resultados experimen¬tais, observações na natureza e conclusões; finalmente, as Conclusões Finais, onde se agrupam todas as considerações do estudo que se julgam de primordial interesse.
Year: 1966
Author(s): Barceló, J. P.
Editor: ******
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Relatório Científico
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Métodos empregados na defesa contra a erosão costeira.
N/A
Year: 1959
Author(s): Castanho, J.
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Estudo das soluções mais convenientes para os problemas de erosão costeira.
N/A
Year: 1958
Author(s): Abecasis, F.
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Estudo das soluções mais convenientes para os problemas de erosão costeira.
N/A
Year: 1958
Author(s): Abecasis, F.
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Estudo das soluções mais convenientes para os problemas de erosão costeira.
N/A
Year: 1957
Author(s): Abecasis, F.
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Ensaio de uma tremonha para lavagem de areia.
N/A
Year: 1956
Author(s): Lencastre, A.; Abecasis, F.
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Estudo experimental sobre a formação e evolução de flechas de areia.
N/A
Year: 1955
Author(s): Castanho, J.
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Outro
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Estuarine and coastal morphodynamics
N/A
Year: 2015
Author(s): Fortunato, A. B.; Bertin, X.; Coco , G.; Concejo, A.; Dias, J. M.; Fernandes, E.; Larson, M.; Matias, A.; Oliveira, A.; Silva, P. A.; Dias, J. A.; Azeiteiro, U.; Costa , M.; Boski, T.
Keywords: coastal; Estuarine
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