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Numerical modeling of the interaction between waves and coastal structures is a challenge due to the many nonlinearphenomena involved, such as wave propagation, wave transformation with water depth, interaction between incident andreflected waves, runup/rundown and wave overtopping. For simulating such complex free-surface flows, numerical modelsbased on Lagrangian formulation, such as Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH), are on option. Even though validationof these numerical models is essential, comparing numerical results with experimental data is not an easy task. In thepresent paper, an SPH numerical model is validated comparing numerical results of waves interacting with a compositebreakwater with data obtained from physical model tests carried out in one of the LNEC

Groins are cross shore structures built to promote shoreline stabilization. However, the specific impact of these structures on the wave conditions and velocity field nearshore (and hence, on sediment transport) is still poorly understood. Therefore, this study wishes to extend this knowledge using a numerical model, COULWAVE, previously validated with field data. For that, a typical bar-trough profile is considered and different groin lengths and orientations are tested, under the influence of different significant incident-wave heights and sea-surface levels.The hydrodynamics factors are found to have a greater impact on the nearshore wave conditions than the groin geometry. The variation of significant incident-wave height imparts the greater changes in wave height nearshore, where the groin would be located. The typical tidal range is also important, since a 2 m change in sea surface level can cause great depth changes over bathymetric features and thus influence wave propagation. Although less important, the geometry of the groin should also be considered. The greater the length, the greater the sheltering effect expected, extending further to the lee-side of the groin. The impact will also reach a broader region. With a smaller impact verified, the best orientation of the groin is hard to unravel.

The study of ways of converting ocean wave energy into a useful one and the improvement of theexisting equipment are complex engineering problems and very important issues in today

The length of the Portuguese coast, the severity of the sea conditions and the concentration of population and economic activities on its coastal zone justify the importance of studying wave-induced risks and, in particular, flooding due to wave action. Indeed, emergency situations caused by adverse sea conditions are frequent and put in danger the safety of people and goods, with negative impacts for society, economy and natural heritage. So, assessing the risk of flooding of coastal and port areas is essential for the proper planning and management of these areas. In this framework, a methodology for the flood risk assessment in coastal and port areas is under development. The methodology is embedded into the HIDRALERTA system, a novel integrated system for port and coastal management, designed to prevent emergency situations, to support their management and to forecast incidental long-term interventions. The present paper describes the methodology, the HIDRALERTA system and a case study, the São João da Caparica beach, on the Lisbon

Para reducir la agitación en el interior del puerto de Vila do Porto, Azores, se ha proyectado una modificación del muelle interior de atraque de los ferries, con el objetivo de aminorar la reflexión y disminuir el rebase, sin que con eso se reduzca demasiado el área útil de la dársena portuaria. La solución propuesta es una plataforma de forma triangular en planta apoyada en pilares rectangulares, bajo la cual se ha colocado un talud de escollera para disminuir la reflexión. Se presentan los resultados de ensayos en modelo físico 3D y los obtenidos con dos modelos numéricos RANS en lo que se refiere a presiones en la plataforma y reducción de la reflexión (el modelo IH-2VOF y el FLUENT).

Submarine outfalls need to be evaluated as part of an integrated environmental protection system forcoastal areas. Although outfalls are tight with the diversity of economic activities along a denselypopulated coastline being effluent treatment and effluent reuse a sign of economic prosperity, precautionsmust be taken in the construction of these structures. They must be designed so as to have the leastpossible impact on the environment and at the same time be economically viable. This paper outlines theinitial phases of a risk assessment procedure for submarine outfall projects. This approach includesa cost-benefit analysis in which risks are systematically minimized or eliminated. The methods used inthis study also allow for randomness and uncertainty. The input for the analysis is a wide range ofinformation and data concerning the failure probability of outfalls and the consequences of an operationalstoppage or failure.As part of this risk assessment, target design levels of reliability, functionality, and operationality weredefined for the outfalls. These levels were based on an inventory of risks associated with suchconstruction projects, and thus afforded the possibility of identifying possible failure modes. Thisassessment procedure was then applied to four case studies in Portugal. The results obtained were thevalues concerning the useful life of the outfalls at the four sites and their joint probability of failureagainst the principal failure modes assigned to ultimate and serviceability limit states. Also defined werethe minimum operationality of these outfalls, the average number of admissible technical breakdowns,and the maximum allowed duration of a stoppage mode. It was found that these values were inconsonance with the nature of the effluent (tourist-related, industrial, or mixed) as well as its importancefor the local economy. Even more important, this risk assessment procedure was able to measure theimpact of the outfalls on human health and the environment.

Neste artigo descreve-se a ferramenta numérica SWAMS que se baseia nos modelosnuméricos DREAMS, BOUSS-WMH e MOORNAV para caracterizar a resposta dum navioamarrado no interior dum porto sujeito à acção da agitação marítima. Os dois primeirosmodelos simulam a propagação de ondas lineares e não lineares em zonas abrigadas deprofundidade variável, tendo em conta os fenómenos da refracção, difracção, reflexãoparcial, dissipação de energia devida ao atrito de fundo e rebentação das ondas. Enquantoo modelo DREAMS é um modelo linear baseado na equação de declive suave, o modelonão linear BOUSS-WMH é baseado nas equações de Boussinesq. O comportamento donavio amarrado é simulado com o pacote numérico MOORNAV que engloba um modelonumérico para resolver, no domínio da frequência, os problemas de radiação e de difraçãoda interacção de corpos flutuantes com ondas e um modelo que converte os resultadosdaqueles problemas do domínio do tempo para o domínio da frequência e que monta eresolve as equações do movimento do navio amarrado, BAS.Apresentam-se asmodificações introduzidas no modelo WAMIT para calcular as forças de difracção com basenas relações apresentadas em Haskind. Tais relações, porque utilizam o potencial develocidades obtido com o modelo DREAMS ou com o modelo BOUSS-WMH, permitemlevar em conta a refracção, difracção ou reflexão que podem ocorrer na propagação dasondas para o interior de uma bacia abrigada. Para além da descrição dos modelosnuméricos na ferramenta SWAMS, apresenta-se a forma como os resultados sãotransferidos entre eles bem como aplicações da mesma para ilustrar as suas capacidades.

The current study proposes prediction formulas both for random wave runup and mean overtopping discharge at seawalls constructedon land or in very shallow water. Although several existing formulas for runup and overtopping use the incident wave characteristicsat the toes of seawalls, this study adopts the equivalent deepwater wave characteristics and an imaginary seawall slope for easy application of theformulas, especially in relation to seawalls constructed on land. The prediction formulas for overtopping use the predicted runup values. For thewave runup prediction formulas two sets of experimental data are used; i.e., a new set of data and the data obtained in a previous study. For thewave overtopping prediction formulas, the experimental data measured in a previous study are used. Comparisons with measurements showgood performances of both new prediction methods.

This paper presents the new boundary condition implemented in the LNEC SPH numerical model based on theSPHysics model and on a standard Smoothed Particle Hydrodynamic formulation: the piston-type wave maker includesnow dynamic wave absorption and allows simulating a semi-infinite flume. Verification of the active wave makerabsorption is carried out through the simulation of the interaction between a regular incident wave and an impermeablevertical breakwater. Results show that the active wave-maker allows outgoing waves to be absorbed and reflection at thewave-maker to be avoided

Este artigo aborda a análise comparativa entre as medições de agitação marítima efectuadas na Praia da Cornélia (Costa da Caparica, Portugal), durante os dias 12 a 14 de Maio de 2010, e os resultados numéricos da aplicação do modelo não-linear do tipo Boussinesq, COULWAVE. Esta análise tem como principal objectivo a avaliação do desempenho deste modelo numérico na simulação da propagação de ondas em condições reais, pretendendo evidenciar, deste modo, as suas potencialidades e limitações.As condições de fronteira do modelo foram geradas com base em séries temporais de elevação medidas a uma profundidade aproximada de 7.6 m (relativa ao zero hidrográfico

O conhecimento das forças devido à acção das ondas que atuam nos emissários submarinos, compostos por uma conduta e anéis de estabilização de betão, para agitação com direcção de propagação próxima da direcção do emissário, é essencial para o seu dimensionamento. Esta é uma configuração complexa, para a qual a modelação numérica, utilizando modelos 3D de tipo RANSVoF (Reynolds-Average-Navier-Stokes Volume-of-Fluid), é especialmente adequada para obter uma estimativa das forças na conduta e nos anéis. O presente estudo consiste na simulação de um emissário submarino com anéis de estabilização à escala 1:15 que foi ensaiado num tanque de ondas tridimensional, nas instalações do Danish Hydraulics Institute, para estudar a influência da direcção da agitação incidente e da distância da conduta ao fundo nas forças que atuam no emissário. Os resultados numéricos são comparados aos experimentais: obtém-se uma boa concordância nas forças de arrasto, mas as forças de sustentação são subestimadas numericamente.

Os quebra-mares de talude estão entre as obras de proteção marítimo-portuárias mais frequentes em Portugal. Devido ao ambiente marítimo agressivo a que estão sujeitos, requerem obras de manutenção periódicas que garantam o seu funcionamento adequado.O elevado valor associado às reparações e/ou reabilitações e às grandes dimensões dos quebra-mares, muitas vezes inviabilizam que intervenções em estruturas desta natureza sejam realizadas de forma completa.Realizou-se um estudo de análise multicritério, com objetivo de propor critérios a serem utilizados na metodologia Measuring Attractiveness by a Category Based Evaluation Technique (MACBETH), acrescida de informações técnicas da base de dados da aplicação de Análise de Observação Sistemática de Obras Marítimas (ANOSOM), com a intenção de otimizar o impacto dos investimentos e auxiliar a tomada de decisões quanto a priorização de intervenções diretamente relacionadas com a maximização da vida útil dos quebra-mares e o seu correto funcionamento. Os casos de estudo são os quebra-mares de Vilamoura, Quarteira e Faro-Olhão.

A geografia marítima nem sempre proporciona à costa um ambiente seguro para a instalação e manutenção de portos. Com este propósito, constroem-se obstáculos estruturais capazes de proteger o porto contra a agitação marítima, permitindo que as embarcações executem com segurança e eficiência as operações portuárias.Os quebra-mares de talude são as estruturas de proteção marítimo-portuárias mais frequentes em Portugal e estão sujeitos à ação de intempéries e agitação marítima intensa, requerendo obras de manutenção periódicas que garantam o seu funcionamento adequado. No entanto, devido ao elevado valor associado às reparações e/ou reabilitações e à envergadura deste tipo de obras, nem sempre é possível que as intervenções sejam realizadas de forma completa.As informações técnicas, relativas às intervenções em quebra-mares de talude, estão registadas na base de dados de Análise de Observação Sistemática de Obras Marítimas (ANOSOM), uma ferramenta de diagnóstico de estruturas marítimas de proteção portuária e de embocaduras, desenvolvida em MS ACESS pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), a qual mantém uma ampla biblioteca de registos originados em observações regulares de obras marítimas portuguesas, desde o ano de 1995 até à atualidade.As metodologias de análise de multicritério contribuem de forma significativa para a maximização do impacto dos investimentos, proporcionando a tomada de decisões de forma eficiente, no que tange a priorização das intervenções diretamente relacionadas com a vida útil da estrutura e com o seu correto funcionamento.O estudo contido na presente comunicação tem por objetivo propor a utilização de metodologias de análise multicritério para apoio à decisão, através do levantamento de diversos critérios, submetidos a avaliação de especialistas neste tipo de infraestruturas.

Damage evolution in rubble mound breakwaters is one of the key issues in coastal engineering, in particular their design, linked to maintenance and preventive strategies. One of the major challenges is to determine how the lower parts of the breakwaters evolve under sea states. The settlements and movements in this area are responsible of the evolution in the medium and upper parts, in particular the active zone, that are finally the areas where the initial damage and destruction are produced. To analyze these zones, scanning methodologies are increasing their application, specially to determine more precisely the initial movements of the pieces, porosity evolution and damage.This paper presents the application of a scanning device, a Kinect® system, both to analyze a rock armour and Antifer protection in 2D tests conducted in two facilities: LNEC (Portugal) and CITEEC (University of A Coruña, Spain). The analysis presents the initial approach to the validation process and calibration errors, and comparison with existing formulae. The comparison was done only in the initial and final steps, so no water was present in the flume when scanning. Further work is actually developed with intermediate steps (and water), and 3D tests including a roundhead (RODBreak project, Hydralab+, H2020-INFRAIA-2014-2015. Project ID: 654110).

Esta comunicação apresenta uma avaliação do risco de galgamento das estruturas de defesa marítima do Porto de Leixões, nomeadamente o quebra-mar norte e o quebra-mar sul.Recorrendo a previsões de agitação marítima em águas profundas fornecidas pelo modelo WAM, é feita a sua propagação com os modelos numéricos SWAN e DREAMS de modo a obter-se a caracterização da agitação marítima incidente nestas estruturas. Este trabalho assenta na utilização de dados de agitação marítima que cobrem um período de 38 anos (1979

Nesta comunicação descreve uma aplicação do modelo numérico XBEACH no cálculo do espraiamento, galgamento e consequente inundação de sete praias da zona da Costa da Caparica, concelho de Almada, recorrendo à metodologia desenvolvida no âmbito do projeto de investigação HIDRALERTA.Com base nos dados de 2007 a 2016 de agitação marítima ao largo, fornecidos pelo modelo de previsão da agitação marítima WAVEWATCH III, procede-se à transferência destes dados para locais em frente a cada uma das praias da Costa da Caparica, utilizando o modelo numérico SWAN, de modo a caraterizar o regime de agitação marítima nesses locais. De seguida, para o cálculo do espraiamento, galgamento e inundação, recorre-se ao modelo XBEACH, de previsão do efeito de tempestades marítimas na erosão e inundação de zonas costeiras. Os resultados numéricos obtidos para um conjunto de 4 tempestades e para as várias praias são comparados com valores calculados com base em fórmulas empíricas.Os resultados numéricos e das fórmulas empíricas apresentam uma concordância razoável em termos do nível máximo de inundação para a zona norte da Praia de São João da Caparica, o mesmo não se verificando nas zonas também protegidas por estruturas de defesa costeira.

This paper describes the 2D physical model tests performed for a rock armour breakwater at LNEC´s facilities, under the framework of the HYDRALAB+ project. The aim of the present work was to evaluate damage evolution under different approaches of storm sequences, corresponding to different climate change scenarios. The tested wave conditions intended to simulate different sequences of water levels (low water and high water), significant wave heights and peak periods. Damage evaluation was based on the traditional visual method and on stereo-photogrammetric techniques. Results in terms of the non-dimensional damage parameter, the non-dimensional damage depth and the percentage of displaced armour units are compared for the different storm sequences.

This paper describes the 2D physical model tests performed for a rock armour breakwater at LNEC´s facilities, under the framework of the HYDRALAB+ project. The aim of the present work was to evaluate damage evolution under different approaches of storm sequences, corresponding to different climate change scenarios. The tested wave conditions intended to simulate different sequences of water levels (low water and high water), significant wave heights and peak periods. Damage evaluation was based on the traditional visual method and on stereo-photogrammetric techniques. Results in terms of the non-dimensional damage parameter, the non-dimensional damage depth and the percentage of displaced armour units are compared for the different storm sequences.

Understanding damage progression under future climate changes is of utmost importance for effective management of coastal defenses. Significant wave height, wave period, storm direction and water level have been considered the main design variables for coastal structures. Usually, physical model tests support the design of breakwaters considering different incident wave conditions that include also extreme events.This paper describes the two-dimensional (2D) physical model tests of a rock armor breakwater, performed at LNEC´s experimental facilities, under the framework of the HYDRALAB+ project. The aim of the present work was to evaluate damage evolution under future climate change scenarios, by using different damage evaluation techniques. The tested wave conditions simulated a storm sequence where two water levels (low water and high water) were considered, as well as an increase of the wave height. The water levels and the wave heights were chosen to simulate extreme events forecasted on climate change scenarios.Damage evaluation was based on the traditional counting method and on stereophotogrammetric techniques. Test results are presented in terms of the damage parameter S (Broderick & Ahrens, 1982) and in terms of the percentage of removed armor units. The analysis is focused on the damage progression during the scale model tests, for the imposed storm sequence.The damage presents an oscillating behavior with two main damage areas corresponding to the active zones for each level, due to the variation of the water level between low-water and highwater. This behavior differs significantly from that found for the common storm sequences usually tested, where the water level does not change.Both measuring techniques lead to an intermediate damage of the cross-section breakwater. However, the damage parameter assessment with the stereo-photogrammetric technique allows a more versatile evaluation, since it is possible to characterize damage in representative zones of the cross-section.

This paper analyses the influence of water depth and speed variation in the hydrodynamic interaction between a navigating ship and a stationary one, using physical and numerical modelling. The passing ship is a self-propelled scale model of the

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