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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.

Os riscos associados à inundação e galgamento de estruturas de defesa costeira são umaconstante preocupação na costa portuguesa, sendo que situações de emergência provocadaspelo mar são frequentes, pondo em causa a segurança de pessoas, bens e o própriopatrimónio natural. Para tal, é importante desenvolver uma metodologia que permita avaliar osriscos associados a inundações e galgamentos na zona costeira, evitando assim a suadegradação e perdas irreversíveis.Nesse sentido, tem sido desenvolvida no LNEC uma metodologia de avaliação de riscoassociado à ação de ondas em zonas costeiras e portuárias. Esta metodologia foi aplicada àpraia de São João da Caparica, na Costa da Caparica, especificamente em dois perfis da praia:um sem estrutura de proteção aderente e outro com uma estrutura deste tipo. A metodologiamostrou ser de fácil aplicação e forneceu informação muito útil para o planeamento e para agestão integrada e sustentada das zonas costeiras. No entanto, constatou-se que aquela éfortemente dependente dos dados de base a fornecer, tais como a agitação marítima, ascaraterísticas morfológicas da praia e as especificidades ambientais, económicas e sociais dazona em estudo.Este trabalho está inserido no projeto HIDRALERTA, que pretende desenvolver um sistema deprevisão, alerta e avaliação do risco associado a inundações e galgamentos em zonascosteiras e portuárias, em particular, para a zona da Costa da Caparica.

Apresentam-se neste artigo os principais desenvolvimentos realizados no modelonumérico SPHyCE, baseado no método SPH (Smoothed particle hydrodynamics), desenvolvidono Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), com vista à aplicação específica destemodelo a estudos de engenharia costeira. Este trabalho teve como objetivo o estudo evalidação do modelo na interação onda-estrutura para estruturas porosas. Para tal foramrealizados ensaios experimentais em canal de ondas para uma secção específica do quebramaroeste do porto de Albufeira, no Algarve. Foram simuladas 5 configurações diferentes dacamada porosa do quebra-mar com o modelo SPH, de forma a estudar qual o caso que seadapta melhor aos resultados dos ensaios experimentais. A comparação dos resultadosnuméricos com os experimentais possibilita a validação do modelo SPHyCE e a análise desensibilidade dos resultados com a distribuição e configuração dos blocos do manto poroso.

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A avaliação do risco de ocorrência de galgamentos/inundações de zonas costeiras e portuáriastem grande relevância para a segurança e gestão destas zonas. Com efeito, taisgalgamentos/inundações podem provocar distúrbios graves nas operações de carga edescarga, assim como danos avultados nas infraestruturas, impactos ambientais severos, ouaté perda de vidas humanas.Esta comunicação tem como objetivo contribuir para a análise das consequências daocorrência de galgamentos/inundações no contorno da baía da Praia da Vitória, localizada naIlha Terceira, Açores. Este contorno inclui a proteção marginal da baía em frente à cidade daPraia da Vitória e os terminais do porto. A análise a efetuar apoia-se no sistema integrado demodelação numérica em engenharia portuária e costeira HIDRALERTA (Zózimo et al., 2008,Neves et al., 2009). Trata-se de um sistema implementado em ambiente SIG (Sistema deInformação Geográfica), que tem vindo a ser desenvolvido no LNEC no âmbito de um projetohomónimo de investigação científica e do qual resultará uma ferramenta de alerta daocorrência de galgamentos/inundações em zonas costeiras e portuárias. Para analisar asconsequências na zona de estudo, consideraram-se vários indicadores espaciais a que sefizeram corresponder diferentes níveis de informação (layers) num SIG. Atribuíram-sediferentes pesos a cada um dos indicadores com base no Processo de Análise Hierárquica(AHP), que mostrou ser um método multicritério simples de aplicar. As propriedades de cadaindicador também exigiram a atribuição de diferentes pesos, pelo que se realizou areclassificação dessas propriedades a partir de uma escala de importância relativa (de 1 a 9),segundo aquele método. O mapa de consequências obteve-se pela combinação dos diferentesindicadores e das suas propriedades com os pesos definidos, através da ferramenta, WeightedOverlay, disponível no ArcGIS.

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A experiência de estruturas marítimas do tipo Quebra-mares e Emissários Submarinosconstruídas sobre terrenos lodosos apresenta ainda uma grande incerteza na resolução dosproblemas de assentamentos, erosão e liquefação. O projeto de investigação AREDIS(Adaptações para Reforçar a Estabilidade de Emissários Submarinos em Terrenos Lodosos)tem como objetivo central o desenvolvimento de soluções para melhorar a construção destasestruturas fundadas em solos sujeitos a liquefação, tendo por base trabalho experimental. Napresente comunicação descreve-se o desenvolvimento do estudo no que diz respeito aosemissários submarinos. O programa de ensaios bidimensionais para o estudo do emissário,simulado através de um tubo circular, consiste em ensaios com diferentes condições deagitação, alturas e períodos da onda, e com duas situações de colocação da estrutura:emissário apoiado no solo e enterrado no mesmo.Nesta comunicação faz-se algumas considerações sobre o estado de arte, descreve-se oprograma de ensaios proposto e as principais conclusões obtidas sobre a definição do materialque constitui o solo a colocar no fundo do canal de ensaios. Na presente data estão a decorreros ensaios preliminares do solo com diferentes misturas de caulinite e de areia e só areia paradeterminar o seu comportamento e definir as características do solo que será utilizado nomodelo.

The forecast of sea waves has been analyzed, in the literature, using various methodologies.Currently, there are a number of techniques that have shown satisfactory results, which arebased on empirical formulations, numerical and physical modeling. However, there is still alarge gap for research in the use of numerical modeling, especially when the models employedbecome very complex or with a large amount of variables. Thus, the scope of this work is topresent a neural network system of the ART (Adaptive Resonance Theory) type with FuzzyLogic techniques to determine wave conditions at the Portuguese coast (Sines Port).

Nesta comunicação são apresentados os resultados obtidos no estudo dos galgamentos dotrecho do molhe Oeste do Porto de Sines em frente ao posto 2 do terminal de granéis líquidosdo porto, utilizando duas ferramentas de cálculo do galgamento baseadas na análise de redesneuronais: NN_OVERTOPPING2 (Coeveld et al., 2005) e OVERTOPPING (Verhaeghe, 2005).Tanto uma ferramenta como outra calculam o valor médio do caudal médio galgado sobre ocoroamento das estruturas marítimas, usando para o efeito uma amostra de estimativasproduzidas por redes neuronais.Para a aplicação das ferramentas é necessário conhecer alguns parâmetros de entrada ligadosà agitação marítima e à geometria do perfil das estruturas. Embora os parâmetrosconsiderados já permitam analisar um conjunto de estruturas mais variado do que o usual nosmodelos empíricos de avaliação de galgamentos, aqueles parâmetros são ainda insuficientespara a correta descrição do perfil do trecho considerado do molhe Oeste do Porto de Sines,dada a complexidade da geometria. O talude tem quatro troços inclinados ao longo da zonaativa do manto, onde também estão colocados cubos Antifer de 900 kN, em duas camadas,com diferente arrumação acima e abaixo do zero hidrográfico. Esta diferença na arrumação doscubos Antifer implica diferenças na rugosidade e permeabilidade entre os trechos do mantoacima e abaixo do zero hidrográfico. Nos dados de entrada das ferramentas em apreciação, oefeito destas características é tido em conta apenas no parâmetro de entrada,

The Ilha Solteira dam reservoir, which has an extension of 100 km, is located in the northwestof São Paulo state, Brazil. Due to its huge dimension, wind generated waves can causeproblems to the navigation security, to the stability of the river banks, to the infrastructuresaround the reservoir or even to public safety. In 2010/2011, a field data campaign wasundertaken in order to measure the wave height and wind velocity. The bottom profile andwind velocity were used on the SWAN (Simulating Waves Nearshore) to predict the waveheight. From the obtained results it can be said that the prediction from the numerical modelpresents similarities with the experimental ones.

Two tools based on neural network analysis of wave overtopping, NN_OVERTOPPING2(Coeveld et al., 2005) and OVERTOPPING (Verhaeghe, 2005) were applied to the cross-sectionof the Sines West breakwater stretch that protects berth 2 of the liquid bulk terminal. Since thiscross-section does not fit the model of those tools, a sensitivity analysis was carried out on boththe position of a fictitious berm and the parameter used to describe the armor layerroughness/permeability. The performance of the two tools is assessed by comparing their resultswith physical model values. From such comparison it became evident that the OVERTOPPINGtool produced the best estimates of the mean overtopping discharge and the geometry that gavebest results has the fictitious berm at tide level. However, incident wave conditions that producedno overtopping in physical model tests led to non-zero overtopping discharge estimates with theOVERTOPPING tool.

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Realização de ensaios em modelo físico reduzido 3D para a avaliação da estabilidade do quebra-mar destacado do Porto Inlgês, Maio, Cabo-Verde

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Adverse sea conditions can cause emergency situations associated to wave overtopping, which endanger the safety of people and goods, with negative impacts for society, the economy and the environment. Therefore, a methodology to assess the overtopping risk in port and coastal areas is essential for a proper planning and management of these areas.The Portuguese National Laboratory for Civil Engineering (LNEC) has been developing the HIDRALERTA system, an integrated decision-support tool for port and coastal management, which focus in preventing and supporting the management of emergency situations and the long-term planning of interventions in the study areas. It enables the user to calculate the risk for various port and coastal activities, starting with the characterization of sea-waves, wind field and tide levels at the study regions.HIDRALERTA was already tested at different places in Portugal: Costa da Caparica beach, in Almada, and port of Praia da Vitória, in the Azores. However, in both cases, the evaluation of wave overtopping / flooding consequences was carried out using a quite simple approach. In fact, such consequences were assessed only at a global and qualitative level, based on information provided by the responsible authorities.This paper aims at testing a quantitative methodology to evaluate overtopping consequences: the Analytic Network Process (ANP). This methodology was proposed to solve complex decision-making problems and its objective is to calculate the priorities among decision elements which will define their final weights on the consequences. The ANP approach can produce interdependencies between criteria and compute the respective weight of each criterion. Such a network model with dependence and feedback improves the priorities derived from judgements and makes prediction more accurate. So, the ANP allows comparison among clusters of elements. Furthermore, in this methodology we take into account the impacts of alternatives on the importance of criteria, by normalizing the comparison matrix. Thus, the given alternatives can influence the ranking of criteria.Application of the ANP methodology to the case study of Praia da Vitória port is presented and a consequences level map is obtained.

Apresenta-se um novo sistema de alerta para navios amarrados em portos que se encontra em desenvolvimento no Laboratório Nacional de Engenharia Civil. O sistema SWAMS_ALERTA é um sistema de previsão e alerta baseado na avaliação do risco associado ao comportamento de navios amarrados em zonas portuárias.Os riscos associados a navios amarrados decorrem de movimentos excessivos, quer no plano horizontal, quer no plano vertical. Estes movimentos podem condicionar as atividades portuárias, nomeadamente cargas e descargas, mas em casos extremos podem levar à ocorrência de situações de emergência, tais como rotura de cabos, rotura de cabeços de amarração ou até colisões com o cais. As consequências deste tipo de situações envolvem sempre grandes prejuízos materiais e por vezes humanos.O sistema SWAMS_ALERTA utiliza as medições e previsões de agitação marítima para a determinação dos seus efeitos em termos de movimentos nos seis graus de liberdade e forças nas amarras e defensas quando o navio se encontra estacionado no cais. Para tal, o sistema recorre a uma série de modelos numéricos, interligados entre si. A comparação destes valores com valores máximos admissíveis pré-estabelecidos permite a avaliação, em tempo real, de situações de emergência e a emissão de alertas dirigidos às entidades portuárias.O sistema é constituído por 4 módulos:I

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