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Process-based 2DH morphodynamic modeling of tidal inlets: A comparison with empirical classifications and theories
The economical and ecological importance of tidal inlets has fostered the development of empirical tools forinlet management during the last century. This study aims at confronting these empirical theories with resultsobtained with a process-based numerical model, MORSYS2D. This 2DH morphodynamic modeling system isapplied to an idealized tidal inlet/lagoon system with different combinations of significant wave height,tidal range and tidal prism. The numerical model predictions are compared to the empirical models ofHayes, Bruun, O'Brien and FitzGerald and to morphologies observed at natural tidal inlets. The results presentgood accordance with observations as well as with some key behaviors predicted with the empirical theories.The predicted morphologies satisfy the relation of O'Brien between the tidal prism and the cross-sectionalarea, the model reproduces the conceptual model of sand by-passing by ebb-tidal delta breaching of FitzGeraldand the classifications of Hayes and Bruun are generally respected. However, some inconsistencies betweenmodel results andHayes classification highlight the limitations of applying this classification,which only considersthe yearly-averaged significant wave height and tidal range, to a single tidal inlet case.
Ano: 2012
Número Páginas:
1-11pp.
Autor(es): Nahon, A.; Bertin, X.; Fortunato, A. B.; Oliveira, A.
Revista: Marine Geology
Editor: Marine Geology
Volume:
291-294.
Keywords: Empirical models; Morphodynamic modeling; Inlet morphodynamics; Tidal inlet classification
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Seasonal and diurnal water quality and ecological dynamics along a salinity gradient (Mira channel, Aveiro lagoon, Portugal)
The patterns of water quality and ecological dynamics in estuaries vary at different time scales. Characterizing thisvariability at short (diurnal and seasonal) time scales is a pre-requisite to investigate the effects of long-term climatechanges. Seasonal scales depend mostly on the natural climatic variability, while diurnal scales are generallyassociated with the tidal cycle and wind events. In order to study the role of these superimposed scales in the Aveirolagoon, an integrated approach, which combines data acquisition and numerical modelling, was followed. Theanalysis was conducted with the three-dimensional, fully coupled hydrodynamic and ecological numerical model,ECO-SELFE, extended to account for the oxygen cycle. For data acquisition three field campaigns were performedalong a salinity gradient (Mira channel), covering different seasonal situations: March 2009, September 2009 andJanuary 2010. These campaigns, each lasting 24 hours, included the measurement of physical, chemical andbiological parameters (river flow, water levels, currents velocities, water temperature, salinity, dissolved oxygen,nutrients and chlorophyll a). Results show the ability of the model to represent both the spatial and temporal patternsobserved for the different variables. Chlorophyll a and nutrients tend to present larger concentrations upstream thandownstream, with the largest values observed in spring. The distribution patterns are significantly influenced by thetidal dynamics.
Ano: 2012
Número Páginas:
899-918pp.
Autor(es): Rodrigues, M.; Oliveira, A.; Queiroga, H.; Brotas, V.
Revista: ELSEVIER
Editor: Procedia Environmental Sciences
Volume:
Procedia Environmental Sciences 13 (2012).
Keywords: Tide; Nutrients; Dissolved oxygen; Chlorophyll a
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Sediment transport measurements with tracers in very low-energy beaches
ABSTRACT: This study investigates sediment transport at a very low-energy backbarrier beach in southern Portugal, from aspring-to-neap tide period, during fair-weather conditions. Rates and directions of transport were determined based on the applicationof fluorescent tracer techniques. Wind and currents were collected locally, whereas the dominant small and short-period wind waveswere characterized using a morphodynamic modelling system coupling a circulation model, a spectral wave model, and a bottomevolution model, well validated over the study area.For the recorded conditions sediment transport was small and ebb oriented, with daily transport rates below 0.02m3 day-1. Tidalcurrents (mainly ebb velocities) were found to be the main causative forcing controlling sediment displacements. Transport rateswere higher during spring tides, tending towards very small values at neap tides. Results herein reported points towards thedistinction between tracer advection and tracer dispersion in this type of environment. Transport by advection was low as a consequenceof the prevailing hydrodynamic conditions (Hs<0.1 m, and max. current velocity of 0.5ms-1) and the tracer adjustment tothe transport layer, whereas dispersion was relatively high (few metres per day). Tracer techniques allowed distinguishing the broadpicture of transport, but revealed the need for refinement in this type of environments (bi-directional forcing by ebb and flood cycles).
Ano: 2012
Número Páginas:
561-569pp.
Autor(es): Carrasco, A. R.; Ferreira, Ó.; Matias, A.; Freire, P.; Bertin, X.; Dias, J. A.
Revista: Earth Surf. Process. Landforms
Editor: John Wiley & Sons, Ltd.
Volume:
Earth Surf. Process. Landforms 38.
Keywords: Fluorescent tracer; Backbarrier; Low-energy; Sediment transport
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Tidal asymmetry in a coastal lagoon subject to a mixed tidal regime
Tidal asymmetry is a key factor in the geomorphology of many coastal lagoons. Whilst tidal asymmetry insemi-diurnal tidal regimes has been extensively studied, its occurrence in mixed tidal regimes is less wellunderstood, and has a number of unique causes and characteristics. Tidal phase duration analysis andleast squares harmonic analysis have been used to study the temporal and spatial nature of asymmetryin both offshore and coastal lagoon tides at the Murray Mouth in south-eastern Australia. GIS analysis ofbathymetric survey data has been used to study the roles of lagoon bathymetry on tidal distortion.Tidal asymmetry in the Murray Mouth coastal lagoon results from frequency relationships between majorastronomical driving tides as well as bathymetry-induced tidal transformations. The frequency differencebetween the K1 and S2 tides produces an important 6-monthly ebb/flood-dominant asymmetry cycle in theincoming oceanic tides, whilst phase relationships between the K1 and K2 tides contribute to persistentasymmetry. The use of standard relationships between theM2 andM4 tides as asymmetry indicators is shown tobe invalid for this mixed tidal regime. In this shallow, microtidal system, the impacts of bathymetry on tidalasymmetry within the lagoon are profound, with inlet and channel configurations identified as the mostimportant controlling factors.The results of this study may inform the strategic management of tidal inlets in mixed tidal regimes, suchas the Murray Mouth, that are subject to intermittent or long-term constriction.
Ano: 2012
Número Páginas:
171-180pp.
Autor(es): Jewell, S.; Walker, D.; Fortunato, A. B.
Revista: Geomorphology
Editor: Geomorphology
Volume:
138.
Keywords: Murray mouth; Mixed tides; Coastal lagoon; Tidal asymmetry
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Automatic improvement of unstructured grids for coastal simulations
The generation of unstructured triangular grids for coastal applications requires extensive manual tunning, in order to improve the stability, accuracy and efficiency of the model simulations. As current grids reach 105-106 nodes, this manual tunning is no longer feasible. This paper presents a new post-processor that aims at optimizing the local distribution of nodes and elements by adding and deleting nodes and by changing the connections between nodes. The algorithms target a smooth transition between elements sizes by making the number of connections of each internal node as close to 6 as possible.An application of the post-processor to various grids shows that the grid roughness is reduced by 10-30%, while decreasing marginally the number of nodes and maintaining the global nodal distribution. To illustrate the benefits of the post-processor, a grid with 130.000 nodes of the maritime zone under Portuguese jurisdiction is used to simulate tides with a good accuracy (root mean square errors below 10 cm) and without numericaloscillations. The model results provide an extensive database of tidal elevations that can feed boundary conditions to local estuarine models.
Ano: 2011
Número Páginas:
1028 - 1032.
Autor(es): Fortunato, A. B.; Bruneau, N.; Azevedo, A.; Araújo, M. A. V. C.; Oliveira, A.
Revista: Journal of Coastal Research, ICS2011 (Proceedings)
Volume:
SI 64.
Keywords: Grid generation; Portuguese shelf; Tidal model
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Coastal Erosion Management in Algarve (Portugal) -- a Beach Nourishment Case Study
The Portuguese southern coast national and international appeal turns it into a highly relevant area concerning the country's economy. Vale do Lobo is a resort located in the centre of this coast, where the beach has been suffering from erosion problems for several years now. Local interventions have been executed in order to prevent the erosion of the beach, yet the efficiency of such strategy has not been verified.This study's main purpose is to enable a better understanding of the evolutionary trends of the coastline between Quarteira and Ancão inlet and to analyse the efficiency of the beach nourishment interventions as a protection technique for a coastal environment with the wave energy exposure and geomorphologic characteristics of the present one.The study focussed on a 10-year period, during which, 700x103 and 370x103 m3 of sand with D50=0.76 mm (slightly larger than the D50 of the native beach) were extracted from offshore, and deposited in the foreshore. The wave climate in the study area was processed, analysed and used as input for modelling the nearshore processes. In addition, beach profiles measured alongshore have been analysed to obtain the representative beach profile. Coastlines of different dates have been derived from aerial photographs.The longshore transport model Litdrift and the coastline model Litline were applied to study the sediment dynamics. Litdrift was used to estimate the longshore transport capacity of the beach for the hydrodynamic series considering the representative beach profile previously obtained. These results were then used to calculate the evolution of the coastline due to the incident wave climate with Litline model. Aerial photographs were used to verify the model. The analysis of the two beach nourishments performed allowed to infer on the efficiency of this coastal protection technique to delay the erosion process.
Ano: 2011
Número Páginas:
328-334 pp.
Autor(es): Proença, B.; Oliveira, F. S. B. F.; Sancho, F. E.
Editor: Journal of Coastal Research
Volume:
Journal of Coastal Research.
Keywords: Portuguese coast; Coastline evolution; Coastal protection; Coastal erosion; Beach nourishment
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Coupling Monitoring and Mathematical Modelling of Beaches to Analyse a Problem of Harbour Sedimentation: Case Study
This article addresses the problem of sedimentation at the entrance of a harbour by evaluating and understanding thesediment dynamics in the adjacent beaches. The results of the methodology applied to acknowledge the beaches
Ano: 2011
Número Páginas:
104-115pp.
Autor(es): Oliveira, F. S. B. F.; Freire, P.
Revista: Journal of Coastal Research
Editor: Journal of Coastal Research
Keywords: Portuguese coast.; Coastal seasonality; Morphodynamics
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Development of a three-dimensional coupled wave-current model for coastal environments
In the past decade, two-dimensional (2DH) morphodynamic modeling systems were developed to simulate the morphological changes due to the combined action of waves, tides and winds. In spite of some significantsuccesses, they are unable to predict complex morphological behaviors, such as inlet infillings in highly dynamicenvironments during winter energetic wave conditions. For these reasons, the state of the art in morphodynamic modeling tends to evolve towards three-dimensional (3D) modeling systems. In this context, the present study focuses on the development of an unstructured 3D coupled wave-current model taking into account the verticalstructure of radiation stresses based on recent theoretical developments. The model is applied to the common breakwater test case and succeeds efficiently to reproduce the wave-driven circulation behind the breakwater.The study investigates also the vertical structure of the flow and the wave-induced setup along a cross-shore profile. The undertow is well-predicted by the model in the surf zone and the wave-induced setups predicted by the 3D model are about 30-40% greater than those simulated by a 2DH approach. This important aspect could berelevant in storm surge and inundation studies for which the quality of the predictions could be strongly improved by using a 3D fully coupled wave-current model.
Ano: 2011
Número Páginas:
986 - 990.
Autor(es): Bruneau, N.; Dodet, G.; Bertin, X.; Fortunato, A. B.
Revista: Journal of Coastal Research, ICS2011 (Proceedings)
Volume:
SI 64.
Keywords: Wave-driven circulations; Wave-current interactions; Wave-induced setup; 3d modeling
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Estudo da Evolução de uma Área de Extracção de Sedimentos ao largo de Vale do Lobo (Algarve Portugal) - Comparação entre Resultados Numéricos e Dados Batimétricos
A extracção de sedimentos nas zonas costeiras é uma actividade de importância e prática crescentes há já vários anos e em diversos países. A evolução de uma zona de extracção depende essencialmente do tipo de sedimento e das características hidrodinâmicas do local. No presente trabalho pretendeu-se estudar a evolução morfológica e sedimentar de uma escavação ao largo de Vale do Lobo (Algarve, Portugal) com base em 3 campanhas batimétricas realizadas entre 2006 e 2008, antes e após a extracção, assim como numericamente, através da aplicação de um modelo morfodinâmico
Ano: 2011
Número Páginas:
369-377pp.
Autor(es): Rosa, J.; Gonçalves, D.; Silva, P. A.; Pinheiro, L.; Rebêlo, L.; Fortunato, A. B.; Bertin, X.
Revista: Revista da Gestão Costeira Integrada
Editor: Revista da Gestão Costeira Integrada
Keywords: Modelo morfodinâmico; Plataforma continental; Evolução de uma escavação; Impacto morfológico; Dragagem
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Grain size effects on suspended sediment concentration profiles under breaking waves
Presently, conceptual and numerical sediment concentration modelling is largely based on the diffusionapproach. However, several works have shown that this approach is, frequently, unsuitable to model the profiledistribution of different grain size particles in the same flow. In order to understand the grain size effects onsuspended sediment concentration profiles under breaking wave conditions, a new data set was collected at threewest coast Portuguese beaches (Almagreira, Caparica and Comporta beaches). As expected, the relativeconcentration for the entire grain-size spectrum shows a systematic decrease with distance to the bed, thoughwith different profile shapes (exponential and power law). The analysis of the relative concentration profiles foreach sediment fraction show similar profile patterns; however, as expected, the decrease in the relativeconcentration with height strongly depends on particle size and assumes a different behaviour at each site. In thiscase, diffusion approach was unable to explain all the observed profile patterns, namely the overlapping ofcoarse sediment profiles and the different profile shapes in the same flow. These deficiencies were overcome bythe use of the convection-diffusion approach.
Ano: 2011
Número Páginas:
130-134pp.
Autor(es): Ribeiro, M.; Taborda, R.; Cascalho, J.; Bosnic, I.; Oliveira, A.; Rodrigues, A.; Freire, P.
Revista: Journal of Coastal Research
Editor: Journal of Coastal Research
Volume:
64.
Keywords: Convection; Diffusion; Beach
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Case study on the sedimentation of a harbor in the north coast of Portugal
The harbor of Vila Praia de Âncora, located in the north coast of Portugal, for small fishery vessels, is not accessible at low tide conditions due to sedimentation at its entrance. The objectives of the study are the understanding of the sedimentation tendency causes and future evolution (natural reversibility, permanence or aggravation). These were achieved through the investigation of the hydro-morphological behavior of the adjacentbeaches.
Ano: 2008
Número Páginas:
P38.
Autor(es): Oliveira, F. S. B. F.; Freire, P.; Clímaco, M.
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Comparison of Sediment Transport Formulae Regarding Accelerated Skewed Waves
N/A
Ano: 2008
Número Páginas:
P19.
Autor(es): Abreu, T.; Silva, P. M.; Sancho, F. E.
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Development and preliminary results of an Eulerian-Lagrangian 3D Oil spill model
N/A
Ano: 2008
Número Páginas:
1pp.
Autor(es): Azevedo, A.; Oliveira, A.; Fortunato, A. B.
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Experimental study of plunging turbidity currents in reservoirs
N/A
Ano: 2008
Número Páginas:
1157-1164.
Autor(es): Alves, E.; González, J.; Freire, P.; Cardoso, A. H.
Editor: M.S. Altinakar; M.A. Kokpinar; M. Gogus; G. Tayfur; S. Y. Kumcu & N. Yildirim (eds)
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Integrating a circulation model and an ecological model to simulate the dynamics of zooplankton
Zooplankton plays a fundamental role in the estuarine food web. Thus, understandingthe factors that affect the distribution of estuarine zooplankton is of major concernfor the management of estuaries. An integrated modeling approach, coupling ahydrodynamics and an ecological model, is presented here to simulate the threedimensionaldynamics of zooplankton. The hydrodynamics is computed withSELFE, a 3D baroclinic circulation model. The ecological model is based on anextension of EcoSim 2.0, which allows the simulation of several ecological statevariables, to account for zooplankton dynamics. Some test cases are presented thatvalidate the changes made in the EcoSim 2.0 and the integration of thehydrodynamic and ecological models. A sensitivity analysis is also performed tocheck the influence of the input parameters of the ecological model in the finalresults, showing the phytoplankton
Ano: 2008
Número Páginas:
427-446.
Autor(es): Rodrigues, M.; Oliveira, A.; Queiroga, H.; Zhang, Y.; Fortunato, A. B.; Baptista, A. M.
Editor: Spaulding [Ed.]
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Modelação da dispersão de efluentes de centrais termoeléctricas em zonas costeiras: exemplos de aplicação
As centrais termoeléctricas são frequentemente construídas em zonas costeiras de forma a utilizarem a água do mar para arrefecimento. Esta água é captada junto à costa, e rejeitada numa zona próxima a temperaturas mais elevadas em cerva de 10ºC. No entanto, é necessário definir soluções para a tomada e a rejeição de água que evitem curto-circuito térmicos.Descreve-se a análise de várias soluções propostas para três centrais termoeléctricas com caudais de água para arrefecimento muito distintos, através da palicação de um modelo hidrodinâmico tri-dimensional baroclínico. Focam-se em particular aspectos relacionados com o estabelecimento do modelo, a calibração e a análise dos resultados
Ano: 2008
Número Páginas:
10 pp.
Autor(es): Fortunato, A. B.; Pinto, L.; Rodrigues, M.; Oliveira, A.; Azevedo, A.
Keywords: Estratificação; Modelação numérica; Pluma térmica
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Modelação Numérica da Hidrodinâmica da Ria Formosa e o Impacto do Reposicionamento da Nova Barra do Ancão
This work describes the implementation of hydrodynamic model (ELCIRC) for the Ria Formosa. The Ria Formosalagoon is located in Algarve, south of Portugal, and is a barrier island system that communicates with the sea through 6inlets. The Old Ancão Inlet was artificially closed and the New Ancão Inlet was relocated into a westward position. Thiswork aims at studying the hydrodynamic patterns of Ria Formosa in two distinct configurations: before and after theAncão Inlet relocation. The hydrodynamic model was successfully calibrated and validated and reproduces accuratelythe tidal propagation in this complex lagoon. The human intervention at the New Ancão Inlet contributes to increase themagnitude of tidal currents, residual velocities and the tidal prism across the new bar, suggesting a better stability.Overall, it can be concluded that the Ancão Inlet relocation was a successful human intervention.
Ano: 2008
Número Páginas:
489-490.
Autor(es): Sousa, M. C.; Bertin, X.; Silva, P.; Fortunato, A. B.; Oliveira, A.; Dias, J. M.
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Modelação Numérica do Transporte de Contaminantes na Ria Formosa (Portugal)
The Ria Formosa lagoon is located in the south of Portugal, and is a barrier island system that communicates with thesea through 6 inlets. This work aims at studying contaminant transport in Ria Formosa in two distinct configurations:before and after Ancão Inlet relocation, through the implementation of the transport models VELA and VELApart andexploration of the models results. The results obtained for both bathymetries suggest better water exchanges throughAncão Inlet and smaller residence times in the western part of Ria Formosa for the new bathymetry. Overall, it can beconclude that Ancão Inlet relocation was a successful human intervention in order to reduce the pollution hazards in RiaFormosa.
Ano: 2008
Número Páginas:
491-492.
Autor(es): Sousa, M. C.; Bertin, X.; Fortunato, A. B.; Oliveira, A.; Dias, J. M.
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Numerical analysis of the impact of morphodynamics on the water quality of a coastal lagoon
The morphodynamics of coastal lagoons, and in particular of their inlets, cansignificantly affect the water quality of these water bodies. The present work exploresthe coupling of a morphodynamic model (accounting for waves, tides and theirinteractions) with a water quality model to analyse the evolution of fecal contaminationplumes in a highly dynamic lagoon, under morphodynamic and morphostatic conditions.Concentration differences for plumes released in two areas under morphodynamic andmorphostatic conditions are significant. Different patterns are observed for releases in areas of short and long residence times, due to the different impact of decay relative to flushing on the reduction of the pollutant's mass.Morphologically dynamic coastal lagoons are also challenging to monitor, as thechanges in the bathymetry may alter significantly the pathways of the pollutants. A preliminary strategy for defining a monitoring network in these systems is sought, basedon residence times and residual velocities.
Ano: 2008
Número Páginas:
651-670.
Autor(es): Oliveira, A.; Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Bertin, X.
Editor: Spaulding [Ed.], ASCE
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Performance of a Multipurpose Hydraulic Channel
This work focused on a detailed laboratory study carried out at University of Coimbra (UC) wave channel, in a flume measuring 36.0 m x 1.2 m x 1.0 m (L x H x W), where several equipment was recently installed. The channel, as well as all systems associated, presents a great value for multipurpose hydraulic studies, mainly free surface flows with waves and currents including different and changeable bedforms. Its use spreads throughout several fields like education, scientific investigation as well as a potential support to the water industry. A SCADA system (Supervision, Control and Data Acquisition) was installed in order to improve the potential value of this structure, allowing the operation, visualization and management of the different parts of the system, to be accessed all from one computer terminal. Presently, the SCADA system still needs some improvements; therefore some procedures have to be tested. In particular, the automation of the electro-pump and valves groups
Ano: 2008
Autor(es): Santos, F. A.; Carvalho, R. F.; Sancho, F. E.
Editor: Pagliara, S. (Editor)
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Livros
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MEC2011 - Conferência sobre Morfodinâmica Estuarina e Costeira
N/A
Ano: 2011
Autor(es): Fortunato, A. B.; Freire, P.; Oliveira, A.
Editor: Laboratório Nacional de Engenharia Civil
Volume:
CD Room.
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Capítulos de Livros
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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.
Ano: 2009
Número Páginas:
pp. 35-49.
Autor(es): Oliveira, F. S. B. F.; Vargas, C.
Editor: Wiley-Blackwell Publishing
Volume:
Integrated Coastal Zone Management.
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Teses de Doutoramento
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Avaliação da eficiência energética nos serviços urbanos de águas. Guia para diagnóstico, priorização de alternativas, monitorização e revisão do plano de ação
A presente tese tem como objetivo melhorar a gestão dos sistemas de distribuição de água através da utilização de métodos probabilísticos e estatísticos para analisar os dados de contadores inteligentes. Assim, é proposta uma metodologia para avaliação da incerteza em medições de caudal dinâmicas, baseada apenas nas próprias medições, no método de bootstrap por blocos e no ajustamento de um modelo adequado aos dados em estudo. De seguida, é desenvolvida uma metodologia de amostragem probabilística estratificada dos clientes para identificação de uma amostra representativa onde deverão ser instalados contadores inteligentes, sendo os estratos definidos pelos grupos obtidos numa análise de clusters baseada em dados de faturação. É ainda apresentada uma metodologia para a decomposição¸ de séries temporais de caudal em consumo autorizado, consumo não autorizado, roturas e perdas, utilizando técnicas de suavização de séries temporais e análise do espetro singular (singular sprectum analysis). Por último, são testados alguns métodos robustos e de analise funcional para deteção de valores anómalos em series temporais de caudal.
Ano: 2022
Autor(es): Almeida e Silva, M.
Keywords: Sistemas de distribuição de água; Séries temporais de caudal; Incerteza; Decomposição de séries temporais; Amostragem estratificada
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Análise dos Efeitos de Factores Climáticos e Antropogénicos na Ria de Aveiro
A compreensão dos impactes das alterações climáticas é fundamental para agestão a longo do prazo dos ecossistemas estuarinos. Esta compreensão sópoderá ser efectiva considerando a variabilidade climática natural e o papelrelativo das intervenções antropogénicas nestes ecossistemas. Assim, apresente dissertação analisa a influência das alterações climáticas e pressõesantropogénicas na qualidade da água e dinâmica ecológica da Ria de Aveirocom base numa abordagem integrada, que combinou a análise de sériestemporais dos últimos 25 anos e a modelação numérica de elevada resoluçãode cenários futuros de alterações climáticas e intervenções antropogénicas.A componente de modelação de qualidade da água e ecológica foi melhoradaa vários níveis. A análise de sensibilidade do modelo 3D hidrodinâmicoecológicoECO-SELFE aplicado à Ria de Aveiro e a revisão das constantes desemi-saturação para absorção de nutrientes pelo fitoplâncton contribuírampara a precisão e robustez das aplicações. A concentração do fitoplâncton foisignificativamente influenciada pelas taxas de crescimento do fitoplâncton e demortalidade e excreção do zooplâncton, e apresentou uma sensibilidadereduzida à variação das constantes de semi-saturação na gama identificadapara as diatomáceas. O acoplamento do ECO-SELFE a um modelo de campopróximo e a integração do ciclo do oxigénio aumentaram a sua capacidade derepresentação dos processos e das escalas espaciais relevantes. A validaçãodo ECO-SELFE foi realizada com base num conjunto de campanhasespecíficas realizadas no canal de Mira. Os padrões espaciais e temporaisobservados para as várias variáveis (clorofila a, nutrientes, oxigénio dissolvido,salinidade, temperatura da água, correntes e níveis) foram simulados comerros menores ou semelhantes aos obtidos neste tipo de aplicações.A análise dos padrões de variabilidade espacial e temporal da qualidade daágua e ecológica na Ria de Aveiro a diferentes escalas, efectuada com basenos dados históricos de 1985 a 2010 complementados pelas campanhasrealizadas, sugeriu uma influência combinada da variabilidade climática e dasacções antropogénicas. Os cenários futuros de alterações climáticas eintervenções antropogénicas simulados evidenciaram uma influência maissignificativa das alterações climáticas quando comparadas com os efeitos dasacções antropogénicas analisadas. As variações mais significativas sãoprevistas para os cenários de subida do nível do mar, seguidos dos cenáriosde alterações dos regimes hidrológicos, evidenciando o papel da circulação(maré e caudal fluvial) no estabelecimento da qualidade da água e dinâmicaecológica na laguna. Para os cenários de subida do nível do mar são previstosdecréscimos significativos da clorofila a e dos nutrientes a jusante e nas zonasintermédias do canal, e um aumento significativo da salinidade a montante.Estas alterações poderão favorecer modificações da composição e distribuiçãodas comunidades, afectando a cadeia alimentar e causando uma progressãopara montante de espécies marinhas. Os resultados sugerem ainda que osefeitos poderão ser mais significativos em estuários pouco profundos.
Ano: 2012
Número Páginas:
265p.
Autor(es): Rodrigues, M.
Keywords: Intervenções antrópicas; Regimes hidrológicos; Aumento da temperatura do ar; Subida do nível do mar; Alterações climáticas; Séries temporais longas; Modelação numérica; Oxigénio dissolvido; Nutrientes; Clorofila a; Estuários
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Modelação da Morfodinâmica de Estuários
N/A
Ano: 2010
Número Páginas:
1-188pp.
Autor(es): Pinto, L.
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Sistema integrado de modelação para apoio à prevenção e mitigação de acidentes de hidrocarbonetos em estuários e orla costeira
A temática dos derrames de hidrocarbonetos continua a ser um assunto de extremaimportância dados os graves impactes continuadamente causados no meio marinho. O desenvolvimentode ferramentas para auxilio às autoridades responsáveis pela gestão costeirano combate e mitigação deste tipo de acidentes é prioritário nos planos estratégicos governamentais.Neste trabalho propõe-se um novo sistema integrado de análise de hidrocarbonetos desenvolvidopara aplicação a derrames em zonas costeiras, portuárias e oceânicas. Desenvolveuseuma nova metodologia baseada na sinergia da modelação numérica com a detecção remotapor satélites. Este sistema integra uma componente de modelação numérica flexível(2D/3D) e um novo algoritmo de segmentação de manchas de hidrocarbonetos observadasem imagens SAR. O algoritmo de detecção remota foi concebido para validar os resultadosdo sistema de modelos. O sistema de modelação baseia-se numa abordagem Euleriana-Lagrangeana para a resolução dos processos de evolução dos hidrocarbonetos, utilizandomalhas não-estruturadas para a representação dos domínios de estudo numa perspectivamulti-escala. O modelo de hidrocarbonetos inclui a maioria dos processos relevantes numderrame à superfície e na coluna de água e inclui um novo algoritmo para a retenção costeiraque considera a dinâmica intertidal para aplicação a domínios praias, lagunas e estuários.Realizaram-se diversas aplicações sintéticas e reais que comprovaram a precisão, robustez,fiabilidade e flexibilidade do sistema integrado, com custos computacionais e níveisde complexidade variável. A aplicação do sistema ao caso Prestige permitiu demonstrarque a sinergia entre a modelação numérica e a detecção remota é uma mais-valia para aprevisão de derrames de hidrocarbonetos no mar e serviu como base para uma análise qualitativada influência da precisão da previsão do vento como agente forçador.Futuramente, o sistema poderá ser aplicado na optimização de planos de contingência,sustentando análises de risco, e em sistemas de alerta e aviso para acidentes de poluição.
Ano: 2010
Número Páginas:
258 pp.
Autor(es): Azevedo, A.
Keywords: Prestige; Sar; Detecção remota; Modelação euleriana-lagrangeana; Derrames de hidrocarbonetos
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Evolução Morfo-Sedimentar de Margens Estuarinas (Estuário do Tejo, Portugal)
As margens estuarinas são constituídas por diversos elementos morfo-sedimentares, interdependentes entre si através de processos hidrodinâmicos, sedimentares, morfológicos e ecológicos. Estas características conferem à zona marginal do estuário uma sensibilidade particular a desequilíbrios entre o suporte morfológico e sedimentar e à acção dos agentes hidrodinâmicos, climáticos e antrópicos. A presente tese contempla o estudo da evolução morfo-sedimentar de margens estuarinas, procurando identificar as condições genéticas, caracterizar e quantificar os processos evolutivos actuais e passados. A área em estudo situa-se na margem sul do estuário interno do Tejo, entre Alcochete e Cacilhas, incluindo a restinga do Alfeite e a baía do Seixal. Efectuou-se a caracterização hidrodinâmica, morfológica e sedimentar da região em estudo e a avaliação dos padrões evolutivos à mesoescala e microescala. O estuário do Tejo é caracterizado por extensas zonas intertidais constituídas por rasos de maré e sapais. Estas áreas são alimentadas por sedimento em suspensão de origem fluvial, redistribuído pelas correntes de maré. Contrastando com o predomínio da sedimentação essencialmente silto-argilosa, surgem na margem sul praias e restingas de natureza arenosa que indicam a actividade de ondas de geração local. A morfologia da restinga do Alfeite evidencia a actividade de ondas, quer na sua formação, quer na sua evolução temporal. A sua instalação, há cerca de 500 anos atrás, terá correspondido a um episódio de mobilização considerável de material grosseiro proveniente de fontes sedimentares próximas - as rochas detríticas miocénicas e pliocénicas. A instalação da restinga proporcionou a manutenção de um ambiente de baixa energia, constituído por rasos de maré e sapais (baía do Seixal). O clima de agitação local está sobretudo relacionado com as nortadas, devido às maiores distâncias de fetch associadas e à intensidade mais elevada dos ventos daquele quadrante. O clima de agitação médio, obtido através de um modelo de previsão da agitação, caracteriza-se por alturas significativas de onda entre 0,2 e 0,4 m e por períodos de zero ascendente de 2 s. Em condições extremas a altura significativa de onda pode atingir 1,3 m. As ondas de geração local no estuário interno têm capacidade para causar a ressuspensão, transporte e acumulação de areias na margem sul, virada às direcções de fetch mais longo. Identificaram-se dois domínios principais de transporte longitudinal, envolvendo um caudal sólido semelhante de 20 000 - 30 000 m3/ano. Estes resultados concordam como as direcções de desenvolvimento e de progradação das restingas de areia. O padrão de dispersão de material sedimentar concorda também com a localização de fontes sedimentares potenciais. A restinga do Alfeite mostra uma variação morfológica evidente nos últimos 150 anos, dominada pelos processos de erosão e envolvendo a redução da área da praia em cerca de 15 ha. As modificações mais importantes ocorreram no período 1930-1979, com uma taxa de erosão média de 0,3 ha/ano, que coincidiu com intensa intervenção antrópica no sistema envolvendo alteração dos balanços sedimentares locais. As taxas de erosão obtidas através da análise evolutiva à mesoescala concordam com os volumes sedimentares avaliados para a deriva litoral local. O padrão evolutivo à microescala da praia do Alfeite mostra igualmente um comportamento particular de resposta a alterações hidrodinâmicas locais e à acção antrópica. O padrão de evolução à mesoescala e microescala da baía do Seixal sugere uma diferença acentuada entre o comportamento das zonas subtidal e intertidal inferior, com alguma dominância dos processos erosivos (com uma taxa de erosão média de 1-2 cm/ano), e o da zona supratidal com taxas de sedimentação relativamente elevadas (1cm/ano). O modelo morfo-sedimentar proposto para a baía do Seixal é essencialmente um modelo de redistribuição de sedimentos entre os rasos de maré superiores e sapais e os canais; resulta a selecção natural entre siltes grosseiros e areia e uma fracção mais fina com componente orgânica importante. À macroescala, o modelo evolutivo proposto será interrompido por episódios de entrada excepcional de material, principalmente através da rede hidrográfica local, associados a eventos extremos. As margens estuarinas são particularmente sensíveis a alterações extremas dos balanços sedimentares locais, sendo clara a interdependência entre a evolução morfológica e a interferência antrópica no sistema.
Ano: 2003
Autor(es): Freire, P.
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Instrumentos de Apoio à Gestão de Estuários - Indicadores Ambientais
Os estuários são sistemas ricos em recursos naturais e de grande fragilidade ecológica. O seu uso, como suporte de múltiplas actividades, faz com que seja necessário definir planos de gestão destinados a compatibilizar tais utilizações, salvaguardando o equilíbrio ecológico e a saúde pública. Reviram-se os conceitos de estuário, suas características e tipos. Identificaram-se princípios e metodologias para a sua gestão, que requerem o uso de instrumentos, dentre os quais são objecto central do presente estudo os sistemas de indicadores ambientais. O modelo de enquadramento adoptado foi o de Pressão Estado Resposta. As aplicações do conceito de indicador ambiental a estuários são recentes e limitadas, devido à especificidade destes sistemas, em particular, da coexistência de escalas de tempo distintas no controlo dos processos hidrodinâmicos e das suas características bio-geo-químicas. A caracterização ambiental dum estuário requer a aplicação de uma metodologia que inclui, além de informação de contexto, a identificação das zonas homogéneas, definidas com base em critérios morfológicos, de salinidade e de gestão, e das escalas de tempo relevantes, para definir os domínios de integração espacial e temporal das variáveis observadas, que conduzem aos valores significativos. A estes é removida a dimensão, sendo normalizados por aplicação de operadores algébricos e gráficos, inferindo-se a conformidade com a qualidade ambiental a partir dos valores dos indicadores normalizados. A metodologia inclui a definição de classes de qualidade. A metodologia foi ensaiada no estuário do Tejo. A sua caracterização, cobrindo as temáticas da eutrofização e estado de oxigenação, da qualidade estética e da contaminação bacteriológica e por xenobióticos, demonstrou a exequibilidade do método. Os resultados, se bem que de interesse relativo por recorrerem a dados heterogéneos e, por vezes, sem actualidade, revelam um estuário com baixa susceptibilidade à poluição, onde o incumprimento das normas de emissão pelas fontes poluentes era dominante. Porém, o estado do estuário revelou-se, em grande parte da sua extensão, bom ou excelente relativamente a alguns parâmetros, embora tenham sido identificadas situações de não conformidade. A metodologia é, assim, exequível, mesmo quando aplicada a um estuário complexo como o Tejo, e capaz de diferenciar situações de qualidade ambiental distintas. Constitui um instrumento de gestão útil para o apoio ao planeamento de programas de monitorização, para a sistematização da informação e para a comunicação clara com os responsáveis pelas decisões e com o público.
Ano: 2003
Autor(es): Cardoso da Silva, M.
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Eulerian-Lagrangian analysis of transport and residence times in estuaries and coasts
Eulerian-Lagrangian methods (ELMs) are increasingly used to simulate groundwater and surface water transport and water quality, largely due to their ability to use large time steps and to formally decouple processes with distinct time scales. Yet, two severe limitations remain: (1) ELMs do not inherently conserve mass, AND (2) in multiple dimensions, robust implementations of "higher-order" ELMs are expensive. Our research focused on the understanding of the main sources of errors in ELMs. We analyzed systematically the impact and relative importance of tracking errors, integration errors and forcing by non-conservative flow fields, on measures of mass conservation, overall accuracy and stability. From this analysis, we propose new methodologies and general guidelines towards mass conservative, globally accurate and stable multi- dimensional ELM transport simulations in estuarine and coastal regions. We performed a pioneering study of the influence of tracking errors, demonstrating their very strong negative impact on mass conservation, overall accuracy and stability. Low-order tracking methods are strongly discouraged in the presence of complex flow fields, typical of estuaries, because they are too inaccurate to allow overall mass balance and phase preservation, and they lead to potential instability. We show that the evaluation of the integrals at the feet of the characteristic lines is an important source of mass and overall errors, which can be controlled through grid refinement. To avoid such errors, we develop a new method that combines the flexibility and local mass properties of control volume finite element methods (CVFE), with a new quadrature integration technique. Subdivision quadrature overcomes stability constrains of traditional quadratures and allows for easy implementation in multiple dimensions. We find subdivision quadrature CVFE-ELMs to be an attractive alternative to current finite element ELMs in estuaries and coasts. Non-conservative flow fields are the primary concern for estuarine and coastal applications because ELMs cannot mitigate their effect without jeopardizing overall accuracy. We found bathymetric gradients and complex geometry to be the main sources for flow mass errors, and grid refinement to be inadequate to eliminate them. Consequently, mass imbalances in ELM solutions cannot be removed by grid refinement. Control volume finite elements and conservative-equation-based formulations are equally ineffective in the presence of a non-conservative flow. The problem needs to be addressed at the source, i.e., the circulation models that generate the flows. A detailed analysis of residence times illustrates the importance of improving numerical models, and provides new insights on the variability of residence times in estuarine systems. A new methodology is proposed, which emphasizes the importance of local analysis of residence times to understand the fluxing properties of a complex system, while providing an alternative approach to traditional bulk evaluations of residence times. Key Words: Flow mass conservation. Transport Mass conservation. Transport equation. Eulerian-Lagrangian methods. Finite Volumes. Finite elements. Accuracy Analysis. Residence Times.
Ano: 1997
Autor(es): Oliveira, A.
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Numerical modelling of irregular wave propagation in the nearshore region
The thesis deals with the numerical modelling of random wave propagation in the nearshore region. The mathematical modelling is based on the mild - slope equation.The mild - slope equation has been considered in a linear elliptic form in order to take into account wave refraction, diffraction, and reflections, and therefore to allow for the applicability of the model without constraints even to areas like harbours where reflections play an important role. Owing to the fact that we are dealing with a boundary value problem, the mathematical methods for solving the linear system of equations generated after discretising the governing equation and the boundary conditions imposed are fundamental to developing an efficient numerical model. A range of mathematical methods for solving the linear elliptic form of the mild-slope equation as well as a range of appropriate radiation boundary conditions are analysed, implemented and compared. Comparisons with available results, experimental and numerical, for different cases of study, validate the model for monochromatic waves.To overcome the difficulty of applying the linear elliptic model over large areas, a multigrid technique was deployed in a numerical model of a non-linear transformed form of the mild-slope equation in order to accelerate convergence. This technique was applied to a range of iterative solvers and satisfactory results were obtained.A numerical model of a hyperbolic form of the mild-slope equation, an initial value problem, was also developed and extended in order to test a range of radiation boundary conditions. Results show that "sponge layers" provide the best means of dealing with radiation type boundary conditions.The elliptic model was then further developed by extending it to random waves using the concept of superposition of spectral components. The importance of frequency and directional spreading was investigated. Based on the energy balance equation the phenomenon of breaking of irregular waves in the surf zone was incorporated, using two different approaches, in the model which was applied to cases that had been experimentally studied before. The results from this part of the work are unique and demonstrate the practical usefulness of the model.
Ano: 1997
Autor(es): Oliveira, F. S. B. F.
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Modelação matemática de processos hidrodinâmicos e da qualidade da água no estuário do Tejo
STERNA é um sistema de modelos matemáticos para a simulação de processos hidrodinâmicos e de qualidade da água em estuários não-estratificados. Este sistema é constituído pelo modelo hidrodinâmico MOHID, previamente existente, e por um modelo de transporte e por um conjunto de módulos de qualidade da água, desenvolvidos no decurso deste estudo. As equações de conservação da massa e de conservação da quantidade de movimento, do modelo hidrodinâmico, e a equação de advecção-difusão, do modelo de transporte, são resolvidas pelo método das diferenças finitas, a partir de uma formulação bidimensional (2D), integrada na vertical.Descreve-se a aplicação do sistema STERNA ao estuário do Tejo. Os resultados são comparados com observações efectuadas em campanhas do "Estudo Ambiental do Estuário do Tejo". Estas observações compreendem: a) séries temporais de correntes, salinidade, temperatura e sedimentos em suspensão, com cerca de 24 horas de duração; b) séries de valores mensais de salinidade, temperatura, clorofila-a, fosfato, amónia, nitrato, CBO e oxigénio dissolvido, com 4 anos de duração. Verifica-se, para a generalidade dos parâmetros, uma concordância satisfatória entre observações e resultados dos modelos.Os dados de campo e o sistema de modelos proposto servem de suporte a uma análise das características do ambiente no estuário do Tejo. Discutem-se, em particular: as trocas de maré entre o estuário e o exterior; a importância da estratificação de densidade; os fluxos de calor através da superfície; os mecanismos de formação da zona de turvação máxima; os factores responsáveis pela limitação da produção primária fitoplanctónica; os processos envolvidos no ciclo do fósforo e do azoto; e a ocorrência de défices de oxigénio. Conclui-se pela importância de uma abordagem integrada no estudo dos processos estuarinos.Palavras-chave: Modelos matemáticos; método das diferenças finitas; hidrodinâmica de estuários; qualidade da água; estuário do Tejo.
Ano: 1996
Número Páginas:
pp. 240.
Autor(es): Portela, L. I.
Editor: ******
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Three-dimensional modeling of coastal flows using unstructured grids
Although three-dimensional (3D) modeling of coastal and estuarine flows is becoming common, several limitations remain related to our ability both to describe and to numerically simulate the correct physics. Two key limitations concern vertical resolution: the lack of flexibility of current methods for vertical discretization prevents the optimal use of computational resources, and guidelines for vertical nodal placement are not available.The major contribution of this thesis is the development, analysis and test of an approach that allows for an unprecedented flexibility in the vertical refinement of the domain. This approach, which we refer to as localized sigma coordinates (LSC), is the first to allow the number of nodes per vertical to vary horizontaly, and can therefore be considered a natural extension to the use of unstructured grids in the horizontal.To take advantege of the LSC, we perform the first systematic study for the vertical discretization in barotropic tidal flow simulations. The resulting optimal grid can reduce the errors relative to a uniform grid by over an order of magnitude and compares favorably with non-uniform grids previously proposed. A criterion to guide the horizontal distribution of the total number of nodes is proposed and discussed in the context of simple one- and two-dimensional models, and is then extended to three dimensions. Accounting for advection in three dimenions forces modifications to the criterion, but the overall concept proved to be useful: using a variable number of nodes per vertical reduces the maximum velocity errors by a factor of two.As part of our analysis of the LSC, we investigate the evaluation of the horizontal gradients in sigma-coordinate shallow water models. We show that horizontal gradients should be computed in sigma rather than z-coordinates, and that the so-called hydrostatic inconsistency typically associated with sigma coordinates does not correspond to a numerical inconsistency. The large errors associated with the evaluation of horizontal gradients can be by-passed through appropriate horizontal resolution, and a procedure to define this resolution is proposed based on results from a truncation error analysis.An application to the Tagus estuary demonstrates the enhanced accuracy provided by the LSC, and provides new insights into the estuarys 3D barotropic circulation. Strong residual currents (depth-averaged eulerian residual velocities of up to 0.5 m/s) are generated by advective accelerations and have a major impact on the mixing characteristics at the mouth of the estuary. The assymetry between ebbing and flooding promotes exchanges between marine and estuarine waters, while he interaction between tidal and residual flows leads to strong chaotic stirring.The good performance of the LSC in a complex application establishes this method as an attractive alternative to the traditional sigma- and z-coordinates.
Ano: 1996
Autor(es): Fortunato, A. B.
Editor: ******
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Relatórios
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Project UBEST: Understanding the biogeochemical buffering capacity of estuaries relative to climate change and anthropogenic inputs - Final Report
The final technical report of the project
Ano: 2020
Autor(es): Rodrigues, M.; Fortunato, A. B.; Martins, R.; Rogeiro, J.; Oliveira, A.; Azevedo, A.; Freire, P.; Cravo, A.; Jacob, J.; Rosa, A.
Keywords: Ria Formosa; UBEST coastal observatory; Tagus estuary; Water quality; Hydrodynamics
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MOSAIC.PT field campaigns - Cova-Gala, Vieira and São Pedro de Moel beaches, January-March 2019
The present report summarizes the field campaigns of the project MOSAIC.pt, performed between January and March 2019 in the Cova-Gala, Vieira and São Pedro de Moel beaches, located in the Portuguese west coast. The campaigns aimed to characterize the response of the beaches, with diverse typology, to the hydrodynamic forcing and included topographic surveys by GNSS-RTK, drone surveys, superficial sediment sampling and the report of the territorial elements affected.
Ano: 2019
Autor(es): Freire, P.; Oliveira, F. S. B. F.; Oliveira, J. N.; Henriques, M. J.
Keywords: Sediment sampling; Territorial elements; Photogrammetric survey; Topographic survey
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UBEST field campaigns - 6th Campaign: Tagus Estuary, November 6, 2018
The present report summarizes the 6th field campaign of the project UBEST, performed in the Tagus estuary on November 6, 2018. This campaign was the third in the Tagus estuary and was representative of autumn conditions. Seven stations were chosen along the estuary. In situ measurements of temperature, salinity, pH and dissolved oxygen were carried out and water samples were collected to determine in laboratory the concentration of nutrients, chlorophyll a, total suspended solids, and confirm dissolved oxygen and pH on samples where pH sensors were not available. The data acquired will contribute to a better understanding of the biogeochemical functioning of the Tagus estuary and to calibrate and validate numerical models (hydrodynamic and biogeochemical), that will attempt to predict the response of the estuary to future scenarios of climate change and anthropogenic inputs.
Ano: 2019
Autor(es): Santos, D.; Rodrigues, M.; Freire, P.; Cravo, A.
Keywords: Physico-chemical parameters; Water samples; Field campaign; Tagus estuary
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UBEST field Campaigns - 4th Campaign: Tagus Estuary, May 10, 2018
The present report summarizes the 4th field campaign of the project UBEST, performed in the Tagus estuary on May 10, 2018. This campaign was the first in the Tagus estuary and was representative of spring conditions. Seven stations were chosen along the estuary where in situ measurements of temperature, salinity, pH and dissolved oxygen (% and mg/L) were carried out and water samples were collected to determine in laboratory the concentration of nutrients, chlorophyll a, total suspended solids, and confirm dissolved oxygen and pH on samples where pH sensors were not available. The data acquired will contribute to better understanding the biogeochemical functioning of the Tagus estuary and to calibrate and validate numerical models (hydrodynamic and biogeochemical), that will attempt to predict the response of the estuary to future scenarios of climate change and anthropogenic inputs.
Ano: 2018
Autor(es): Santos, D.; Freire, P.; Fortunato, A. B.; Cravo, A.
Keywords: Physico-chemical parameters; Water samples; Field campaign; Tagus estuary
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UBEST field campaigns - 5th Campaign: Tagus Estuary, September 27, 2018
The present report summarizes the 5th field campaign of the project UBEST, performed in the Tagus estuary on September 27, 2018. This campaign was the second in the Tagus estuary and was representative of summer conditions. Seven stations were chosen along the estuary. In situ measurements of temperature, salinity, pH and dissolved oxygen (% and mg/L) were carried out and water samples were collected to determine in laboratory the concentration of nutrients, chlorophyll a, total suspended solids, and confirm dissolved oxygen and pH on samples where pH sensors were not available. The data acquired will contribute to a better understanding of the biogeochemical functioning of the Tagus estuary and to calibrate and validate numerical models (hydrodynamic and biogeochemical), that will attempt to predict the response of the estuary to future scenarios of climate change and anthropogenic inputs.
Ano: 2018
Autor(es): Santos, D.; Freire, P.; Rodrigues, M.; Cravo, A.
Keywords: Physico-chemical parameters; Water samples; Field campaign; Tagus estuary
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Online monitoring in the Tagus estuary: Parque das Nações station - Installation and operation between January 2016 and February 2017
This report describes the design and installation of the Parque das Nações online monitoring station and the procedures relative to its maintenance and data verification undertaken between January 2016 and February 2017. This station is equipped with a SEBA MPS D3 multiparameter probe, which measures water levels, conductivity and water temperature, and a SEBA Slimcom2 data logger, for data acquisition and transmission. The data acquired during the period to which this report refers are also briefly presented. This monitoring station is under operation in the scope of the projects H2020 BINGO and FCT UBEST.
Ano: 2017
Autor(es): Rodrigues, M.; Freire, P.; Rogeiro, J.; Fortunato, A. B.
Keywords: Temperature; Tagus estuary; Conductivity; Water levels; Monitoring
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Agitação marítima a sul da embocadura do rio Mondego
O presente estudo tem como objetivo caracterizar o regime de agitação marítima na zona costeira entre as embocaduras dos rios Mondego e Lis no período 1952-2010. Enquadra-se no âmbito de um estudo mais alargado, cujo objetivo é o estudo da dinâmica sedimentar costeira e a previsão da evolução futura da linha de costa do mesmo trecho.A série cronológica compreende 59 anos de dados, de 1952 a 2010, resultando num total de 86200 trios de valores para os parâmetros Hs, Tp e Dir, indissociáveis na caracterização do regime de agitação marítima. Numa primeira fase, estimam-se as frequências de ocorrência relativas destes parâmetros por classes de intervalos semiabertos no limite superior e com amplitudes 0.50 m, 2 s e 10º, respetivamente, sendo consideradas para as direções escalões de 5º quando se justifica maior pormenor. São analisados os parâmetros estatísticos média, desvio-padrão, mínimo e máximo, e 1º, 2º e 3º quartis das séries temporais destes três parâmetros, correspondentes aos regimes geral e sazonais. A sazonalidade considerada tem por base o inverno marítimo, de outubro a março, e o verão marítimo, de abril a setembro, e a mensalidade, na qual a análise incide sobre cada mês individualmente e na inter mensalidade.Concluiu-se que a zona de estudo está sujeita a um regime geral de agitação marítima de elevada energia caracterizado por uma forte sazonalidade. Com características médias Hs 2.15 m, Dir 299.5ºN e Tp 11.6 s, e Hs mais frequente de 1.00 1.50 m associada a Dir 300 310ºN e Tp 8-10 s, o regime geral regista eventos máximos com Hs de 13.13 m. Eventos de Hs>5.00 m representaram 3.69% das ocorrências, sendo que Hs>9.50 m ocorreram exclusivamente para Dir 270 290ºN e Tp 16-22 s, e os valores médio e máximo de Hs no inverno/verão marítimo foram 2.66/1.63 m e 13.13/8.32 m, respetivamente. Da análise mensal verificou-se que as médias de Hs e Tp são máximas em janeiro, 3.02 m e 14 s, respetivamente, e mínimas em julho, 1.39 m e 9 s, restringindo se as médias mensais de Dir a 289 311ºN, com as obliquidades extremas, oeste/noroeste (289/311ºN), em janeiro/agosto. Da comparação com outros estudos concluiu-se que a sazonalidade e anos atípicos influenciam as análises baseadas em períodos restritos e que uma análise baseada numa série temporal de dados de agitação marítima muito longa robustece a representatividade dos parâmetros expostos neste estudo.
Ano: 2016
Autor(es): Oliveira, J. N.; Oliveira, F. S. B. F.
Keywords: Figueira da Foz; Agitação marítima; Coasta oeste portuguesa
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Characterization of the hydro-agricultural development of the Lezíria Grande de Vila Franca de Xira and of the Mouchão de Alhandra
The agricultural area of the Lezíria Grande de Vila Franca de Xira is part of one of the case studies at the Tagus Research Site, in the scope of the BINGO project (Horizon 2020). Thus, as a support for the characterization of this area, three exploratory visits were performed to the agricultural area of the upper Tagus estuary, and in particular to the irrigation area of the Lezíria Grande de Vila Franca de Xira (Aproveitamento Hidroagrícola da Lezíria Grande de Vila Franca de Xira) and to one of the adjacent
Ano: 2016
Autor(es): Rodrigues, M.; Freire, P.; Fortunato, A. B.; Alves, E.
Keywords: Droughts; Floods; Mouchão de Alhandra; Lezíria Grande de Vila Franca de Xira; Exploratory visits
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E7
We present herein the implementation, test and performance comparison of GPUs inphysical and cloud/virtual environment of: i) an image processing algorithm for coastalapplications using Synthetic Aperture Radar (SAR) imagery; ii) a hybrid programmingalgorithm (CPU/GPU) to automatically compute the correspondences between similarimages. The first test is based on an algorithm developed by LNEC in OpenCL and therespective Python wrapper. The second test uses the photogrammetry software
Ano: 2016
Autor(es): Azevedo, A.; Rogeiro, J.; Oliveira, A.; Rico, J.; Inês, A.; Barateiro, J.
Keywords: Cloud computing; GPU; Hybrid GPU/CPU; Image processing
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Impacte do prolongamento do molhe norte da embocadura do rio Mondego nas praias adjacentes a sul
A necessidade de proteger as povoações costeiras e mitigar o efeito erosivo observado na costa oeste portuguesa, resultante da carência sedimentar, levou a que a extensão de 30 km de linha de costa (LC) a sul da Figueira da Foz tenha sido fortemente intervencionada através da construção de esporões e defesas longitudinais aderentes. Este estudo caracteriza o transporte sedimentar potencial induzido pela agitação marítima combinada com a variação do nível do mar devida às marés astronómica e meteorológica a sul da embocadura do rio Mondego, no período de 1952 a 2010. Com base na análise estatística da série temporal de parâmetros de onda (hindcast) relativos ao referido período, identificou-se um regime com grande variabilidade interanual e sazonal e bastante energético, com 40% de ocorrência de Hs superior a 2 m e direção média 299.5ºN. Do cálculo do transporte longitudinal potencial (LITDRIFT) destacam-se valores anuais bastante variáveis, entre 580 1500 x103 m3.ano-1, com deriva para sul de média 385 x103 m3.ano-1 em 78% dos anos, identificando-se também a distribuição transversal do transporte longitudinal na zona ativa, com extensão variável (~2000 m). Entre 2008 e 2010 foi prolongado o molhe norte da embocadura do rio Mondego em cerca de 400 m, motivando o principal objetivo do presente estudo: avaliar o impacte desse prolongamento nas praias a sul, recorrendo a modelação numérica (LITLINE). O modelo de evolução de LC foi calibrado (1996-2001) e verificado (2001-2008) com base em LC observadas e dados de agitação marítima sinóticos. A previsão da evolução nos 12 anos subsequentes ao prolongamento evidencia um recuo generalizado da LC, acentuado a sotamar dos esporões existentes.
Ano: 2016
Autor(es): Oliveira, J. N.; Oliveira, F. S. B. F.
Keywords: Processos costeiros; Modelação numérica; Figueira da Foz; Evolução da linha de costa; Transporte sedimentar longitudinal
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Outros
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Estuarine and coastal morphodynamics
N/A
Ano: 2015
Autor(es): 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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