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Tidal currents in an estuary carry all types of dissolved, suspended or floating material. Particle tracking models constitute powerful tools in assessing the transport of this material, through the study of the particles trajectoriesand settling positions. Thus, this work aims at using a Lagrangian particle tracking model driven by hydrodynamic fields to study the impact of morphologic anthropogenic and natural changes in sediments transport at Ria de Aveiro. In fact, as many coastal systems, Ria de Aveiro is in progressive degradation associated to the lack of maintenance and to the strong currents occurring in its channels, which erode theirprotective walls. Hence, the model VELApart, which is driven by the hydrodynamic model ELCIRC (previously calibrated for this lagoon), was applied for two configurations of the Ria de Aveiro: one representing the present situation of the lagoon and another representing a scenario with the enlargement of its flooded area. According tomodel results, morphologic changes influence the sediments pathways and final position, as well as the settling time. Generally for the flooded bathymetry the sediments travel a longer distance and the preferential zones of deposition are inside the flooded area, while for the present configuration sediments settle down in the mainadjacent channels. The settling times also increase with the enlargement of the flooded area.

This study discusses site-specific system optimizationefforts related to the capability of a coastal videostation to monitor intertidal topography. The systemconsists of two video cameras connected to a PC, and isoperating at the meso-tidal, reflective Faro Beach (Algarvecoast, S. Portugal). Measurements from the period February4, 2009 to May 30, 2010 are discussed in this study.Shoreline detection was based on the processing of varianceimages, considering pixel intensity thresholds for featureextraction, provided by a specially trained artificial neuralnetwork (ANN). The obtained shoreline data return ratewas 83%, with an average horizontal cross-shore root meansquare error (RMSE) of 1.06 m. Several empiricalparameterizations and ANN models were tested to estimatethe elevations of shoreline contours, using wave and tidaldata. Using a manually validated shoreline set, the lowestRMSE (0.18 m) for the vertical elevation was obtainedusing an ANN while empirical parameterizations based onthe tidal elevation and wave run-up height resulted in anRMSE of 0.26 m. These errors were reduced to 0.22 m afterapplying 3-D data filtering and interpolation of thetopographic information generated for each tidal cycle.Average beach-face slope tan(

Colwyn Bay beach is undergoing a process of erosion. The present study aims at characterizing the beachdynamics and developing alternative solutions for beach rehabilitation and protection. The method applied tocharacterize the foreshore morphological evolution was the assessment of the shoreline evolution, the analysis ofthe foreshore 3D evolution and the analysis of cross-shore profile evolution. The sedimentologic contents of thebeach were characterized based on the analysis of superficial samples. The hydrodynamic characterization wasbased on the analysis of the wave climate at three inshore points in front of the beach and of the tidal and surgelevels. These data provided the necessary information for the characterization of the longshore transport andevaluation of the beach active zone. The first part of developing alternative solutions was the definition of theoptimum long-term recharged beach profile, which, due to the high tidal range, was calculated based on the2S-EBP method. The beach berm was designed to avoid direct wave action on the seawall existent at the beachbackshore. For that, a morphodynamic model was applied to test the beach retreat under storm events. Finally,alternative long-term solutions based on a nourishment strategy were tested with two shoreline evolution models.Two initial alternative solutions of beach recharge with different grain size sand followed by six alternativesolutions of beach recharge with sand retention structures arrangements were tested. The results, herequalitatively and qu

New experiments under sheet flow conditions were conducted in an oscillating water tunnel to study the effects of flow acceleration on sand transport.The simulated hydrodynamic conditions considered flow patterns that drive cross-shore sediment transport in the nearshore zone: the wave nonlinearitiesassociated with velocity and acceleration skewness and a negative mean current, the undertow. Net transport rates were evaluated from the sedimentbalance equation and show that (1) the acceleration skewness in an oscillatory flow produces a net sediment transport in the direction of the highestacceleration; (2) the net transport in the presence of an opposing current is negative, against the direction of the highest acceleration, and reduces with anincrease in flow acceleration; and (3) velocity skewness increases the values of the net onshore transport rates.

This article defines short-term (tidal cycle) sediment-transport patterns at a backbarrier beach based on detailed fieldstudies. Fieldwork was planned to record nonstorm, spring tide conditions that enable the definition of backgroundsediment dynamics at the study area. The experiment was set at two beach morphologies: beach face and sandbank.Current meters were deployed at both sites. Fluorescent tracer techniques were applied to determine rates and directionof transport. Topographic surveys and sediment sampling were undertaken. During the experiment, limited tracerdisplacement and small morphological changes occurred. The low magnitude changes are representative of predominant,low-energy hydrodynamic conditions. Sediment transport was primarily longshore orientated and dependent on thevelocity of tidal currents. Tidal currents had the potential for sediment transport only during a short period of the tidalcycle and had higher velocities during ebb, which results in a net sediment transport orientated towards the nearby inlet.It is suggested that there is dependence on sediment transport rate at the study site and on the variability of tidalcurrents, which are greatly influenced by the distance to, and conditions of, the nearby Anca

The hydrodynamics of the surf zone in front of collapsing coastal dunes are examined. The data was gatheredduring the HYDRALAB-III funded Transnational Access experiment performed at the CIEM large-scale waveflume. Here, it is presented results of the cross-shore evolution of several flow parameters at four positions. Despikedand band-pass filtered ADV velocity data were used to enable a focus on only the short-wave component.As the waves approach the shore they reduce their (velocity) skewness, but increase their vertical asymmetry.Despite the non-negligible wave reflection, the theoretical wave model of Abreu et al. (2010) was applied tosuccessfully reproduce the measured velocities. Lastly, an estimate of the bed shear stress exerted by the shortwavecomponents is presented.

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Due to the increasing demand of sand for construction and beach nourishment, offshore extraction is being considered as an alternative source. Long term morphological changes caused by such an extraction must bepredicted because they can affect the sediments budget and potentially promote coastal erosion. Numerical models are powerful tools that can help in the evaluation of environmental impacts induced by this activity.The objective of this study is to describe the morphodynamics in the area surrounding a sandpit through the use of the MORSYS2D modelling system. The sandpit under study is located offshore Vale do Lobo, an importantbeach and golf resort located on the Southern Portuguese coast. The numerical solutions of the mean flow and the wave height around the pit were obtained with MORSYS2D between March 28 and April 29, 2008 when two storm events with significant wave height (Hs) greater than 2.5 m occurred.The numerical results are analysed in terms of the sand fluxes and bathymetry changes induced by wind and tidal currents and wave orbital velocities. The results show the strong impact of storm events in the morphologic evolution of the pit and surrounding area. The value for Hs > 2.5m was also confirmed as determinant for thesediment dynamics.

A simple analytical formulation that reproduces a skewed, nonlinear near-bed wave orbital velocity is presented. It contains four free parameters, where two are solely related to the velocity and accelerationskewnesses. The equation is compared with other models and is validated against field and laboratoryexperiments. The results reveal that it can simulate a wide range of nonlinear wave shapes, reproducing satisfactorily the measured nonlinear wave particle velocity. Also, the new expression overcomes somelimitations of the other models. The new formulation is therefore capable of being used in many engineering applications that require the use of representative wave forms.

Three models were applied to analyse the planform of bay-shaped Portuguese beaches. They are based on empirical mathematical functions: the logarithmic spiral bay equation, the hyperbolic tangent bay equation, and the parabolic bay equation. These models were applied to analyse the fitting to the beach planform of 42 beaches on the Portuguese Atlantic coast which was calculated through the validation against the waterline extracted from rectified aerial photographs. The logarithmic spiral model fits well the curved zone of the beaches, in particular small beaches with two headlands. Despite the good fitting of the hyperbolic tangent model for one headland beach, its process of approximation to the solution was less intuitive than the processes of the other two models, therefore its application was more exhaustive. A comparative analysis between the logarithmic spiral model and the hyperbolic tangent model revealed the best fit of the first. The application of the parabolic model allowed to conclude that despite the majority of the beaches analysed being in dynamic equilibrium condition due to the high energy wave regime of the Portuguese Atlantic coast, their planform was very close to the planform in static equilibrium condition due to the high dynamics of the coastal environment

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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.

O objectivo do presente trabalho foi o estabelecimento de um modelo matemático do fenómeno da refracção das ondas de gravidade, apoiado num pro¬grama cálculo automático bastante aperfeiçoado e enquadrado por uma técnica de utilização prática que permitisse a resolução rápida dos problemasinerentes ao cálculo de um conjunto de diagramas de refracção, independentemente do número de ondas monocromáticas a analisar.Numa primeira parte, apresentam-se algumas considerações sumárias so¬bre o método de estabelecimento do programa de cálculo e sobre a necessidade de se dispor de um modelo matemático de refracção. A segunda parte é dedicada ao estudo do fenómeno da refracção das on¬das de gravidade e seu tratamento numérico. No Cap.3 indicam-se, de forma Muito sintética, os fundamentos da teoria das ondas de pequena amplitude sendo deduzidas as principais expressões utilizadas no estudo da refracção. É apresentada a teoria da refracção de uma onda sinusoidal, sendo abordado um vasto leque de problemas tais como os aspectos energético e geométrico da refracção, as soluções analíticas para fundos algébricos, as zonas de convergência e cáusticas, a refracção por efeito de correntes, e as aproximações da teoria da refracção. Por último criticam-se os métodos gráficos habituais de cálculo de planos de ondulação. No Cap. 4 são deduzidas as equações de base do tratamento numérico da refracção das ondas sinusoidais como um problema de valores iniciais. No Cap. 5 são apresentadas as dife¬rentes técnicas de cálculo e de interpolação das principais grandezas di¬rectamente ligadas a obtenção de uma ortogonal e dos sucessivos valores da amplitude relativa da onda. São indicados os métodos numéricos de integração das equações diferenciais do raio de onda e do coeficiente de afasta¬mento de ortogonais. E feita referencia a técnicas de alisamento da batimetria. Em todos os casos são apresentados os métodos utilizados no LNEC as¬sim como outros referidos na bibliografia. No Cap. 6 são indicadas, para os vários programas preparados no LNEC, as técnicas de cálculo e de inter¬polação e os métodos numéricos de integração usados. São apresentadas, de uma forma exaustiva, todas as verificações dos programas levadas a cabo após o seu estabelecimento, designadamente a verificação analítica e a comparação dos resultados obtidos com os métodos numéricos e gráficos para fundos ir¬regulares. No âmbito da verificação dos programas é ainda feita referência a resultados obtidos por outros autores e a ensaios em modelo reduzido. Por último tiram-se conclusões sobre a escolha dos programas a lançar em exploração.A terceira e última parte é consagrada à análise do actual programa de cálculo de diagramas de refracção. Assim, no Cap. 7 indicam-se, em li¬nhas muito gerais, o tipo de dados a fornecer, as hipóteses de exploração do programa e o seu modo de funcionamento; é ainda feita uma análise da estrutura do programa, relativamente pormenorizada. 0 Cap. 8 é consagrado à discrição da forma de utilização prática do programa, sendo discutidas as perspectivas de custo da sua utilização cobrindo todas as hipóteses de exploração do programa, ilustrados com os dados e resultados respectivos. No Cap. 9 apresentam-se as conclusões do trabalho e indicam-se as linhas de orientação a seguir no que respeita ao aperfeiçoamento do modelo matemático da refracção e ao estabelecimento de outros modelos matemáticos dependentes ou não daquele.0 texto principal de dissertação encerra-se com 96 referencias bibliográficas, correspondentes aos principais trabalhos consultados pelo autor, na realização do presente estudo; esta bibliografia refere-se a Abril de 1975. Em Anexo no Apêndice I, apresentam-se os elementos referentes aos programas inicialmente estabelecidos no LNEC e cujo aperfeiçoamento posterior conduziu ao programa actualmente em exploração. São indicados, em linhas gerais, as formas possíveis de exploração daqueles programas, o seu modo de funcionamento e os dados a fornecer. É feita uma análise de pormenor da es¬trutura dos programas, sendo descrita a sua forma de utilização prática, e apresentados vários exemplos de aplicação ilustrados com os dados e resul¬tados respectivos. São indicadas algumas verificações efectuadas a estes programas.

0 caminhamento das areias ao longo das costas marítimas é regulado por leis ainda incompletamente apreendidas, mas cujo conhecimento cada vez mais perfeito se torna indispensável no projecto e ensaio em modelo reduzido de grande parte das obras destinadas a solucionar problemas de hidráulica marítima.Começa-se neste trabalho por caracterizar, sob os pontos de vista hidrodinâmico e de movimentação aluvionar, a orla costeira, zona em que o transporte litoral se processa, abordando-se a seguir o aspecto prático mais importante do fenómeno, ou seja, a previsão dos caudais sólidos a partir das características das ondas e do material móvel que forma a praia.Com este último objectivo analisa-se o conjunto dos dados experimentais disponíveis, segundo uma perspectiva baseada na análise dimensional do fenómeno, para a seguir se proceder a um estudo experimental focado sobre a influência do peso específico e do diâmetro do material móvel.Apresentam-se ainda, em anexo, os conceitos básicos respeitantes às correntes longitudinais, fenómeno que teve também de ser objecto de um estudo aprofundado, por estar intimamente relacionado com o transporte sólido litoral.

Este trabalho constitui um estudo em extensão sobre as característi¬cas mais importantes dos perfis transversais das praias e sobre a evolução resultante da actuação da ondulação. Pretendeu-se assim obter um conhecimento geral sobre este assunto, de modo a permitir, por um lado, o melhor planeamento dos trabalhos marítimos e, por outro, uma melhor interpretação dos modelos reduzidos de fundo móvel.Utiliza-se neste trabalho uma nomenclatura original em língua portuguesa, na tentativa de estabelecer uma equivalência com os termos consagrados na literatura siglo-saxónica.Dentro do esquema geral acima enunciado, são estudadas com maior atenção: o mecanismo da movimentação dos materiais nos fundos; a evolução so¬frida pelos perfis em resultado da actuação das ondas e destas em conjugação com as marés; as características da faixa de rebentação das praias; e as variações da granulometria do material móvel.Quanto à movimentação dos materiais em fundos de maior profundidade, apresenta-se uma interpretação sobre as profundidades a que se inicia o transporte dos sedimentos e o sentido desse transporte.Em relação à evolução dos perfis descrevem-se as suas fases mais significativas, quer para o caso de ondas de período e altura crescentes como decrescentes. Introduzem-se os conceitos de perfis de máxima erosão e máximo enchimento.

O presente trabalho baseia-se num estudo experimental sobre o funcionamento hidráulico de esporões marítimos no caso em que estes limitam troços de praia que se comportam, na sua evolução, como unidades fisiográficamente independentes. Pretende-se, com este estudo, contribuir para o conhecimento do mecanismo de evolução de praias em que são construídos campos de esporões, com vista ao projecto de dispositivos funcionais deste tipo de defesa costeira. Acessoriamente, tirando partido dos esporões como meio de medição do caudal sólido litoral, fa¬zem-se algumas considerações sobre as relações existentes entre o transporte litoral e as características da onda actuante.O relatório é constituído pelas seguintes partes : a Introdução, em que se define o objectivo do estudo e as suas características; o capítulo I, em que se apresentam noções gerais sobre esporões; o Capi¬tulo II, em que se dá conhecimento do estudo experimental realizado, definindo o seu planeamento, a tecnologia experimental, as características dos ensaios realizados, a interpretarão dos resultados obtidos e as conclusões; o Capitulo III, que diz respeito a casos reais de emprego de esporões, em que, após umas generalidades, se apresentam as principais características das obras de defesa da Cova do Vapor - Costa da Caparica, do campo de esporões da praia de Espinho e do esporão da praia do Estoril, finalizando com algumas conclusões; o Capítulo IV em que se apresentam considerações sumárias sobre caudal sólido litoral, as quais compreendem algumas generalidades, considerações teóricas, resultados experimen¬tais, observações na natureza e conclusões; finalmente, as Conclusões Finais, onde se agrupam todas as considerações do estudo que se julgam de primordial interesse.

This report presents the methodology and results of a study of the sediment dynamics and potential medium-term coastline evolution induced by hybrid-type coastal protection solutions for the Langue de Barbarie and the city of Saint-Louis, Senegal. The analysed solutions considered four designs of an artificial island, or a peninsula/spit connected to the mainland. The study includes gathering of study site data, preparation of model inputs, set-up and calibration of the shoreline evolution model ShorelineS, simulations of the potential coastal evolution for the proposed interventions, and critical and comparative analysis. The model succeeded in reproducing the main coastline modifications observed during the calibration period (2015 to 2019). It was found that any of the proposed hybrid solutions are likely to trigger substantial instabilities in the delicate sediment dynamics of Langue de Barbarie, eventually breaching this spit not far from the city of Saint-Louis. The analysis of alternative soft solutions led to similar conclusions.

O Programa de Monitorização das Dragagens da Zona Superior da Lagoa de Óbidos, promovidas pelaAgência Portuguesa do Ambiente, destina-se a acompanhar a evolução das condições hidrodinâmicas e da morfologia da lagoa. Apresentam-se neste relatório os resultados relativos à fase de pós-obra. Na zona inferior da lagoa, entre abril de 2022 e outubro de 2023, o canal da embocadura manteve uma posição relativamente estável no terço central do cordão litoral, sem situações de fecho da embocadura. Na zona superior da lagoa, a comparação dos levantamentos hidrográficos de pós-dragagem (março de 2022) e de monitorização após 20 meses (novembro de 2023) indicam que a zona intervencionada de canais (braço da Barrosa, foz do rio Real e braço do Bom Sucesso) e bacias (braço da Barrosa e foz do rio Real) apresentou uma taxa de assoreamento moderada (0,23 m ano-1). Assim, estima-se que os efeitos da intervenção de dragagem na redução da acumulação sedimentar na zona superior da lagoa sejam relativamente duradouros.

The final technical report of the project Mosaic.pt

Apresenta-se neste relatório os principais resultados dos ensaios em modelo físico reduzido referentes ao “Estudo de caracterização e viabilidade de um quebra-mar destacado multifuncional em frente à Praia da Vagueira”. Os ensaios, realizados à escala 1:65 com fundo móvel, permitiram analisar o efeito do quebra-mar destacado (QMD) na dinâmica sedimentar próxima e na geração de ondas para o surf. No que se refere à dinâmica sedimentar, verificou-se a reprodução de fenómenos de evolução morfológica no modelo físico, com predominância de movimentos sedimentares transversais na ausência do QMD e quase inexistência de transporte longilitoral. A implantação de um QMD paralelo à praia induziu a formação de células de circulação na zona abrigada que conduziram à formação de um saliente de pequenas dimensões, centrado com o eixo transversal do QMD. A implantação de um QMD 45º oblíquo à costa provocou a formação de dois salientes, de dimensões semelhantes aos da configuração anterior. No que se refere à geração de ondas para surf comparam-se os resultados obtidos sem QMD, com QMD paralelo e com QMD oblíquo à costa. Analisam-se os índices de agitação, localização, comprimento e tipo de rebentação para cada situação. Para todas as condições de agitação ensaiadas, a rebentação na situação atual (sem QMD) ocorre a sotamar da posição de implantação prevista para o QMD, próxima da linha de costa. O QMD provoca alteração das condições de rebentação, levando a que esta ocorra na zona próxima ou sobre o QMD. Da observação da posição e comprimento da linha de rebentação, assim como do tipo e forma de rebentação pode concluir-se que, dos casos ensaiados, no caso sem QMD e no caso com QMD oblíquo se obtiveram condições de rebentação adequadas à prática de surf. Apresenta-se a calibração realizada com o modelo numérico COULWAVE para o caso do QMD oblíquo, para uma condição de agitação regular. O modelo numérico permite calcular alguns parâmetros importantes para a verificação das condições de rebentação e da sua adequabilidade para a prática do surf, tais como o comprimento da linha de rebentação, a direção da onda no ponto de rebentação, o ângulo de rebentação e o número de Iribarren. Com base nos resultados obtidos é possível concluir que o QMD oblíquo gera uma onda de boa qualidade para o surf, já que se obtém uma rebentação mergulhante e um ângulo de rebentação adequado para surfistas standard/profissionais. Realizaram-se ensaios de galgamento e, para as condições de agitação ensaiadas, não se verificou galgamento da estrutura de defesa longitudinal aderente nem no caso dos ensaios sem QMD nem com QMD, quer paralelo à costa quer oblíquo.

Apresenta-se neste documento um texto integrador e conclusivo dos trabalhos executados no

O presente estudo é constituído por duas componentes. Na primeira analisa-se, com recurso a modelação numérica, o efeito da morfologia da praia da Vagueira na resposta de um quebra-mar destacado submerso implementado na frente marítima. Para isso, utilizam-se dois levantamentos topo-batimétricos recentes, de verão marítimo, que evidenciam grandes diferenças de elevação do fundo. Concluiu-se que a implementação do quebra-mar favorece a geração de elevados gradientes de fundo, incluindo a geração de novos canais, devidos às correntes divergentes, cuja mobilidade constrange a formação de um saliente estável que permita um aumento permanente da largura de praia. Na segunda componente do estudo, desenvolvida para apoiar o estudo em modelo físico, testou-se em modelo numérico o efeito do quebra-mar destacado submerso nas correntes e morfologia adjacentes, em condições hidro-morfológicas representativas. Concluiu-se que os padrões de erosão-acumulação gerados pelo quebra-mar (canais de erosão divergentes, enraizados nos extremos do quebra-mar, que geram a fuga de sedimentos locais e crescimento de um saliente não simétrico relativamente ao eixo transversal do quebra-mar) são mais regulares do que os previstos em condições de topo-batimetria real, pelo facto da batimetria inicial ser mais uniforme e, por isso, permitir um efeito mais destacado (menos difuso) dos mecanismos de resposta do fundo ao forçamento hidrodinâmico.

Apresenta-se neste relatório o estabelecimento do modelo físico reduzido e as condições de ensaio referentes ao

No âmbito do contrato de prestação de serviços para o

Procede-se à comparação de levantamentos topo-hidrográficos a escalas espaciais e temporais alargadas (desde 1980-1982) com o objetivo de apoiar a interpretação da evolução morfológica do sistema Bugio-Caparica e, em particular, contribuir para: (a) a identificação do destino das areias utilizadas na alimentação das praias da Costa da Caparica; (b) a avaliação da importância dos fluxos sedimentares entre as praias da Caparica e o banco do Bugio; e (c) a apreciação dos efeitos das intervenções estruturais e não-estruturais. Identifica-se uma área de acumulação sedimentar parcialmente no exterior da célula de monitorização, com cotas da ordem de -4 a -2 m ZH, no bordo meridional do banco do Bugio, que poderá estar associada quer às alimentações artificiais realizadas na Caparica, quer a alterações morfológicas ocorridas na envolvente da Cova do Vapor.

The present report describes a fieldwork campaign that took place within the scope of the project MOSAIC.pt. The campaign was performed in March 2020 at Cova-Gala beach. Cova-Gala beach is located south of the entrance to Figueira da Foz harbour, along central Portugal western coast. The campaign aimed to acquire hydrodynamic and topographic data on the subaerial beach cells between the groynes in front of Cova ur anization

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