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SOPRO1.0, constituiu a primeira versão do pacote de informática desenvolvido no Laboratório Nacional de Engenharia Civil, para a caracterização da agitação marítima em zonas costeiras e de simulação da navegação no acesso ou no interior de zonas portuárias. É composto por um conjunto de bases de dados, uma interface com o utilizador e um conjunto de módulos de cálculo. A interface com o utilizador permite o armazenamento e manipulação de dados, a execução dos modelos de propagação da agitação marítima e de simulação da trajectória de navios, assim como a obtenção dos resultados e a criação das correspondentes visualizações gráficas. O pacote foi criado no sistema gestor de base de dados Microsoft Access

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O presente trabalho descreve uma primeira aplicação ao porto de Sines do conjunto de procedimentos automáticosintroduzidos no sistema integrado de modelação da agitação marítima, GUIOMAR, para avaliação do risco paranavegação em zonas portuárias. O novo conjunto de procedimentos automáticos implementa uma metodologia deavaliação do risco baseada na amplitude da componente vertical do movimento de um navio ao longo da sua trajectóriainduzida pela agitação marítima incidente no navio.

This paper illustrates the methodology developed to evaluatethe risk of flooding of a coastal area, as well as theapplication of such methodology to Vale do Lobo beach,situated in the Loulé Municipality, a Portuguese coastal areaunder significant touristic pressure. The methodology isbased on four main steps: a) division of the study area intosub-areas with similar characteristics in terms of coastaldefense; b) determining the probability of exceedance ofpre-set thresholds of flood levels for each study area; c)establishment of qualitative factors related to theconsequences of exceedance of pre-set thresholds of floodlevels; d) combination of the above steps for expeditiousassessment of flood risks.The determination of flood levels follows the methodologypresented in [1] and [2], which is based on the transferenceof the Faro wave-buoy regime to the study area by using theSWAN model integrated in a geographic information system(GIS)

Apresenta-se neste artigo o modelo numérico AMAZON, baseado na teoria da onda em condições de água poucoprofunda. Na sua versão original, o modelo estava essencialmente desenvolvido para estruturas impermeáveis. Desde2007, o Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), em colaboração com o Dr. Keming Hu (Royal Haskoning,UK), tem vindo a desenvolver o modelo de forma a permitir modelar explicitamente o escoamento em meios porosos ea proceder à sua validação sistemática para o estudo do galgamento de estruturas marítimas porosas. Os modelos destetipo existentes têm sido validados essencialmente para estruturas impermeáveis e para praias permeáveis. Para simular oescoamento em meios porosos, foram implementadas no modelo as equações de Darcy e de Forchheimer.São apresentados dois casos de aplicação do modelo, utilizando a equação de Darcy, para o estudo do galgamento deestruturas de protecção portuária e a validação dos seus resultados por comparação com dados de ensaios em modelofísico reduzido bidimensional realizados no LNEC. O primeiro caso de estudo corresponde a uma solução alternativaproposta para a reabilitação do enraizamento do molhe Sul do porto de pesca da Póvoa de Varzim, trecho sobre o qualrecai a maior exigência de eficácia relativamente aos galgamentos. O perfil-tipo proposto consiste num quebra-mar deestrutura mista com manto de enrocamento. O segundo caso de estudo corresponde a duas soluções alternativas propostaspara a reabilitação final do molhe Oeste do Porto de Sines, que em 1978/79 sofreu estragos muito avultados. Dos trêspostos de acostagem existentes neste molhe, apenas dois se encontram em funcionamento actualmente (postos 2 e 3). Areabilitação final visa reactivar o posto 1 e melhorar as condições de abrigo e a operacionalidade do porto. Os perfis-tipopropostos para esta reabilitação consistem num quebra-mar de taludes com manto composto por cubos Antifer.Apresenta-se neste artigo o modelo numérico AMAZON, baseado na teoria da onda em condições de água poucoprofunda. Na sua versão original, o modelo estava essencialmente desenvolvido para estruturas impermeáveis. Desde2007, o Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC), em colaboração com o Dr. Keming Hu (Royal Haskoning,UK), tem vindo a desenvolver o modelo de forma a permitir modelar explicitamente o escoamento em meios porosos ea proceder à sua validação sistemática para o estudo do galgamento de estruturas marítimas porosas. Os modelos destetipo existentes têm sido validados essencialmente para estruturas impermeáveis e para praias permeáveis. Para simular oescoamento em meios porosos, foram implementadas no modelo as equações de Darcy e de Forchheimer.São apresentados dois casos de aplicação do modelo, utilizando a equação de Darcy, para o estudo do galgamento deestruturas de protecção portuária e a validação dos seus resultados por comparação com dados de ensaios em modelofísico reduzido bidimensional realizados no LNEC. O primeiro caso de estudo corresponde a uma solução alternativaproposta para a reabilitação do enraizamento do molhe Sul do porto de pesca da Póvoa de Varzim, trecho sobre o qualrecai a maior exigência de eficácia relativamente aos galgamentos. O perfil-tipo proposto consiste num quebra-mar deestrutura mista com manto de enrocamento. O segundo caso de estudo corresponde a duas soluções alternativas propostaspara a reabilitação final do molhe Oeste do Porto de Sines, que em 1978/79 sofreu estragos muito avultados. Dos trêspostos de acostagem existentes neste molhe, apenas dois se encontram em funcionamento actualmente (postos 2 e 3). Areabilitação final visa reactivar o posto 1 e melhorar as condições de abrigo e a operacionalidade do porto. Os perfis-tipopropostos para esta reabilitação consistem num quebra-mar de taludes com manto composto por cubos Antifer.Os resultados obtidos são bastante satisfatórios, embora o modelo apresente uma ligeira tendência para prever porexcesso os caudais obtidos nos ensaios: os valores do cociente entre os caudais médios de galgamento obtidos com a novaversão do AMAZON, qAM,e com o modelo físico, qMF, variam entre 0.9 e 1.4 para o quebra-mar com manto de enrocamentoe entre 1.0 e 1.76 para o quebra-mar com manto composto por blocos artificiais. Os resultados mostram ainda que osvalores de qAM são mais sensíveis ao valor da velocidade máxima que o escoamento de água pode ter durante a transferênciaentre a camada porosa e a camada superficial, do que à escolha da condutividade hidráulica e da porosidade.Com o objectivo de se dispor no futuro duma ferramenta numérica eficiente para estudos de engenharia costeira eportuária, é necessário ainda: validar o modelo para diferentes geometrias de estruturas marítimas, diferentes característicasdo seu meio poroso e diferentes escalas do modelo; investir na optimização da discretização da malha de cálculo; eimplementar alguns desenvolvimentos que incluem, entre outros, o acoplamento entre o AMAZON e um modelo depropagação da agitação marítima desde o largo até à estrutura galgada e a paralelização do código.

Este artigo ilustra o trabalho que o Núcleo de Portos e Estruturas Marítimas do LNEC tem vindo a desenvolver noâmbito da verificação da segurança à estabilidade e ao galgamento de estruturas marítimas utilizando métodosprobabilísticos de níveis II e III. Apresentam-se dois casos de estudo: 1) verificação da segurança ao modo de falhapor galgamento de uma estrutura de protecção costeira; e 2) verificação da segurança ao modo de falha porinstabilidade hidráulica do manto protector de um quebra-mar de taludes

Nesta comunicação, avalia-se o desempenho dos modelos COBRAS-UC e COULWAVE na simulação darebentação de ondas sobre um perfil barra-fossa, caso de teste estudado experimentalmente. Os resultadosnuméricos de ambos os modelos são comparados com os resultados experimentais, no que se refere à elevaçãoda superfície livre e às velocidades horizontais ao longo do canal. É também realizada uma análise no tempo,espectral e estatística de modo a caracterizar o desempenho dos modelos e a sua capacidade na simulação dosefeitos não lineares. Para o modelo COBRAS-UC é efectuada a caracterização do perfil de velocidades aolongo da coluna de água e comparada com os dados experimentais.

Uma das principais aplicações da caracterização da reflexão em hidráulica marítima através decoeficientes está associada aos modelos numéricos de propagação da agitação, queconstituem ferramenta fundamental para a modelação e previsão dos fenómenos físicosrelevantes na zona costeira. Todavia, a sua utilização ainda apresenta limitações,nomeadamente na definição dos parâmetros necessários para a caracterização das estruturase respectivas condições de fronteira.Na modelação da propagação de ondas em águas pouco profundas, surge a necessidade dequantificar com rigor os parâmetros de reflexão nas fronteiras do domínio, uma vez que estescondicionam as soluções estudadas.Neste trabalho, procede-se à avaliação do desempenho de várias formulações apropriadaspara quantificar a reflexão nas fronteiras duma bacia portuária da costa portuguesa

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Neste trabalho, descreve-se a aplicação de uma metodologia para a avaliação do risco degalgamento de estruturas portuárias ao porto de Ponta Delgada, Açores. Esta metodologia envolve,primeiramente, a caracterização da agitação marítima, sendo o estudo da propagação das ondas desde olargo até ao interior do porto feito através do uso combinado dos modelos numéricos WAVEWATCH III,SWAN e DREAMS. Foi considerado um período de estudo de dois anos, entre 2011 e 2012. Os resultadosdo modelo SWAN foram validados através de comparação com dados in situ medidos por boia-ondógrafo.Com base nos valores fornecidos pelo modelo DREAMS, efetuou-se a determinação do caudal médio degalgamento em cinco secções de estruturas portuárias pré-selecionadas, com recurso à ferramenta neuronalNN_OVERTOPPING2. A avaliação do risco associado ao galgamento para cada secção analisada, a partir daprobabilidade de ocorrência de galgamento e das consequências a ele associadas, permitiu a criação de mapasde risco, importantes para o planeamento de operações e de futuras intervenções nos locais em estudo.

O fenómeno de galgamento representa uma das maiores preocupações nas zonas costeiras e portuárias na medida em que o seu impacto tem implicações ao nível da segurança das pessoas, bens, equipamentos e infraestruturas localizadas nas zonas protegidas por estruturas marítimas, bem como da segurança e funcionalidade das próprias estruturas, com importância ao nível socioeconómico.Com o presente estudo pretende-se aplicar a metodologia desenvolvida pelo Laboratório Nacional de Engenharia Civil (LNEC) (Reis et al., 2011; Santos et al., 2011; Neves et al., 2012a e Rocha et al., 2013) para a avaliação do risco de galgamento de estruturas portuárias ao porto de Ponta Delgada, nos Açores.Esta avaliação implica uma caraterização adequada dos estados de mar junto das estruturas baseando-se num período de trinta e quatro anos (1979

O HIDRALERTA é um sistema de previsão, alerta e avaliação do risco associado aos galgamentos e inundação em zonas portuárias, tendo como ideia-base a utilização de medições/previsões da agitação marítima para calcular o galgamento e a inundação nessas zonas. A avaliação do risco associado a estes fenómenos é efetuada através da definição de limiares para os caudais galgados ou para as cotas de inundação admissíveis, e pelo produto do grau da probabilidade de ocorrência de valores desses caudais pelo grau das consequências desses acontecimentos.No sistema, o cálculo dos caudais médios galgados sobre uma estrutura é efetuado com recurso a ferramentas neuronais (NN_OVERTOPPING2) e/ou ferramentas empíricas, que são métodos expeditos e que não fornecem indicação sobre a distribuição espacial desse caudal na zona atrás da estrutura.Nesta comunicação, é apresentada uma metodologia incorporada no HIDRALERTA com o intuito de modelar o galgamento e a inundação na sua distribuição espacial, recorrendo a ferramentas SIG. Essa metodologia consiste na utilização dos resultados da NN_OVERTOPPING2 para o cálculo do caudal médio galgado por metro linear de estrutura, a partir de onde se pode obter o volume de água correspondente e posterior distribuição desse volume no modelo Digital do Terreno da zona em estudo. O caso de estudo localiza-se no porto e baia da Praia da Vitória, na Ilha Terceira, nos Açores.

Os quebra-mares de talude são estruturas normalmente utilizadas para proteção costeira e portuária eestão sujeitas durante a sua vida útil a diferentes solicitações (p.e., agitação marítima). A avaliação do seu estadoestrutural e a previsão do seu comportamento ao longo do tempo torna-se um assunto fundamental de modo aevitar significativos prejuízos materiais. É nesse âmbito que se insere o programa de observação sistemática, emcurso no LNEC, desde 1986, para quebra-mares localizados em Portugal Continental, no qual o LaboratórioNacional de Engenharia Civil (LNEC) efetua inspeções periódicas e avalia as condições de segurança de cadaquebra-mar. Para apoio a esse programa desenvolveu-se uma aplicação informática em Microsoft Access

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The present work focuses on the comparison between three types of data analysis (timeanalysis; Fourier transform spectral analysis; and wavelet transform spectral analysis) appliedto different types of waves (monochromatic, bichromatic and irregular). The main objective isto study experimentally wave shoaling and breaking over a set of different gentle slopes forseveral incident waves.The data and results from time, Fourier and wavelet analysis presented include: free surfaceelevation along the flume and the corresponding amplitude spectra; significant wave height,Hs, and significant wave period, Ts, along the flume.

No presente trabalho, apresentam-se as metodologias e procedimentos em ensaios emmodelo físico reduzido de estruturas marítimas, destinados a facilitar, agilizar e automatizarquer a análise do dano do manto protetor de quebra mares de taludes, provocado pelaagitação marítima nela incidente, quer o acesso remoto aos ensaios, e à informaçãoassociada à realização destes, proporcionado a clientes/investigadores interessados.Para a avaliação da evolução do dano na estrutura, as metodologias em desenvolvimentono LNEC incluem: a) a utilização de imagens consecutivas, obtidas ao longo de séries deensaios em modelo físico, efetuando-se a comparação através de algoritmos em MATLAB oque possibilita, através da análise de diferenças entre fotografias obtidas em ensaiosconsecutivos, a identificação de áreas de movimentação e/ou quedas de blocos do mantoda estrutura; b) a adoção de técnicas estéreo-fotogramétricas, para levantamento de perfisde secções de modelos físicos.Para o acesso remoto dos ensaios realizados nas instalações experimentais do LNEC, ametodologia em desenvolvimento no LNEC passa pela visualização em tempo real, não sódos ensaios propriamente ditos mas também de outra informação associada aos mesmos,tais como parâmetros característicos, análises, etc. e tem como destinatários potenciaisutilizadores dos ensaios (cliente, projetista, etc.).

Techniques based on Artificial Neural Networks (ANN) have been increasingly applied topredict natural hazards. In this work, a Fuzzy ARTMAP ANN was trained to predict the waveregime at the entrance and inside the Sines Port, on the Portuguese west coast. In situmeasurements, buoy data and results from numerical modeling were used to train andvalidate the ANN. The wave regime was calculated for different points outside and inside theport. This methodology proved to be able to provide a fast and satisfactory response,especially useful in the scope of forecast and warning systems.

Nesta comunicação faz-se a descrição dos módulos do sistema de previsão e alerta degalgamento/inundações em zonas costeiras e portuárias, HIDRALERTA. Este sistema, que está emdesenvolvimento, efetua previsões de agitação marítima até 180 horas, e calcula os correspondentesgalgamentos/cotas de inundação recorrendo a modelos numéricos, redes neuronais e/ou fórmulasempíricas. Sempre que sejam excedidos limites pré-estabelecidos para os galgamentos/cotas deinundação de cada área da zona de estudo, definidos de acordo com a sua vulnerabilidade, é acionadoo alerta. Ilustra-se a aplicação deste sistema na Costa da Caparica, cujos acontecimentos recentes degalgamento/inundação evidenciam as suas potencialidades.

Nesta comunicação descrevem-se os desenvolvimentos recentes do sistema HIDRALERTA, de previsão,alerta e avaliação de risco associado ao galgamento e inundação em zonas costeiras e portuárias. O sistema tem comoideia-base a utilização de previsões da agitação marítima para avaliar os efeitos dos galgamentos/inundações,recorrendo à modelação numérica, redes neuronais e/ou fórmulas empíricas. O sistema permite: a avaliação, em temporeal, de situações de emergência e a consequente emissão de alertas às entidades competentes; e a avaliação do risco,produzindo-se mapas de risco para apoio ao processo de tomada de decisão. Trata-se de um sistema modular que está aser desenvolvido em linguagem Python e implementado numa plataforma WebGIS. Neste momento, estão emimplementação dois protótipos deste sistema: o porto da Praia da Vitória e a praia de S. João da Caparica.

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Os efeitos das alterações climáticas aumentaram a necessidade de investigar a capacidade da vegetação em atenuar a força das ondas, nas zonas costeiras. Apoiando-se em modelação física, analítica e numérica da propagação de ondas sobre vegetação, este estudo teve como objetivos: i) analisar a diferença na dissipação de ondas sobre campos de vegetação rígida e flexível, ii) caracterizar o movimento de vegetação flexível, iii) estimar o coeficiente de arrasto de vegetação rígida e vegetação flexível, e iv) analisar a influência da flexibilidade (movimentoda vegetação) e da força de inércia no coeficiente de arrasto.

Na presente dissertação, desenvolveu-se uma metodologia para caracterização do movimento de um navio amarrado no interior de portos na presença de um campo de ondas. Esta metodologia consiste em utilizar vários modelos numéricos para caracterizar convenientemente: a) a propagação das ondas desde o largo até ao local de acostagem; b) a modificação das características das ondas no interior do porto; c) a ação das ondas sobre o navio; d) a resposta do navio; e) as forças resultantes no sistema de marração. Os modelos utilizados são:· SWAN: modelo não linear espectral para simular a propagação de ondas em zonas costeiras extensas;· DREAMS: modelo linear para simular a propagação de ondas em zonas costeiras abrigadas;· BOUSS-WMH: modelo não linear para simular a propagação de ondas regulares e irregulares em zonas costeiras abrigadas;· GMALHA: gerador de malhas de elementos finitos triangulares;· WAMIT®: que resolve, no domínio da frequência, os problemas de radiação e de difração na interação de um corpo flutuante livre com as ondas;· NPP: gerador de painéis planos sobre o casco do navio;· HYDRO: que transforma os resultados da interação do corpo flutuante livre com as ondas do domínio da frequência para o domínio do tempo;· BAS: que resolve as equações de movimento de um navio amarrado.O desempenho do modelo BOUSS-WMH, em situações de grande não linearidade, foi analisado através da simulação de quatro casos de teste também simulados em laboratório. O BOUSS-WMH provou ser um modelo robusto capaz de representar a deformação da superfície livre de forma adequada, embora, em zonas com forte não linearidade, tenha apresentado algumas limitações, nomeadamente na formaçãode harmónicas de ordem superior à terceira. Verificou-se que os resultados numéricos tendiam a sobrestimar os valores da altura de onda em zonas pouco profundas.Para minorar estas limitações e tornar o modelo mais robusto, fiável e adequado para ser aplicado em casos reais, foram adicionados e implementados novos termos às equações do modelo BOUSS-WMH, nomeadamente, a reflexão parcial, o atrito de fundo e a rebentação (fenómenos físicos inerentes às águas pouco profundas e zonas confinadas).A reflexão parcial foi implementada a partir da adição de um termo de viscosidade na equação de conservação da quantidade de movimento. O modelo com reflexão parcial foi aplicado a dois casos de teste, sendo um deles um caso real (Porto de Vila do Porto, ilha de Santa Maria, Açores), e os resultados foram comparados com medições em ensaios em modelo físico. Verificou-se que a implementação da reflexão parcial diminui em 44% o erro médio quadrático face à simulação com fronteiras totalmente refletoras.O atrito de fundo foi implementado a partir da adição de um termo representativo da tensão tangencial de fundo à equação de conservação da quantidade de movimento. O modelo com atrito de fundo foi aplicado a dois casos de teste, sendo um deles um caso real (Praia de Faro). Verificou-se que a introdução do atrito de fundo dissipa energia como pretendido e reduz as instabilidades numéricas.A rebentação foi implementada com a introdução de um termo de viscosidade turbulenta. Dois critérios distintos foram introduzidos para definir o início e o final da rebentação: a) FSA, baseado na aceleração da elevação da superfície livre; b) RTFN, baseado no número Froude relativo da cava. O modelo com rebentação foi aplicado a três casos de teste estudados em laboratório. A comparação dos resultados do modelo com as medições dos ensaios físicos permite dizer que, de um modo geral, o modelo numérico simula muito bem a localização da rebentação, bem como a dissipação de energia a ela associada. O critério de rebentação baseado no método de RTFN tende a sobrestimar a altura das ondas, mas apresenta índices de concordância maiores do que os obtidos com o critério FSA. A vantagem deste método reside no menor número de parâmetros a calibrar. Os resultados alcançados foram muito bons, dada a complexidade do fenómeno de rebentação das ondas e a simplicidade dos termos utilizados na sua modelação.O gerador GMALHA também foi alvo de melhoramentos nos algoritmos de geração, de forma a possibilitar a existência de ilhas no interior do domínio de cálculo.O modelo numérico WAMIT® foi desenvolvido para aplicações em mar aberto sem muitas estruturas refletoras próximas do navio. Todas as estruturas devem ser discretizadas, o que aumenta exponencialmente o esforço computacional exigido, e são obrigatoriamente totalmente reflectoras. Ora esta é uma limitação importante quando se está no interior de um porto, primeiro devido às dimensões e depois devido às fronteiras parcialmente refletoras. Assim, o modelo WAMIT® foi modificado de modo a incluir as características das ondas modeladas previamente com um dos modelos de propagação. Foram desenvolvidas duas novas rotinas HASK_D e HASK_B, respetivamente para o modelo linear DREAMS e para o modelo não linear BOUSS-WMH. Estas rotinas e as modificações ao modelo WAMIT® foram validadas com a aplicação a casos simples onde o modelo WAMIT® original também podia ser aplicado. A presença de um campo de ondas difratadas pela presença de uma estrutura fixa foi simulada com sucesso. Existem diferenças pouco significativas, principalmente nas altas frequências. Uma explicação para estas diferenças relaciona-se com o facto de que as ondas com períodos baixos apresentam maiores instabilidades numéricas à medida que diminui o número de pontos por comprimento de onda na malha de elementos finitos.Com o intuito de facilitar o tratamento da informação, que, num estudo deste género, tem um volume e complexidade consideráveis, foram desenvolvidas interfaces para cada um dos modelos e estes foram acoplados numa ferramenta integrada

Esta dissertação divide-se em duas partes principais, uma dedicada ao desenvolvimento e validação de um novo modelo numérico para a propagação de ondas fracamente não lineares com a inclusão da dissipação de energia por rebentação, e uma dedicada ao desenvolvimento de um sistema integrado de modelação da agitação marítima em zonas costeiras e portuárias, GUIOMAR, para a utilização simplificada de modelos de propagação de ondas e para o apoio à tomada de decisão em estudos de engenharia costeira (quer correntes, quer situações de emergência).Na primeira parte, as equações de Beji e Nadaoka (1997a,b), são extendidas de forma a incluírem dissipação de energia por rebentação, através da consideração das tensões de Reynolds na equação da conservação da quantidade de movimento e da dedução de uma formulação alternativa da equação não linear de declive suave dependente do tempo. O modelo desenvolvido neste trabalho é aplicado a três testes de ensaios em modelo físico, que abrangem praias de declive constante e um perfil barra-fossa. Os testes efectuados permitiram seleccionar o critério de rebentação e definir regras para a determinação dos valores para as condições críticas de início e de fim da rebentação, calibrar o valor a atribuir ao parâmetro dos termos dissipativos e estabelecer regras para a sua definição, assim como para avaliar o desempenho do modelo. Foram obtidos bons resultados, embora o empolamento da onda tenha sido subestimado. Verificou-se uma estreita relação entre o valor a utilizar para a condição crítica de início da rebentação e a declividade da onda à entrada do domínio de cálculo, e entre o valor óptimo para o parâmetro dos termos dissipativos e o número de Ursell à entrada do domínio.Na segunda parte, apresenta-se a estrutura do sistema GUIOMAR, assim como as interfaces suas constituintes. O sistema GUIOMAR permite a utilização simplificada de modelos de agitação marítima, incluindo a construção, manipulação e visualização de dados e resultados. Estes factores contribuem para a sua afirmação como uma ferramenta de apoio à tomada de decisão em estudos de engenharia costeira e portuária. Foca-se também a avaliação das variabilidades de origem geográfica nos resultados dos modelos, nomeadamente as associadas à escala e resolução dos dados batimétricos utilizados, aos métodos de interpolação mais comuns e à subjectividade inerente à definição das linhas de costa. Da análise do comportamento dos modelos de agitação marítima constatou-se a necessidade de ter em atenção no respectivo estudo, aos dados de batimetria utilizados e às interpolações a que se recorre. São delineadas sugestões/recomendações para um futuro utilizador do sistema GUIOMAR aquando da utilização de métodos de interpolação.

Portugal is one of many countries in the world that suffers from coastal erosion.Conventional ways of protecting a coastline appear to entail some disadvantages. Aninnovative and interesting way of protecting a local coastal zone by means of multifunctionalartificial reefs avoids some of them. A multi-functional artificial reef is asubmerged breakwater which, besides the helping to protect the local coastline, canoffer other purposes; in particular, it may enhance the surfing possibilities and theenvironmental value of the local area. The structure has several positive side-effects:first, it provides an unimpaired visual amenity; second, it offers tourist and economicbenefits by improving the surfing conditions; third, it can enhance the environmentalvalue of the area where it is built, and fourth, with a proper design the down drifterosion can be minimal.An optimal reef design for the Leirosa beach, located to the south of Figueira da Foz,midway along the Portuguese West Atlantic coast, is investigated. In order to achievethis optimal design several steps were conducted. A preliminary design, as a result of atheoretical study, achieved step by step, is proposed for a multi-functional artificial reefmaking use of the theory and of the state of the art. The proposed reef geometry is usedas initial design in the numerical and physical tests, which were executed to analyze thecapacity of a multi-functional reef breakwater to protect the local coastline of Leirosa,Portugal, and to increase the local surfing possibilities. Further, a physical and anumerical 2DV study have been executed to get insight in the influence of the length ofthe reef and in the submergence on the Iribarren number, which is an indication for thebreaker type. In this study, also the optimum height for the reef has been defined.Subsequently, in order to be able to investigate the three design parameters: the reefangle, the geometry of the reef (with or without a platform) and the horizontaldimensions in 2DH for the optimal geometry, the Boussinesq-type COULWAVE modelwas validated; finally, a 2DH numerical study has been conducted with COULWAVEto define the best values for these parameters.In terms of surfability, and for the conditions of the local coastline of Leirosa, thefollowing values for the main parameters were found: a reef angle of 66°, a structureheight of 3.20 m, a reef geometry composed by a delta without platform, a reefsubmergence of 1.50 m and a structure seaward slope of 1:10.The calibration of the numerical model COULWAVE has shown that it can be usedvery well to simulate the hydrodynamics around an MFAR. However, improvementsare recommended on the actual version of COULWAVE. These improvements includemainly the introduction of bottom porous structures. Even though the mean velocityfields give an indication about the sediment transport, they are not sufficient to get a deep insight about the influence of an MFAR on the morphology around the structure.For a proper design of the reef, particularly for the protection of a local coastline, amorphological study has to be executed. / Portugal é um dos muitos países no mundo que sofre os efeitos adversos da erosãocosteira. É sabido que as formas convencionais de protecção costeira apresentamalgumas desvantagens. Uma forma particularmente interessante de proteger oucontribuir para a protecção local de um troço da zona costeira, minimizando algumasdas desvantagens das estruturas tradicionais, é através da construção de recifesartificiais multi-funcionais. Um recife artificial multi-funcional é um quebra-marsubmerso construído com objectivos de ajudar a proteger localmente a zona costeira eoferecer outras valências, nomeadamente, aumentar as possibilidades locais para aprática de surf e contribuir para a valorização ambiental da região.Um recife artificial com estas características apresenta diversos aspectos positivos. Comefeito, esta estrutura: (1) não tem qualquer impacto visual negativo; (2) oferece osbenefícios económicos resultantes da atracção turística, ao melhorar as condições locaispara práticas de surf e/ou outros desportos náuticos (mergulho e pesca); (3) permiteaumentar o valor ambiental da região, e (4) com um projecto adequado permite reduzirao mínimo os efeitos adversos da erosão local ou prolongar mesmo a praia por efeito detômbolo.Neste trabalho são investigados os parâmetros característicos de um recife artificialmulti-funcional, tendo como caso de estudo um troço da zona costeira da Leirosa,situado a cerca de 15 km a sul da Figueira da Foz, Portugal. Para obter as característicasóptimas da estrutura a construir foram realizados vários estudos ao longo de diversasetapas. Como resultado do estado da arte e de um estudo teórico, realizado passo apasso, é proposta uma geometria preliminar de recife artificial multi-funcional. Estageometria preliminar do recife é em seguida utilizada como projecto inicial de diversostestes em modelo numérico e em modelo físico para analisar a sua capacidade naprotecção da praia e do cordão dunar da Leirosa e, em simultâneo, analisar aspossibilidades locais para a prática de surf.Além dos testes realizados em modelo físico, foi efectuado um estudo numéricoutilizando o modelo 2DV COBRAS-UC para obter informações sobre a influência docomprimento do recife e da submersão do mesmo no número Iribarren, sendo este umparâmetro que fornece uma boa indicação do tipo de rebentação a esperar. Neste estudofoi igualmente investigada a altura ideal para o recife. Posteriormente, procedeu-se àvalidação de um modelo numérico 2DH do tipo Boussinesq, o modelo COULWAVE,tendo como objectivo analisar a influência de três parâmetros de projecto com particulardesenvolvimento no plano horizontal: o ângulo do recife, a geometria do recife (com ousem plataforma) e as suas dimensões horizontais. Uma vez validado, foi este modelo numérico utilizado para analisar a influência daqueles parâmetros e identificar os seusvalores mais adequados para a definição de uma geometria optimizada do recife.Em termos de características para a prática de surf, e para as condições locais do litoralda Leirosa, foram identificados os seguintes valores para os principais parâmetros: umaestrutura de recife com ângulo de 66º, altura de 3.20 m e uma geometria composta porum delta sem plataforma, uma submersão do recife de 1.50 m e um declive de barlamarda estrutura de 1:10.A calibração do modelo numérico COULWAVE mostrou que este pode ser usado comsucesso para simular a hidrodinâmica em torno de um recife artificial multi-funcional.No entanto, recomendam-se melhorias na actual versão deste modelo. Tais melhoriasincluem principalmente a possibilidade de modelação com fundos porosos. Embora oscampos da velocidade média forneçam uma primeira indicação sobre o transporte desedimentos, esta informação não é por si só suficientemente profunda para obterconclusões definitivas quanto à influência de uma estrutura com estas característicassobre a morfologia local. Para uma concepção mais adequada da estrutura final dorecife, em particular para efeitos de protecção costeira, deverá ser elaborado um estudomorfodinâmico.

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According to the CSA project plan, WP5.2 task objective is to organize technical tours that feature attractive and interactive showcases aiming at engaging participants into novel technologies for all transport modes and enabling stakeholders and their companies to disseminate and even sell their products and applications to all interested parties.

This report is part of HYDRALAB+ Work Package 10, which seeks to strengthen the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken by the HYDRALAB+ partner organisations. It outlines the work carried out by Samui Design & Management Ltd, supported by HR Wallingford, in relation to the development of a data repository structure that can be adopted by participants of the HYDRALAB+ project.

Reliable prediction of wave run-up/overtopping and structure damage is a key task in the design and safety assessment of coastal and harbor structures. Run-up/overtopping and damage must be below acceptable limits, both in extreme and in normal operating conditions, to guarantee the stability of the structure and the safety of people and assets on and behind the structure. The mean-sea-level rise caused by climate change and its effects on wave climate may increase the number and intensity of run-up/overtopping events and make the existing coastal/harbor structures more vulnerable to damage.Accurate estimates, through physical modelling, of the statistics of overtopping waves for a set of climate change conditions, are needed. The research project HYDRALAB+ (H2020-INFRAIA-2014-2015) gathers an advanced network of environmental hydraulic institutes in Europe, which provides access to a suite of environmental hydraulic facilities. They play a vital role in the development of climate change adaptation strategies, by allowing the direct testing of adaptation measures and by providing data for numerical model calibration and validation. The use of physical (scale) models allows the simulation of extreme events as they are now, and as they are projected to be under different climate change scenarios.The enclosed dataset refers to the experimental work developed at LNEC within HYDRALAB+ and considers 2D damage and overtopping tests for a rock armor slope, with four different approaches to represent storms. Data of free surface elevation, overtopping and damage is presented.

The HYDRALAB+ project is aimed at strengthening the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken across its partner organisations. This report is D10.2 of the HYDRALAB+ project, entitled

The HYDRALAB+ project is aimed at strengthening the coherence of experimental hydraulic and hydrodynamic research undertaken across its partner organisations. This report is D10.3 of the HYDRALAB+ project, entitled

This deliverable is related to task 8.2

Neste relatório inicial são apresentadas a arquitetura e as caraterísticas gerais dos protótipos do sistema de previsão, alerta e gestão de riscos causados pela agitação marítima para os portos de Madalena do Pico, São Roque do Pico e Praia da Vitória. Os três protótipos em desenvolvimento têm por base uma arquitetura semelhante, com características distintas, nomeadamente no que respeita à localização dos dados de base, às malhas computacionais utilizadas e às características físicas das fronteiras, tanto no plano horizontal (interface terra-mar), como no vertical (batimetria dos fundos). Caracteriza-se o layout geral dos portos, bem como a sua morfologia e operabilidade.

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