Publicações

Nesta comunicação, descreve-se o conjunto de ensaios experimentais, realizados em canalpara simular a propagação de ondas sobre uma praia de inclinação constante (1:20), quetermina numa estrutura de protecção marginal bastante comuns em Portugal Continental.Foram efectuados ensaios com ondas regulares e irregulares, associadas a diferentes alturasde onda e níveis de água, usando diferentes escalas do modelo (1:10 a 1:60). Os resultadosobtidos consistiram nas séries temporais da elevação da superfície livre, da pressão sobre aestrutura, do nível de água atingido sobre a estrutura e do volume galgado na mesma, paradiferentes condições de agitação incidente. Descrevem-se também as análises de dadosrealizadas, quer no domínio temporal, quer no domínio da frequência e apresentam-se osresultados obtidos para um caso de estudo, nas três escalas ensaiadas.Este trabalho pretende contribuir para o desenvolvimento de uma metodologia de modelaçãocombinada proposta no âmbito do projecto CoMIBBS-HYDRALABIII, utilizando em conjuntomodelos numéricos e físicos, para estudos de interacção entre ondas/fundo/estruturas e maisconcretamente no caso do LNEC para avaliar a influência da escala do modelo físico nasimulação da propagação de ondas e evolução morfológica em frente a estruturas deprotecção costeira.

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Nesta comunicação são aplicados dois modelos numéricos baseados em equações do tipo Boussinesq, BOUSSiiw (Pinheiro [1]) e COULWAVE (Lynett e Liu [2]), na simulação da propagação de ondas regulares sobre um baixio esférico localizado no fundo de profundidade constante (Chawla [3]). A propagação de ondas ao longo desta topografia envolve diversos fenómenos físicos como, por exemplo, a refracção, a difracção, o empolamento, a dispersão não-linear. Por isso, constitui um óptimo teste para a validação e comparação dos modelos aqui apresentados. Recorrendo a parâmetros estatísticos, é efectuada primeiramente uma análise de sensibilidade dos resultados numéricos em relação à discretização espacial do domínio de cálculo e determinam-se os tempos de processamento correspondentes. Para o modelo COULWAVE, avalia-se também a influência do número de camadas verticais e do número de Courant. Finalmente, a análise das alturas significativas e dos espectros dos resultados numéricos e experimentais permite inferir sobre as potencialidades e limitações de cada modelo.

This paper describes the set of model scale experiments carried out at the National Civil Engineering Laboratory (LNEC) that aims at simulating, using different model scales, the wave propagation along a constant slope bottom that ends on a sea wall coastal defence structure, a common structure employed in the Portuguese coast. This study focuses especially on the complex physical processes involved in the breaking zone and related to wave-structure interaction (such as wave induced pressures at the structure, run-up levels and wave overtopping). The experiments were performed for different incident wave conditions (regular and irregular) and at several different model scales: 1:10, 1:20, 1:30, 1:40 and 1:60. Measurements of the free surface elevation were made on 26 different locations using wave gauges. Moreover, 30 repetitive tests for a selected wave condition were performed to evaluate the error associated to the signal conversion and its propagation on the calculation of derivative variables. A statistical analysis of the free surface elevation data for the different incident wave conditions for the different model scales with regular and irregular waves is presented. That will permit to evaluate the influence of the geometric scale model and the type of waves (regular or irregular) on the physical model results. Moreover, it was performed a statistical analysis to evaluated the variability of the measurements.

Resumo. A agitação marítima é um factor determinante na segurança das operações einfra-estruturas portuárias. A agitação dentro de um porto pode ser estimada pormodelos numéricos apropriados que utilizam como condições de fronteira previsões daagitação ao largo produzidas por modelos numéricos de escala regional.O projecto MOIA, em curso, tem por objectivo o desenvolvimento de uma ferramentaintegrada para apoio às actividades de gestão portuária levando em conta os efeitos daagitação marítima em infra-estruturas portuárias, na navegação portuária e nasoperações de carga e descarga de navios.Esta comunicação descreve o trabalho realizado até agora no âmbito deste projecto, como objectivo último de avaliar os efeitos da agitação marítima nos navios amarrados nointerior do porto de Praia da Vitória, na ilha Terceira, Açores. Componente fundamentaldeste trabalho, apresentada nesta comunicação, é a validação do procedimento paraprevisão das características da agitação marítima na zona de entrada do porto que sebaseia na utilização do modelo numérico SWAN. Para tal comparam-se os valores dascaracterísticas dos estados de agitação previstos por aquele modelo com valores medidospor uma bóia-ondógrafo instalada nas imediações do referido porto. Dos resultadosobtidos conclui-se ser necessário incluir o efeito do vento na propagação das ondas.

Os quebra-mares de taludes são estruturas de protecção portuária muito comuns emPortugal e em cujo projecto se assume a necessidade de obras de manutenção ou reparaçãodurante a sua vida útil. Para a avaliação da necessidade de realização das eventuais obras demanutenção ou reparação, é necessária a existência de um programa de acompanhamento daestrutura contemplando a medição de grandezas relevantes para essa avaliação.Uma dessas grandezas é o volume erodido do manto protector por acção da agitaçãomarítima, que pode determinar-se a partir de levantamentos consecutivos da envolvente dostaludes e com o qual se pode definir o dano da estrutura. Melby & Kobayashi (1999)apresentaram uma fórmula para previsão da evolução do dano em quebra-mares de taludescom base nas características da agitação neles incidente. Essas fórmulas, contudo, foramestabelecidas a partir de resultados de ensaios com modelo físico reduzido de um quebra-marcom mantos protectores constituídos por enrocamento, sendo por isso válidas apenas paraaquela geometria.Nesta comunicação apresentar-se-ão os resultados de um trabalho em curso no LNECcujo objectivo é estender a gama de aplicação daquelas fórmulas avaliando a evolução dodano em mantos protectores de declives diferentes do considerado por aqueles autores.Antes de passar a outros declives, começou-se por reproduzir as experiências descritasem Melby & Kobayashi (1999). Tratam-se de ensaios com modelo físico reduzido de longaduração em que sequências de estados de agitação estacionários vão atingindo o mantoprotector e se mede o volume erodido no final da actuação de cada estado de agitação. Umavez que estes ensaios terminam apenas quando fica visível uma porção apreciável do filtro sobo manto protector, a sua duração pode variar entre 9 e 28 horas. A medição do volume erodidono final da actuação de cada estado de agitação é realizada a partir da reconstrução de paresestéreo em que se compensa a refracção induzida pela interface ar-água. Tal significa queaquelas fotografias podem ser tiradas mantendo-se a água no canal.Palavras chave Quebra-mares de talude, Previsão da evolução dos danos no mantoresistente, Ensaios em modelo reduzido, Reconstituição de cenas a partir de pares estéreo,Análise de risco, Estudo probabilístico

This paper illustrates the application of the new version of a nonlinear shallow water numerical model, AMAZON,to study the mean wave overtopping discharge at a porous breakwater that protects the Portuguese harbor of Póvoade Varzim. The results are compared with two-dimensional physical model data collected at the National CivilEngineering Laboratory, Portugal. The implications of using different porous flow parameters in the Forchheimerequation for stationary turbulent flow within the porous layer of the breakwater are discussed. The maximumvelocity that the water can reach during the exchange between the free-flow and porous layers has been included asan input to AMAZON and its impact on the overtopping results is analyzed. A suitable choice of the values of theporous flow parameters and of the maximum velocity leads to a good agreement between the AMAZON results andthe data. The specified maximum velocity was found to be the parameter which mostly affects the obtained results.

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Este estudo recorre a ferramentas de modelação numérica, XBeach e SWASH, para a avaliação dos eventos de galgamento costeiro devido a tempestades marítimas no troço costeiro urbano da Costa da Caparica, que compreende a estrutura rígida aderente. Faz-se uma análise comparativa entre os modelos, e confronta-se com a informação de eventos documentados (tempestades Hércules e Emma). Ambos os modelos, refletem as variações entre tempestades, com maior intensidade de galgamento para a tempestade mais energética. Existem diferenças entre os modelos, ainda que pouco significativas face aos níveis de perigosidade associados (CEM, 2002; EurOtop, 2018) e ambos apresentaram resultados satisfatórios quando comparados com os relatos históricos das tempestades analisadas. O modelo XBeach requer um maior tempo de computação, contudo permite obter intervalos de confiança na previsão de galgamentos. Este estudo aponta para a viabilidade da utilização de ambos os modelos na avaliação dos eventos de galgamento costeiro na Costa da Caparica.

Nowadays, renewable energy is a topic widely discussed in scientific community. Specifically wave energy attracts attention because it has a high energy potential distributed throughout the planet. Oscillating Water Column (OWC) wave energy converter is one of the most studied devices that have promising perspectives to be installed commercially. This study aims investigating the influence of chamber sizes and turbine characteristics dimensions of an OWC device located at the southern Brazilian coast is carried out. Numerical simulations for incident waves with period T = 7 s and 10 s and height H = 1.5 m, by using the FLUENT® model, based on the finite volume method (VFM) are carried out. Efficiencies for different chamber sizes and Wells turbine characteristic relations (kt) in each incident wave are determined. The highest efficiencies were obtained by a chamber with 5 x 5 m and kt = 530 Pa.s/m³ in the case of an incident wave with T = 7s (52%), and 30 x 30 m and kt = 15 Pa.s/m³ at T = 10s (65%).

Port terminals downtimes lead to large economic losses and largely affect the port

This paper describes the physical model, experimental setup and tests performed to study the motions and forces of a ship moored to the pier A at the Leixões oil terminal, following the breakwater

HIDRALERTA is a forecast, early warning and risk assessment system for port and coastal areas that uses measurements and estimates of sea-waves and water levels to evaluate overtopping/flooding events. The calculation of the mean overtopping discharge over a maritime structure is performed through artificial neural network-based tools and/or empirical formulae. The system is developed in open source software, mainly using the Python language. This paper presents the application of HIDRALERTA system to reproduce the hurricane Lorenzo conditions and impacts at Lajes das Flores port on October 2nd 2019, the most affected port in Azores. This hurricane was regarded as the strongest storm to hit Azores in 20 years. The system predicted the expected results for the hurricane wave characteristics, as well as overtopping discharge volumes. Further validation still need to be improved with the collaboration of the local authorities and the use of historical data.

Numerical models are useful tools to predict the effects of storms in coastal areas. The objective of this work was to simulate the effects of storms in São Pedro de Moel beach by using XBeach. The nearshore sea state was obtained by propagating offshore conditions using the SWAN model. The XBeach model was divided into two setups to analyse overtopping events and coastal evolution. Sensibility tests, calibration, and validation, using information from different storms, were performed for the different setups. The results from the overtopping simulation were compared against results from an empirical formula. The comparison showed lower values obtained with the empirical formula. The coastal evolution run point out to the necessity of having better field data before and after storms to improve the model setting and accuracy.

The assessment of damage evolution in scale model tests of rubble-mound breakwaters can be achieved by comparing eroded depths and volumes between consecutive surveys. This paper focuses on damage evolution of a model of a rubble-mound breakwater and on the novelty of the non-intrusive survey methodologies such as laser scanning and Time of Flight (ToF) techniques, based on point clouds, enabling the extraction of profiles and the calculation of eroded depths and eroded volumes. The final objective of this work is to evaluate the applicability of the estimation the number of displaced armour units, using a non-dimensional damage parameter based on the calculated eroded volume.The paper will also describe the experiments conducted under the RODBreak, a project sponsored by the HYDRALAB+ Transnational Access Program, in which a stretch of a rubble-mound breakwater was built at the wave-current basin of the Leibniz University Hannover (LUH) to assess the structure behavior. Four scan surveys were conducted using a Faro Focus 3D laser scan, as well as a ToF sensor. Those surveys were carried out before and after two test series, in order to evaluate the eroded volume and profile evolution.

Neste trabalho é efetuada a validação do protótipo To-SEAlert para o porto da Ericeira. Para a validação dos resultados do modelo SWAN foram utilizados os dados de duas boias situadas ao largo da Nazaré e para a validação das previsões do sistema de cálculo do grau de risco foram simuladas as depressões Elsa e Fabien (ocorridas em dezembro de 2019) e que foram responsáveis por fortes danos na cabeça do molhe do porto da Ericeira. Verificou-se uma boa concordância entre os dados das boias e os resultados do modelo SWAN, tendo no entanto o modelo reproduzido melhor a direção média e a altura significativa do que o período de pico. Relativamente aos valores de galgamento, os resultados obtidos na simulação das depressões Elsa e Fabien estiveram em concordância com os valores referidos na literatura como causadores de danos nas estruturas.

This work aims to determine the exploitable wave energy resource at six potential sites, located in the Azores, Madeira and Sines breakwater city harbours. For that purpose, the thirdgeneration wave model SWAN is used to estimate the sea-wave conditions over the last 40 years. Boundary conditions of the sea states and wind fields are provided by the climate reanalysis datasets (ERA5). Using those results as inputs to the SWAN model, the sea-states were propagated shoreward, in order to estimate and analyse the wave climate conditions in the regions of interest. By combining the average energy flux per unit-length of wave front and the probability of occurrence of each sea state, the average exploitable annual energy per unit length of wave crest can be computed. The variability of this energy flux is described, since it is of fundamental importance for the efficiency of the Wave Energy Converters (WEC).

Former investigations on wave run-up and overtopping of (impermeable and permeable) coastal structures aimed at quantifying the influence of oblique waves on mean overtopping discharge, water layer thickness and velocities by developing empirical formulas of a reduction factor for wave obliquity,

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C2IMPRESS is a multi-disciplinary project which aims to enhance understanding and public awareness on multi-hazard risk, based on innovative models, methods, frameworks, tools and technologies to develop decision-making platforms with a fine-grained spatio-temporal data to better assess impacts, vulnerability and resilience on natural hazards. This Report is the Deliverable 1.1 and belongs to Work Package 1, which is mainly addressed to identify the past climate and physical processes that underlie natural disaster events and their consequences

A major objective of TRA LISBON 2022 Conference is to boost research and innovation capacity for the transport sector, throughout a full innovation cycle, from idea to market. Having this in view, the project

The demonstration area will be one of the main focus points of TRA LISBON 2022, presenting multifunctional spaces and being prepared to receive a large number of different types of on-site demonstrations (indoor and outdoor). On-line demonstrations will also be an option, allowing for the widest possible coverage of access for all the participants.The dedicated areas will allow for interactive demonstrations of technological innovations to be carried out by and for industry partners, researchers, and other stakeholders. Demonstrations are an excellent opportunity to introduce conference attendees in an engaging way, as well as to promote new contacts and promising business.

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.

The project LIFEGARACHICO (LIFE20 CCA/ES/001641) proposes the creation of an effective flexible adaptation framework for the coastal unicipalities of Macaronesia, making specific local interventions to increase their resilience against extreme coastal events resulting from climate change. Social surveys were applied in Praia da Vitória, Terceira, Azores, to understand the civilians perception of coastal flooding events.

The project LIFE-GARACHICO (LIFE20 CCA/ES/001641) proposes the creation of an effective flexible adaptation framework for the coastal municipalities of Macaronesia, making specific local interventions to increase their resilience against extreme coastal events resulting from climate change. Social surveys were applied in both localities in order to understand the civilians perception of coastal flooding events

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

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

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

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