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In Portugal, emergency situations caused by sea waves are common, and usually have serious consequences for the economy and society. It is thus crucial to implement an early warning system to forecast the occurrence of these situations in relation to wave overtopping and flooding events in coastal/port areas. The European Framework Directive 2007/60/EC of 23 October 2007 recommended the development of risk maps and flood risk management plans, including the establishment of systems for forecasting and early warning. The national and local authorities need to implement short-term/emergency measures to prevent the loss of lives and reduce economic and environmental damage.

Nesta comunicação, descrevem-se os ensaios em modelo físico realizados com o objetivo de caracterizar o campo de ondas em torno de um navio livre, quando sujeito a condições de agitação incidente regular e irregular. Estes dados são especialmente importantes para a validação de modelos numéricos de caracterização da resposta de navios à ação da agitação incidente. Assim, para cada condição de agitação incidente, efetuaram-se medições da elevação da superfície livre e das componentes da velocidade em diversos pontos em redor do navio. Apresentam-se as seguintes análises dos dados experimentais: análise temporal e espetral (espetro de energia e wavelets) dos valores de elevação da superfície livre e análise temporal da velocidade das partículas, a meio da coluna de água. A análise temporal e espetral de cada série de medições obtida permitem a caracterização da agitação nos pontos em redor do navio, em termos de alturas, períodos e velocidade. Avalia-se também a influência do navio nas características da agitação.

Este artigo apresenta os resultados da aplicação do modelo numérico Simulating Waves Nearshore SWAN) com análises comparativas das medidas obtidas a partir dos resultados de modelagem e de edições durante as campanhas de campo em 2010 e 2012 no Litoral Setentrional do Rio Grande do Norte (NE do Brasil). O objetivo principal do presente estudo foi aplicar e validar o modelo numérico SWAN na determinação do clima de ondas, avaliar seus pontos fortes e limitações para a região de interesse. Os dados de campo realizados em dois pontos próximo da costa em profundidades de 3 m (PT_1) e 6 m (PT_2) por meio do uso de dois adcp: AWAC e AQUADOPP. Os dados adquiridos com estes equipamentos foram processados e permitiram a realização de análises espectrais de altura signifi cativa, HS (m), período médio, Tmed (s), e direção média, DIR (º). Para a implementação do modelo SWAN foram empregados para as condições de contorno os dados de agitação a partir do modelo de 3ª geração de escala oceânica Wavewatch III. Para o refi namento e aplicabilidade do modelo, foram introduzidos dados de ventos e maré locais, corrigidos com base no Manual de Engenharia Costeira (CEM), permitindo assim, melhor ajuste dos resultados da modelagem. O domínio de cálculo foi referenciado para as imensões da carta náutica 720, com três malhas regulares de diferentes dimensões e resolução: externa, intermediária e interna, sendo esta última, utilizada para fornecer os parâmetros de propagação da onda ao longo da costa. As confi gurações usadas para o SWAN foram as padrões em modo estacionário, com as formulações KOMEN, a dissipação devido à rebentação induzida pelo fundo com atrito de fundo usando a formulação JONSWAP com coefi ciente de atrito

Wave energy extraction in coastal regions may be an excellent alternative due to the increase in global demand for renewable energy. The viability study of this extraction depends on the evaluation of the wave energy potential that is higher in regions located in high latitudes. Therefore, this study shows evaluation and characterization of wave energy in the south of Brazil. Numerical simulations were carried out by the Mike 21 SW spectral model which was calibrated and validated in the region measurement campaigns. Annual, seasonal and monthly means and the temporal variability of the wave energy potential in a 10-year wave hindcast were analyzed offshore and nearshore. Annual mean fluxes in three points nearshore had similar values; the highest one was 6.7 kW/m, while the wave energy flux offshore was 22.3 kW/m. The refraction and the bottom friction dissipation were responsible for the wave attenuation from offshore to nearshore and, consequently, for the decrease in wave energy. The annual, seasonal and monthly variabilities of wave energy fluxes were moderate offshore and high nearshore. A directional analysis showed that the dominant wave directions were S and NE offshore whereas they were SSE and E nearshore.

No presente trabalho descreve-se a aplicação de uma metodologia para avaliação das consequências do galgamento no porto de Ponta Delgada, S. Miguel, Açores, recorrendo a uma análise multicritério (Processo de Análise Hierárquica, AHP) do impacto da ocorrência de galgamentos superiores aos limites admissíveis. Esta metodologia permite obter resultados baseados numa análise espacial dos indicadores que caraterizam a zona portuária em estudo, no que diz respeito à sua importância relativa.

This paper describes the analysis of the propagation of regular and irregular waves in a flume by using Fluent® model, which is based on the Navier-Stokes (NS) equations and employs the finite volume method and the Volume of Fluid (VoF) technique to deal with two-phase flows (air and water). At the end of the flume, a numerical beach is used to suppress wave reflections. The methodology consists of adding a damping sink term to the momentum equation. In this study, this term is calibrated for three cases of regular incident waves (H = 1 m, T = 5, 7.5, and 12 s) by varying the linear and quadratic damping coefficients of the formulation. In general, while lower values of damping coefficients cause residuals on the free surface elevation due to wave interactions with the outlet boundary, reflection occurs on the numerical beach when higher values are used. A range of optimal damping coefficients are found considering one of them null. In one of these cases, temporal series of free surface elevation are compared with theoretical ones and very good agreement is reached. Afterwards, an irregular wave propagation, characterized by a JONSWAP spectrum, is investigated. Several gauges along the flume are evaluated and good agreement between the spectrum obtained numerically and the ones imposed at beginning of the flume is verified. This study shows the capacity of NS models, such as Fluent®, to simulate adequately regular and irregular wave propagations in a flume with numerical beach to avoid reflections.

Scale-model tests are usually required to evaluate the hydraulic and structural behavior of proposed rubble-mound breakwater designs. In order to speed up and ease the armor layer damage assessment, we developed a technique based on stereo photogrammetry. A key feature of this technique is its ability to compensate for the refraction in the air-water interface, thus producing a survey of the envelope of the armor layer without the need to empty the wave flume or wave basin where the scale model tests are carried out. This article describes this technique and the tests made to establish confidence in it and in the damage evaluation on a breakwater scale model. Results led to an error estimation of only fractions of a centimeter.

A set of physical model tests was run in to characterize the ship

This paper presents the analysis of the probability of occurrence of wave overtopping events as well as its consequences at the Port of Las Nieves in Agaete, Gran Canaria Island, with the evaluation of the resulting level of flood risk. The study has been conducted using a third-generation spectral wave model to reproduce wave propagation from deep to shallow water depths considering the associated mean sea level, and a neural network-based model, for estimating mean wave overtopping discharges. Results reveal that overtopping in the initial sections of the port, located in the port access area, is substantially higher than that associated with the cross-sections of the main body of the breakwater, so that control actions to reduce overtopping are required due to the important socioeconomic implications regarding the infrastructure inoperability.

Neste trabalho, descreve-se a aplicação ao porto e baía da Praia da Vitória, na ilha Terceira, Açores, Portugal, da metodologia de avaliação do risco de galgamentos em estruturas marítimas em desenvolvimento no LNEC, considerando duas ferramentas neuronais para cálculo dos galgamentos baseadas em resultados da aplicação de redes neuronais artificiais, nomeadamente a ferramenta NN_Overtopping2 e a Overtopping Predictor v1.1. Em particular, avalia-se comparativamente quais as implicações que a utilização de cada uma destas ferramentas tem em termos de número de eventos de galgamento e magnitude dos caudais médios galgados, bem como consequente grau de risco, para as 9 secções-tipo de estruturas marítimas estudadas no porto e baía da Praia da Vitória. O período de estudo é de 5 anos (2008 a 2012).

Nesta comunicação descreve-se o projecto BRISA (Interacção entre a rebentação das ondas e otransporte de sedimentos) que tem como objectivo contribuir para a compreensão e modelaçãonumérica dos fenómenos de rebentação das ondas e do transporte de sedimentos em zonascosteiras. Para este efeito, o projecto envolve a modelação numérica e experimental e a recolhade dados de campo relativos à hidrodinâmica da rebentação das ondas e ao transporte desedimentos.Neste trabalho são descritas as várias tarefas efectuadas ao longo do projecto. Apresentam-seos ensaios experimentais em modelo físico num canal de ondas, considerando diferentesbatimetrias de fundo, e as campanhas de campo realizadas na Praia de Faro e na Praia daCornélia (Costa da Caparica). Descrevem-se novas formulações associadas à rebentação, àstensões de atrito no fundo e ao transporte sedimentar, bem como a sua implementação evalidação em modelos numéricos. Apresenta-se a aplicação de modelos numéricos na simulaçãodos casos estudados em modelo físico e das condições de agitação verificadas nas campanhasde campo, que permitem validar e analisar o seu desempenho.

Neste artigo descrevem-se alguns dos métodos de separação de ondas incidentes e reflectidasmais utilizados em canais de ondas irregulares de laboratórios de hidráulica marítima. Osmétodos de Mansard e Funke (situações de fundo horizontal e de fundo variável) e de Frigaarde Brorsen (com cálculo da separação em tempo diferido), são apresentados e implementadosmediante programação em MATLAB. Estes métodos foram aplicados a séries temporais daelevação da superfície livre provenientes de simulações numéricas e de simulações físicas, emtanque, como forma de verificação da sua exactidão teórica e da sua adequada implementaçãocomputacional. Estas verificações permitiram constatar a exactidão dos métodos, para ossinais simulados numericamente, e a sua boa adequabilidade aos modelos físicos, para ossinais obtidos em tanque.

O sistema de coluna de água oscilante (CAO) é considerado um dos tipos de dispositivo deaproveitamento da energia das ondas (DAEO) do oceano tecnicamente mais conhecido, emvirtude do grande esforço de investigação de que foi objecto nos últimos anos. Já foramconstruídas diversas instalações junto a costa, em diferentes partes do mundo. A médio prazoprevê-se a instalação de parques de DAEO-CAO ao largo.No presente trabalho são aplicados dois códigos de cálculo que resolvem as equações deNavier-Stokes-Reynolds para simular os fenómenos resultantes da interacção das ondas comum DAEO-CAO. Um dos códigos (FLUINCO) é baseado na técnica dos elementos finitos e ooutro (FLUENT) na técnica dos volumes finitos.O objectivo do trabalho consiste na aplicação destes códigos, já validados para resultadoslaboratoriais para um modelo de DAEO-CAO com e sem os efeitos dissipativos de umequipamento de extracção de energia, numa situação de águas profundas e sem interferênciadas paredes laterais do canal físico. São comparados os resultados em águas profundas comos numéricos e laboratoriais, em profundidade intermédia.

A área das praias do Mexilhoeiro e Alburrica, localizada no estuário do Tejo, Portugal, sofreu nos últimos anos alterações acentuadas da sua morfologia, com ocorrência de erosões e assoreamentos que se atribuíram à movimentação aluvionar provocada pela acção das ondas geradas pela passagem de catamarans em frente às praias. As erosões puseram em risco instalações e património existentes na proximidade das praias e os assoreamentos, associados ao crescimento das restingas onde as praias se inserem, ameaçaram fechar as bacias de maré que essas formações delimitam.Em 2007, a WW - Consultores de Hidráulica e Obras Marítimas, S.A. levou a cabo, a pedido da Administração do Porto de Lisboa, S.A. (APL), um estudo para caracterização das alterações verificadas, análise das suas causas e proposta de soluções para a resolução dos problemas.Na sequência deste estudo, a APL realizou em 2009 uma alimentação artificial, com areias provenientes de zonas adjacentes às zonas afectadas, e posteriormente a monitorização da área, mediante a realização de levantamentos periódicos de perfis transversais.Este trabalho tem como objectivo a apresentação do estudo das alterações na área das praias do Mexilhoeiro e de Alburrica, da solução para a resolução imediata dos problemas que foi implementada pela APL, bem como dos resultados da monitorização que se tem vindo a executar com vista a melhorar a interpretação dos problemas existentes

Quantificar a força (ou a pressão) devida às ondas incidentes torna-se essencial para analisaros esforços exercidos sobre uma estrutura e assim poder definir a sua estabilidade. Para tal, énecessário compreender todos os fenómenos envolvidos na interacção onda-estrutura, taiscomo a rebentação, o galgamento, etc... Estes fenómenos são fortemente não lineares, o quetorna a sua modelação numérica um dos maiores desafios em CFD (Computational FluidDynamics).No presente trabalho pretende-se aplicar o modelo numérico SPH

The analysis of wave records originated by physical simulation experiments in wave flumes or tanks may be done considering suitablewave parameters, either using spectral or time analysis methods. The first type of analysis was made available in the SAM application,Capitão (2002), an integrated software package that has been in use at LNEC for some years now. However, a time analysis method waslacking in this software package. This paper describes the implementation of this time analysis method (direct method) into the existingSAM software, and the testing procedures to verify that it performs as intended. In order to test this type of analysis and to compare itwith the spectral analysis, a number of numerical and physical tests were performed using SAM and a wave flume. A comparisonbetween time-domain and frequency-domain methods was the main result obtained with this work. The comparisons made use of theparameters wave height, mean wave period and significant wave period, obtained with both methods

Wave-structure interaction generates very complex phenomena involving nonlinear processes, like wave propagation and transformation, run-up, wave breaking, and overtopping. Additionally, complex coastal structures are constructed, with impermeable or porous structures, composed by blocs or arc crown wall structures, etc. Consequently, in practical engineering projects, there are a large number of cases for which there is no appropriated empirical formula. For those cases, physical modeling is currently employed due to the accuracy of this approach and the possibility to model large areas. However, its accurate simulation on physical models strongly depends on the model scale used and needs an understanding of model and scale effects for the correct representation of the phenomenon.For studies of interaction between waves and complex structures as coastal structures, numerical modeling presents a very attractive complement to physical modeling. However, only some numerical models allow simulating wave breaking and wave overtopping correctly. The SPH (Smoothed Particle Hydrodynamics) method is a relatively new method that computes trajectories of fluid particles which interact according to the Navier-Stokes equations. The recent advances on SPH models show that Lagrangian method is a very promising alternative approach to simulate wave-structure interaction due to its completely mesh-free technique. This paper presents an application of a free surface modeling by means of the SPHysics numerical model based on Lagrangian approach [1, 2]. SPHysics was used with success in previous studies [3], where numerical results of seawall overtopping agree well with experimental data. A typical impermeable coastal structure of the Portuguese Atlantic coast is considered in the present study and features of free surface elevation and overtopping are analyzed for two different geometric configurations, differing in the crest level. These two cases represent a range of overtopping conditions varying from small discharges, more difficult to model numerically, to a considerable amount of overtopping. The SPH model provides information about the free surface and the overtopping discharge, through maximum height and water velocity, and pressure. In the final paper, the results will be presented and discussed.

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Nesta comunicação, é efectuada uma análise comparativa entre medições in situ e resultados numéricos da aplicação do modelo não linear COULWAVE para as condições de agitação verificadas na Praia de Faro durante os dias 26 a 28 de Março de 2009. O objectivo é avaliar o desempenho do modelo na simulação da hidrodinâmica da rebentação em condições reais. Este trabalho insere-se no âmbito do projecto BRISA.

Nesta comunicação, descreve-se a análise temporal, espectral e estatística de registos deelevação da superfície livre obtidos quer em ensaios em modelo físico quer utilizando modelosnuméricos. Mais ainda, efectua-se uma análise comparativa entre resultados numéricos eexperimentais, que inclui uma análise de erros (através do cálculo de viés, erro médio quadrático,índice de concordância, etc.) avaliando assim o desempenho dos modelos numéricos em estudo.Os casos em estudo correspondem aos ensaios em canal físico da simulação da propagação deondas sobre uma rampa de declive constante que termina numa estrutura de protecção costeira, paraos quais se efectuou um conjunto significativo de medições da elevação da superfície livre em váriospontos ao longo do perfil de estudo. O outro corresponde aos testes numéricos efectuados com osmodelos numéricos BOUSSiiw e COULWAVE na simulação da propagação de ondas sobre um baixioesférico para os quais existem medições efectuadas em modelo físico. Trata-se pois de um excelentecaso para validação dos modelos numéricos.A aplicação dos modelos numéricos (introdução de dados, execução dos modelos e obtenção deresultados) e principalmente as análises de dados efectuadas quer aos registos obtidos em modelofísico quer aos obtidos com os modelos numéricos foram efectuadas com a aplicação informáticaSOPRO e, mais concretamente, com a nova funcionalidade desenvolvida neste trabalho, o móduloANALISES.

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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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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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