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A Parâmetro de escala dos sedimentos [m1/3]

A Coeficiente do perfil de rebentação, no modelo de perfil de equilíbrio com duas secções

As Coeficiente que traduz a soma dos efeitos do transporte sólido em suspensão e junto ao

fundo

Asb Coeficiente que traduz o efeito do transporte sólido junto ao fundo

Ass Coeficiente que traduz o efeito do transporte sólido em suspensão

Aw Amplitude de pico da onda

B Altura da berma emersa

B Coeficiente do perfil de rebentação, no modelo de perfil de equilíbrio com duas secções

C Coeficiente do perfil de baixa profundidade, no modelo de perfil de equilíbrio com duas secções

C Coeficiente de Chézy, função da rugosidade relativa das partículas do fundo

C’ Coeficiente de Chézy, função do diâmetro das partículas do fundo

CD Coeficiente de arrastamento devido ao efeito das correntes

Cgb Velocidade do grupo de ondas na rebentação

Ci Coeficientes geométricos para determinação da configuração da linha de costa em forma

de espiral polinomial

Ci Coeficientes empíricos, base da determinação do coeficiente de difracção

CL Teor de cloretos presentes na água do mar

D Coeficiente do perfil de baixa profundidade, no modelo de perfil de equilíbrio com duas secções

D* Parâmetro adimensional de dimensão dos sedimentos

DTp Direcção média das ondas associadas ao período de pico

Fc Factor de correcção relacionado com as correntes

Fw Factor de correcção relacionado com as ondas

Hb Altura de onda na rebentação

HS Altura de onda significativa

Kd Coeficiente de difracção da onda

KR Coeficiente de refracção da onda

KS Coeficiente de empolamento da altura de onda, na rebentação

L Comprimento de onda

L0 Comprimento de onda ao largo

Riscos de Exposição de Frentes Urbanas para Diferentes Intervenções de Defesa costeira

Li Comprimento de onda no ponto de encontro da onda com um obstáculo

N0 Número adimensional de Dean

P Parâmetro de perfil

Ql Volume potencial de sedimentos que atravessa uma secção transversal à costa em

determinada unidade de tempo

R Recuo da linha de costa por subida do nível do mar

R0 Distância entre dois pontos “fixos” da costa

Re Componente de R paralela à direcção de propagação das ondas, no modelo de configuração

da linha de costa em forma de espiral parabólica

Ri Raios dos modelos de espiral, para configurações de linha de costa em planta

Ru2% Elevação da água no espraiamento da onda, medido na vertical e excedido 2% das vezes

S Salinidade da água do mar, expressa em permilagem

S Subida do nível do mar

S0 Declividade da onda em águas profundas

T Período de onda

T’ Parâmetro adimensional de excesso de tensões tangenciais no fundo

Tb Período de onda na rebentação

Te Temperatura da água do mar, expressa em graus centígrados

THs Período de onda correspondente à média dos períodos das ondas utilizadas no cálculo da

altura de onda significativa

Tn Parâmetro utilizado no cálculo da velocidade orbital média quadrática, função de g e h

TP Período de pico das ondas

Ts Parâmetro de transporte sedimentar

Tz Período relacionado com o período de onda

Uw Velocidade orbital da onda

W Largura total do perfil transversal activo

W1 Largura emersa do perfil transversal, medida até à cota máxima da berma

W2 Largura submersa do perfil transversal activo

Y Comprimento do esporão

ZC Número de suspensão relacionado com correntes

ZW Número de suspensão relacionado com ondas

a Altura junto ao fundo onde a concentração de sedimentos se admite constante

b Máxima distância da linha de costa à recta que une dois pontos “fixos” da costa

c Concentração de sedimentos em suspensão na água do mar

cz Concentração de sedimentos em suspensão à cota z

ca Concentração de sedimentos numa altura a junto ao fundo (expresso em relação de

volumes)

d50 Dimensão média dos sedimentos

d50,s Dimensão média dos sedimentos em suspensão

db Profundidade de rebentação das ondas

eb Factor de eficiência de Bagnold, relacionado com o transporte sólido junto ao fundo

es Factor de eficiência de Bagnold, relacionado com o transporte sólido em suspensão

fa Coeficiente de Bagnold, em função da rugosidade aparente

ƒc Factor de fricção devido à acção das correntes, função da rugosidade relativa das partículas

do fundo

'

c

f Factor de fricção devido à acção das correntes, função do diâmetro das partículas do fundo ƒw Factor de fricção devido à acção das ondas

g Aceleração da gravidade (9.81 m2/s)

h Profundidade

ha Máxima profundidade em que o perfil satisfaz os pressupostos de baixas profundidades, no

modelo de perfil de equilíbrio com duas secções

hc Profundidade activa do perfil transversal

hr Profundidade do ponto de descontinuidade do perfil, no modelo de perfil de equilíbrio com

duas secções

k Número de onda

k Coeficiente de proporcionalidade empírico e adimensional, aplicado na fórmula CERC

k Constante aplicada na determinação da forma de equilíbrio dos perfis transversais, função das características geométricas dos perfis

ka Rugosidade aparente

kb Índice de rebentação

ki Parâmetros do modelo de Ackers-White, dependentes principalmente da granulometria dos

sedimentos do fundo

ks,c Rugosidade relativa das partículas do fundo, no que respeita ao efeito das correntes

m Inclinação da praia

m Factor de forma dos perfis transversais, função do tipo de dissipação da praia

n Porosidade dos sedimentos (aproximadamente igual a 0.4)

p Parâmetro interveniente no cálculo do número de onda

p Coeficiente aplicado à coordenada x do sistema ortogonal de referência XY, no modelo de configuração de linha de costa em forma de parábola

Riscos de Exposição de Frentes Urbanas para Diferentes Intervenções de Defesa costeira

qb Transporte de carga sólida junto ao fundo

qb,c Transporte de carga sólida junto ao fundo, originado por correntes

qc Transporte de carga sólida, originado por correntes

qs Transporte de carga sólida em suspensão

qs,c Transporte de carga sólida em suspensão, originado por correntes

qt Transporte total de carga sólida, originado por correntes e ondas

r “Índice de recorte” da linha do litoral

r Raiz quadrada do coeficiente de correlação, em curvas de aproximação a pontos

r Distância ao ponto de difracção das ondas

s Relação entre as massas volúmicas dos sedimentos e da água do mar

t Tempo passado após o início de enchimento de um esporão

t2 Tempo passado após o enchimento total do esporão

tf Tempo total de enchimento de um esporão

u* Velocidade de fricção da corrente junto ao fundo

u*,c Velocidade de corrente tangente ao fundo

uc Valor médio em profundidade da velocidade de corrente

ucr Velocidade de corrente crítica

uc,z Velocidade de corrente à cota z

umb Velocidade orbital média quadrática, na rebentação

urms Velocidade orbital média quadrática no fundo

uδ Velocidade de corrente à cota δs

v Velocidade do vento

x Distância na transversal, medida desde a linha de costa em nível médio (cota +2.0 m ZH)

x Abcissa da posição da linha de costa, nos modelos de configuração de linha de costa em

planta

x0 Distância horizontal entre o começo do perfil transversal e a origem virtual do perfil de

baixas profundidades, no modelo de perfil de equilíbrio com duas secções

xa Largura do perfil de equilíbrio, no modelo de perfil de equilíbrio com duas secções

xr Distância horizontal entre o começo do perfil transversal e o ponto de descontinuidade, no

modelo de perfil de equilíbrio com duas secções

y Parâmetro interveniente no cálculo do número de onda

y Ordenada da posição da linha de costa, nos modelos de configuração de linha de costa em planta

z Cota, em profundidade

z0 Comprimento da rugosidade do fundo submerso

∆ Altura das formas dos fundos submersos

t Intervalo de tempo no cálculo da variação de volume no trecho ∆y, no modelo LTC

V Variação de volume no trecho ∆y e no intervalo de tempo t, no modelo LTC

y Comprimento dos trechos discretos da linha de costa, no modelo LTC

z Variação uniforme da cota em toda a largura activa do perfil transversal, no modelo LTC

Ω Velocidade de queda adimensional

α Constante espiral (ângulo entre a tangente à espiral num ponto e o raio nesse ponto) α Ângulo entre a crista da onda e a linha de costa

α0 Ângulo entre a crista da onda ao largo e a linha de costa

α1 Coeficiente interveniente no cálculo do número de suspensão relacionado com ondas, para

definição do transporte de carga sólida em suspensão

αb Ângulo entre a crista da onda na rebentação e a linha de costa

αbr Coeficiente de rebentação das ondas

αL Ângulo entre a linha de referência e o Norte, nos modelos de configuração da linha de

costa

αN Ângulo entre a linha de costa e o Norte

αw,c Coeficiente de interacção entre ondas e correntes

β Ângulo da inclinação da praia submersa em relação a um plano horizontal

β Ângulo entre a crista da onda dominante e a linha de referência, nos modelos de

configuração da linha de costa em forma de espiral

β1 Factor de difusão das partículas no fluido e das partículas isoladas

γ Ângulo entre a crista da onda dominante e o Norte

γ Ângulo entre a ortogonal à crista das ondas na zona de sombra de uma obra de defesa e a orientação da obra de defesa

γ1 Ângulo entre a ortogonal à crista das ondas ao largo e a orientação da obra de defesa

γw,c Parâmetro de relação entre os ângulos de ondas e correntes

δs Espessura da camada de fundo com mistura constante de sedimentos

δw Espessura da camada limite da onda

ε Parâmetro interveniente no cálculo do tempo de enchimento de um esporão

εs,bed Coeficiente de distribuição de mistura de sedimentos no fundo

Riscos de Exposição de Frentes Urbanas para Diferentes Intervenções de Defesa costeira

εs,cw Coeficiente de distribuição da mistura de sedimentos em profundidade, por acção

simultânea de ondas e correntes

εs,max Máximo coeficiente de distribuição de mistura de sedimentos

εs,w Coeficiente de distribuição de mistura de sedimentos relativo a ondas

θ Ângulo formado entre raios dos modelos de configuração de linha de costa em espiral θ Parâmetro de mobilidade efectiva das partículas, semelhante ao parâmetro crítico θcr Parâmetro crítico de Shields (adimensional)

κ Constante de Von Karman (0.40)

λ Comprimento do ondulado do fundo submerso

µ Factor da forma do fundo submerso, dependente dos coeficientes de Chézy

µc Factor de eficiência da acção das correntes

µw Factor de eficiência da acção das ondas

ξ0 Parâmetro de Battjes, relacionado com o tipo de rebentação das ondas

π Número adimensional (3.14)

ρ Massa volúmica da água do mar

ρs Massa volúmica dos sedimentos

σs Coeficiente de graduação da granulometria das areias

τ0s Tensão tangencial efectiva no fundo

c

τ

Tensão tangencial no fundo, devida à acção das correntes

'

c

τ

Tensão tangencial efectiva no fundo, devida à acção das correntes τcr Tensão tangencial crítica no fundo

w

τ

Tensão tangencial no fundo, devida à acção das ondas

'

w

τ

Tensão tangencial efectiva no fundo, devida à acção das ondas

' ,c

w

τ

Tensão tangencial efectiva total no fundo, devida à acção de ondas e correntes τβcr Tensão tangencial crítica no fundo, função da inclinação do próprio fundo

υ Coeficiente de viscosidade cinemática da água do mar

φ Ângulo de atrito dos sedimentos do fundo

φw,C Ângulo entre a direcção de propagação das ondas e a direcção da velocidade de corrente

ψ Ângulo entre a direcção do escoamento e a direcção da pendente da praia submersa

ωs Velocidade de queda dos sedimentos

ωs,c Velocidade de queda dos sedimentos, em função da concentração

Deus quer, o homem sonha, a obra nasce. Deus quis que a terra fosse toda uma, Que o mar unisse, já não separasse.

1 INTRODUÇÃO

O tema desta dissertação incide sobre os riscos de exposição de frentes urbanas em função de diferentes soluções de intervenção de defesa costeira. Na maioria dos casos, as intervenções de defesa costeira são vitais para a segurança de pessoas e do edificado. Contudo, às diferentes alternativas de intervenção de defesa podem associar-se diferentes níveis de eficácia funcional, robustez estrutural, impactes sedimentares e morfológicos na envolvente, impactes paisagísticos, dificuldades construtivas, necessidades de manutenção e custo.

Com o decorrer do trabalho foram surgindo dificuldades, problemas e questões que redireccionaram os esforços de investigação em determinados sentidos. A avaliação das vulnerabilidades e dos riscos de exposição das zonas costeiras e, em particular das frentes urbanas às acções do mar não é possível sem uma boa capacidade de previsão de cenários. Como tal, grande parte do trabalho desenvolvido refere-se à compreensão, caracterização e modelação dos complexos fenómenos físicos que ocorrem nas zonas costeiras.

A aplicação de modelos existentes e o desenvolvimento de um novo modelo, a análise de sensibilidades aos diversos parâmetros intervenientes e a cuidada observação da amplitude de resultados esperados foi efectuada com o intuito de apresentar contributos para a melhoria das capacidades de previsão, sustentando a tão desejada definição de vulnerabilidades e riscos. Avanços na capacidade de previsão e na capacidade de avaliação de vulnerabilidades e riscos possibilitarão aos órgãos de decisão as tomadas de posição com uma mais adequada base científica.

1.1 Enquadramento do Problema

A interface entre as zonas terrestres e os mares ou oceanos é dinâmica. A uma escala planetária e em Portugal as observações existentes mostram evoluções acentuadas, resultando em algumas zonas uma perda significativa de território e um conflito entre ocupações ou actividades e essas evoluções. Os fenómenos de evolução de linha de costa e as erosões (ou regressões da zona terrestre) são por isso estudados neste trabalho.

Riscos de Exposição de Frentes Urbanas para Diferentes Intervenções de Defesa Costeira

Avaliação das características