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 fundow
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 fundoυ 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