Caracterização morfodinâmica e sedimentar da praia de Carcavelos

(1)

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i Agradecimentos ... I Resumo ... II Abstract ... III Capítulo I – Introdução ... 1 I.1 Âmbito ... 1 I.2. Objetivos ... 2

Capítulo II - Enquadramento da Área em Estudo ... 3

1. Enquadramento Geográfico ... 3

2. Enquadramento Geológico ... 4

3. Enquadramento Geomorfológico e Tectónico ... 12

4. Enquadramento Climático... 13

4.1. Agentes Climáticos ... 14

4.2. Temperatura ... 15

4.3. Precipitação ... 15

4.4. Vento ... 16

Capítulo III – Caracterização das Marés e do Regime de Agitação ... 17

1. Caracterização das Marés ... 17

2. Caracterização do regime de agitação Marítima ... 18

2.1. O clima de agitação ao largo ... 18

2.3. A agitação no período de monitorização ... 25

Capítulo IV - Metodologias e Técnicas Utilizadas ... 34

1. Trabalhos de campo ... 34

2. Trabalhos de Laboratório e Gabinete ... 37

2.1. Sedimentos ... 37

2.2. Granulometria ... 37

2.3. Determinação do teor em Carbonatos ... 38

2.4. Processamento dos dados de Campo ... 39

2.5. Livro de Campo ... 39

Capítulo V – Resultados e Discussão ... 41

1. Caracterização textural dos sedimentos da praia ... 41

2. Calcimetria ... 54

3. Morfodinâmica ... 55

(3)

ii

3.2. Parâmetros ... 57

3.3. Inclinação da Face de Praia ... 60

3.4. Perfis Topográficos Transversais- Perfis de Praia ... 61

3.5. Balanços Volumétricos ... 65 Capítulo VI - Conclusão ... 70 Referências Bibliográficas ... 72 Referências Electrónicas ... 73 Cartas e Mapas ... 74 ANEXOS ... 75

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iii

Índice de Figuras

Capítulo II – Enquadramento da Área em Estudo

Figura II. 1 - Enquadramento Geográfico da área em estudo. A: Portugal Continental; B: Cascais;

C: Carcavelos; D: Praia de Carcavelos. ... 3

Figura II. 2 - Excerto da Carta Geológica 34-C, à escala 1:50000 ... 5

Figura II. 3 - Geologia da bacia hidrográfica da Ribeira de Sassoeiros representada na carta 34-C (Cascais) à escala de 1:50000. ... 9

Figura II. 4 - Geologia da bacia hidrográfica da Ribeira das Marianas representada nas cartas 34-C (34-Cascais) (*) e 34-A (Sintra) (*1) à escala de 1:50000. ... 11

Figura II. 5 - Classificação climática de Koppen (adaptada do site do instituto do mar e da atmosfera: https://www.ipma.pt/pt/oclima/normais.clima/). ... 14

Figura II. 6 - Localização da estação de Lisboa (535) relativamente à área de estudo ... 15

Capítulo III – Caracterização das Marés e do Regime de Agitação

Figura III. 1 - Distribuição de frequências relativas de altura significativa (Hs). ... 18

Figura III. 2 - Variação sazonal de Hs e respectivos parâmetros estatísticos calculados com recurso ao software Matlab. ... 19

Figura III. 3 - Distribuição conjunta de Hs/Rumo. ... 20

Figura III. 4 - Distribuição conjunta de Hs/T ... 20

Figura III. 5 - Distribuição de frequências relativas do período médio. ... 21

Figura III. 6 – Distribuição conjunta de rumo e período médio ... 21

Figura III. 7 - Localização do ponto de simulação utilizado na modelação. ... 22

Figura III. 8 - Matriz de transferência de altura... 23

Figura III. 9 - Matriz de transferência de rumo para o ponto de simulação TM1 em Tamariz: as linhas sólidas representam a razão entre altura significativa local e altura significativa ao largo; as linhas a tracejado representam a direcção de onda local). (Taborda, et al., 2013). ... 24

Figura III. 10 - Distribuição de frequências relativas de altura significativa (Hs). ... 25

Figura III. 11 - Variação sazonal de Hs. Nota: Os meses de Outubro, Novembro e Dezembro pertencem ao ano 2014, enquanto os restantes pertencem ao ano de 2015. ... 26

Figura III. 12 – Variação sazonal de Hs (representado a cor preta) e T (representado a cor azul). Nota: a linha a vermelha corresponde a Hs = 4,5m ... 27

(5)

iv Figura III. 16 - Variação sazonal de Hs. Nota: Os meses de Outubro, Novembro e Dezembro

pertencem ao ano 2014, enquanto que os restantes pertencem ao ano de 2015. ... 30

Figura III. 17 - Variação sazonal de Hs (representado a cor preta) e T (representado a cor azul). ... 31

Capítulo IV – Metodologias e Técnicas Utilizadas

Figura IV. 1 - Localização dos perfis de praia. ... 36

Figura IV. 2 - Exemplo do livro de campo. ... 40

Capítulo V – Resultados e Discussão

Figura V. 1 - Caracterização textural das areias da Berma - Variabilidade espacial. ... 41

Figura V. 4 - Caracterização textural das areias da Berma - Variabilidade sazonal. ... 43

Figura V. 7 - Caracterização textural das areias da Face de Praia - Variabilidade espacial. ... 45

Figura V. 10 - Caracterização textural das areias da Face de Praia - Variabilidade sazonal... 46

Figura V. 13 - Caracterização textural das areias do Terraço de baixa-mar - Variabilidade espacial. ... 48

Figura V. 16 - Caracterização textural das areias do Terraço de baixa-mar - Variabilidade sazonal. ... 50

(6)

v Figura V. 19 - Caracterização textural dos diferentes domínios morfossedimentares– Variação espacial ao longo dos perfis. ... 52 Figura V. 20 - Polígonos envolventes das curvas granulométricas das diferentes estruturas. ... 53 Figura V. 21 – Projeção de pontos figurativos da praia de Carcavelos no diagrama de Wiegel-Bascom, que correlaciona a inclinação da face de praia com o tamanho médio dos grãos (mm), e a energia das ondas (para cada campanha) (adaptado de Komar, 1976)... 60 Figura V. 22 - Projeção dos vários levantamentos topográficos do perfil PCV0. Nota: os perfis apresentados a tracejado apresentam perturbações antropogénicas. ... 61 Figura V. 23 - Projeção dos vários levantamentos topográficos do perfil PCV2. Nota: os perfis apresentados a tracejado apresentam perturbações antropogénicas. ... 62 Figura V. 24 - Projecção dos vários levantamentos topográficos do perfil PCV3. ... 63 Figura V. 25 - Projeção dos vários levantamentos topográficos do perfil PCV4. ... 64 Figura V. 26 - MDT efetuado com o levantamento topográfico integral realizado no dia 19- 01-15. ... 67 Figura V. 27 - MDT efetuado com o levantamento topográfico integral realizado no dia 06- 03-15. ... 68 Figura V. 28 - Mapa de diferenças de elevação. Nota: considerou-se que os valores -0,05 a 0,05 (representados a preto) correspondem a variação nula. ... 68

(7)

vi

Índice de Tabelas

Capítulo II – Enquadramento da Área em Estudo

Tabela II. 1 - Unidades litoestratigraficas aflorantes na bacia hidrográfica da Ribeira de Sassoeiros

e respetivas áreas. ... 8

Tabela II. 2 - Unidades litoestratigraficas aflorantes na bacia da Ribeira das Marianas e respetivas áreas. ... 10

Tabela II. 3 - Estatísticas de vento característico da praia de Carcavelos (adaptada do site WIndfinder:http://pt.windfinder.com/windstatistics/carcavelos). ... 16

Capítulo III – Caracterização das Marés e do Regime de Agitação

Tabela III. 1 - Parâmetros de maré estimados para o período de monitorização (PMMax: Preia-mar máxima; PMAV: Preia -Preia-mar de águas vivas: PMMéd: Preia-Preia-mar média; PMAM: Preia-Preia-mar de águas mortas; BMAM: Baixa-mar de águas mortas; BMMéd: Baixa-mar média; BMAV: Baixa-mar de águas vivas; BMMin: Baixa-mar mínimo). ... 17

Tabela III. 2 - Ocorrência de tempestades no período de monitorização. ... 26

Capítulo IV – Metodologias e Técnicas Utilizadas

Tabela IV. 1 - Características altimétricas e planimétricas dos pontos de apoio. ... 34

Tabela IV. 2 - Resumo do trabalho realizado em cada uma das campanhas efetuadas. ... 35

Tabela IV. 3 - Amostras recolhidas em cada uma das campanhas realizadas. ... 36

Tabela IV. 4 - Classificação segundo Baize (1988). ... 38

Capítulo V – Resultados e Discussão

Tabela V. 1 - Percentagens do teor em carbonato de cálcio. ... 55

Tabela V. 2 - Variáveis utilizadas para o cálculo do parâmetro de Dean e valores de Ω obtidos para a praia de Carcavelos. ... 58

Tabela V. 3 - Caracterização morfodinâmica segundo Guza and Inman (1975). ... 59

Tabela V. 4 - Variáveis utilizadas para o cálculo do parâmetro de similaridade ( Surf Scaling Parameter) e valores de ξ obtidos para a praia de Carcavelos. ... 59

Tabela V. 5 - Retenção volumétrica acima do NMM observada nos diferentes perfis. ... 65

Tabela V. 6 - Variação do volume de areia entre levantamentos consecutivos. ... 65

Tabela V. 7 - Variação do volume de areia em percentagem de retenção média. ... 66

(8)

vii Tabela V. 9 - Volume total de areia calculado a partir dos MDT'S ... 67 Tabela V. 10 - Balanço volumétrico calculado a partir do mapa de diferenças de elevação. ... 69

(9)

I Nestas páginas gostaria de expressar os meus agradecimentos a todas as pessoas que me ajudaram e incentivaram a fazer este trabalho.

Gostaria de agradecer em primeiro lugar ao meu orientador, Professor Doutor César Andrade por toda a orientação, apoio e disponibilidade.

Em segundo lugar gostaria de agradecer à minha amiga e colega Teresa Cebola, pela sua ajuda, entusiasmo, paciência e apoio necessários à conclusão deste trabalho.

Agradeço à Vera Lopes por toda a ajuda e apoio disponibilizado relativamente ao trabalho em laboratório.

À Alexandra Oliveira pela ajuda disponibilizada sempre que solicitada.

À Tanya Silveira, à Mónica Ribeiro e à Ana Mafalda Carapuço por todo o apoio e ajuda prestados nos trabalhos relativos à modelação.

Aos colegas de projeto Daniela Fernandes, Daniela Rato, Alexandre Silva e João Silva, pela ajuda prestada ao longo deste trabalho.

Ao Ricardo Martins por toda a ajuda.

Ao IH pela cedência dos dados das bóias de Leixões.

À FCUL por disponibilizarem os meios e condições necessárias à realização deste trabalho. Aos meus pais e amigos pelo entusiamo e apoio que me deram no decurso deste trabalho, em especial ao Carlos Fonseca pela sua ajuda, muita paciência e motivação.

(10)

II

Resumo

O presente trabalho incidiu sobre a praia de Carcavelos, situada na freguesia de Carcavelos. Esta praia foi estudada à microescala temporal para caracterizar a sua morfodinâmica sazonal, entre Outubro de 2014 e Junho de 2015, tendo como objetivo fundamental o estudo da variabilidade sazonal, no que se refere à morfologia e conteúdo sedimentar, com apoio de dados oceanográficos.

Realizaram-se dez campanhas de campo, estabelecendo-se cinco pontos de apoio ao longo do passeio marítimo, a partir dos quais foram levantados, periodicamente, quatro perfis topográficos, transversais à orientação da praia. Como complemento foram ainda realizados dois levantamentos topográficos integrais da praia, bem como recolhidas amostras de sedimentos, representativas das diferentes unidades morfossedimentares, posteriormente analisadas e trabalhadas em laboratório.

Os resultados sugerem que a praia de Carcavelos é uma praia de baixa a média energia. Durante o período de monitorização, foram registados 17 episódios de tempestade. No entanto, a agitação junto à costa não excedeu uma altura significativa de 3m, sendo a sua direção predominantemente de Sudoeste.

Os sedimentos são essencialmente provenientes de deriva litoral, não existindo uma contribuição sedimentar significativa das ribeiras que desaguam nesta praia. Estes são areia média a bem calibrada, revelando grande homogeneidade do ponto de vista textural e composicional, no espaço e no tempo.

Relativamente à morfologia, concluiu-se que a praia é dominada por organização morfológica intermédia, entre os extremos reflectivo e dissipativo, mais próximos do extremo dissipativo em épocas de agitação mais intensa, e estádios mais próximos dos reflectivos em condições de agitação menos intensas.

A praia de Carcavelos apresenta uma elevada capacidade de recuperação volumétrica, não ocorrendo variações significativas no stock sedimentar. Este variou, no período de estudo, menos de 13% em relação ao seu valor médio. Estas variações ocorreram predominantemente no domínio da baixa-praia, domínio este que se vai reajustando de acordo com as condições de agitação marítima prevalecentes.

(11)

III

Abstract

The present work studies the beach of Carcavelos in the town of Carcavelos. This beach was studied at a micro time-scale, from October 2014 until June 2015, in order to characterize its seasonal morphodynamics with the main goal to study the seasonal variability, morphology and sedimentary content, with support from oceanographic data.

Ten field work campaigns were conducted establishing five support points along the waterfront from which four topographical profiles were produced transversal to the beach's length. To supplement, two integral topographic profiles of the beach were produced as well as sampling of the different morfosedimentary units present in the beach, subsequently analysed in laboratory.

The results suggest that Carcavelos beach is low-medium energy beach. During the monitoring period there were 17 registered storm events. However the sea wave regime near the coast is predominantly from the southwest with significant height below the 3 meters.

The sediments are essentially from longshore drift and there is no significant contribution from the small rivers that drain into the beach. These sediments are essentially medium-well calibrated sand revealing high textural and compositional homogeneity, both in space and time.

In terms of morphology, it was concluded that the beach is dominated by an intermediate morphological arrangement, standing between the reflective and dissipative extremes, although closer to the dissipative extreme in higher intensity sea wave regime seasons and closer to the reflective stages in lower intensity sea wave regime seasons.

Carcavelos beach presents itself with a high volumetric recovery capacity. In the period of study, the sedimentary stock changed less than 13% over the average. These variations occurred mainly in the lower beach domain of the beach since it readjusts according to the prevalent sea wave regime

(12)

1

I.1 Âmbito

A presente tese foi realizada no âmbito do curso de Mestrado em Ciências do Mar, da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa.

Nesta tese apresentam-se os trabalhos desenvolvidos para a caracterização morfossedimentar da praia de Carcavelos. Os trabalhos decorreram entre Outubro de 2014 e Junho de 2015, e foram supervisionados pelo Professor Doutor César Andrade.

As zonas costeiras, zonas consideradas locais de rápida evolução, e com constantes transformações, têm sofrido um grande desequilíbrio em todo o mundo. A zona costeira de Portugal representa uma importante área do território nacional, tendo sofrido uma intensificação da sua utilização, verificando-se um aumento da ocupação e construção nesta área e na região imediatamente vizinha, que se traduzem numa diminuição do abastecimento sedimentar e consequente aumento da erosão.

É imperativo continuar a estudar os muitos aspetos da dinâmica costeira e investir na monitorização do litoral, de modo a aprofundar os conhecimentos necessários à compreensão dos fenómenos que envolvem a zona costeira, para melhorar a capacidade de previsão sobre a evolução futura destes sistemas, extremamente vulneráveis, em regime natural ou sob influência antrópica.

O trabalho aqui apresentado contribui para este objetivo de sustentabilidade, reunindo elementos sobre a dinâmica morfológica e sedimentar de curta escala temporal de uma praia urbana, a praia de Carcavelos.

Esta tese encontra-se dividida em diversos capítulos.

O Capítulo I corresponde a uma pequena abordagem ao tema do trabalho, bem como os seus principais objetivos. No capítulo II apresenta-se um resumo dos enquadramentos geográfico, geológico, hidrográfico e climático da envolvente da área em estudo.

O capítulo III consiste a caracterização das marés e do clima de agitação, ao largo e na zona costeira. No capítulo IV encontra-se a metodologia utilizada no trabalho de campo e no laboratório. O capítulo V compreende a apresentação dos resultados e a descrição dos sedimentos e da morfodinâmica sazonal da praia de Carcavelos.

(13)

2 Por último, no capítulo VI é apresentada uma síntese geral.

I.2. Objetivos

Constituem objetivos deste trabalho:

 Caracterizar, do ponto de vista morfológico e geológico as bacias hidrográficas da Ribeira de Sassoeiros e da Ribeira das Marianas, para avaliação da importância como fonte sedimentar da praia.

 Relacionar dados sobre forçamento oceanográfico com a morfodinâmica e a dinâmica sedimentar, sazonais da praia.

 Caracterização textural e estudo da evolução sazonal dos sedimentos da praia de Carcavelos.  Estudo da evolução morfológica e volumétrica sazonal e quantificação dos volumes de

(14)

3

Capítulo II - Enquadramento da Área em Estudo

1. Enquadramento Geográfico

A praia de Carcavelos pertence ao município de Cascais e está situada entre a Parede e Santo Amaro de Oeiras, na freguesia de Carcavelos, distrito de Lisboa. Esta praia é a primeira praia oceânica a jusante da foz do Rio Tejo, estendendo-se desde o Forte de São Julião da Barra até à ponta de Rana (figura II. 1).

Situada apenas a cerca de 24km de Lisboa, a praia é de fácil acesso, quer pelo comboio da linha de Cascais, através da estação de Carcavelos, quer pela Estrada Marginal (EN-6). Esta praia de extenso areal, muito procurada pelos praticantes de desportos náuticos devido à forte ondulação, possui uma zona pedonal que circunda o areal, onde se podem encontrar diversos restaurantes, bares e esplanadas, bem como diversos acessos.

Figura II. 1 - Enquadramento Geográfico da área em estudo. A: Portugal Continental; B: Cascais; C: Carcavelos; D: Praia de Carcavelos.

C

A B

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4 Nesta praia desaguam duas ribeiras: a Ribeira de Sassoeiros, no centro da praia, e a Ribeira das Marianas, no extremo Oeste. A praia de Carcavelos possui uma forma trapezoidal, alongada segundo Noroeste-Sudeste, com comprimento da “linha de água” de cerca de 1,25km e largura que pode atingir 130m. A cobertura topográfica da praia é feita através da Carta Militar de Portugal, Folha 430-Oeiras, à escala de 1:25000, dos Serviços Cartográficos do Exército.

2. Enquadramento Geológico

A praia de Carcavelos estende-se para um e outro lado do troço terminal dos sistemas hidrográficos que drenam a bacia hidrográfica da Ribeira de Sassoeiros e a da Ribeira das Marianas, recebendo destas, possivelmente contribuição sedimentar.

A praia de Carcavelos está descrita na folha 34-C de Cascais, da Carta Geológica de Portugal, à escala de 1:50 000, editada pelo instituto Geológico e Mineiro de Portugal em 2001 (figura II. 2) (S.G.P.,2001) e segundo este trabalho, a praia assenta sobre formações do Cretácico médio, nomeadamente do Albiano a Cenomaniano inferior/médio, e sobre formações do Miocénico (Burdigaliano Inferior).

As formações mais antigas (Albiano a Cenomaniano inferior/médio) encontram-se localizadas na zona Oeste da praia, destacando-se os “Calcários e Margas” (“Belasiano”) - C2

AC. Estas margas

e calcários encontram-se sobrepostos por calcários gressosos da base do Cenomaniano e por margas, nas camadas inferiores.

As formações do Miocénico (Burdigaliano Inferior - “Calcários de Entre-Campos”(“Banco Real”) – M2

III), encontram-se a Este, na praia, observam-se em arriba recortada, estando ali

representadas megasequências positivas aquitano-burdigalianas.

O Burdigaliano de Carcavelos apresenta dois conjuntos principais: um, inferior, constituído por biocalcarenitos grosseiros e outro, superior, mais espesso, constituído por calcisiltito finamente estratificado horizontalmente. O material carbonatado é bioclástico, com fragmentos de gastrópodes, bivalves, foraminíferos benticos e equinodermes. A fauna é marinha de tipo litoral. A praia propriamente dita corresponde a uma acumulação de areias, cuja caracterização se apresenta adiante.

(16)

5 De maneira a avaliar, de forma qualitativa, a contribuição sedimentar das ribeiras para o balanço sedimentar da praia de Carcavelos, foi caracterizada a geologia das suas bacias hidrográficas, com o intuito de identificar as formações com maior potencial de fornecimento sedimentar e, em particular, de areia.

As bacias referentes às duas ribeiras foram delimitadas com recurso ao software ArcGIS® e o mesmo programa foi utilizado para calcular dados planimétricos referentes a cada uma delas, explicitados mais adiante.

As descrições apresentadas mais à frente, de forma sucinta, baseiam-se nas notícias explicativas e mapas das Cartas Geológicas de Portugal, Folhas 34 A e 34 C (S.G.P. (1993) e S.G.P. (2001)).

Ribeira de Sassoeiros

Na bacia hidrográfica da Ribeira de Sassoeiros afloram unidades litoestratigráficas datadas desde o Cretácico à atualidade, cujas áreas aflorantes se encontram sistematizadas na tabela II. 1.

(17)

6 Na bacia, as formações do Cretácico são predominantes, ocupando cerca de 68% da área, sendo a unidade litoestratigráfica com maior expressão (44%), os calcários e margas ("Belasiano"), pertencentes ao Albiano a Cenomaniano inferior/médio.

Ribeira das Marianas

A bacia hidrográfica da ribeira das Marianas engloba unidades desde o Cretácico à atualidade (tabela II.2). Contudo, a unidade com maior expressão é o Cretácico (95%) e, dentro deste, os Calcários e margas ("Belasiano"), pertencentes ao Albiano a Cenomaniano inferior/médio (79%).

De entre as unidades litoestratigráficas aflorantes nas duas bacias, e a julgar pela informação documental, apenas as apresentadas a seguir possuem algum potencial para contribuir com sedimentos para a praia de Carcavelos:

C1

V (Calcários, margas e arenitos) – Valanginiano: De acordo com Rey (1992 in S.G.P. (1993) e S.G.P. (2001)), este andar está representado na região por duas formações: a Formação de Serradão e a Formação de Guia.

Nas bacias consideradas, apenas está representada a Formação de Guia, que apresenta calcários, margas gresosas, grés finos, ocorrendo a topo as “Margas com Toxaster”, do Hauteriviano.

C1

Ba (Arenitos, argilas e dolomitos ("Grés Inferiores")) - Barremiano Superior: Segundo Rey (1992 in S.G.P. (1993) e S.G.P. (2001)), este conjunto constitui a parte inferior das “Camadas de Almargem”, tendo sido também designadas por “Grés inferiores”. Recentemente Rey (1992 in S.G.P. (1993) e S.G.P. (2001)), designa este conjunto por “Formação de Regatão”. Esta série apresenta argilas, dolomitos, grés e calcários.

C1

AS (Arenitos e argilas ("Grés Superiores")) - Aptiano Superior: Formações designadas por “Grés superiores” Rey (1992 in S.G.P. (1993) e S.G.P. (2001)), mas recentemente definidos como Formação de Rodísio Rey (1992 in S.G.P. (1993) e S.G.P. (2001)).

Depositada entre o Aptiano superior e o Albiano inferior, predominam grés de cores claras, brancos a cinzentos e amarelos. As outras camadas constituintes são compostas por siltes e por argilas com alternância entre tonalidades brancas, violáceas, amarelas e negras.

M1

II (-“Areolas da Estefânea”): As “Areolas da Estefânea (Aquitaniano), são formadas essencialmente por seixos mergulhados numa matriz terrosa. Estes encontram-se cobertos por areias argilosas, contendo na zona mais superior um segundo nível de seixos mais pequenos que os apresentados na base.

(18)

7 a (Aluviões)- Holocénico: Observam-se ao longo da margem e em todo o leito das ribeiras, sendo constituídos predominantemente por lodos, mas também por areias e cascalho.

Observando as tabelas II. 1 e II. 2., pode-se concluir que a Ribeira de Sassoeiros e a Ribeira das Marianas não constituem uma fonte sedimentar importante da praia de Carcavelos, uma vez que as áreas das unidades litoestratigráficas acima referidas apenas representam 14% e 6%, respetivamente, da área total da bacia.

(19)

8

Eras Períodos Época Andar/Idade Unidades litoestratigráficas Área (km2₎ _%

Ri b ei ra d e Sa ss o ei ro s Cenozóico

Quaternário Holocénico Aluviões a 0,4 5,3

Neogénico Miocénico Burdigaliano "Calcários de Entre-Campos"("Banco Real") M

2

III 1,5 17,8

Aquitaniano "Areolas da Estefânea" M1

II 0,7 8,3

Mesozóico Cretácico

Superior

Senoniano "Complexo Vulcânico de Lisboa" (CVL) β1 _1,3 _15,0

Cenomaniano superior Calcários com Rudistas e "Camadas com Neolobites

Vibrayeanus" C 3

C 0,8 9,1

Médio Albiano a Cenomaniano

inf./méd. Calcários e margas ("Belasiano") C

2

AC 3,7 43,7

Filões e massas Filão alterado e/ou não identificado 0,1 0,7

Total 8,4 100,0 Tabela II. 1 - Unidades litoestratigraficas aflorantes na bacia hidrográfica da Ribeira de Sassoeiros e respetivas áreas.

(20)

9 Figura II. 3 - Geologia da bacia hidrográfica da Ribeira de Sassoeiros representada na carta 34-C (Cascais) à escala de 1:50000.

(21)

10

Eras Períodos Época Andar/Idade Unidades litoestratigráficas Área (km2₎ _%

Ri b e ir a da s Ma ri an as Cenozóico

Quaternário Holocénico Aluviões a 0.8 3.7

Neogénico Miocénico Aquitaniano "Areolas da Estefânea" M1

II 0.2 0.9

Mesozóico Cretácico

Superior

Senoniano "Complexo Vulcânico de Lisboa" (CVL) β1 _1.8 _8.7

Cenomaniano superior

Calcários com Rudistas e "Camadas com Neolobites

Vibrayeanus" C 3 C 0.9 4.3 Médio Albiano a Cenomaniano inf./méd.

Calcários e margas ("Belasiano") C2

AC 16.6 78.6

Inferior

Aptiano Superior Arenitos e argilas ("Grés Superiores") C1

AS 0.2 1.1

Aptiano Inferior Calcários e margas com Palaeorbitolina lenticularis ("Calcários

com Orbitulina") C

1

A 0.1 0.6

Barremiano Superior Arenitos, argilas e dolomitos ("Grés Inferiores") C1

Ba 0.1 0.6

Hauteriviano-Barremiano Inferior Calcários recifais e calcários com Chofattelas e Dasicladáceas C

1

HBa 0.2 1.1

Hauteriviano Inferior Margas e calcários margosos com Toxaster C1

H 0.0 0.1

Valanginiano Calcários, margas e arenitos C1

V 0.0 0.1

Berriasiano

Calcários e margas com A.lusitanica, M.purbecken-sis e

Trocholinas incluindo os níveis de "Calcários amarelo-Nanquim"

("Infravalanginiano")

C1

Be 0.0 0.1

Filões e massas Riolito (filão/chaminé) ρ 0.0 0.1

Total 21.2 100.0 Tabela II. 2 - Unidades litoestratigraficas aflorantes na bacia da Ribeira das Marianas e respetivas áreas.

(22)

11 Figura II. 4 - Geologia da bacia hidrográfica da Ribeira das Marianas representada nas cartas 34-C (Cascais) (*) e 34-A (Sintra) (*1) à escala de 1:50000.

(23)

12

3. Enquadramento Geomorfológico e Tectónico

Os terrenos do concelho de Cascais apresentam grande diversidade de relevos, com origens e características diferentes.

Na sua metade Sul e região Leste, a plataforma de Lisboa-Cascais, apresenta-se como uma superfície bastante extensa e aplanada, com alguns relevos de resistência sobressalientes em resultado de erosão diferencial em intrusões magmáticas, escoadas basálticas, ou em rochas sedimentares mais resistentes.

Na zona norte, o Maciço Eruptivo de Sintra, que corresponde a um inselberg alongado de 500m de altitude, representa um relevo de dureza que evoluiu por erosão diferencial (Kullberg e Kullberg, 2000), articula-se com a plataforma de Cascais através de um conjunto de vertentes inclinadas, englobadas no limite norte do concelho.

A região da praia de Carcavelos encontra-se inserida na grande unidade morfoestrutural denominada Região Tabular ou plataforma de Lisboa-Cascais, que corresponde a um monoclinal com inclinações suaves para Este (observado em afloramentos a Este da praia de Carcavelos) arrasado por ação do mar. Esta estrutura apresenta algumas ondulações e está recortada por um sistema de falhas de direção predominante Noroeste-Sudeste e secundária Nordeste-Sudoeste. Este sistema de falhas é facilmente observado em afloramentos costeiros, como é o caso da ponta de Rana. O campo de fraturas evidente nesta zona está relacionado com a instalação do Maciço de Sintra. Ocorre ainda uma terceira família de fraturas de ocorrência pouco significativa e caracterizada pela ausência de filões, associada a uma tectónica mais recente, provavelmente ligada à formação da cadeia da Arrábida.

Para Sul e no litoral Oeste, por toda a faixa costeira, o litoral é essencialmente constituído por arribas rochosas, cortadas a favor de massas filoneanas, acidentes tectónicos ou camadas mais resistentes à erosão.

O litoral do concelho de cascais é todo baixo e recortado por abundantes cursos de água, efémeros, capazes de desenvolverem caudais consideráveis durante os meses mais húmidos. A rede de drenagem apresenta um padrão dendrítico arborescente, encaixa-se no substrato essencialmente carbonatado, e é fortemente controlada pelo traçado de falhas.

Ao longo do litoral rochoso formam-se enseadas nos recortes côncavos das arribas, ou nas fozes das ribeiras, que favorecem a acumulação de praias, normalmente de pequena dimensão, (excetuando as praias do Guincho e de Carcavelos, praias com maiores dimensões), de areia de dimensão média.

A praia de Carcavelos está situada entre a ponta de Rana, a Oeste, e pelo forte de S. Julião da Barra, a Este.

(24)

13 No extremo Este, a praia encontra-se circunscrita por uma pequena arriba cortando terrenos de idade miocénica e a Oeste de idade Cretácica.

Esta praia possui um extenso areal, onde, sensivelmente a meio, desagua a ribeira de Sassoeiros, e, no extremo Oeste, a ribeira das Marianas.

A deriva litoral na praia faz-se de Oeste para Leste, aspeto evidenciado pelo traçado da ribeira de Sassoeiros cujo troço terminal, na praia, é desviado segundo este rumo.

A ribeira de Sassoeiros nasce no Concelho de Sintra, junto da povoação Cabra Figa, desaguando no mar na praia de Carcavelos e a sua bacia hidrográfica (figura II. 3) é confinada, a poente, pela da ribeira das Marianas, e a nascente pela da ribeira da Laje. Possui uma área total de 8,4km2_e

um perímetro de 21,9km; o seu talvegue principal tem de cerca de 10,4km de comprimento, desenvolvendo-se segundo o sentido Norte-Sul.

A ribeira das Marianas nasce no Concelho de Sintra e desagua no Concelho de Cascais, na praia de Carcavelos e a sua bacia hidrográfica apresenta uma área total de 21,2km2_{, um perímetro de}

34km e uma extensão da linha de água principal de 14,4km, segundo Norte-Sul (figura II. 4).

4. Enquadramento Climático

O conhecimento e estudo dos agentes climáticos possui uma grande importância, uma vez que estes exercem uma influência direta ou indireta nos processos hidrodinâmicos que interagem com a praia.

Segundo a classificação de Köppen-Geiger (IPMA, 2015), a maior parte do território de Portugal Continental, apresenta um clima temperado do tipo C (clima temperado ou clima temperado seco), com um subtipo Cs (Clima temperado húmido Verão seco).

No território Português, verificam-se duas variedades do subtipo Cs:

 Csb (clima temperado húmido com Verão seco e temperado), em quase toda a região Norte do sistema montanhoso Montejunto-Estrela, e na zona litoral do Alentejo e zona litoral oeste do Algarve

 Csa (clima temperado húmido com Verão seco e quente), região a Sul do sistema montanhoso Montejunto-Estrela (exceto o litoral do Alentejo e o litoral Oeste do Algarve), e na zona de Bragança

Portugal apresenta ainda uma pequena porção do tipo B (clima árido), Subtipo BS (clima das estepes), variedade BSk (clima das estepes frias de média latitude e grande altitude), no distrito de Beja.

(25)

14 A praia de Carcavelos localiza-se próximo da fronteira entre os dois subtipos (Csb e Csa), caracterizando-se por clima maioritariamente temperado a húmido com um Verão seco e temperado, podendo ocorrer casos de Verões quentes e secos.

4.1. Agentes Climáticos

De forma a caracterizar o clima da região em estudo, usaram-se dados do Instituto Português do Mar e da Atmosfera (IPMA, 2015), relativos à estação meteorológica de Lisboa (535). A estação meteorológica utilizada situa-se fora da zona de estudo, contudo, é a que mais se aproxima daquela região.

Figura II. 5 - Classificação climática de Koppen (adaptada do site do instituto do mar e da atmosfera: https://www.ipma.pt/pt/oclima/normais.clima/).

(26)

15

A estação de Lisboa (535), apresenta uma série de dados de 29 anos, tendo entrado em funcionamento em 1981. Estes dados são normais climatológicas provisórias, terminando no ano de 2010.

4.2. Temperatura

A temperatura média anual na região de Lisboa é de 17,4°C. Os meses mais quentes são Julho, Agosto e Setembro, apresentando temperaturas médias de 23,1°C, 23,5°C e 22,1°C, respetivamente. O mês mais frio é Janeiro, registando uma temperatura média de 11,6°C.

4.3. Precipitação

Os valores médios de precipitação anual são mais elevados nos meses de Inverno (Outubro a Fevereiro), sendo o mês de Novembro, aquele que apresenta os valores mais elevados de precipitação (cerca de 150mm). Os valores mínimos de precipitação anual, ocorrem nos meses de Verão, particularmente no mês de Julho, que apresenta valores médios da quantidade total de precipitação inferiores a 10mm.

Relativamente aos valores da quantidade máxima de precipitação diária, verifica-se que o mês com os valores mais elevados é Fevereiro, atingindo valores de cerca de 130mm, e o mês com os valores menos elevados é Agosto (cerca de 40mm).

A precipitação é um dos principais agentes responsáveis pela remobilização dos horizontes e injeção de sedimentos nas linhas de água, aumentando a carga sólida transportada por estas

(27)

16 que vão, consequentemente, alimentar a região costeira e a praia em estudo. As linhas de água que podem alimentar a praia de Carcavelos apenas têm expressão como fonte sedimentar durante o Inverno, uma vez que, nas restantes estações do ano e principalmente no Verão, a quantidade de água não é suficiente para transportar uma carga sólida relevante. Através dos dados acima referidos, verifica-se que a precipitação é bastante concentrada no mês de Fevereiro, levando à formação de enxurradas. Contudo, após observações feitas no campo verifica-se que as enxurradas transportam essencialmente lodo (provenientes das margas aflorantes nas bacias), não existindo acarreio significativo de material mais grosseiro.

4.4. Vento

As estatísticas do vento foram retiradas do site Windfinder, 2015. Estes dados são baseados em observações feitas entre 01/2009 – 05/2015, diariamente das 7h às 19h, na estação meteorológica de Carcavelos/Cascais.

Na região de Carcavelos, os ventos predominantes são os de Noroeste (NW) e Nor-Noroeste (NNW), que registam uma frequência anual de cerca de 12,5% e 16,6%, respetivamente, ocorrendo ainda ventos de Sul e Sul-Sudoeste, com frequências anuais de 7,7% e 7,4%.

Os rumos prevalecentes, ou seja, aqueles que apresentam velocidades médias mais elevadas são os ventos de Norte/Noroeste, apresentando valores de intensidade máxima de cerca de 11km/h. Estes ventos quase paralelos à linha de costa originam uma deriva litoral com o mesmo sentido, ou seja, com um rumo Noroeste – Sudeste.

Ao longo do ano, os ventos com maior intensidade ocorrem nos meses de Março a Agosto, e os de menor intensidade de Setembro a Fevereiro.

Tabela II. 3 - Estatísticas de vento característico da praia de Carcavelos (adaptada do site WIndfinder:http://pt.windfinder.com/windstatistics/carcavelos).

Mês Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Ano

Direção predominante NW NW NE NW NW NW NW NW NW S/SW NW NW NW

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17

Capítulo III – Caracterização das Marés e do Regime de Agitação

1. Caracterização das Marés

A costa portuguesa apresenta em toda a sua extensão uma maré semi-diurna, ou seja, a maré apresenta uma periodicidade de 12,25h (meio dia lunar), caracterizada por duas preia-mares e duas baixa-mares em cada período ou ciclo de maré.

Em Portugal Continental, regra geral, as amplitudes de marés vivas são cerca de 1,5m e em marés mortas cerca de 70cm (IH, 2014).

Segundo os dados retirados da tabela de médias e valores extremos de maré do ano 2015, do site de previsão de marés dos portos principais de Portugal Continental, da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL, 2015), para o porto de Cascais, a amplitude média anual das marés na zona em estudo é de 2,85m em águas vivas. Assim, de acordo com a classificação de Hayes (1975), este litoral cai no domínio mesotidal (amplitude média de águas vivas de 2 a 4m), e mesotidal elevada, de acordo com a classificação modificada de Hayes (1979). De modo a caracterizar as marés da zona em estudo, foram consultadas as tabelas de maré correspondentes ao período de monitorização e calculadas as seguintes alturas de referência: Preia-mar máxima (PMMáx), preia-mar de águas vivas (PMAV), preia-mar média (PMMéd), preia-mar de águas mortas (PMAM), baixa-mar de águas mortas (BMAM), baixa-mar médio (BMMéd), baixa-mar de águas vivas (BMAV) e baixa-mar mínimo (BMMin).

As alturas de água representadas na tabela III. 1 são referentes ao ZH, definido em 1938 como 2,08m abaixo do nível médio do mar (NMM) no porto de Cascais.

Tabela III. 1 - Parâmetros de maré estimados para o período de monitorização (PMMax: Preia-mar máxima; PMAV: Preia -mar de águas vivas: PMMéd: Preia-mar média; PMAM: Preia-mar de águas mortas; BMAM: Baixa-mar de águas mortas; BMMéd: Baixa-mar média; BMAV: Baixa-mar de águas vivas; BMMin: Baixa-mar mínimo).

OUT NOV DEZ JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL

PMMax 4,00 3,83 3,90 4,03 4,09 4,04 3,88 3,73 3,63 3,81 PMAV 2,80 2,78 2,75 2,72 2,69 2,70 2,67 2,65 2,63 2,66 PMMéd 2,77 2,67 2,66 2,63 2,59 2,57 2,56 2,55 2,56 2,58 PMAM 2,74 2,56 2,57 2,53 2,49 2,44 2,46 2,45 2,49 2,51 BMAM 1,91 2,11 2,06 2,04 1,99 1,97 1,93 1,92 1,91 1,92 BMMéd 1,87 1,98 1,94 1,92 1,88 1,84 1,81 1,83 1,85 1,87 BMAV 1,84 1,85 1,83 1,80 1,76 1,70 1,70 1,74 1,79 1,82 BMMin 0,66 0,82 0,78 0,60 0,47 0,45 0,52 0,66 0,82 0,70

(29)

18

2. Caracterização do regime de agitação Marítima

As condições de agitação ao largo podem ser substancialmente diferentes da agitação na costa. No seu percurso até chegar à costa, as ondas interagem com o fundo, sofrendo refração e consequente mudança de rumo, empolamento e variação da densidade de energia. Estes fenómenos, induzidos pela interação com o fundo somados aos efeitos de abrigo associados à configuração do litoral, induzem condições de agitação junto à costa que são específicas de cada local.

2.1. O clima de agitação ao largo

Para a caracterização do clima de agitação ao largo, foi utilizado um conjunto de dados calculado para um ponto ao largo da Figueira da Foz (Dodet et al., 2010), considerado representativo do forçamento oceanográfico. Estes dados de agitação correspondem a uma série continua, com intervalos de seis em seis horas, que abrange o período de 1956 a 2009 (56 anos).

Com recurso ao software Matlab, utilizando a ferramenta WaveTimeSeries, e ao Microsoft Excel, foram realizados os gráficos apresentados a seguir e calculados os seguintes parâmetros estatísticos: altura significativa (Hs – m), período médio (Tz – s) e rumo médio de potência (o_).

Altura Significativa

Na representação da distribuição da altura significativa (figura III. 1), a classe que apresenta uma maior frequência relativa é a de 1-2m (cerca de 52%), seguida da classe 2-3m (22%). As classes superiores a 4m são aquelas que apresentam menos ocorrências (7%).

0 10 20 30 40 50 60 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 Fre q u ên ci a R el ati va (% ) Hs (m)

(30)

19 A figura III. 2 ilustra a variação sazonal de Hs, através de diagramas mensais de extremos e quartis. A variabilidade sazonal é negligenciável nos valores mínimos, mas é relevante nos valores máximos e percentis 25, 50 e 75. Os valores mais elevados de Hs mediano, Hs75 e Hs

máximo, ocorrem no Inverno marítimo, principalmente em Janeiro e em Dezembro. Os valores menos elevados ocorrem no Verão marítimo (Abril a Setembro), sendo caracteristicamente inferiores a 2m, com mínimos em Julho.

Distribuição conjunta do rumo e altura significativa

Observando a figura III. 3, representativa da distribuição conjunta do rumo e da altura significativa, verifica-se que os rumos de Noroeste são predominantes em todas as classes de altura. As condições de Hs>5 m ocorrem apenas associadas a rumos de Noroeste e Oeste. O valor médio da direção é de 308o_.

(31)

20 Distribuição conjunta da altura significativa e período médio

Na representação da distribuição conjunta da altura significativa e período médio (figura III.4), verifica-se que para Hs com valores até 5m, o período varia bastante (5 a 17s), enquanto que para valores de Hs superiores, o período diminui a sua gama de valores, incindindo maioritariamente sobre a classe 10-19s.

De um modo geral, quanto maior o Hs, maior o período. Figura III. 3 - Distribuição conjunta de Hs/Rumo.

(32)

21 Período

A figura III.5 representa a distribuição dos valores do período médio, onde se verifica que a classe mais frequente é a de 6 a 8 s (34%).

Os valores entre 6 e 12s perfazem cerca de 86% das ocorrências.

Distribuição conjunta do rumo e período médio

Na figura III.6, representativa da distribuição conjunta do rumo e do período médio, observa-se que os rumos do octante Noroeste são predominantes. Neste octante, os valores de período mais elevados associam-se às direções Noroeste - Nor-Noroeste.

O valor do período médio é de 10s.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 2-4 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 Fre q u ên ci a R el ati va (% ) T(s)

Figura III. 6 – Distribuição conjunta de rumo e período médio Figura III. 5 - Distribuição de frequências relativas do período médio.

(33)

22

2.2. O clima de agitação costeira

Com a finalidade de propagar as condições de agitação do largo, para a costa, foi elaborada uma matriz de transferência. Para a construção da matriz foi utilizada a mesma fonte de dados de ondas em águas profundas (Dodet et al.,2010) e o modelo numérico de terceira geração desenvolvido Delf University of technology (TUDelft, 2013): SWAN-Simulating WAves Nearshore

model (Booij et al, 1999), versão 40.85.

A propagação das ondas para o litoral foi realizada até um ponto alvo alinhado com a zona central da praia, à profundidade de 10m (figura III. 7).

O modelo de propagação correu sobre malhas topo-batimétricas, com resolução espacial variável, constituídas a partir da seguinte informação:

 Dados batimétricos, próximos da área de jurisdição da ARH Tejo, até cerca de 40km da linha de costa, com resolução de 250m, disponibilizado Instituto Hidrográfico (IH);  Dados batimétricos, dos fundos submarinos externos à área de jurisdição da ARH Tejo,

com resolução espacial de 428m, disponibilizado pela European Marine Observation and

Data Network (EMODnet);

 Dados topo-batimétricos (LiDAR), de uma faixa litoral com 1km de largura máxima e resolução de 2m, disponibilizados pela Direção Geral do Território (DGT);

Com recurso ao ArcGis e a estes dados, foram construídas duas malhas computacionais:  Malha regional, com resolução de 500m e dimensão de 71km x 53km;

Figura III. 7 - Localização do ponto de simulação utilizado na modelação.

(34)

23  Malha local, com 250m de resolução e dimensão de 27km x 19km.

Em função do período e direção das ondas em águas profundas obteve-se uma matriz de transferência, ilustrada na figura III. 8, da qual se extrai a razão entre a altura significativa ao largo e a altura significativa local. De modo a complementar a caracterização do regime de agitação local, utilizou-se ainda uma matriz de transferência realizada para um ponto de simulação frente à praia do Tamariz, retirada do entregável 1.1.7.b do projeto “Consultoria para a Criação e Implementação de um Sistema de Monitorização do Litoral abrangido pela área de Jurisdição da ARH do Tejo” (figura III. 8). Embora este ponto de chegada seja diferente, julga-se que nos seus traços gerais, a perturbação direcional imposta pelo abrigo costeiro e pela refração, não será muito diferente.

(35)

24 O clima de agitação junto à costa é substancialmente diferente do clima de agitação ao largo. Ao chegar à costa, as ondas foram refratadas pela interação com os fundos da plataforma continental, em particular os fundos mais próximos, e afetadas pelos efeitos de abrigo determinados pelo desenvolvimento planimétrico da linha de costa para nascente do Cabo da Roca, bem como pela morfologia dos fundos do estuário exterior do Tejo.

Observando as matrizes de transferência, verifica-se que a maioria das ondas provenientes de Norte, Noroeste e Oeste, sofrem refração e, quando rebentam, perde energia e altura. As ondas originárias destes rumos perdem altura, tanto mais quanto mais rodadas a Norte e quanto menor o período (perdem cerca de 20% da sua altura em águas profundas na condição que menos as perturbam).

Nos casos (infrequentes) em que as ondas provêm de Sul a Sudoeste, a dissipação de energia, por efeito da refração não é tão importante. Estas ondas são essencialmente afetadas por interação com o fundo e empolamento, chegando à linha de costa com altura maior do que a observada em águas profundas (aumentam até cerca de 20% a sua altura ao largo), sendo este incremento tanto maior quanto maior o período.

Figura III. 9 - Matriz de transferência de rumo para o ponto de simulação TM1 em Tamariz: as linhas sólidas representam a razão entre altura significativa local e altura significativa ao largo; as linhas a tracejado representam a direcção de onda local). (Taborda, et al., 2013).

(36)

25 As ondas ao largo com rumos de uma gama variada, ao aproximarem-se da costa sofrem refração, chegando à praia do Tamariz com gamas de menor dimensão. Como a praia de Carcavelos se encontra ligeiramente mais exposta, será de esperar que as ondas que a atingem possuam uma gama de rumos um pouco superior do que a do Tamariz.

2.3. A agitação no período de monitorização

2.3.1. Ao largo

Para a caracterização do regime de agitação ao largo, no período de monitorização, foram compilados dados de agitação ao largo, medidos na boia de Leixões, disponibilizados pelo Instituto Hidrográfico (IH). As observações referem-se a medições direcionais do estado do mar: altura significativa (Hs) (m), altura máxima (Hmáx) (m), período médio (Tz) (s), período máximo (Tmáx) (s), direção das ondas (por octantes) e ainda a temperatura superficial (o_{C) da água do}

mar, com intervalos de 10min. Estes dados são referentes ao período de 1 de Outubro de 2014 a 1 de Julho de 2015.

Utilizando a ferramenta WaveTimeSeries, do software Matlab, foram realizados os gráficos apresentados adiante e calculados os seguintes parâmetros estatísticos: altura significativa, período médio e rumo médio de potência.

Altura Significativa

Na representação da distribuição da altura significativa (figura III. 10), verifica-se que as classes com maior frequência relativa são a de 1-2m e 3-4m, cada uma apresentando valores de cerca de 25%, seguidas pela classe 5-6m e 2-3m (cerca de 21% e 18%, respetivamente). A classe que apresenta menos ocorrências é a superior a 7m (1%).

0 5 10 15 20 25 30 0-1 1-2 2-3 3-4 5-6 6-7 7-8 Fre q u ên ci a R el ati va (% ) Hs(m) Figura III. 10 - Distribuição de frequências relativas de altura significativa (Hs).

(37)

26 Na figura III. 11, os valores mais elevados da altura significativa (Hs), ocorrem nos meses de Outubro a Março e os menos elevados de Março a Outubro. Mais pormenorizadamente, (figura III. 12), verifica-se um ligeiro decaimento da energia no fim de Dezembro/início de Janeiro e entre Fevereiro e Março.

Tempestades

A identificação de tempestades na série de valores de Hs encontra-se representada na figura III. 12, com a linha vermelha a tracejado, correspondendo a Hs = 4,5m.

Este limiar baseou-se na altura significativa, que segundo Costa (1995) identifica condições de temporal ao largo da costa Oeste quando Hs> 4,5 m.

Na tabela III. 2, apresenta-se o número médio de dias em que se verificou temporal na estação de Leixões, referentes ao Inverno e Verão marítimos no período de monitorização.

Tabela III. 2 - Ocorrência de tempestades no período de monitorização.

Estação Inverno (Out a Mar) Verão (Abr a Set)

Leixões 16 1

Como esperado, o número de temporais ocorridos no Inverno marítimo é muito superior ao de Verão.

Figura III. 11 - Variação sazonal de Hs. Nota: Os meses de Outubro, Novembro e Dezembro pertencem ao ano 2014, enquanto os restantes pertencem ao ano de 2015.

(38)

27 Figura III. 12 – Variação sazonal de Hs (representado a cor preta) e T (representado a cor azul). Nota: a linha a vermelha corresponde a Hs = 4,5m

(39)

28

Período

A variação temporal dos valores do período médio encontra-se representada na figura III.12, e na figura III. 13, caracteriza-se a distribuição de frequências deste parâmetro. A classe mais frequente é a 10-12s, com cerca de 37% das ocorrências, seguida das classes 8-10s (23%) e 12-14s (22%).

Verifica-se que, de um modo geral, o período varia com a altura significativa, sendo estes diretamente proporcionais (figura III.12)

Distribuição conjunta de rumo e altura significativa

Na figura III. 14, representativa da distribuição conjunta do rumo e da altura significativa, verifica-se que os rumos de Noroeste são predominantes em todas as classes de altura. As condições de Hs > 5m ocorrem apenas associadas a rumos de Noroeste.

A direção média da agitação é de 307o_.

0 5 10 15 20 25 30 35 40 4-6 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 18-20 Fre q u ên ci a R el ati va (% ) T (s)

Figura III. 13 - Distribuição de frequências relativas do período médio.

(40)

29 Estes dados são concordantes com os dados do clima acima descritos. Uma vez que os ventos predominantes são de Noroeste – Sudoeste, as ondas geradas vão apresentar direção de Noroeste.

2.3.2. Na zona costeira

A propagação das ondas para o litoral no período de estudo foi feita com recurso à ferramenta SwanAuto, versão 2.1, que automatiza o processamento de séries temporais longas de agitação marítima, desenvolvida pela equipa de processos costeiros do GeoFCUL. Os dados de agitação ao largo utilizados foram adquiridos ao Instituto Hidrográfico, e reportam-se à boia de Leixões, tendo a propagação das ondas sido realizada até ao mesmo ponto fronteiro à praia, localizado a 10m de profundidade, identificado acima.

O modelo foi corrido sobre a mesma malha topo-batimétrica utilizada para a construção da matriz de transferência, tendo sido também utilizadas as mesmas malhas computacionais, de forma a otimizar a duração e o esforço da computação.

Para o ponto de simulação foram obtidos os seguintes parâmetros de onda: altura significativa, período médio e direção.

Altura Significativa

Observando a figura III.15, representativa da distribuição da altura significativa na costa, verifica-se que a clasverifica-se com valores mais elevados é a clasverifica-se 1-2m (42%), verifica-seguida das clasverifica-ses 0-1m e 2-3m (33% e 24%, respetivamente). As classes superiores a 3 apresentam valores de ocorrência muito baixos (1%) e não há observações de Hs superiores a 4m.

0 10 20 30 40 0-1 1-2 2-3 3-4 Fre q u ên ci a R el ati va (% ) Hs (m)

(41)

30 Os valores máximos da altura significativa ocorreram nos meses de Novembro a Março e os menos elevados de Março a Novembro, verificando-se um decaimento da energia no fim de Dezembro/início de Janeiro e entre Fevereiro e Março. Os valores menos elevados ocorreram de Março a Novembro, verificando-se um pico no início do mês de Maio e um aumento da altura no mês de Outubro (figura III. 16 e 17).

Verifica-se um decaimento significativo da energia do largo para a costa. Os valores máximos de Hs em águas profundas diminuem para valores de Hs de 1-2m em águas pouco profundas, onde deixa de existir valores de altura significativa superiores a 3m, como se pode observar na figura III.15.

Figura III. 16 - Variação sazonal de Hs. Nota: Os meses de Outubro, Novembro e Dezembro pertencem ao ano 2014, enquanto que os restantes pertencem ao ano de 2015.

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31 Figura III. 17 - Variação sazonal de Hs (representado a cor preta) e T (representado a cor azul).

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32

Período

As classes de período 10-12s e 12-14s (26%), apresentam frequências de ocorrência mais elevadas, seguidas das classes 8-10s e 14-16s (20% e 17%, respetivamente).

Os valores superiores a 16s são os que ocorrem com menos frequência (cerca de 2%) e não se observam valores de período superiores a 18s (figura III.18).

Estes valores estão concordantes com os valores observados em águas profundas, com predominância da classe 10-12s, apesar da sua frequência ser menor.

Distribuição conjunta de rumo e altura significativa

Na figura III. 19, representativa da distribuição conjunta do rumo e da altura significativa, verifica-se que os rumos predominantes são provenientes de Sudoeste. A classe de 3-5m apenas ocorre quando os rumos são de sudoeste.

A direção média da agitação é cerca de 227o_.

0 5 10 15 20 25 30 6-8 8-10 10-12 12-14 14-16 16-18 Fre q u ên ci a R el ati va (% ) T (s)

Figura III. 18 - Distribuição de frequências relativas do período médio.

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33 Os rumos sofrem uma mudança de direção significativa do largo para a costa, passando de rumos essencialmente de Noroeste, para rumos de Sudoeste, originando assim uma deriva litoral de direção aproximadamente Este-Oeste.

(45)

34

Capítulo IV - Metodologias e Técnicas Utilizadas

1. Trabalhos de campo

1.1. Coordenação de Pontos de Apoio

Como apoio à realização das campanhas de campo e recolha de dados de topografia no terreno, foram estabelecidos cinco pontos de apoio (pontos de referência) ao longo do passeio marítimo da praia de Carcavelos.

Estes pontos foram materializados por buchas de aço (“spits”) ou por cabeças de pregos, de forma a maximizar a sua durabilidade e visibilidade. Quando possível, estes pontos coincidiram com as cabeças (o ponto inicial, do lado de terra) dos perfis de praia.

A coordenação dos pontos de referência foi feita com um DGPS (Differential Global Positioning System) Leica Viva Netrover, operando em modo estático, durante pelo menos 3min.

Todas as coordenadas reportam ao sistema de referência ETRS89/PT-TM06 (European

Terrestrial Reference System de 1989/ Portuguese Transverse Mercator Projection de 2006). A

altimetria refere-se, em todos os casos, ao nível médio do mar (NMM) (datum altimétrico de Cascais de 1938).

Os resultados da coordenação dos 5 pontos de apoio na praia de Carcavelos encontra-se na tabela IV. 1.

Tabela IV. 1 - Características altimétricas e planimétricas dos pontos de apoio.

Perfil Referência Easting (m) Northing (m) Cota (m) NMM Rumo (o₎

PCV0 CV0 -104842,2085 -108923,626 5,3736 220o CV1 -104785,6622 -108950,2999 5,3684 - PCV2 CV2 -104603,715 -109023,458 6,545 210o PCV3 CV3 -104288,178 -109196,051 7,847 215o PCV4 CV4 -104189,598 -109259,977 8,905 212o 1.2. Levantamentos topográficos

Para a caracterização morfológica da praia de Carcavelos foram efetuados levantamentos topográficos integrais da superfície emersa, realizados com o auxílio do DGPS (tabela IV. 2) operando em modo cinemático. Os levantamentos foram feitos segundo uma malha regular, resultantes da combinação de levantamentos simultâneos da baixa-praia e alta-praia, efetuados por dois operadores em simultâneo.

O procedimento adotado consistiu na gravação de pontos em modo automático, ao longo de segmentos transversais à linha de costa, paralelos entre si, distando de cerca de 30 metros, até se cobrir a totalidade da praia emersa, tendo como limite do lado de terra a base do paredão

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35 que limita o areal e como limite do lado do mar a elevação de 0 m (NMM) ou, sempre que possível elevação inferior a 0m (NMM). Os trabalhos de levantamento decorreram sempre que possível durante a estofa de baixa-mar.

1.3. Perfis Topográficos Transversais- Perfis de Praia

Como complemento aos levantamentos topográficos integrais, realizou-se periodicamente o levantamento de quatro perfis de praia, com início em Outubro de 2014. Estes perfis foram levantados de mês a mês até Janeiro de 2015 e, a partir daí, de 3 em 3 semanas (tabela IV. 2). Estes levantamentos foram realizados utilizando o equipamento DGPS em modo cinemático, com aquisição automática a cada 1m, ao longo de linhas transversais à praia. A partir de Fevereiro estes levantamentos, foram complementados com outros feitos com uma estação total (Zeiss, modelo Elta R55). O limite superior de cada perfil de praia foi a base do paredão a que se encosta ao areal, e o limite inferior foi sempre levado até pelo menos ao NMM (cota 0), apesar de muitas vezes, quando a maré assim o permitiu, se ter ultrapassado esta cota.

Os quatro perfis controlados, designados como PCV0, PCV2, PCV3 e PCV4, de poente para nascente, foram distribuídos de maneira a amostrar secções diferentes da praia em questão (figura IV. 1).

Tabela IV. 2 - Resumo do trabalho realizado em cada uma das campanhas efetuadas.

Data Levantamentos

PCV0 PCV2 PCV3 PCV4

08/10/2014 perfil de praia - - -

10/10/2014 perfil de praia - -

10/12/2014 perfil de praia

19/01/2015 perfil de praia e levantamento topográfico

06/03/2015 perfil de praia e levantamento topográfico

27/03/2015 perfil de praia e levantamento topográfico do terraço da baixa-mar

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1.4. Sedimentos

A recolha de sedimentos da praia foi feita em três sectores distintos no perfil transversal: a berma, a face de praia e a lomba-terraço de baixa-mar (tabela IV. 3).

A amostragem foi efetuada na lâmina mais superficial da areia, a fim de conservar a assinatura do último evento deposicional.

Data Amostras (Berma-B; Face de Praia-FP; Terraço de baixa-mar-T)

PCV0 PCV2 PCV3 PCV4 08/10/2014 - - - - 10/10/2014 B/FP/T 10/12/2014 FP 19/01/2015 FP 17/02/2015 FP 06/03/2015 B/FP/T B B/FP B/FP 27/03/2015 B/FP/T B/FP B B 25/04/2015 B/FP/T 22/05/2015 B/FP B/FP B/FP/T B/FP/T 18/06/2015 B/FP/T

Tabela IV. 3 - Amostras recolhidas em cada uma das campanhas realizadas. Figura IV. 1 - Localização dos perfis de praia.

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2. Trabalhos de Laboratório e Gabinete

2.1. Sedimentos

Todo o trabalho de laboratório foi realizado no Departamento de Geologia da Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa mais especificamente nos Laboratórios de Processos Costeiros (ProCost e ProSond - Sedimentos).

Os sedimentos recolhidos foram sujeitos a lavagem e decantações sucessivas, para eliminar todos os sais solúveis e restos orgânicos. Após a lavagem, foram levados à estufa a 100o_{, durante}

pelo menos 24 horas. Depois de secas, as amostras foram quarteadas, até se obter a quantidade de sedimento necessária para os ensaios laboratoriais posteriores.

Para a realização da granulometria, a amostra foi quarteada até se obter cerca de 100g, enquanto para a calcimetria foi apenas necessário cerca de 1-2 g. Em ambos os casos, a pesagem foi efetuada com precisão de +/- 0,1g.

2.2. Granulometria

Para caracterização textural do sedimento, foi realizada granulometria por peneiração.

As amostras foram colocadas numa série de crivos de malha padronizada (ENDECOTTS), previamente limpos, com malhas de dimensão -2ɸ a 4ɸ, com intervalos regulares de 0,5ɸ, assentando num fundo, e ordenados por ordem decrescente de dimensão da malha (escala granulométrica de Wentworth (1922).

Uma vez pesada, a amostra foi lançada no topo da coluna que, por sua vez, foi vibrada em agitador mecânico durante cerca de 15min.

A coluna de crivos foi depois desmontada, e cada fração sedimentar foi pesada e recolhida para sacos devidamente etiquetados.

O processamento dos dados granulométricos, foi feito com recurso ao programa GRAN-GRAPH (Carvalho, 1998). Com o auxílio do GRAN-GRAPH foi possível determinar diferentes parâmetros granulométricos, tais como: percentagem relativa e acumulada de cada fração, média e desvio padrão, curtose e assimetria (classificação segundo Folk e Ward, 1957), todos calculados pelo método gráfico.

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2.3. Determinação do teor em Carbonatos

O teor de carbonato de cálcio nos sedimentos deve-se fundamentalmente à presença de bioclastos, entre os quais sobressaem, pela proporção relativa, os fragmentos de bivalves. A determinação do teor em carbonato de cálcio recorreu a uma técnica de calcimetria pelo método gasométrico, utilizando um calcímetro EIJKELKAMP.

Antes de se dar início a este método foi necessário realizar um teste para avaliar a massa de amostra a utilizar na análise. Colocou-se aproximadamente 1g de sedimento em contacto com 1ml de ácido clorídrico [4mol/L], para se observar a intensidade e o tempo da reação. Uma vez que em todas as amostras se verificou uma reação muito intensa, durante um tempo considerável, a quantidade de amostra utilizada neste ensaio foi de 0,5-1g.

Calibrado o calcímetro com recurso a diferentes padrões, colocaram-se as amostras dentro de balões volumétricos, juntamente com 7ml de ácido clorídrico (HCl) e 20ml de água desionizada. Seguidamente, fez-se reagir as amostras com o ácido agitando os balões. Após 15 minutos, o teor em carbonatos pode ser determinado, através da variação de volume de dióxido de carbono medido em buretas acopladas aos balões em que a reação ácido-sedimento se desenvolveu. A percentagem de carbonato de cálcio foi calculada a partir da expressão:

%𝐶𝑎𝐶𝑂3 = 100 ×

𝑀1×(𝑉1−𝑉3)

𝑀1×(𝑉2−𝑉3), Equação 1

Em que:

M1 - massa do sedimento a analisar (g)

M2 - média da massa de dois dos padrões utilizados

V1 - Variação de volume de CO2 observada na bureta do Erlenmeyer contendo o sedimento

analisado (ml) ; V1 - (Volume Final – Volume Inicial)

V2 - Média da variação de volume de CO2 observada nas buretas dos dois padrões utilizados

(ml).

V3 - Média da variação de volume de CO2 observada nas buretas de dois ensaios em branco (ml).

Os sedimentos foram classificados de acordo com Baize (1988), no que respeita ao teor em carbonatos.

Tabela IV. 4 - Classificação segundo Baize (1988).

%CaCO3 Classificação

<5 Nada ou pouco carbonatado

5-15 Pouco carbonatado

15-40 Carbonatado

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2.4. Processamento dos dados de Campo

O processamento dos dados de campo foi realizado com recurso ao programa Leica Geo Office, para converter os dados posicionais, de campo, em coordenadas planimétricas e locais.

Posteriormente, os dados foram exportados como arquivos de texto para o Microsoft Excel. Neste programa, os dados foram selecionados de maneira a poderem ser exportados e utilizados pelo programa ArcGIS® v.10.1 da ESRI.

Com recurso ao Microsoft Excel, os pontos adquiridos no terreno foram filtrados, sendo eliminados todos aqueles que apresentassem valores de elevação anómalos, bem como os que se caracterizassem por distar mais de 10 m do alinhamento geral de cada perfil.

O Microsoft Excel foi ainda utilizado para determinar:

 O declive da face de praia, no segmento compreendido entre a cota 1 e 2m (NMM).  O volume da praia por unidade de comprimento de costa (m3_{/m), compreendido entre}

a cota 0 e o paredão. O cálculo do volume foi efetuado para cada perfil, em cada campanha.

 Elaboração gráfica dos perfis de praia;

Com recurso ao programa ArcGIS®, foi elaborado o modelo digital de terreno (MDT) da praia, utilizando os dados dos levantamentos topográficos integrais, sobre o qual foi possível proceder ao cálculo do volume total da praia, acima da cota 0 m.

2.5. Livro de Campo

A informação relativa aos pontos de apoio para a praia de Carcavelos, foi compilada na forma de um livro de campo (anexo 1), formado por uma série de fichas.

A cada ficha foi anexada informação referente à:

 Qualidade: planimetria, altimetria e monumentação;  Objetivo: ponto de referência mais/ou cabeça de perfil;  Pequena descrição da localização;

Foi ainda inserido o nome dos responsáveis pela elaboração da ficha, bem como a data respetiva. Realizou-se ainda uma ficha com o intuito de situar todos os pontos de referência e perfis tratados.

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40 Figura IV. 2 - Exemplo do livro de campo.