Caracterização do clima de agitação na zona de rebentação nas praias-piloto

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1 CRIAÇÃO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO NO LITORAL ABRANGIDO PELA ÁREA DE JURISDIÇÃO DA ADMINISTRAÇÃO DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO TEJO Estudo do litoral na área de intervenção da APA, I.P. /ARH do Tejo Caracterização do clima de agitação na zona de rebentação nas praias-piloto Entregável c Junho 2013

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3 CRIAÇÃO E IMPLEMENTAÇÃO DE UM SISTEMA DE MONITORIZAÇÃO NO LITORAL ABRANGIDO PELA ÁREA DE JURISDIÇÃO DA ADMINISTRAÇÃO DA REGIÃO HIDROGRÁFICA DO TEJO Este relatório corresponde ao Entregável c do projeto Consultoria para a Criação e Implementação de um Sistema de Monitorização do Litoral abrangido pela área de Jurisdição da ARH do Tejo, realizado pela Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa (FCUL), para a Agência Portuguesa do Ambiente, I.P. / Administração da Região Hidrográfica do Tejo (APA, I.P. /ARH do Tejo). AUTORES (1), (2) Tanya Mendes Silveira (1), (3) Rui Taborda César Freire de Andrade Ana Nobre Silva (1), (2) (1), (2) (1) Departamento de Geologia (FCUL) (2) Centro de Geologia da Universidade de Lisboa (3) LATTEX/IDL (Instituto Dom Luiz)

4 REGISTO DE ALTERAÇÕES Nº Ordem Data Designação 1 Versão inicial 4 Entregável c

5 Componentes do estudo do litoral na área de intervenção da APA, I.P. /ARH do Tejo 1 Estudo do litoral na área de intervenção da APA, I.P. /ARH do Tejo 1.1 Caracterização do forçamento meteorológico e oceanográfico Vento Entregável a Caracterização do regime de ventos no litoral Precipitação Entregável a Caracterização da precipitação na região hidrográfica do Tejo Entregável b Estimativas de descarga sólida fluvial potencial Marés Entregável a Caracterização do regime de marés Correntes Entregável a Caracterização das correntes costeiras Sobre-elevação meteorológica Entregável a Caracterização da sobre-elevação meteorológica Entregável b Caracterização do regime de extremos do nível do mar Nível médio do mar Entregável a Análise da evolução do nível médio do mar em Cascais Entregável b Cenários de evolução do nível médio do mar para Ondas Entregável a Caracterização do clima de agitação ao largo Entregável b Caracterização do clima de agitação junto à costa Entregável c Caracterização do clima de agitação na zona de rebentação nas praiaspiloto Entregável d Avaliação da deriva litoral nas praias-piloto 1.2 Caracterização da margem terrestre na situação de referência Caracterização das principais unidades geológicas e da organização geomorfológica da faixa costeira Entregável a Caracterização das principais unidades geológicas e da organização geomorfológica da faixa costeira Estudo das tendências de evolução nos últimos anos, em litoral de arriba e de acumulação Litorais de arriba Entregável a Inventário de instabilidades nas arribas obtido por fotointerpretação Entregável b Inventário de instabilidades obtido for fotogrametria aérea digital multitemporal em sectores de arribas selecionados Entregável c Monitorização da evolução de fachadas de arribas selecionadas: técnicas e resultados Litorais de acumulação Entregável a Análise da evolução da linha de costa em litoral baixo arenoso nos últimos 50 anos Entregável b Análise da evolução da linha de costa nos últimos 50 anos caso especial da Costa da Caparica Entregável c Utilização de ortofotomapas e fotografias aéreas para a delimitação da linha de costa Definição de uma série de áreas piloto (praias), representativas dos diferentes segmentos costeiros, para o estudo da variabilidade morfodinâmica sazonal na área de intervenção da APA, I.P./ARH do Tejo, com vista à sua monitorização periódica Entregável a Lista das praias-piloto representativas do litoral em estudo para teste e aplicação de ferramentas de monitorização e caracterização da variabilidade sazonal Entregável c 5

6 Entregável b Rede de pontos de apoio das praias-piloto Entregável c Metodologia e frequência espácio-temporal a aplicar para monitorização e caracterização da variabilidade sazonal nas praias-piloto e avaliação das ferramentas de monitorização adotadas Entregável d Dados em bruto resultantes dos trabalhos de campo nas praias-piloto Entregável e Caracterização da variabilidade morfodinâmica sazonal das praias-piloto representativas do litoral em estudo Entregável f Evolução morfodinâmica da região das Barras do Tejo 1.3 Avaliação da perigosidade associada à mobilidade da linha de costa Determinação e cartografia da perigosidade associada à ocorrência de fenómenos de instabilidade em arribas, incluindo definição objetiva de zonas de elevada perigosidade e/ou risco Entregável a Determinação e cartografia da perigosidade associada à ocorrência de fenómenos de instabilidade em arribas à escala regional Determinação e cartografia da perigosidade associada à erosão de praias e ao galgamento oceânico Entregável a Determinação e cartografia da perigosidade associada à erosão de praias e ao galgamento oceânico Verificação da adequabilidade das faixas de risco/salvaguarda definidas no POOC em vigor e, se necessário, proceder à sua redefinição Entregável a Estudo da adequabilidade das faixas de risco/salvaguarda definidas no POOC em vigor 1.4 Enquadramento das soluções de intervenção Em litoral de arriba Definição de um quadro de referência objetivo e pormenorizado de especificações técnicas, restrições e recomendações a aplicar em projetos de intervenção nas arribas que se tornem necessários para reduzir riscos, preservar património ou assegurar a estabilidade e segurança de projetos de estruturas que envolvam o uso da orla costeira, assegurando simultaneamente a preservação paisagística e ambiental do litoral de arriba Entregável a Definição de um quadro de referência a aplicar em projetos de intervenção nas arribas Em litoral arenoso e nas áreas piloto previamente identificadas Caracterização da capacidade de ocupação de praias Entregável a Caracterização da capacidade de ocupação de praias Definição e teste de critérios para delimitação da linha da máxima preia-mar de águas vivas equinociais, como consagrado na Lei nº 54/2005 de 15 de novembro, na área de jurisdição da APA, I.P./ARH do Tejo Entregável a Estabelecimento de critérios e metodologias para a avaliação e verificação da linha da máxima preia-mar de águas vivas equinociais Entregável b Dados em bruto resultantes do trabalho de campo para medição da cota da linha de máximo espraio das ondas Entregável c Estudo e parecer sobre a delimitação da linha da máxima preia-mar de águas vivas equinociais na faixa costeira sob jurisdição da ARH Tejo 6 Entregável c

7 Índice 1 INTRODUÇÃO METODOLOGIA RESULTADOS E CONCLUSÕES REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Entregável c 7

8 8 Entregável c

9 1 Introdução No seu percurso do largo para terra as ondas experimentam transformações que se traduzem por empolamento e refração induzidos pela variação da profundidade. Uma vez alcançada uma profundidade crítica as ondas tornam-se instáveis e rebentam conduzindo à dissipação da maior parte da sua energia. Os climas de agitação em águas profundas, em águas próximas da costa e na rebentação podem diferir substancialmente dependendo da morfologia dos fundos e envolvente próxima, e originar variações longilitorais significativas do espetro direcional incidente e dos parâmetros que regulam a densidade de potência dissipada na costa. O objetivo deste relatório é descrever o clima de agitação ao longo do litoral sob jurisdição da APA, I.P., ARH do Tejo, em condições de rebentação. 2 Metodologia A caracterização do clima de agitação na rebentação foi efetuada por aplicação de um modelo de propagação fundamentado na teoria de Airy e na lei de Snell, partindo das características das ondas junto à costa à profundidade de 10 m (NMM), retiradas do Entregável b Caracterização do clima de agitação junto à costa. Uma vez que à profundidade de 10 m, parte significativa das ondas de tempestade (Hs 0 superior a 5 m) 1 já se encontrava rebentada, repetiu-se, nestes casos, o procedimento descrito naquele entregável para profundidades de 15 m. O critério de rebentação considerou uma razão constante entre a altura da onda e a profundidade local, de 0.78 (McCowan, 1891; USACE, 2002). O rumo das linhas batimétricas entre as profundidades 10 ou 15 m e a de rebentação foi considerado constante e igual à orientação geral da linha de costa em cada local selecionado; esta informação obteve-se considerando a normal à direção dos perfis de praia conforme descrito no Entregável e Caracterização da variabilidade morfodinâmica sazonal das praias-piloto representativas do litoral em estudo. Dos pontos de simulação considerados no Entregável b Caracterização do clima de agitação junto à costa foram excluídos os locais onde a morfologia dos fundos próximos apresentava irregularidades incompatíveis com o modelo de refração utilizado e que, caso fossem caracterizados, representariam condições muito particulares, não representativas do clima de agitação regional (Tabela 1). 1 Hs altura significativa. Entregável c 9

10 Tabela 1. Identificação e localização dos pontos utilizados na simulação até à rebentação. A localização da zona de rebentação é variável no espaço e no tempo. Local Ponto de simulação Localização a 10 m de profundidade (ETRS89 PT-TM06) X Y Pedras Negras PN PN PV Paredes de Vitória PV PV NZ Nazaré NZ NZ Lagoa de Óbidos Baleal (norte) LOB Lagoa de Óbidos Baleal (centro) LOB Lagoa de Óbidos Baleal (sul) LOB LOB BP Baleal Peniche BP BP SC Santa Cruz SC SC Coxos CX Baleia/Sul BS Magoito MG CC RA Arco Caparica Espichel FT FT LA Entregável c

11 3 Resultados e conclusões Os resultados da modelação para cada ponto de simulação definido na Tabela 1 foram organizados num conjunto de fichas e apresentam-se nas Figuras 3 a 28. Cada ficha contém os seguintes elementos: Quadro informativo sobre o ponto de simulação, incluindo o mapa de localização, identificação e coordenadas do ponto a partir do qual se procedeu à propagação para a rebentação (a condição de rebentação é referenciada pela associação do índice b a cada parâmetro de onda considerado); Gráfico circular com distribuição conjunta das variáveis Hs b e Rumo b ; Diagramas de extremos e quartis com o valor máximo, mínimo, mediana, primeiro e terceiro quartil de Hs b, agrupados por mês; Tabela com as estatísticas de Hs b, 2 T b e Rumo b : Hs b médio (Méd), Hs b máximo (Max), percentis de Hs b (P97.5, P75, P50 e P25); T b médio (Méd) e Rumo b médio (Méd). O padrão de variação espacial da altura e do rumo da agitação incidente é semelhante ao observado na profundidade de 10 m (Figura 1). Desta profundidade até à rebentação dominam os processos associados ao empolamento, materializados por um aumento da altura significativa da onda (15 % em valor médio) (Figura 2). Os valores de Hs b médio variam entre 1.1 e 2.1 m, com exceção do ponto localizado mais a norte na enseada da Nazaré, que apresenta um valor de Hs b médio de 0.9 m (Figura 1 e 2). À semelhança do verificado na caracterização da agitação junto à costa, os valores de altura mais elevados concentram-se nos segmentos mais expostos, em três troços: a norte da Nazaré, em Pedras Negras e Paredes de Vitória; imediatamente a sul da Lagoa de Óbidos, em Pedras D El Rei; e no troço a sul de Peniche, em Santa Cruz, Coxos e Magoito. A qualidade dos resultados obtidos para os diferentes pontos de simulação reflete um constrangimento metodológico essencial, que se relaciona com dois pressupostos: (1) a morfologia dos fundos é simples e as linhas batimétricas e de costa são paralelas, e (2) a morfologia dos fundos próximos é invariante ao longo de todo o período de simulação. Este constrangimento só raramente é satisfeito e, em todos os outros casos, a parametrização de uma orientação da linha de costa é subjetiva; a análise de sensibilidade aos métodos de cálculo da componente longilitoral do fluxo de energia (Pls) mostra que variações da ordem de 1-2 daquela direção se refletem em diferenças da magnitude de Pls que podem exceder uma ordem de grandeza. 2 T período. Entregável c 11

12 Neste contexto, os rumos na rebentação ilustrados nas figuras 1 e 3-28, devem ser interpretados com prudência e como valores indicativos. Figura 1. Representação esquemática da altura significativa média (m) e rumo médio vetorial das ondas em condições de rebentação para os pontos de simulação localizados ao longo do litoral sob jurisdição da ARH do Tejo. 12 Entregável c

13 Hs méd (m) PN1 PN2 PV1 PV2 PV3 NZ1 NZ2 NZ3 LOB1 LOB2 LOB3 LOB4 BP2 BP3 BP4 SC1 SC2 SC3 CX1 BS1 MG1 CC4 RA1 FT1 FT2 LA1 Rebentação 10 m Figura 2. Valores de H s méd (m) calculados para a profundidade 10 m e na rebentação. Entregável c 13

14 Figura 3. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local PN1, Pedras Negras. 14 Entregável c

15 Figura 4. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local PN2, Pedras Negras. Entregável c 15

16 Figura 5. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local PV1, Paredes de Vitória. 16 Entregável c

17 Figura 6. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local PV2, Paredes de Vitória. Entregável c 17

18 Figura 7. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local PV3, Paredes de Vitória. 18 Entregável c

19 Figura 8. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local NZ1, Nazaré. Entregável c 19

20 Figura 9. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local NZ2, Nazaré. 20 Entregável c

21 Figura 10. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local NZ3, Nazaré. Entregável c 21

22 Figura 11. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local LOB1, Lagoa de Óbidos - Baleal. 22 Entregável c

23 Figura 12. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local LOB2, Lagoa de Óbidos - Baleal. Entregável c 23

24 Figura 13. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local LOB3, Lagoa de Óbidos - Baleal. 24 Entregável c

25 Figura 14. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local LOB4, Lagoa de Óbidos - Baleal. Entregável c 25

26 Figura 15. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local BP2, Baleal-Peniche. 26 Entregável c

27 Figura 16. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local BP3, Baleal-Peniche. Entregável c 27

28 Figura 17. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local BP4, Baleal-Peniche. 28 Entregável c

29 Figura 18. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local SC1, Santa-Cruz. Entregável c 29

30 Figura 19. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local SC2, Santa-Cruz. 30 Entregável c

31 Figura 20. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local SC3, Santa-Cruz. Entregável c 31

32 Figura 21. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local CX1, Coxos. 32 Entregável c

33 Figura 22. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local BS1, Baleia/Sul. Entregável c 33

34 Figura 23. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local MG1, Magoito. 34 Entregável c

35 Figura 24. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local CC4, Costa da Caparica. Entregável c 35

36 Figura 25. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local RA1, Rainha. 36 Entregável c

37 Figura 26. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local FT1, Fonte da Telha. Entregável c 37

38 Figura 27. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local FT2, Fonte da Telha. 38 Entregável c

39 Figura 28. Caracterização do clima de agitação junto à costa no local LA1, Lagoa de Albufeira. Entregável c 39

40 4 Referências bibliográficas USACE (U.S. Army Corps of Engineers) Coastal Engineering Manual. Engineer Manual , U.S. Army Corps of Engineers, Washington, D.C. (in 6 volumes). McCowan, J On the Solitary Wave. Philosophical Magazine, London, 32, Entregável c