HIDRALERTA NOVA PTDC/AAC-AMB/120702/2010 SISTEMA DE PREVISÃO E ALERTA DE INUNDAÇÃO EM ZONAS COSTEIRAS E PORTUÁRIAS

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1 NOVA HIDRALERTA PTDC/AAC-AMB/120702/2010 SISTEMA DE PREVISÃO E ALERTA DE INUNDAÇÃO EM ZONAS COSTEIRAS E PORTUÁRIAS Em parceria com PROJETO ESTRAMAR MAC/3/C177 - FEDER 2007/2013 LNEC UNL - UAc 1

2 EQUIPA Conceição Juana Fortes Maria Teresa Reis João Alfredo Santos Pedro Poseiro Rui Capitão Liliana Pinheiro João Craveiro Rui Reis Inês Lourenço Eduardo Brito de Azevedo Tiago Garcia Pedro Lopes Francisco Reis Anabela Simões Maria Conceição Rodrigues J José Carlos Ferreira Susana Ferreira Silva Paulo Raposeiro Fábio Cardona André Sabino Armanda Rodrigues Carlos da Silva LNEC UNL - UAc 2

3 AGRADECIMENTOS Fundação para a Ciência e Tecnologia - Projeto HIDRALERTA Sistema de previsão e alerta de inundações em zonas costeiras e portuárias - referência PTDC/AAC-AMB/120702/2010 ESTRAMAR Estratégia Marinha-Marítima de I+D+i na Macaronésia (MAC/3/C177 FEDER 2007/2013) LNEC UNL - UAc 3

4 Tópicos Motivação Sistema HIDRALERTA Componentes Casos de Aplicação Costa da Caparica, Almada Praia da Vitória, Ilha Terceira, Açores Desenvolvimentos Futuros LNEC UNL - UAc 4

5 21 de Dezembro de 2001 Motivação Porto da Praia da Vitória 31 de Dezembro de de dezembro de 2015 LNEC UNL - UAc 5

6 Motivação Galgamentos e inundações Costa da Caparica, 6 de janeiro de 2014 LNEC UNL - UAc 6

7 Motivação - Galgamento e Inundação - Zonas costeiras e portuárias A extensa costa portuguesa A severidade do clima de agitação marítima A importância das zonas costeiras e portuárias nas atividades socioeconómicas A segurança das pessoas, dos seus bens, de infraestruturas e de equipamento LNEC UNL - UAc 7

8 Motivação Prever situações de risco em zonas costeiras/portuárias Alertar entidades responsáveis em situações de emergência Estabelecer mapas de risco para apoio à decisão - Minimizar a perda de vidas e reduzir prejuízos económicos e ambientais - Realizar uma gestão integrada e sustentada das zonas costeiras e portuárias Sistema HIDRALERTA LNEC UNL - UAc 8

9 Sistema HIDRALERTA Previsão, alerta e avaliação do risco Consequências do galgamento e inundação EDIFÍCIOS INFRAESTRUTURAS PESSOAS VIAS DE COMUNICAÇÃO NAVEGAÇÃO Entrada e saída do navio no porto Comportamento dos navios amarrados LNEC UNL - UAc 9

10 Sistema HIDRALERTA SISTEMA DE PREVISÃO E ALERTA AVALIAÇÃO, EM TEMPO REAL, DE SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA E EMISSÃO DE ALERTAS PARA AS ENTIDADES COMPETENTES (utilização de previsões da agitação marítima a 3 dias) SISTEMA DE AVALIAÇÃO DO RISCO PRODUÇÃO DE MAPAS DE RISCO QUE CONSTITUAM UMA FERRAMENTA DE APOIO À DECISÃO PELAS ENTIDADES COMPETENTES (utilização de longas séries temporais de previsões da agitação marítima ou com cenários pré-definidos associados às mudanças climáticas e/ou eventos extremos) Protótipo instalado para a praia de São João da Caparica e para a baía da Praia da Vitória LNEC UNL - UAc 10

11 Sistema HIDRALERTA III - Avaliação do risco I - Caraterização da agitação marítima II - Determinação do galgamento IV - Sistema de alerta Modelos Numéricos Zonas Costeiras - Fórmulas Empíricas Zonas Portuárias Ferramentas Neuronais LNEC UNL - UAc 11

12 Sistema HIDRALERTA I Caraterização da agitação marítima Utilização de medições in situ (boia-ondógrafo) e modelos numéricos SISTEMA ALERTA SISTEMA DE AVALIAÇÃO DE RISCO DADOS DE PREVISÕES ATÉ 180 HORAS Wavewatch III Hs Tp θ NCDC / NOAA Ventos UV DEGGE / FCUL Níveis de maré Wavewatch III Hs Tp θ DADOS PASSADOS OU NCDC / NOAA Ventos UV DEGGE / FCUL Níveis de maré Boia Hs Tp θ SWAN BOUSS-WMH MODELO NÃO LINEAR Hs, Tp, θ Dentro de zonas abrigadas MODELO ESPECTRAL Hs, Tp, θ, NM Junto à costa DREAMS MODELO LINEAR Hs, Tp, θ Dentro de zonas abrigadas Comparação com dados in situ Realização de campanhas de campo LNEC UNL - UAc 13

13 Sistema HIDRALERTA I Caraterização da agitação marítima Utilização de modelos numéricos WWIII SWAN DREAMS LNEC UNL - UAc 14

14 Sistema HIDRALERTA II Galgamento/Inundação VAN DER MEER (1995,1998) Input Layer Feed-forw ard Hidden Layer Output Layer Q Q p tan gh 3 s gh 3 s R EXP A Rc / EXP B H s r c p / H s r p p 2 2 Inputs i Error Propagation j Output LNEC UNL - UAc 15

15 Sistema HIDRALERTA III Avaliação do risco PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DE GALGAMENTO EXCESSIVO CONSEQUÊNCIAS AVALIAÇÃO DO RISCO Mapas de risco Grau de Risco = Grau de probabilidade X Grau de consequências Avaliação da aceitabilidade do grau de risco obtido Grau Descrição Controlo de Risco (Guia de Orientação) 1-3 Insignificante Risco desprezável; não é preciso levar a cabo medidas de controlo de risco. A cada classe do grau de risco corresponde uma descrição e alguma orientação referente ao controlo do risco Reduzido Indesejável Risco que pode ser considerado aceitável/tolerável caso se selecione um conjunto de medidas para o seu controlo, possíveis danos materiais de pequena dimensão. Risco que deve ser evitado se for razoável em termos práticos; requer uma investigação detalhada e análise de custo-benefício; é essencial a monitorização Inaceitável Risco intolerável; tem que se proceder ao controlo do risco (e.g. eliminar a origem dos riscos, alterar LNEC a probabilidade UNL - UAc 16 de ocorrência e/ou as consequências, transferir o risco, etc.).

16 Sistema HIDRALERTA IV Sistema de alerta PREVISÕES DE SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA E EMISSÃO DE ALERTAS PARA AS ENTIDADES COMPETENTES AVALIAÇÃO DOS DADOS INTEGRA A INFORMAÇÃO NECESSÁRIA PARA A IDENTIFICAÇÃO DO PERIGO (ALERTA) TOPOGRAFIA BATIMETRIA TABELAS DE RISCO DADOS SENSORES INTERAÇÃO COM O UTILIZADOR APLICAÇÃO WEB PARAMETRIZAÇÃO DO SISTEMA DEFINIÇÃO DA ÁREA DE INTERESSE CARACTERIZAÇÃO DOS PONTOS CRÍTICOS CONSTRUÇÃO DE TABELAS DE RISCO E TRANSFERÊNCIA LNEC UNL - UAc 17

17 Sistema HIDRALERTA IV Sistema de alerta/plataforma Web Modelo desenvolvido em PYTHON acoplamento dos modelos automatização do sistema integração do sistema na Web Sistema fornece previsões de agitação marítima/galgamentos/inunda ções/alertas todos os dias para os 3 dias seguintes Envia s/boletins todos os dias LNEC UNL - UAc 18

18 Sistema HIDRALERTA IV Sistema de alerta/plataforma WebGIS Ver alertas/consultar informação Integração com os dados da boia ondógrafo Acesso aos dados de previsão e dados históricos LNEC UNL - UAc 19

19 Casos de estudo Costa da Caparica Baía da Praia da Vitória LNEC UNL - UAc 20

20 Costa da Caparica São João da Caparica LISBOA 350 m Praia S. João da Caparica Esporão norte 1380 m Estrutura (Enrocamento) Esporão sul 150 m praia de origem sedimentar com um sistema dunar pequeno e frágil construções de madeira (bares e restaurantes) na duna frontal LNEC UNL - UAc 21

21 Costa da Caparica - São João da Caparica III - Avaliação de risco Índice de risco avaliação do risco em dois perfis da praia, sem e com estrutura aderente, para 30 anos de dados construção de mapas de vulnerabilidade, de perigosidade e de risco costeiro (Ferreira et al., 2015) Gráfico do Índice de Risco Risco (%) LNEC UNL - UAc 22

22 Costa da Caparica - São João da Caparica III Sistema de alerta WWIII SWAN NÍVEIS DE RISCO INSIGNIFICANTE OS ALERTAS SÃO ACIONADOS SEMPRE QUE SE EXCEDAM OS LIMITES PRÉ-ESTABELECIDOS REDUZIDO INDESEJÁVEL INACEITÁVEL WW III SWAN FÓRMULAS EMPÍRICAS ALERTA LNEC UNL - UAc 23

23 Costa da Caparica - São João da Caparica I Caract. Agit. Mar. - WWIII LNEC UNL - UAc 24 PREVISÃO DA AGITAÇÃO MARÍTIMA AO LARGO PARA O PERÍODO DE ESTUDO

24 Costa da Caparica - São João da Caparica I Carat. Agit. Mar. SWAN LNEC 25 PREVISÃO DA AGITAÇÃO MARÍTIMA JUNTO À COSTA PARA O PERÍODO DE ESTUDO 2 MALHAS BATIMÉTRICAS COM DIFERENTES RESOLUÇÕES (250m e 50m) LNEC UNL - UAc 25

25 Costa da Caparica - São João da Caparica IV - Sistema de alerta EX. INUNDAÇÃO A VARIAR ENTRE 0 E 6 M (ZH) LNEC UNL - UAc 26

26 Costa da Caparica - São João da Caparica IV - Sistema de alerta NÍVEIS DE RISCO INSIGNIFICANTE REDUZIDO INDESEJÁVEL INACEITÁVEL LNEC UNL - UAc 27

27 Costa da Caparica - São João da Caparica IV - Sistema de alerta desenvolvimento do sistema de alerta desenvolvimento da plataforma WEB LNEC UNL - UAc 28

28 Porto da Praia da Vitória Portugal Açores LNEC UNL - UAc 29

29 Porto da Praia da Vitória III - Avaliação do risco Avaliação dos galgamentos (30 anos) Mapa de consequências Mapa de consequências Metodologia AHP Caudal médio galgado LNEC UNL - UAc 30

30 Porto da Praia da Vitória IV - Sistema de alerta WWIII SWAN DREAMS NN OVERTOPPING ALERTA AGITAÇÃO MARÍTIMA AO LARGO CÁLCULO DO GALGAMENTO AGITAÇÃO MARÍTIMA JUNTO À COSTA AGITAÇÃO MARÍTIMA NO INTERIOR DO PORTO ALERTA QUANDO O GALGAMENTO EXCEDE OS VALORES PRÉ-ESTABELECIDOS Hs, Tp, Ɵ, NM AGITAÇÃO MARÍTIMA JUNTO À ESTRUTURA LNEC UNL - UAc 31

31 Porto da Praia da Vitória Sistema de alerta - Tempestade de 12/03/2013 LNEC UNL - UAc 33

32 Porto da Praia da Vitória Plataforma Web Página Web Disponibilização de previsões de 6 em 6 horas, para os 3 dias seguintes LNEC UNL - UAc 34

33 Porto da Praia da Vitória Boletim Diário LNEC UNL - UAc 35

34 Validação do SISTEMA Comparação de resultados do HIDRALERTA com Bóia Ondógrafo da Praia da Vitória (projeto Climaat) Parâmetros de agitação marítima analisados: - Altura significativa; - Período de pico de onda; - Direção de onda. LNEC UNL - UAc 36

35 Validação do SISTEMA 0.5 m Comparação de resultados do HIDRALERTA com ensaios em modelo físico 1.2 m 3.5 m 2 m 2 m W m W m W m B4 W8 4 Rampa Balança B1 B2 B3 W m(zh) W2 W3 W4 1:50 1: m(zh) m 1.12 m LNEC UNL - UAc 37

36 Validação do SISTEMA HINDCAST: Validação de eventos históricos entre 1979 e de Dezembro de 2009 HINDCAST HIDRALERTA / PONTO D8 / SECTOR TERMINAL MOLHE SUL Data Hs (m) Tp (s) Dir (º) NM (m,zh) q (l/s/m) 2009/12/30 06: /12/30 12: /12/30 18: /12/31 00: /12/31 06: /12/31 12: /12/31 18: /01/01 00: /01/01 06: /01/01 12: /01/01 18: /01/02 00: LNEC UNL - UAc 38

37 Validação do SISTEMA FORECAST: Validação de previsões durante o Inverno marítimo de 2015/16 14 de Dezembro de 2015 LNEC UNL - UAc 39

38 Navegação Mapas de risco na manobra de entrada de um navio Sistema de alerta aos esforços nas amarras e aos movimentos dos navios LNEC UNL - UAc 40

39 Conclusões Aplicações do sistema HIDRALERTA com sucesso na zona da praia de S. João da Caparica, na Costa da Caparica, zona do porto e baía da Praia da Vitória, na ilha Terceira, nos Açores. Sistema Eficaz e simples Tem a capacidade de ter já acoplado todos os elementos necessários para a avaliação do risco e da emissão de alertas em tempo Trabalho futuro Validação do sistema com a colaboração das autoridades locais e com a utilização de dados históricos, no sentido de garantir a fiabilidade do sistema LNEC UNL - UAc 41

40 OBRIGADO José Carlos Ferreira, SISTEMA DE PREVISÃO E ALERTA DE INUNDAÇÃO EM ZONAS COSTEIRAS E PORTUÁRIAS HIDRALERTA PTDC/AAC-AMB/120702/2010 Em parceria com PROJETO ESTRAMAR MAC/3/C177 - FEDER 2007/2013 LNEC UNL - UAc 42