4. Levantamento Batimétrico do Estuário 1

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1 4. Levantamento Batimétrico do Estuário Comentários à Execução do Trabalho O levantamento batimétrico foi prejudicado pelos vários condicionalismos referidos no ponto 2 deste relatório. Tendo-se decidido não efectuar o levantamento com sonda multifeixe (o que, em qualquer dos casos, devido à necessidade de abrir concurso internacional, aos prazos decorrentes deste facto, e aos períodos imprescindíveis para montagem da instrumentação na embarcação, respectiva calibração e aprendizagem da operação, dificilmente poderia conduzir à obtenção de resultados úteis no decurso de 2000), avançou-se com o levantamento batimétrico utilizando uma sonda batimétrica monofeixe. Mesmo para a execução do trabalho com o equipamento aludido tornou-se necessário ultrapassar várias dificuldades, relacionadas designadamente com atrasos na entrega de equipamentos, avarias e não existência de embarcações apropriadas para este tipo de trabalhos. Refere-se, a título meramente exemplificativo das dificuldades que foi necessário ultrapassar de forma satisfatória a não existência de marégrafo fixo em Vila Real de Santo António (e que serviria para redução da maré, libertando o marégrafo móvel para outros tipos de trabalho). Mediante acordo com o Instituto Hidrográfico (que em Portugal tem a atribuição de estudar os aspectos maregráficos e explora praticamente todos os marégrafos fixos existentes), esta instituição encarregar-se-ia da sua instalação com um sistema que permitiria a consulta, via telefónica, dos dados arquivados no marégrafo, bem como a obtenção destes dados em tempo real. Esta solução permitiria que as instituições interessadas pudessem ter livre acesso aos dados, bem como garantiria a manutenção e correcta operação do equipamento. Todavia, este marégrafo foi entregue com atraso significativo e não obedecendo às especificações pretendidas, pelo que foi necessário devolvê-lo ao fornecedor. Foi posteriormente, após adaptação, entregue no Instituto Hidrográfico. Todavia, verificou-se que as instalações onde, no passado, esteve a funcionar o marégrafo de V. R. Sto. António não estavam em condições, designadamente porque o poço respectivo se encontra assoreado. Actualmente, o Instituto Hidrográfico está em negociações com o Instituto Portuário do Sul, com a Capitania de V.R.Sto. António e com o Porto de Recreio no sentido de se conseguir recuperar as instalações, bem como de dispor de corrente eléctrica e de linha telefónica. Espera-se que, no decorrer de 2001, seja possível ter este marégrafo a adquirir dados de acordo com o sistema pretendido. Para proceder ao levantamento batimétrico foi necessário, consequentemente, utilizar um marégrafo portátil, que foi instalado, a título provisório, no Porto de Recreio de V. R. Sto. António. Também para a produção dos mapas finais se encontraram várias dificuldades, algumas das quais não eram inicialmente previsíveis. O simples facto de não se ter conseguido encontrar, em formato digital, a linha de costa actualizada (nomeadamente com os molhes da barra do Guadiana) permite dar uma ideia dessas dificuldades. Neste caso específico, tornou-se necessário proceder à rectificação da fotografia aérea vertical efectuada em 2000 pelo CIACOMAR, e daí extrair os elementos necessários para completar o mapa batimétrico. No entanto, devido, essencialmente, ao grande empenhamento do pessoal envolvido, foi possível ultrapassar todas as dificuldades aludidas e efectuar o levantamento batimétrico, bem como produzir a carta batimétrica anexada. É de referir, porém, que um levantamento batimétrico é algo datado no tempo, isto é, reproduz uma situação determinada. No caso vertente, a carta apresentada (constituída por 3 folhas), embora represente o levantamento batimétrico detalhado mais recente do baixo estuário, retrata a situação de verão outono de Sendo os corpos estuarinos entidades altamente dinâmicas, e tendo em consideração os caudais muito elevados registados neste inverno, pode, nalguns pontos, não corresponder já à realidade. Torna-se, assim, necessário, no futuro próximo, proceder a pequenas acções de validação da informação constante desta carta e, caso se detectem modificações, proceder a novos levantamentos batimétricos das áreas afectadas Execução do Levantamento Batimétrico do Estuário Os levantamentos batimétricos foram realizados ao longo do estuário do rio Guadiana desde sua foz, próximo à ponta do molhe de Vila Real de Santo António, até as proximidades do afluente denominado Ribeira das Choças, próximo à localidade de Almada de Ouro, abrangendo uma extensão de 15km. 1 Por J. Alveirinho Dias, Ó. Ferreira, A. B. Coli, S. Fachin e R. Gonzalez 4-1

2 Trabalhos de campo Equipamento e software utilizados Na execução destes levantamentos batimétricos todos os equipamentos utilizados atenderam ao nível de precisão requerido pelo projecto com a utilização de softwares avançados, específicos para levantamentos hidrográficos, conforme discriminados a seguir: 2 aparelhos receptores de navegação por GPS marca DSNP, modelo Scorpio 6001 MK, com link de rádio próprio; 1 sonda batimétrica analógico-digital, marca JMC, modelo 840; 1 marégrafo digital marca Valeport, modelo 740; Computador Notebook Compaq, Pentium II 450Mhz, 64Mb RAM; Cartão PCMCIA duas portas series. Software de navegação e pré-processamento dos dados batimétricos Hypack Max, da Coastal Oceanographics; Inversor de voltagem 12DC/220V; conversor RS422 RS232 Raytheon. 03 baterias de 12V; cabos Embarcação de 5 metros Ecorecursos/UALG; Embarcação semi-cabinada de 6 metros É pápá; Estação Total Nikon e mira topográfica; Computador Desktop, Pentium III 650Mhz, 64Mb RAM, Modem 56K; Software de processamento Surfer, da Golden Software, versão 7.0; Software de desenho assistido por computador (CAD) AutoCAD, da AutoDesk, versão R14; Plotter HP DesignJet 450C Posicionamento O posicionamento foi efectuado através de sistema DGPS em tempo real com precisão submétrica, a partir da correção de sinal por protocolo KART. O sistema de posicionamento diferencial em tempo real, apresentado na figura 4.1, consiste numa estação de referência, designada por base, instalada num ponto de coordenadas conhecidas, e numa estação móvel, colocada no local onde se pretende obter o posicionamento. A estação de referência permanece durante toda a operação, adquirindo o posicionamento via satélite e enviando as correcções via rádio para a estação móvel, a bordo da embarcação. Esquema de Funcionamento da Batimetria em Tempo Real Estação Móvel GPS Ecosonda GPS Estação Base Fig.4.1 Esquema geral de funcionamento da batimetria em tempo real através de sistema de posicionamento GPS diferencial. por Sandra Fashin e Alexandre Braga Coli 4-2

3 Na embarcação móvel, o sistema de posicionamento DGPS está interligado com à sonda batimétrica (também designada por eco-sonda) através do software Hypack Max, registando simultaneamente o posicionamento e a profundidade, adquiridos com uma frequência pré-definida (fig.4.2) Sistema de Referência Fig.4.2- Esquema do funcionamento da estação móvel. Na embarcação os equipamentos são ligados ao computador e descarregam os dados adquiridos em tempo real. O software HYPACK processa e grava os dados. Para definir o sistema de referência da base foram obtidos, através de consulta ao Instituto Português de Cartografia e Cadastro (IPCC), os parâmetros de transformação do sistema de coordenadas WGS84, utilizado pelo sistema GPS, para a transformação ao sistema local (Datum Lisboa-DLx). Posteriormente, foi definido o local para a instalação da estação base de referência. O ponto coordenado utilizado como Estação de Referência (Base) foi o do Farol de Vila Real de Santo António (fig. 4.3), o qual é descrito pelo Instituto Hidrográfico como Farol de Vila Real NE, materializado num taco de latão no pavimento do patim superior do farol, com os dizeres IH/BH2 8/89. As coordenadas da Base estão assim definidas segundo as projecções: Hayford-Gauss X = 63651,94E Y = ,90N datum horizontal Lisboa (Dlx), elipsóide Internacional Geográfica Lat. 37º 11,21152 N Long. 7º 24,97465 S elipsóide WGS-84. Fig 4.3 Fotografia dos equipamentos da base DGPS instalados no Farol de Vila Real de Sto. António. O sistema é composto de um GPS com antena receptora do sinal de satélite e rádio de transmissão do sinal de correcção para a unidade GPS móvel (barco). 4-3

4 Redução do Efeito da maré Para redução do efeito da maré nos levantamentos batimétricos foi instalado um marégrafo de pressão VALEPORT com saída digital e uma régua maremétrica no Porto de Recreio de Vila Real de Santo António (fig. 4.4). Fig. 4.4 Nas fototografias pode observar-se a preparação do marégrafo VALEPORT nas instalações do Pólo da UALG em Vila Real de Sto. António. Na sequência o marégrafo e a régua de controle instaladas no pontão do Porto de Recreio, em situação de maré viva. Antes do início dos levantamentos, foi efectuada a geo-referenciação e o nivelamento da régua e do marégrafo, utilizando para tal uma estação total, tendo como ponto de referência o vértice geodésico de Castro Marim (situado numa das torres do castelo de Castro Marim), pertencente à rede geodésica nacional. Para redução do efeito da maré e subsequente correcção das profundidades determinadas no decurso dos trabalhos de campo, efectuaram-se automaticamente medições com o marégrafo a cada 5 minutos. As medições obtidas pelo marégrafo foram aferidas com leituras da régua maremétrica. Após o levantamento, os dados digitais obtidos com o marégrafo, (fig.4.5) foram processados e, utilizando o programa Hypack Max, foram corrigidas as variações da maré ao longo do dia de sondagem, ficando as profundidades resultantes referenciadas ao zero da régua do marégrafo. Posteriormente, a batimetria foi reduzida ao Zero Hidrográfico. Fig Recuperação dos dados maregráficos, utilizando um computador portátil. Este procedimento foi efectuado em rotina após cada dia de trabalho de campo. 4-4

5 O Nível de Redução utilizado nos levantamentos batimétricos refere-se ao valor adoptado em Portugal como Zero Hidrográfico (ZH), o qual, convencionalmente, se situa 2,00 metros abaixo do nível médio do mar (determinado no início do séc. XX com base nos maregramas da estação de Cascais). As referências utilizadas estão representadas na figura Levantamento Batimétrico Fig. 4.6 Esquema da Referência de Níveis do marégrafo Para os trabalhos de sondagem foi estabelecida uma rotina diária que consistia na montagem de todos os equipamentos na embarcação disponível, aferição, obtenção dos dados batimétricos na zona de trabalho e, no final do dia, desmontagem de todo o equipamento e seu transporte para o pólo da Universidade do Algarve em V.R.Sto.António, recolha dos dados maregráficos e processamento dos dados obtidos nesse dia (Fig. 4.7, 4.8). Fig.4.7 Exemplo das actividades diárias de instalação do equipamento na embarcação, montagem e aferição da sonda No levantamento batimétrico foi utilizado o software Hypack, o qual permite efectuar o planeamento das linhas de sondagem, fazer a navegação em tempo real e proceder à aquisição dos dados através da interface entre o sistema DGPS e a sonda, permitindo uma aquisição de dados de profundidade e de posicionamento a uma taxa de 2 segundos. A determinação das profundidades foi efectuada utilizando uma sonda batimétrica JMC-840, de registro analógico contínuo e saída digital com precisão decimétrica. No início e no final de cada dia de trabalho efectuou-se a aferição da sonda, utilizando para tal uma placa metálica, arriada por um cabo graduado, abaixo do transdutor (fig. 4.7). 4-5

6 Fig Detalhes das interfaces e entre os diversos equipamentoss durante o trabalho de sondagem. Os equipamentos foram acondicionados em caixas plásticas de modo a ficarem protegidos de respingos de água ou de chuva eventual. O planeamento das linhas de sondagem foi efectuado de modo a serem o mais perpendiculares possível às margens do estuário. A escala de levantamento foi de 1:5 000, ou seja, com equidistâncias de 50 metros para as linhas transversais. Foram também executadas algumas linhas longitudinais ao rio para aferição e controle das sondagens batimétricas Produção da Carta Batimétrica Processamento dos Dados Como mapa base para o processamento e tratamento dos dados, foram utilizadas as cartas militares digitais No. 600 e 591, na escala 1: do Serviço Cartográfico do Exército. Estas cartas foram tratadas através do programa AUTOCADR14 e posteriormente transportadas para o sistema de coordenadas Datum Lisboa através do programa AutoCADR14. O processamento inicial foi efectuado utilizando o próprio software Hypack, através da redução da maré pelo programa TIDES. Posteriormente, os dados foram exportados para um formato x,y,z para receberem o tratamento final através do programa Surfer 7.0 e Autocad R14. Para controlo da qualidade e da densidade dos dados, elaborou-se um mapa base, com o programa Surfer 7.0, utilizando todos os valores obtidos nos trabalhos de levantamento batimétrico. Na produção desse mapa, e devido à alta densidade de pontos adquiridos durante a sondagem (um a cada 2 segundos), utilizou-se apenas um em cada 15 pontos. A partir deste mapa base foi exportado um arquivo de cotas em formato DXF e através do programa AUTOCADR14, foram produzidas as folhas da carta batimétrica (fig 4.9, 4.10 e 4.11). Os mapas de isolinhas ou isóbatas representam linhas de mesma profundidade ao longo do estuário. A confecção destes mapas foi efectuada através do interpolamento dos dados em uma malha regular. Neste caso, em que há uma alta densidade de linhas e pontos, foi utilizado um método de interpolação suave para a confecção da malha, onde o peso de cada ponto é inverso à sua distância (Inverse Distance to a Power). Este é o método mais exacto e que melhor se aproxima da realidade quando se tem uma densidade grande de pontos. por Sandra Fachin e Alexandre Braga 4-6

7 Fig. 4.9 Reprodução da folha 1 da carta batimétrica do estuário do rio Guadiana, abrangendo a região compreendida entre a barra e Ayamonte. 4-7

8 Fig Reprodução da folha 2 da carta batimétrica do estuário do rio Guadiana, abrangendo a região compreendida entre Ayamonte e as proximidades de Punta de la Vaca. 4-8

9 Fig Reprodução da folha 3 da carta batimétrica do estuário do rio Guadiana. 4-9

10 Elementos Complementares para a Elaboração dos Mapas Para a produção final da carta batimétrica foi necessário obter dados adicionais que servissem de enquadramento à informação aí expressa. Os elementos referentes à parte espanhola (linhas topográficas e a rede secundária de drenagem ) foram digitalizados a partir da Carta Militar de Espanha No (998), na Escala 1: e a carta da Desembocadura de Rio Guadiana y Ria de Isla Cristina, na escala 1: da Comissão Hidrográfica Espanhola, os quais foram tratadas através dos programas MAPInfo e ERMapper e transportadas para o sistema de coordenadas Datum Lisboa. No sentido de expressar uma linha de costa tão actualizada quanto possível, procedeu-se à rectificação, digitalização e georeferenciação de fotografias aéreas verticais. Do lado português da desembocadura utilizaram-se fotografias de 2000, na escala 1:8 000 (voo CIACOMAR). Para o lado espanhol, as fotografias utilizadas foram obtidas em 1994, na escala 1: Foi, assim, possível obter a linha de costa actualizada dos dois lados da desembocadura, o bordo do estuário até 5 km a montante dos molhes, os limites actuais da Ponta da Espada (ilha barreira que delimita o delta do Guadiana do lado espanhol), o limite norte do delta e a rede de drenagem primária dos sapais na área da desembocadura Resultados Os resultados obtidos confirmam que o estuário do Guadiana corresponde a um canal relativamente estreito e pouco profundo. Na figura 4.12 representaram-se as profundidades máximas e larguras de secções intervaladas de 250 metros, até cerca de 16km da foz. Para montante os valores foram deduzidos das cartas topográficas. Fig Profundidades máximas e larguras do estuário do Guadiana. Até 16km da foz os dados foram retirados de secções batimétricas espaçadas de 250m. Para montante foram deduzidos das cartas topográficas. Verifica-se que a profundidade é bastante irregular, sendo o valor máximo (pontual) detectado de 18m. Todavia, na generalidade, as profundidades médias são bastante inferiores. Com base nas secções aludidas, a profundidade média do troço levantado é de 7,4m. Quanto à largura, verifica-se que, desde o canal definido pelos molhes (em que a largura é da ordem de m), os valores vão aumentando até mais de 750m a 2,5km da foz, mantendo-se a largura à volta de 700m até 6,5km dos molhes. Decresce, então, muito rapidamente para menos de 400m. Daí para montante, embora existam algumas irregularidade, no por Ramon Gonzalez 4-10

11 geral a largura decresce monotonamente até atingir menos de 100m a 60km da foz. A largura média no troço levantado é de 540 metros. A análise geomorfológica do levantamento efectuado está presentemente em curso. Trata-se da exploração do documento cartográfico preparado pois que o verdadeiro produto final desta acção foi elaboração de uma carta batimétrica na escala 1:10 000, constituída por 3 folhas, de um trecho de, aproximadamente, 15km do estuário do Guadiana, as quais se encontram reproduzidas nas figuras 4.9, 4.10 e 4.11 e se encontram, presentemente, na tipografia. Foram, ainda, produzidas outras versões em que a informação batimétrica está representada em escalas de cores, e que facilitam uma leitura rápida e fácil detecção das variações de profundidade (como a que está representada na figura 4.13). 4-11

12 Fig Reprodução da Carta batimétrica do estuário do Guadiana, na versão colorida. 4-12