AMPLIAÇÃO DO PORTO DE PESCA DE RABO DE PEIXE
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- Maria Eduarda Monsanto Fraga
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1 AÊNDICE II RESULTADOS DO MODELO MATEMÁTICO MIKE (ROAGAÇÃO DA AGITAÇÃO LOCAL ARA O INTERIOR DA BACIA)
2 ÍNDICE DO AÊNDICE II Fig. -II Modelo DHI/MIKE-BW Batimetria Situação de Referêcia Fig. -II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30W; Fig. 3-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30W; Fig. 4-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30W; Fig. 5-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30W; Fig. 6-II Modelo DHI/MIKE-BW com rebetação Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=3m; T=4s, Rumo=N30W; Fig. 7-II Modelo DHI/MIKE-BW com rebetação Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=3m; T=4s, Rumo=N30W; Fig. 8-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N; Hmaré=m, Malha 5x5m Fig. 9-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N; Fig. 0-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N; Hmaré=m, Malha 5x5m Fig. -II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N; Fig. -II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30E; Fig. 3-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30E; Fig. 4-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30E; Fig. 5-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Referêcia Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30E; Fig. 6-II Modelo DHI/MIKE-BW Batimetria Solução
3 Fig. 7-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30W; Fig. 8-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30W; Fig. 9-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30W; Fig. 0-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30W; Fig. -II Modelo DHI/MIKE-BW com rebetação Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=3m; T=4s, Rumo=N30W; Fig. -II Modelo DHI/MIKE-BW com rebetação Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=3m; T=4s, Rumo=N30W; Fig. 3-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N; Hmaré=m, Malha 5x5m Fig. 4-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N; Fig. 5-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N; Hmaré=m, Malha 5x5m Fig. 6-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N; Fig. 7-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30E; Fig. 8-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30E; Fig. 9-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30E; Fig. 30-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30E; Fig. 3-II Modelo DHI/MIKE-BW Batimetria Solução Fig. 3-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30W; Fig. 33-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30W;
4 Fig. 34-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30W; Fig. 35-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30W; Fig. 36-II Modelo DHI/MIKE-BW com rebetação Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=3m; T=4s, Rumo=N30W; Fig. 37-II Modelo DHI/MIKE-BW com rebetação Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=3m; T=4s, Rumo=N30W; Fig. 38-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N; Hmaré=m, Malha 5x5m Fig. 39-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N; Fig. 40-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N; Hmaré=m, Malha 5x5m Fig. 4-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N; Fig. 4-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30E; Fig. 43-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30E; Fig. 44-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30E; Fig. 45-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30E; Fig. 46-II Modelo DHI/MIKE-BW Batimetria Solução 3 Fig. 47 Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30W; Fig. 48-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30W; Fig. 49-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30W; Fig. 50-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30W;
5 Fig. 5-II Modelo DHI/MIKE-BW com rebetação Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=3m; T=4s, Rumo=N30W; Fig. 5-II Modelo DHI/MIKE-BW com rebetação Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=3m; T=4s, Rumo=N30W; Fig. 53-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N; Hmaré=m, Malha 5x5m Fig. 54-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N; Fig. 55-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N; Hmaré=m, Malha 5x5m Fig. 56-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N; Fig. 57-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30E; Fig. 58-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=8s, Rumo=N30E; Fig. 59-II Modelo DHI/MIKE-BW Ídice de Agitação o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30E; Fig. 60-II Modelo DHI/MIKE-BW Sobreelevação da Superfície Livre o orto de esca de Rabo de eixe Solução 3 Codição de froteira H=m; T=s, Rumo=N30E;
6 II. - MODELAÇÃO MATEMÁTICA DA ROAGAÇÃO DA AGITAÇÃO ARA O INTERIOR DO ORTO CONSIDERAÇÕES RÉVIAS ara avaliar o comportameto hidráulico de cada solução recorreu-se ao modelo matemático MIKE, tedo sido esta a ferrameta utilizada para auxiliar a afiação das soluções estudadas, bem como a selecção das alterativas mais eficietes do poto de vista hidráulico, ou seja, que apresetam melhor grau de abrigo. - DESCRIÇÃO DO MODELO DE CÁLCULO ADOTADO O modelo MIKE BW simula a propagação da agitação marítima icluido os processos de empolameto, refracção, difracção, reflexão parcial e trasmissão, a ausêcia de rebetação. Simula também a dissipação por atrito o fudo, iteracções ão lieares etre odas, dispersão a frequêcia, dispersão direccioal. O modelo simula também a sobre-elevação da superfície livre e as compoetes da velocidade do escoameto itegradas a vertical, um domíio bidimesioal. O modelo calcula, com base os valores da sobre-elevação da superfície livre ao logo do período de simulação, a altura (Hmo) e o ídice de agitação, que correspode a uma altura sigificativa ormalizada pela altura especificada como codição de froteira ou um poto da malha. É costituído pelas equações de Boussiesq modificadas, por forma a simular o domíio do tempo a propagação de odas de superfície de amplitude fiita, em domíio bidimesioal sobre batimetria complexa, apresetado declives suaves, desde codições de águas profudas até águas pouco profudas. Como codições de froteira oceâica o modelo permite a especificação de odas regulares ou irregulares uidireccioais ou ão. Como codição froteira de terra o modelo permite a especificação de codições de reflexão parcial, através da iclusão do efeito de dissipação em meio poroso, em fução da especificação da porosidade do meio. As equações de Boussiesq correspodem às equações do Movimeto e da Cotiuidade do Volume, uma formulação bidimesioal o plao horizotal. Nas equações do movimeto são retidos os termos ão lieares e termos de terceira ordem. Estes últimos termos traduzem o efeito das acelerações verticais a distribuição de pressão e é através das suas diferetes formulações que são itroduzidas as equações diferetes formas da relação de dispersão, permitido um melhor comportameto da solução em águas profudas.
7 II. O método umérico de resolução dos sistemas de equações é de difereças fiitas, implícito, ão iterativo, de duplo varrimeto e direcções alterates (ADI). Nele são utilizadas grades deslocadas ( staggered ) o espaço e o tempo. As derivadas são aproximadas por difereças fiitas cetradas o espaço e o tempo, com excepção dos termos de advecção, ão lieares, cuja discretização está descrita as referêcias. Equações de base do modelo: Equação da cotiuidade: = 0 y x t Equação de balaço da quatidade de movimeto segudo x: 0 = Ψ Ω C h g h x gh h y h x t β α Equação de balaço da quatidade de movimeto segudo y: 0 = Ψ Ω C h g h y gh h x h y t β α Ode os termos de dispersão de Boussiesq, Ψ e Ψ são defiidos por: ( ) ( ) ( ) = Ψ xy xt y yy xx yt xt x xyy xxx xyt xxt Bgd dd Bgd dd Bgd d B ( ) ( ) ( ) = Ψ xy yt x xx yy xt yt y xxy yyy xyt yyt Bgd dd Bgd dd Bgd d B Os símbolos represetam as seguites gradezas:
8 II.3 B x, y t desidade de fluxo a direcção x, m 3 /m/s desidade de fluxo a direcção y, m 3 /m/s factor de dispersão de Boussiesq coordeadas cartesiaas, m tempo, s h profudidade total da água = ( d ), m d g ível da superfície livre em repouso, m aceleração da gravidade= (9,8 m/s ) porosidade C coeficiete de Chezy, m / /s α β coeficiete de atrito para o escoameto lamiar em meio poroso coeficiete de atrito para o escoameto turbuleto em meio poroso ível da superfície livre acima do ível de referêcia, m Ω parâmetro de Coriolis, /s 3 - DOMÍNIO DE CÁLCULO A grade do domíio de cálculo do modelo, foi costruída com uma malha regular. A malha apreseta células de 5 x 5 m e estede-se até à batimétrica dos 30 m, um total de 36 x 4 células (Figs. -II, 6-II, 3-II e 46-II do Apêdice II). Na costrução do domíio de cálculo foram utilizadas como iformação de base: A carta hidrográfica do IHT referete ao Arquipélago dos Açores, lao Hidrográfico de Rabo de eixe N.º 6, a escala :5 000,.ª Edição de Juho 966, reimp. correcta de Setembro 970; Levatameto hidrográfico realizado em Maio de 995.
9 II CONDIÇÕES DE FRONTEIRA O modelo foi aplicado para uma altura de maré média de m, (H maré =,0 m) e para as codições de odas moocromáticas e uidireccioais, estabelecidas com base a aálise da propagação da odulação até à zoa próxima, ateriormete descrita. Os rumos simulados foram o N30ºW (330 ), N (0º) e N30ºE (30 ), períodos de pico de 8, e 4 s e altura sigificativa da oda de m, para os períodos meores e de 3 m para o período de 4 s. As cofigurações apresetadas correspodem, à Situação de Referêcia (situação actual), à Solução Alterativa, Solução Alterativa e à Solução Alterativa 3. ara além das codições ateriormete referidas, foi também defiida a codição de froteira de terra, tedo sido especificada como de reflexão total ou parcial, através da iclusão do efeito de dissipação em camadas de porosidade variável e ajustável. De seguida apresetam-se os valores dos coeficietes de reflexão adoptados para cada estrutura de acordo com a codição de froteira esaiada, estimados com base as formulações da bibliografia da especialidade. uadro Coeficietes de reflexão adoptados a Solução Alterativa para cada estrutura Estrutura Hm/T8s Hm/Ts H3m/T4s A B C D E F G H I J K L M
10 II.5 uadro Coeficietes de reflexão adoptados a Solução Alterativa para cada estrutura Estrutura Hm/T8s Hm/Ts H3m/T4s A B C D E F G H I uadro 3 Coeficietes de reflexão adoptados a Solução Alterativa 3 para cada estrutura Estrutura Hm/T8s Hm/Ts H3m/T4s A B C D E F G As combiações de rumos e períodos coduziram a 7 codições de froteira distitas a simular com 4 cofigurações, resultado um total de 8 simulações.
11 II.6 Com base os resultados da caracterização da agitação local (0) seleccioaram-se as seguites codições de froteira: uadro 4 Simulações efectuadas Simulações Cofiguração Figura eríodo Rumos,3 8 N30W 4,5 N30W 3 6,7 4 N30W 4 Referêcia 8,9 8 N 5 0, N 6,3 8 N30E 7 4,5 N30E 8 7,8 8 N30W 9 9,0 N30W 0, 4 N30W Solução 3,4 8 N Alterativa 5,6 N 3 7,8 8 N30E 4 9,30 N30E 5 3,33 8 N30W 6 34,35 N30W 7 36,37 4 N30W Solução 8 38,39 8 N Alterativa 9 40,4 N 0 4,43 8 N30E 44,45 N30E 47,48 8 N30W 3 49,50 N30W 4 5,5 4 N30W Solução 5 53,54 8 N Alterativa ,56 N 7 57,58 8 N30E 8 59,60 N30E 5 - ANÁLISE DOS RESULTADOS Os resultados obtidos pelo modelo em cada simulação estão represetados sob a forma do ídice de agitação ou altura sigificativa ormalizada pela altura icidete a froteira do modelo e de campos de elevação da superfície livre, permitido visualizar as cristas-cavas/ /direcção de propagação das odas, que se represetam as Figs. a 60 em Aexo. Nos resultados obtidos com o modelo, verifica-se que a Situação Actual (Referêcia): A bacia portuária apreseta valores do ídice de agitação mais elevados para o rumo N30W, correspodedo este ao rumo mais frequete. ara todos os rumos
12 II.7 simulados verificam-se ídices de agitação médios o iterior da bacia de estacioameto, etre os valores 0,8 e 0,4; A distribuição do ídice de agitação está associada à das isolihas de sobreelevação da superfície livre. As cristas e cavas tedem ligeiramete a orietar-se paralelamete à batimetria e à costa verificado-se algumas perturbações decorretes de difracções e reflexões, pricipalmete por efeito do molhe existete, mas também da cofiguração dos fudos com aflorametos e recortes acetuados da liha costeira. Da aálise dos resultados referetes à simulação da Solução Alterativa verifica-se que: Face à situação de referêcia esta solução permite criar uma grade bacia com codições favoráveis de agitação (ídice de agitação médio as bacias de estacioameto etre 0,03 e 0,06), ão só as zoas de futuro estacioameto, mas pricipalmete a actual área portuária; Relativamete à distribuição do ídice de agitação, associada à variação das isolihas de sobreelevação da superfície livre, o padrão igualmete irregular das cristas e cavas que se propagam desde o largo, tede igualmete a ligeiramete se orietar paralelamete à batimetria e à costa; Esta solução apreseta melhorias sigificativas das codições de agitação face à situação actual, que se toram mais sigificativas para rumo N30W, que correspode ao rumo simulado mais frequete. A Solução Alterativa apreseta igualmete bos resultados sobre os quais se pode cocluir que: Face à situação de referêcia e tedo em cota que esta solução se apreseta bastate cofiada em termos de dimesões da bacia portuária, embora as codições de agitação sejam favoráveis (ídice de agitação médio a bacia de estacioameto etre 0,03 e 0,07), estas melhorias são mais acetuadas a actual área portuária e meos evidetes a futura zoa de estacioameto; Relativamete à distribuição do ídice de agitação, associada à variação das isolihas de sobreelevação da superfície livre, o padrão das cristas e cavas que se propagam desde o largo, tede igualmete a orietar-se de forma ligeira paralelamete à batimetria e à costa; Esta solução apreseta melhorias sigificativas das codições de agitação face à situação actual, que se toram mais sigificativas o rumo N30E, que correspode ao rumo simulado meos frequete, embora mais gravoso localmete.
13 II.8 Os resultados referetes à simulação da Solução Alterativa 3 demostram que: Face à situação de referêcia esta solução permite criar uma bacia de dimesões razoáveis para o objectivo em causa, com codições favoráveis de agitação (ídice de agitação médio a bacia de estacioameto etre 0,04 e 0,07), pricipalmete a zoa de futuro estacioameto, mas também a actual área portuária; Relativamete à distribuição do ídice de agitação, associada à variação das isolihas de sobreelevação da superfície livre, o padrão igualmete irregular das cristas e cavas que se propagam desde o largo, tede igualmete a, ligeiramete, se orietar paralelamete à batimetria e à costa; Esta solução tal como as ateriores apreseta melhorias sigificativas das codições de agitação face à situação actual, muito semelhates em todas as codições simuladas.
14 SITUAÇÃO DE REFERÊNCIA
15 SOLUÇÃO
16 SOLUÇÃO
17 SOLUÇÃO 3
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