beach sand codesandcode.rd.ciencias.ulisboa.pt/fieldwork/arelho/rel_15... · 2012. 5. 29. ·...

BEACH SAND CODE

Relatório Técnico n.º 15

Campanha CODEAR I (Foz do Arelho)

27 de Setembro de 2011

Mónica Ribeiro

Ivana Bosnic

Rui Taborda

João Cascalho

Alberto Azevedo

Alphonse Nahon

André Fortunato

Bárbara Proença

Cristina Lira

Francisco Sancho

Gillume Doudet

Hugo Sousa

Mafalda Carapuço

Marco Alves

Nicolas Bruneau

Paula Freire

Xavier Bertin

Índice

1. Termos de referência ........................................................................................................................... 1

2. Objectivos ............................................................................................................................................. 1

3. Localização ............................................................................................................................................ 1

4. Descrição dos trabalhos de campo ....................................................................................................... 2

4.1. Material utilizado ......................................................................................................................................... 2

4.2. Pessoal participante .................................................................................................................................... 3

4.3. Descrição dos trabalhos desenvolvidos ....................................................................................................... 3

4.3.1. Aquisição de dados morfológicos ......................................................................................... 4

4.3.2. Instrumentação .................................................................................................................... 4

4.3.3. Aquisição de imagem de sedimentos ................................................................................... 6

5. Análise preliminar dos resultados ........................................................................................................ 6

5.1. Morfologia ................................................................................................................................................... 6

5.2. Análise de imagens de sedimentos ............................................................................................................. 8

5.3. Registo dos sensores ................................................................................................................................. 10

5.3.1. Dados adquiridos na praia .................................................................................................. 10

5.3.2. Dados adquiridos na lagoa ................................................................................................. 11

6. Avaliação da campanha ...................................................................................................................... 12

7. Referências bibliográficas ................................................................................................................... 12

Anexos ........................................................................................................................................................ 13

Níveis de maré previstos para o Porto de Peniche .................................................................................................. 13

Histórico das condições meteorológicas para Sintra .............................................................................................. 13

Ficheiros de dados .................................................................................................................................................. 15

Campanha CODEAR I – Relatório de campo

1

1. Termos de referência

O presente relatório descreve os trabalhos de campo efectuados durante a campanha CODEAR I,

realizada na Foz do Arelho no dia 27 de Setembro de 2011. A campanha foi promovida pelo projecto

MOWADI: 3D Morphodynamic Modelling of Wave-dominated Inlets (PTDC/ECM/103801/200),

financiado pela Fundação para Ciência e Tecnologia, e insere-se no plano de trabalhos do projecto

BEACH SAND CODE: Sand beach textural and compositional varaibility as indicator of sedimentary

Dynamics (PTDC/CTE-GEX/64592/2006), também financiado pela Fundação para a Ciência e Tecnologia.

2. Objectivos

A campanha CODEAR I permitiu a aquisição de dados na Praia da Foz do Arelho e na Lagoa de

Óbidos, tendo como principais objectivos:

a medição de ondas, correntes e níveis de maré na praia e na lagoa;

a aquição de imagens superficiais e verticais (cores) de sedimentos;

e a aquisição de dados morfológicos: levantamento topográfico e medição das variações

volumétricas do perfil de praia.

3. Localização

A Praia da Foz do Arelho situa-se no litoral oeste a cerca de 8 km das Caldas da Rainha, junto à

Lagoa de Óbidos (Figura 1).

Figura 1 – Localização geográfica da área de estudo.


2

4. Descrição dos trabalhos de campo

4.1. Material utilizado

O material/equipamento utilizado durante a campanha CODEAR I encontra-se discriminado na

Tabela 1.

Tabela 1 – Lista de material.

Vídeo monitorização

Câmara de vídeo Computador portátil Cabo de rede Bateria 12V, 60 A Conversor DC AC 600 W Cell Connect

Morfologia

2 GPS RTK Leica 2 Netrovers Leica 12 estacas 10 anilhas Fita métrica

Agitação e maré 2 transdutores de pressão (PT) Level TROLL 500 1 correntómetro electromagnético (EMCM) INFINITY-EM 1 Acoustic Doppler Profiler (ADP) SonTek

Sedimentos

Máquina fotográfica digital Olympus µTough 8010 2 caixas adaptadas à máquina fotográfica 2 lanternas de luz branca Tubos de PVC (para a realização de cores) Sacos de plástico Marcador de tinta permanente

Outros materiais

2 tendas 3 lanternas de cabeça Estruturas de suporte dos equipamentos Abraçadeiras de andaime Abraçadeiras de serrilha 2 pás Enxada Mala de ferramentas Fita adesiva Fita métrica Máquina fotográfica digital Caderno de campo Lápis e borracha


3

4.2. Pessoal participante

A lista das pessoas envolvidas na campanha encontra-se discriminada na Tabela 2.

Tabela 2 – Equipa da campanha CODEAR I.

4.3. Descrição dos trabalhos desenvolvidos

A cronologia dos trabalhos desenvolvidos encontra-se discriminada na Tabela 3.

Tabela 3 – Calendarização dos trabalhos.

Hora Tarefas

6:30 Partida de Lisboa

8:00 – 8:30 Descarregar material

8:00 – 19:00 Levantamento topográfico

8:30 – 9:30 Instalação dos equipamentos na praia (PT e EMCM)* e posicionamento dos sensores com DGPS RTK

9:30 – 10:00 Instalação das estacas e respectivas anilhas ao longo do perfil de praia

10:00 – 11:00 Aquisição de imagens superficiais de sedimentos no terraço de maré

10:30 – 11:00 Instalação do PT* no cais da lagoa

11:00 – 11:45 Instalação do ADP na lagoa

12:10 – 12:50 Aquisição de imagens superficiais de sedimentos num perfil junto à lagoa

12:40 – 13:30 Instalação da câmara de vídeo e aquisição dos pontos de controlo

Nome Instituição

Alberto Azevedo LNEC

Alphonse Nahon LNEC

André Fortunato LNEC

Bárbara Proença FCUL

Cristina Lira IST

Francisco Sancho LNEC

Gillume Doudet LNEC

Hugo Sousa FCUL

Ivana Bosnic FCUL

João Cascalho MNHN/FCUL

Rui Taborda FCUL

Mafalda Carapuço FCUL

Marco Alves FCUL

Mónica Ribeiro IH

Nicolas Bruneau LNEC

Paula Freire LNEC

Xavier Bertin UNIV-LR


4

16:55 – 18:25 Aquisição de imagens superficiais de sedimentos na face de praia

19:00 – 19:30 Medição das estacas e da profundidade de mistura

19:55 – 20:12 Amostragem de sedimentos verticais na face de praia para aquisição imagens

20:30 – 21:00 Limpeza e arrumação do material

22:30 Chegada a Lisboa

*os PTs e o EMCM ficaram instalados para aquisição de dados até ao dia 29 de Setembro, tendo sido retirados pela equipa do LNEC.

4.3.1. Aquisição de dados morfológicos

A aquisção de dados morfológicos consitiu no levantamento topográfico da área de estudo com um

DGPS em modo RTK; e na medição das variações volumétricas e da profundidade de mistura em 12

estacas com anilha, colocadas ao longo do perfil da praia (Figura 2). A medição das estacas foi feita

após a sua instalação (10:00) e no final do ciclo de maré (19:30).

Figura 2 – Levantamento topográfico e localização das estacas e dos equipamentos.

4.3.2. Instrumentação

Durante a baixa-mar instalaram-se vários equipamentos. No terraço de maré da praia da Foz do

Arelho colocou-se uma estrutura de suporte com um EMCM e um PT (Figura 3A), e no interior da lagoa

de Ódidos foram instalados um PT e um ADP (Figuras 3C e 3D). A camâra de vídeo foi instalada num


5

local alto de forma captar imagens de toda a área em estudo (Figura 3B). A localização dos

equipamentos encontra-se no mapa da Figura 2; as frequências de aquisição e a distância dos sensores

ao fundo estão dicriminadas na Tabela 4.

Figura 3 – (A) instalação da estrutura com EMCM e PT na praia; (B) instalação da câmara de video; (C)

montagem do ADP na estrutura de suporte; (D) colocação do ADP na lagoa.

Tabela 4 – Equipamentos.

Equip.

Distância do sensor ao fundo (m) Freq. (Hz)

Coordenadas

ETRS 1989 TM Portugal (m)

27Set 9:25

27Set 19:50

28Set 11:30

28Set X Y Z NMM

EMCM* 0.270 0.244 - - 2 -94773.592 -25724.003 0.219

PT (praia) 0.180 0.156 - - 2 -94773.480 -25724.667 0.140

PT (lagoa) - - - - 0.1 -93819.248 -26081.018 -0.115

ADP 0.39 - - - - -94807.013 -26063.887 0.016

VÍDEO - - - - 1 -94158.736 -25256.249 36.114

* eixo dos yy na direcção do azimute 210°


6

4.3.3. Aquisição de imagem de sedimentos

A Figura 4 mostra a localização dos pontos onde foram adquiridas as imagens dos sedimentos. Estes

pontos foram classificados de acordo com a sua localização (terraço, face de praia, perfil) ou do tipo de

imagem adquirida (cores).

Figura 4 – Localização dos pontos onde o sedimento foi fotografado.

5. Análise preliminar dos resultados

5.1. Morfologia

O modelo digital do terreno e o perfil de praia monitorizado encontram-se representados na Figura

5. As variações ocorridas ao longo do perfil entre o inico e o fim do ciclo de maré estão representadas

no gráfico da Figura 6, verificando-se que ocorreu acreção na maior parte do perfil. As variações

morfológicas e a profundidade de mistura medidas nas estacas encontram-se discriminadas na Tabela 5.


7

Figura 5 – Modelo digital do terreno (MDT) e localização do perfil monitorizado com estacas.

Figura 6 – Perfil topográfico e posicionamento das estacas.

-1

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

-94795 -94790 -94785 -94780 -94775 -94770 -94765 -94760 -94755 -94750 -94745

z N

MM

(m

)

x ETRS89 TM06 (m)

Inicial (10:00)

Final (19:30)


8

Tabela 5 – Variação volumétrica e profundidade de mistura nas estacas.

5.2. Análise de imagens de sedimentos

A Figura 7 mostra a variação da mediana granulométrica do sedimento (em mm) em função da

profundidade (core 1 a 5). Considerando que a profundidade de mistura é cerca de 10 cm na zona em

que foram colhidos os testemunhos verticais, verifica-se que os sedimentos depositados na face de

praia durante o ciclo de maré monitorizado apresentam, em geral, uma sequência positiva, isto é,

partículas mais grosseiras na base e mais finas no topo (cores 2, 3 e 4 da Figura 7).

O padrão de distribuição da mediana dos sedimentos superficais não exibe nenhuma tendência

definida (Figura 8). Embora, na face da praia se note uma tendência para os sedimentos se tornarem

mais grosseiros à medida que nos aproximamos do canal de escoamento da Lagoa de Óbidos, isto é, na

direcção NE-SW. No terraço o padrão de distribuição da mediana granulométrica é, aparentemente,

aleatório (Figura 8).

Estaca Cota ao NMM

(m)

Variação de cota

(m)

Profundidade de mistura (m)

1 -0.67 0.005 0.13

2 -0.31 -0.02 0.12

3 -0.11 0.035 0.10

5 -0.09 0.015 0.095

8 -0.15 0.03 0.085

7 -0.35 0.06 0.12

9 -0.58 0.09 0.14

10 -0.80 0.10 0.135

11 -0.70 0.03 0.105

12 -0.32 0.065 0.12

13 0.26 -0.03 sem anilha

14 Estaca perdida - -


9

Figura 7 – Variação da mediana granulomética do sedimento em função da profundidade, obtida a partir dos testemunhos verticais (cores).

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

0 2 4p

rofu

nd

idad

e (m

m)

D50 (mm) Core 1

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

0 2 4

pro

fun

did

ade

(mm

)

D50 (mm) Core 2

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

0 2 4

pro

fun

did

ade

(mm

)

D50 (mm) Core 3

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

0 1 2 3

pro

fun

did

ade

(mm

)

D50 (mm) Core 4

-350

-300

-250

-200

-150

-100

-50

0

0 1 2 3

D50 (mm) Core 5


10

Figura 8 – Variação da mediana granulométrica dos sedimentos superficiais.

5.3. Registo dos sensores

5.3.1. Dados adquiridos na praia

A Figura 9 representa as variações ao longo do tempo na altura da coluna de água (h), altura

significativa das ondas (Hs), período do zero ascendente das ondas (Tz), e da velocidade da corrente

segundo as direcções x e y do EMCM.

A caracterização da agitação incidente foi feita através de análise espectral do sinal de pressão,

segundo o método descrito em Kamphuis (2000), para um intevalo de tempo de 10 minutos. Os dados

de correntes foram filtrados através de uma média móvel para um intervalo de 10 minutos.

Durante a 1ª, 2ª e 3ª marés a altura das ondas não excedeu 1 m, com períodos de 6 a 8 s. Na 4ª

maré as agitação incidente apresenta características ligeiramente mais energéticas com alturas de onda

superiores a 1 m e períodos de 8 a 11 s.


11

Figura 9 – (A) Altura da coluna de água (h); altura significativa das ondas (Hs); (B) período do zero ascendente

das ondas; (C) velocidade do escoamento na direcção x e y do EMCM.

5.3.2. Dados adquiridos na lagoa

A comparação entre o registo do PT instalado no interior da lagoa e o PT instalado na praia, mostra

a deformação que onda de maré sofre ao propagar-se para interior da lagoa, com desfasamentos

significativos entre as estofas de praia-mar e baixa-mar (Figura 10).

Figura 10 – Comparação entre os registos do PTs instalados no interior da lagoa e na praia.


12

Os dados adquiridos com o APD, permitiram testar e melhorar as condições de operacionalidade do

equipamento. A Figura 11 representa a variação da velocidade absoluta ao longo do período de imersão

do equipamento. Contudo, ainda subsistem algumas dificuldades no processamento dos dados, em

particular no que concerne ao referencial utilizado pelo programa do ADP para gerar as direcções das

correntes.

Figura 11 – Variação da velocidade absoluta das correntes, no espaço e no tempo, medida pelo ADP (software ViewADPPro v4.03 ®).

6. Avaliação da campanha

A campanha CODEAR I decorreu com sucesso, permitindo a aquisição de um grande conjunto de

dados de várias naturezas. Foram registados alguns problemas durante a aquisição de dados, que se

descriminam abaixo:

As condições metereológicas (nevoeiro) durante o dia 27 de Setembro condicionaram a

aquisção de imagens de vídeo;

A acreção ocorrida no terraço de maré durante o dia 29 de Setembro impediu a aquisção

de dados de correntes durante o último ciclo de maré, devido ao enterramento do EMCM.

7. Referências bibliográficas

Kamphuis, J. W. (2000). Introduction to coastal engineering and management. Advance Series on Ocean

Engineering, vol.16, World Scientific, 437p.

2

4

Ra

ng

e (

m)

12:54:0409/27/2011

14:14:0409/27/2011

15:34:0409/27/2011

16:54:0409/27/2011

18:14:0409/27/2011

19:34:0409/27/2011

2

4

Ra

ng

e (

m)

0Velocity (cm/s)

20Velocity (cm/s)

40Velocity (cm/s)

60Velocity (cm/s)

80Velocity (cm/s)

100Velocity (cm/s)

0

20

40

60

80 100

Ve

locit

y (

cm

/s)

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4 1.6

Pre

ss (

db

ar)

Contour Variable: Velocity - Abs Speed

0

20

40

60

80

100(cm/s)


13

Anexos

Níveis de maré previstos para o Porto de Peniche

http://www.hidrografico.pt/previsao-mares.php

Histórico das condições meteorológicas para Sintra

http://www.wunderground.com/history/airport/LPST/2011/9/27/DailyHistory.html



27-09-2011 28-09-2011 29-09-2011

Temperatura média 22°C 22°C 22 °C

Pressão ao nível do mar 1022.55 hPa 1020.09 hPa 1018.50 hPa

Velocidade do vento 11 km/h 12 km/h 10 km/h

Precipitação 0.0 mm 0.0 mm 0.0 mm

Data Hora Legal de Verão

(UTC+1)

Altura (m)

relativa ao ZH

Ter, 2011-09-27 02:57 3.56 Preia-mar

Ter, 2011-09-27 09:00 0.37 Baixa-mar

Ter, 2011-09-27 15:15 3.80 Preia-mar

Ter, 2011-09-27 21:28 0.23 Baixa-mar

Qua, 2011-09-28 03:38 3.70 Preia-mar

Qua, 2011-09-28 09:43 0.25 Baixa-mar

Qua, 2011-09-28 15:59 3.85 Preia-mar

Qua, 2011-09-28 22:09 0.21 Baixa-mar

Qui, 2011-09-29 04:32 3.77 Baixa-mar

Qui, 2011-09-29 10:40 0.19 Baixa-mar

Qui, 2011-09-29 16:54 3.83 Baixa-mar

Qui, 2011-09-29 23:06 0.26 Baixa-mar

http://www.hidrografico.pt/previsao-mares.php





14

27 Setembro de 2011

28 Setembro de 2011


15

29 Setembro de 2011

Ficheiros de dados

Todos os dados estão disponibilizados na página do projecto: http://sandcode.fc.ul.pt/

BeachSandCODE\Campanhas\CODEAR.I_27-28Set2011\Dados

Nome do ficheiro Conteúdo

20110927_1000_AEM-USB_0200_150610_A.csv Dados EMCM

Lagoa Obidos2Hz_2011-09-28_11-25-16-985.csv

LO_20110928_2011-10-04_14-25-59-430.csv Dados PT (praia)

Lagoa Obidos10m_2011-10-04_14-37-45-413.csv Dados PT (lagoa)

LOB001.adp Dados ADP

DGPSdata_CODEARI.xls Dados DGPS

http://sandcode.fc.ul.pt/

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