BEACH SAND CODE

Relatório Técnico n.º 16

Campanha CODET I (Soltróia)

27 de Março de 2012

Ivana Bosnic

Mónica Ribeiro

Cristina Lira

Hugo Sousa

João Pedro Cascalho

Mafalda Carapuço

Tanya Silveira

Rita Cavalinhos

Rui Taborda

Lisboa – 2012

Índice 1. Introdução ................................................................................................................................... 1

2. Objetivos ..................................................................................................................................... 1

3. Área de estudo ............................................................................................................................ 1

4. Trabalho de campo...................................................................................................................... 2

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

4.2. Pessoal participante ............................................................................................................ 2

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

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

4.3.2. Aquisição de dados de ondas, correntes e sedimento em suspensão ........................ 5

4.3.3. Traçadores ................................................................................................................... 6

5. Análise preliminar dos dados ...................................................................................................... 7

5.1. Morfologia ........................................................................................................................... 7

5.2. Ondas, correntes e sedimento em suspensão .................................................................... 8

5.3. Traçadores ......................................................................................................................... 10

6. Avaliação da campanha ............................................................................................................. 11

7. Referências blibliográficas ......................................................................................................... 11

ANEXOS ............................................................................................................................................. 12

Níveis de maré previstos (Porto de Sines) ..................................................................................... 12

Histórico das condições meteorológicas ....................................................................................... 12

Ficheiros de dados ......................................................................................................................... 13

1

1. Introdução

O presente relatório descreve os trabalhos de campo efectuados durante a campanha CODET

I, realizada na praia de Soltróia no dia 27 de Março de 2012. A campanha foi promovida no âmbito

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

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

Tecnologia.

2. Objetivos

A campanha teve como meta adquirir dados para sustentar e validar um modelo de transporte

sedimentar. Para isso, foram estabelecidos os seguintes objetivos específicos:

Adquirir dados de correntes, ondas e concentração de sedimento em suspensão (CSS)

em diversos pontos da zona de rebentação;

Adquirir dados de ondas atrás da zona de rebentação;

Estimar o transporte sedimentar através de um ensaio com traçadores.

3. Área de estudo

O trabalho de campo foi realizado na praia de Soltróia, localizada no troço Norte do arco-

litoral Tróia-Sines (Figura 1).

Figura 1. Localização da área de estudo.

2

4. Trabalho de campo

4.1. Material utilizado

O material utilizado durante a campanha CODET 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

Morfologia

2 Netrovers Leica Estação total Sonda portátil (Depthmate- Speedtech instruments) Estacas Fita métrica

Parâmetros oceanográficos

1 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 Sacos de plástico Marcador de tinta permanente Estrutura e respectivas armadilhas 2 OBS (optical backscatter sensor)

Outros materiais

2 tendas Estruturas de suporte dos equipamentos Abraçadeiras de andaime Abraçadeiras de serrilha Mala de ferramentas Fita adesiva Fita métrica Caderno de campo Lápis e borracha

4.2. Pessoal participante

A lista das pessoas participantes e respetivas instituições encontram-se discriminadas na

tabela 2.

Tabela 2. Equipa da campanha CODET I.

Nome Instituição

Cristina Lira FCUL

Hugo Sousa FCUL

Ivana Bosnic IH/FCUL

3

4.3. Descrição dos trabalhos desenvolvidos

A cronologia dos trabalhos desenvolvidos encontra-se discriminada na tabela 3 e as

respectivas localizações das atividades estão apresentadas na figura 2.

Tabela 3. Calendarização dos trabalhos.

Hora Tarefas

10:00 Partida de Lisboa

12:30-13:00 Descarregar material

13:00-13:15 Instalação do ADP

13:15 – 13:30 Montagem da câmara de video

13:15-13:40 Montagem da estrutura móvel para equipamentos (PT, EMCM e OBSs)

13:48 - 14:50 Injeção de traçadores

13:50 – 15:00 Medição de ondas, correntes e CSS

13:50 – 14:00 Amostragem de sedimento com armadilhas I

14:00 - 15:10 Amostragem de sedimento para detecção do traçador

15:17 – 15:31 Amostragem de sedimento com armadilhas II

15:35 – 15:45 Lançamento de flutuadores para medição da corrente longilitoral

16:00 - 16:40 Limpeza e arrumação do material

18:00 Chegada a Lisboa

João Cascalho MNHN/FCUL

Rita Cavalinhos FCUL

Rui Taborda FCUL

Mafalda Carapuço FCUL

Mónica Ribeiro IH/FCUL

Tanya Silveira FCUL

4

Figura 2. Mapa de atividades da campanha CODET I.

4.3.1. Aquisição de dados morfológicos

O levantamento topográfico do perfil subaéreo foi realizado através de uma estação total

Leica TC407. No perfil submarino, foi utilizada uma sonda portátil transportada pelo utilizador com

o auxílio de uma tábua de surf comum (Figura 3). Os pontos levantados ao longo do perfil de praia

encontram-se representados na figura 2.

Figura 3. (A) Estação total e (B) sonda para a medição do perfil submerso.

Sonda

A B

5

4.3.2. Aquisição de dados de ondas, correntes e sedimento em suspensão

A medição das ondas, correntes e sedimento em suspensão foi realizada com um transdutor

de pressão, um correntómetro electromagnético e dois OBSs fixos a uma estrutura móvel (Figura

4). As medições foram realizadas em quatro pontos (P1, P2, P3 e P4 – ver figura 2) na zona de

rebentação por períodos de aproximadamente 10 minutos. A frequência de aquisição e a distância

dos equipamentos ao fundo encontram-se discriminadas na tabela 4.

Figura 4. (A) Estrutura móvel multi-instrumentos (OBS, EMCM e PT) e (B) medição na zona de rebentação.

Tabela 4. Equipamentos.

Equipamento Distância do sensor

ao fundo (cm) Freq. (Hz) Observações

OBS T8602 8 10 Diff 2

OBS T8603 37.5 10 Diff 1

EMCM 16 10 eixo dos yy cross-shore (+ offshore) eixo dos xx longshore (+ para sul)

PT 4.4 2 ----

A velocidade da corrente longilitoral ainda medida com recurso a flutuadores lançados de 2

em 2 minutos e o tempo que estes demorar a percorrer uma distância de 19 m foi anotado.

A amostragem de sedimentos em suspensão foi realizada com armadilhas de sedimento com

base no modelo descrito por Kraus (1987) (Figura 5A). Em cada amostragem foram utilizadas cinco

armadilhas (malha 10 µm) com as bocas voltas contra a corrente longilitoral (Figura 5B). A

primeira colheita foi realizada no mesmo local e em simultâneo com a primeira medição dos

instrumentos (ponto P1). Cada amostragem teve uma duração de 10 minutos.

A B

6

Figura 5. (A) Estrutura com armadilhas e (B) amostragem.

4.3.3. Traçadores

A experiência com traçadores de transporte sedimentar foi realizada segundo o método de

integração no tempo. O traçador foi lançado continuamente, num ponto fixo da zona de

rebentação, a uma taxa de 0.5 kg/min. No total foram injectados 31.5 kg de traçador entre as

13:48 e as 14:50 (Figura 6A).

A amostragem de sedimentos para detecção dos traçadores foi realizada aproximadamente de

10 em 10 minutos, entre as 14:00 e as 15:10 (Figura 6B). As amostras foram colhidas em oito

pontos distribuídos por dois perfis transversais à zona de rebentação, cuja localização se encontra

representada na figura 2. A hora das colheitas em cada um dos pontos encontra-se discriminada

na tabela 5.

Figura 6. (A) Injeção de traçador e (B) amostragem de sedimentos para deteçao de traçador.

A B

A B

7

Tabela 5. Amostras de sedimento para detecção de traçador.

Estaca Hora Estaca Hora Estaca Hora Estaca Hora

A1 14:02 A2 14:02 A3 14:01 A4 14:00

A1 14:12 A2 14:12 A3 14:12 A4 14:12

A1 14:22 A2 14:22 A3 14:22 A4 14:21

A1 14:30 A2 14:30 A3 14:30 A4 14:30

A1 14:41 A2 14:41 A3 14:41 A4 14:41

A1 14:52 A2 14:52 A3 14:52 A4 14:51

A1 15:03 A2 15:00 A3 15:01 A4 15:09

A1 15:10 A2 15:11 - - - -

B1 14:06 B2 14:05 B3 14:05 B4 14:03

B1 14:12 B2 14:12 B3 14:10 B4 14:12

B1 14:22 B2 14:21 B3 14:21 B4 14:21

B1 14:31 B2 14:31 B3 14:30 B4 14:30

B1 14:42 B2 14:42 B3 14:41 B4 14:41

B1 14:53 B2 14:53 B3 14:52 B4 14:52

B1 15:00 B2 15:00 B3 15:01 B4 15:04

B1 15:10 B2 15:11 - - - -

5. Análise preliminar dos dados

5.1. Morfologia

O perfil topo-batimétrico da praia encontra-se representado na figura 7, verificando-se que

esta apresenta uma face de praia inclinada (≈8%) e um extenso terraço de maré.

Figura 7. Perfil topo-batimétrico.

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

0 50 100 150 200 250 300Ele

vaçã

o r

ela

tiva

ao

NM

M (

m)

Distância horizontal (m)

8

5.2. Ondas, correntes e sedimento em suspensão

Na figura 8 estão representadas as séries temporais do correntómetro e do transdutor de

pressão registadas nos quatro pontos representados na figura 2. O gráfico ilustra as velocidades

do escoamento nas direções cross-shore e longshore e a altura da coluna de água.

Figura 8. Altura da coluna de água e velocidade de escoamento nas direções cross-shore e longshore.

As velocidades da corrente longilitoral estimada com os flutuadores encontram-se na tabela 6.

Tabela 6. Velocidade da corrente longilitoral estimada com flutuadores.

Flutuador Distância percorrida (m) Tempo (s) Velocidade estimada (m/s)

F1

19

204 0.09

F2 282 0.07

F3 410.4 0.05

F4 450.6 0.04

Os parâmetros das ondas foram estimados com base na análise espectral (Kamphuis, 2000) a

partir do registo do transdutor de pressão. No gráfico da figura 10 encontram-se representadas a

altura significativa média (Hs) e a velocidade orbital média (Urms) das ondas, bem como a

profundidade média no local das medições.

9

Figura 10. Altura média da coluna de água, altura significativa média e velocidade orbital média das ondas

registadas em quatro pontos da zona de rebentação.

O gráfico da figura 9 representa o registo do sinal do OBS (mV) para os mesmos períodos

representados no gráfico anterior. Como esperado, o sinal do OBS inferior é sempre mais elevado

que o do OBS superior, devido às maiores concentrações de sedimento junto ao fundo.

A distribuição vertical do fluxo sedimentar obtido a partir das armadilhas de sedimento

encontram-se representados na figura 10.

Figura 9. Série temporal do sinal dos OBSs registado em quatro pontos da zona de rebentação.

10

Figura 10. Distribuição vertical do peso do sedimento em suspensão.

5.3. Traçadores

As amostras de sedimentos colhidas durante a experiência com traçadores foram lavadas num

crivo de 63 µm e secas na estufa. Posteriormente foram quarteadas e colocadas em quatro

tabuleiros de carolina com 3 mm de altura e uma área de 19x28 cm; cada tabuleiro totalmente

preenchido com sedimento foi fotografado com luz negra (figura 11).

Figura 11. (A) Quarteamento; (B) colocação da amostra no tabuleiro; (C) câmara digital e respectivo suporte

para fotografar os sedimentos; e (D) fotografia com luz negra.

0.00

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0.40

0.45

0.50

0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.025

Z (m

)

Q (kg/m2/s)

13:50 - 14:00

15:17 - 15:31

11

O processamento das imagens para determinar o número de grãos marcados ainda não se

encontra concluído, pelo que não serão apresentados resultados de traçadores neste relatório.

6. Avaliação da campanha

A campanha CODET I foi condicionada por alguns factores, tais como: a não aquisição de

dados com o ADP, cuja causa do não-funcionamento do equipamento ainda não foi identificada; e

a fraca corrente longilitoral que condicionou a experiência de areias marcadas.

Apesar dos constrangimentos, esta campanha permitiu por em prática um método de

traçadores de transporte que ainda não tinha sido utilizado por este grupo, e perceber quais as

dificuldades do mesmo, de forma a optimiza-lo para futuras campanhas.

7. Referências blibliográficas

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

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

Kraus, N.C. (1987). Application of portable traps for obtaining point measurements of sediment

transport rates in the surf zone. Journal of Coastal Research, 3(2): 139-152.

12

ANEXOS

Níveis de maré previstos (Porto de Sines)

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

Histórico das condições meteorológicas

http://www.wunderground.com/history/airport/LPMT/2012/3/27/DailyHistory.html?req_city=Sines&req_st

ate=&req_statename=Portugal

27 Março de 2012

Temperatura média 18 °C

Pressão 1019.76 hPa

Velocidade do vento 7 km/h

Rajada de vento 14.5 km/h

Precipitação 0.0 mm

Data Hora Legal de Verão

(UTC+1) Altura (m)

relativa ao ZH

Ter, 2012-03-27 05:52 2.97 Preia-mar

Ter, 2012-03-27 11:49 1.05 Baixa-mar

Ter, 2012-03-27 18:07 2.96 Preia-mar

13

Hora Temp. Pressão Direcção do vento

Velocidade do vento

Condições

12:00 AM 13.0 °C 1018 hPa Norte - Condições

1:00 AM 13 °C 1019 hPa Calmo Calmo Céu Limpo

1:00 AM 13.0 °C 1018 hPa Norte - -

3:00 AM 11.0 °C 1019 hPa Norte - Céu Limpo

4:00 AM 11.0 °C 1019 hPa Norte - Céu Limpo

5:00 AM 11.0 °C 1019 hPa Norte - Céu Limpo

7:00 AM 10 °C 1021 hPa 3.6 km/h Céu Limpo

7:00 AM 10.0 °C 1020 hPa Norte - -

8:00 AM 11.0 °C 1021 hPa Norte - Céu Limpo

9:00 AM 11.0 °C 1022 hPa Norte - Céu Limpo

10:00 AM 14.0 °C 1022 hPa Norte - Céu Limpo

11:00 AM 17.0 °C 1022 hPa Norte - Céu Limpo

12:00 PM 21.0 °C 1021 hPa Norte - Céu Limpo

1:00 PM 23 °C 1021 hPa Este 21.6 km/h Céu Limpo

1:00 PM 23.0 °C 1021 hPa Norte - -

2:00 PM 24.0 °C 1020 hPa Norte - Céu Limpo

3:00 PM 25.0 °C 1020 hPa Norte - Céu Limpo

4:00 PM 25.0 °C 1019 hPa Norte - Céu Limpo

5:00 PM 26.0 °C 1019 hPa Norte - Céu Limpo

6:00 PM 25.0 °C 1018 hPa Norte - Céu Limpo

7:00 PM 25 °C 1018 hPa Este 25.2 km/h Céu Limpo

8:00 PM 23.0 °C 1018 hPa Norte - -

9:00 PM 21.0 °C 1019 hPa Norte - Céu Limpo

10:00 PM 21.0 °C 1020 hPa Norte - Céu Limpo

11:00 PM 20.0 °C 1020 hPa Norte - Céu Limpo

Ficheiros de dados

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

BeachSandCODE\Campanhas\CODET.I_27Mar2012\Dados

Nome do ficheiro Conteúdo

Registo do EMCM

CODETI_movel_2012-03-28_17-46-11-685.csv Registo do PT

CR800Series_CODET_I.dat Registo do OBS

TotalStationdata_CODETI.xls Registo Estação Total