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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