Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 20, Issue 2, June 2020, Pages 131-143

DOI: 10.5894/rgci-n302
* Submission: 30 SEP 2019; Peer review: 26 NOV 2019; Revised: 7 APR 2020; Accepted: 7 APR 2020; Available on-line: 19 AGO 2020

Modelling the morphodynamics in the vicinity of a submerged detached breakwater

Mariana F. Oliveira^{@ 1}, Filipa S.B.F. Oliveira², António Trigo-Teixeira³

^@ Corresponding author: [email protected]
¹ Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa.
² Laboratório Nacional de Engenharia Civil. [email protected]
³ CERIS, Instituto Superior Técnico, Universidade de Lisboa. [email protected]

ABSTRACT
The importance that coastal zones assume in Portugal implies a necessity for adequate responses to erosion-associated risks. One example is the coastal stretch located between the Mondego and Lis rivers' inlets, which has been a frequent target of coastal protection measures, such as the construction of groins and seawalls. A possible alternative measure is a submerged detached breakwater, which can provide beach protection and enhance local surfing conditions. Thus, in this study the morphodynamics as a result of the wave - breakwater - bottom interaction in the active zone located in the vicinity of the structure was analyzed using two numerical models: a two dimensional, depth-averaged (2DH), Delft3D, and a one-line (coastline), LITLINE. The models were applied considering typical hydrodynamic forcing conditions (mean and most frequent waves) and morpho-sedimentologic conditions of the site. The sensitivity of the breakwater's parameters to the beach morphological response was analysed using Delft3D. The coastline evolution was compared with LITLINE's prediction. Delft3D is able to reproduce the dominant circulation patterns in the structure's vicinity, and between the structure and the coastline, which influence its evolution. On the contrary, the LITLINE's model simplifications do not enable a representation of the physical phenomena which dominate the breakwater's vicinity.

Keywords: Numerical modelling, Delft3D, Submerged breakwaters, Coastal processes, Erosion, Figueira da Foz.

RESUMO
A importância das zonas costeiras em Portugal implica melhorar a gestão costeira para mitigar os riscos associados à erosão. Um exemplo é o trecho costeiro localizado entre as embocaduras dos rios Mondego e Lis, que tem sido alvo de diversas medidas de proteção costeira, como a construção de esporões e defesas aderentes. Uma possível medida alternativa é o quebra-mar destacado submerso, que permite a proteção da costa e a melhoria das condições para a prática do surf. Assim, neste estudo analisou-se a morfodinâmica resultante da interação onda - quebra-mar - fundo arenoso na zona ativa da praia localizada na vizinhança deste tipo de estrutura através da aplicação de dois modelos numéricos: o sistema Delft3D na versão bidimensional no plano horizontal e o modelo de linha de costa LITLINE. Os modelos foram aplicados para condições típicas de agitação marítima (onda média e mais frequente) e geomorfologia da zona em estudo. Com recurso ao Delft3D efetuou-se uma análise de sensibilidade aos parâmetros de dimensionamento do quebra-mar na resposta morfológica da praia. Os resultados da geometria em planta da praia, especificamente a linha de costa (LC), foram comparados com os do LITLINE. Verificou-se que o Delft3D reproduz os padrões de circulação dominantes na vizinhança da estrutura, e entre esta e a LC, e que os mesmos condicionam a evolução da LC. Pelo contrário, as simplificações admitidas pelo LITLINE não permitem representar os fenómenos físicos dominantes na vizinhança do quebra-mar.

Palavras-chave: Modelação Numérica, Delft3D, Quebra-mares submersos, Processos costeiros, Erosão, Figueira da Foz.