Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 11, Número 3, Setembro 2011, Páginas 341-353

DOI: 10.5894/rgci260
Submissão: 24 Fevereiro 2011; Avaliação: 7 Abril 2011; Recepção da versão revista: 8 Julho 2011; Aceitação: 7 Agosto 2011; Disponibilização on-line: 14 Setembro 2011
Artigo decorrente da comunicação efectuada no MEC 2011 - Conferência sobre Morfodinâmica Estuarina e Costeira, 3 a 4 de Fevereiro de 2011, Lisboa, Portugal

Modelação numérica da abertura e fecho de uma embocadura artificial (Lagoa de Santo André, Portugal)

Numerical modelling of opening and closure of an artificial inlet (Santo André Lagoon, Portugal)

Alphonse Nahon ^{@, 1}, André B. Fortunato ¹, Xavier Bertin ²,
Ana Rita Pires ³, Anabela Oliveira ¹, Maria da Conceição Freitas ³,
César Andrade ³

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@ - Autor correspondente: [email protected]
1 - Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Avenida do Brasil, 101, 1700-066 Lisboa, Portugal.
e-mails: [email protected], [email protected], [email protected]
2 - UMR 6250 LIENSS, CNRS/Université de La Rochelle, Institut du Littoral et de l’Environnement, 2 rue Olympe de Gouges, 17 000 La Rochelle, France. e-mail : [email protected]
3 - Departamento de Geologia da FCUL, Centro de Geologia da UL, Edifício C6, 3º piso, Campo Grande, 1749-016 Lisboa, Portugal. e-mails: [email protected], [email protected], [email protected].

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RESUMO
As embocaduras de pequenas lagunas são frequentemente instáveis. Por razões ecológicas, estas embocaduras são muitas vezes abertas artificialmente, e deixadas evoluir até fecharem naturalmente. Este artigo apresenta a simulação da evolução natural da embocadura da Lagoa de Santo André após a sua abertura, através da aplicação de um modelo numérico morfodinâmico suportado por extensas campanhas de recolha de dados de campo. O comportamento da embocadura nos primeiros dias após a abertura é correctamente reproduzido, apesar de ter sido necessário introduzir no modelo processos físicos anteriormente negligenciados: as perdas de carga associadas aos ressaltos hidráulicos e o escorregamento de taludes laterais. Pelo contrário, o modelo subestima a colmatação da embocadura, não conseguindo, por isso, reproduzir correctamente o seu fecho. Causas possíveis para esta limitação incluem, entre outras, a não reprodução pelo modelo do transporte na zona de espraio.

Palavras chave: Embocadura, modelo numérico, morfodinâmica, Lagoa de Santo André

 

ABSTRACT
Tidal inlets associated with small coastal lagoons are often unstable and can close naturally. For ecological reasons, these inlets are often artificially opened, and allowed to evolve naturally until their closure. This paper describes the simulation of the evolution of the Santo André tidal inlet after its opening, through the application of a process-based morphodynamic model (MORSYS2D), supported by extensive field surveys.
The application of a process-based morphodynamic model to the specific case of an inlet artificial breaching and natural closure was particularly challenging, and new processes had to be introduced in the model. In particular, hydraulic jumps associated with extremely strong currents which occur in the first hours after the inlet opening are taken into account by applying a correction to the drag coefficient. This correction is based on previous empirical work, and determines the energy dissipation within the hydraulic jumps based on the local Froude number. Avalanching processes, which are responsible for the rapid enlargement of the tidal inlet, are represented using a numerical filter that prevents a user-specified, spatially-varying bottom, slope to be exceeded.
One month simulations show that the behaviour of the tidal inlet in the first days after its opening is correctly reproduced. This opens the path for the use of such models to test different scenarios of inlet artificial opening, considering for instance different locations and geometries of the initially dredged channel.
In contrast, the model underestimates the reduction of the inlet cross-section, and is unable to fully reproduce inlet closure, which in reality occurs after 28 days. Various possible causes for this limitation are discussed, associated to the lack of data or to the lack of some physical processes in the model.

Keywords: tidal inlet, numerical model, morphodynamics, Santo André Lagoon

 

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