Revista de Gestão Costeira Integrada
Volume 14, Número 1, Março 2014, Páginas 95-107

DOI: 10.5894/rgci450
* Submission: 31 October 2013; Evaluation: 2 December 2013; Reception of revised manuscript: 18 February 2014; Accepted: 8 March 2014; Available on-line: 25 March 2014

Metodologia para o traçado da Linha de Máxima Preia-Mar de Águas Vivas Equinociais em ambientes de transição: aplicação ao estuário do Tejo (Portugal) *

Methodological framework for the definition and demarcation of the highest astronomical tide line in estuaries: the case of Tagus Estuary (Portugal)

Ana Rilo ^{@, 1}, Paula Freire ¹, Ricardo Nogueira Mendes ², Rodrigo Ceia ², João Catalão ³, Rui Taborda ³, Ricardo Melo ², Maria Isabel Caçador ², Maria da Conceição Freitas ⁴, André Bustorff Fortunato ¹, Elsa Alves ¹

---

@ - Corresponding author: arilo@lnec.pt
1 - Laboratório Nacional de Engenharia Civil, Avenida do Brasil, nº 101, 1700-066 Lisboa, Portugal. e-mails: Rilo <arilo@lnec.pt>; Freire <pfreire@lnec.pt>; Fortunato <afortunato@lnec.pt>; Alves <ealves@lnec.pt>
2 - Universidade de Lisboa, Centro de Oceanografia - FCUL, Campo Grande, 1749-016, Lisboa, Portugal. e-mails: Mendes <rmmendes@fc.ul.pt>; Ceia <rodrigoceia@obrangol.com>; Melo <ramelo@fc.ul.pt>; Caçador <micacador@fc.ul.pt>
3 - Universidade de Lisboa, Instituto Dom Luís – FCUL, Campo Grande, 1749-016, Lisboa, Portugal. e-mails: Catalão <jcfernandes@fc.ul.pt>; Taborda <rtaborda@fc.ul.pt>
4 - Universidade de Lisboa, Centro de Geologia – FCUL, Campo Grande, 1749-016, Lisboa, Portugal. e-mail: Freitas <cfreitas@fc.ul.pt>

---

RESUMO
Os trabalhos desenvolvidos por equipas de investigação sobre a zona costeira bem como as ferramentas de gestão e ordenamento das regiões hidrográficas, como, por exemplo, os Planos de Gestão de Bacia Hidrográfica e os Planos de Ordenamento de Estuários, necessitam da definição de margem e de leito e, por conseguinte, do traçado da Linha de Máxima Preia-Mar de Águas Vivas Equinociais (LMPMAVE) que corresponde ao seu limite. Muito embora a definição destas áreas e respetivo limite esteja descrita na lei que estabelece a titularidade dos recursos hídricos, existe uma dificuldade prática em transpor para a realidade do terreno as conceções legais, particularmente em sistemas de transição, como os estuários. Assim, revela-se prioritário o desenvolvimento de uma metodologia abrangente e objetiva capaz de responder a este desafio.
No presente trabalho, apresenta-se uma abordagem metodológica interdisciplinar e integrada, baseada na recolha e análise de informação bibliográfica, cartográfica e de campo sobre a área de estudo (estuário do Tejo), bem como a experiência adquirida no traçado deste limite noutros locais do país. Deste modo, foi possível desenvolver um conjunto de critérios para o traçado da LMPMAVE em ambientes de transição, que podem ser divididos em quatro tipologias: a) biofísica, estabelecida através da presença ou ausência de vegetação halófita; b) tipo de estrutura/altimétrica, que se prende com as características intrínsecas da estrutura e sua elevação; c) de uso do solo; d) de índole legal, baseada na Lei 54/2005 de 15 de novembro.
O desenvolvimento e aplicação desta metodologia ao estuário do Tejo permitiu dispor pela primeira vez do traçado deste limite neste importante sistema de transição e, simultaneamente, ultrapassar a dificuldade de implementar os conceitos legais de LMPMAVE no terreno, ao criar critérios objetivos de suporte à sua marcação.

Palavras-chave: gestão costeira, leito, margem, metodologia integrada

ABSTRACT
Important coastal management instruments, such as Estuary and Watershed Planning and Management Plans, require the cartographic demarcation of the boundary between the estuarine bed and fringe. This boundary has important implications on the jurisdictional areas of public entities that manage and regulate public water bodies, as well as on some aspects of the Water Framework Directive application, particularly the ecological assessment and the evaluation of human disturbance factors.
Although this boundary is clearly defined by the Portuguese law as the water line at the highest astronomical tide, its practical determination is not straightforward. First, different hydromorphological conditions and anthropogenic occupations of estuarine margins can affect the position of the line. Also, maximum tidal elevations vary along the estuary. Finally, tidal effects are sometimes difficult to distinguish from other factors, from riverine and atmospheric origin, that affect the water levels. Therefore, the development of a methodology to determine this line, based on objective criteria, is both a challenge and a requirement to estuarine management.
A new approach based on different criteria is proposed and illustrated in the Tagus estuary (Portugal). Four types of criteria are proposed: a) a biophysical criterion, based on the presence or absence of halophyte vegetation; b) the type of structure/elevation criterion, based on the height and permeability characteristics of existing marginal structures; c) a land use criterion; d) a legal criterion based on the Law 54/2005 of 15 November.
The application of the new approach requires the collection and assessment of diverse information on the study area, including legal documents, cartographic material, aerial photographs and orthophotos (0.50 m spatial resolution, RGB and near-infrared). Other imagery sources were assessed, such as Bing Maps aerial (bird’s eye option) and Google Earth (using the historical imagery tool). Previous reports regarding the definition of this boundary in other Portuguese systems were also analyzed and taken into consideration. The criteria associated to the type of structure/elevation and to land use were supported by a recent (2011) topographic survey of the Tagus estuary marginal areas. Finally, the LANDSAT 7 ETM+ image corresponding to the highest tide level in the Tagus registered by this satellite (from 22 February 2002 at 11:03:23) was processed using the Image Analysis tool from ArcMap. The 752 composition bands were selected in order to highlight the extension of the submerge area for those tide conditions, and allowed the validation of biophysical criteria. These criteria definition was further validated by topographic field data and biophysical field observation acquired during January, August and September 2011.
The biophysical criterion is based on the presence, distribution and behavior of various species of salt marsh (salt tolerant). The underlying principle is that the transition from this type of vegetation to another, with terrestrial features and little tolerance for salt water, is a reliable indicator of the boundary between the bed and the margin. This criterion was applied in estuarine beaches, cliffs, limits of salt marsh areas and waterways.
When the margin is occupied by anthropogenic structures (e.g., defense adherent structures, jetties, piers, dikes, salt pans and tidal mills) the type of structure/altimeter criterion was applied. A previous analysis of extreme water levels in this estuary, considering tides and storm surges, indicates maximum water levels ranging between 2.3 m above mean sea level (MSL) at the estuary mouth and 2.8 m MSL in the upper estuarine area, for a return period of 100 years. Considering that wave run-up was neglected in that study, the 3.0 m (MSL) height was taken as representative of altimetry positions that are not subject to frequent flooding. Thus, impermeable structures lower than 3.0 m (MSL) are included in the bed and the structures higher than 3.0m (MSL) are in the margin. Permeable structures are always included in the estuarine bed.
The land use criterion is based on the observation that there can be agriculture lands in the estuary margins that are below high tide level, due to historical human efforts to preserve those areas from estuarine flooding. Thus, these areas are included in the margin.
Finally, the legal criterion is based on the paragraph 1 of article 10 of Law 54/2005 dated from 15 November, which indicates that the “mouchões” (local term that designates islands and sandbanks formed by alluvial deposition) are included in the estuarine bed.
The methodological approach presented herein allowed for the first time the outline of the highest astronomical tide line for the Tagus estuary, thus providing an important contribution to the management of this area. Constraints in the cartographic demarcation are associated not only to morphological, hydrodynamic and anthropogenic diversity, but mainly with the application of legal definitions, since the Law 54/2005 adopts “average flood” as the single guiding principle for setting the limit between bed and margin, not considering that wave swash, storm surge effects and sea level rise also influence water levels in estuaries.
It is recognized that the boundary position varies in space as well as in time. Those aspects should be taken into account in future line reassessments considering the effects of sea level rise. It is proposed that boundary line reassessments are associated with Estuary and Watershed Planning and Management Plans for effectiveness. Finally, several issues that should be addressed in future work are pointed out.

Keywords: coastal management, estuarine bed, estuarine fringe, integrated methodology

 

Alves, J.F. (2003) - Companhia das Lezírias: sulcos de uma empresa centenária, 1836-2003. 173 p., Edição Companhia das Lezírias S.A., Lisboa, Portugal. ISBN: 972-7970737.

Amaral, D.F.; Fernandes, J.P. (1979) - Comentário à lei dos terrenos do domínio hídrico. 340 p., Coimbra Editora, Coimbra, Portugal. ISBN: 972-3202425.

ARH Centro (2011) - Critérios para a demarcação física do leito e da margem das águas de transição em sistemas lagunares, estuários e lagoas costeiras do litoral centro. ARH Centro (Administração da Região Hidrográfica do Centro), 57 p., Coimbra, Portugal. Unpublished.

Best, M.; Massey, A.; Prior, A. (2007) – Developing a saltmarsh classification tool for the European water framework directive. Marine Pollution Bulletin, 55(1-6):205–214. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2006.08.036

Brito, A.C.; Benyoucef, I.; Jesus, B.; Brotas, V.; Gernez, P.; Mendes, C.R.; Launeau, P.; Dias, M.C.; Barillé, L. (2013) - Seasonality of microphytobenthos revealed by remote-sensing in a south European estuary. Continental Shelf Research 66:83–91. DOI: 10.1016/j.csr.2013.07.004.

Caçador, M.I. (1986) - Estrutura e função das manchas de sapal do Estuário do Tejo. 55 p., Faculdade de Ciências da Universidade de Lisboa, Relatório elaborado no âmbito das provas de aptidão pedagógica e capacidade científica, Lisboa, Portugal. Unpublished.

Caçador, I.; Vale, C.; Catarino, F.M. (1996) – Accumulation of Zn, Pb, Cu, Cr and Ni in sediments between roots of the Tagus estuary salt marshes, Portugal. Estuarine, coastal and Shelf Science , 42:393-403. DOI: 10.1006/ecss.1996.0026

Cunha, A.H.; Assis, J.; Serrão, E. (2009) - Conservation status of Portuguese seagrasses: Are seagrass habitats one of the most endangered marine habitats? Proceedings of the Mediterranean Seagrass Workshop09, pp.29-30, Hvar, Croácia.

Fortunato, A.B.; Batista, A.M.; Luettich Jr,, R.A. (1997) - A three-dimensional model of tidal currents in the mouth of the Tagus estuary. Continental Shelf Research, 17 (14): 1687-1714. DOI: 10.1016/S0278-4343(97)00047-2.

Fortunato, A.B.; Oliveira, A.; Batista, A.M. (1999) - On the effect of tidal flats on the hydrodynamics of the Tagus estuary. Oceanologia Acta, 22(1):31-44. DOI: 10.1016/S0399-1784(99)80030-9.

Freire, P. (2003) - Evolução morfo-sedimentar das margens estuarinas. Estuário do Tejo, Portugal. 380 p., LNEC, Lisboa, Portugal, ISBN: 972-4919595.

Freire, P.; Andrade, C. (1999) - Wind-induced sand transport in Tagus estuarine beaches. First results. Aquatic Ecology, 33(3):225-233. DOI: 10.1023/A:1009911012260.

Freire, P.; Taborda, R.; Andrade, C. (2006) - Caracterização das praias estuarinas do Tejo. 12 p., Atas do 8º Congresso da Água, APRH – Associação Portuguesa de Recursos Hídricos, Lisboa, Portugal. Available at: http://www-ext.lnec.pt/LNEC/bibliografia/DHA/freire-et-al_06.pdf

Freire, P.; Ferreira, O.; Taborda, R.; Oliveira, F.S.B.F.; Carrasco, A.R.; Silva, A.; Vargas,C.; Capitão, R.; Fortes, C.J.; Coli, A.B.; Santos, J.A. (2009) - Morphodynamics of fetch-limited beaches in contrasting environments. Journal of Coastal Research (ISSN 0749-0258) SI56:183–187. Available at: http://e-geo.fcsh.unl.pt/ICS2009/
_docs/ICS2009_Volume_I/183.187_P.Freire_ICS2009.pdf

Freire, P.; Rilo, A.R.; Ceia, R.; Mendes, R.N.; Catalão, J.; Taborda, R.; Melo, R. (2012) - Tipificação das zonas marginais estuarinas. O caso do estuário do Tejo. 2as Jornadas de Engenharia Hidrográfica, pp.319-322, Instituto Hidrográfico, Lisboa, Portugal. ISBN: 978-9897050350. Available at: http://www.lnec.pt/organizacao/dha/nec/estudos_id/
morfeed/Freire_et al.pdf

García, P.; Zapico, E.; Colubi, A. (2009) - An angiosperm quality index (AQI) for Cantabrian estuaries. Ecological Indicators, 9(5):856-865. DOI: 10.1016/j.ecolind.2008.10.002

Guerreiro, M.; Fortunato, A.B.; Freire, P.; Rilo, A.R; Taborda, R.; Freitas, M.C.; Andrade, C.; Silva, T.; Rodrigues, M. (2013) - Impacte da subida do nível médio do mar na inundação marginal no estuário do Tejo. 11º Simpósio de Hidráulica e Recursos Hídricos dos Países de Expressão Portuguesa e VII Congresso sobre Planeamento e Gestão das Zonas Costeiras dos Países de Expressão Portuguesa, Maputo, Moçambique. 19 p., Available at: http://www.lnec.pt/organizacao/dha/nec/
estudos_id/morfeed/Guerreiro_et_al_2013.pdf

Hayes, M. (1979) - Barrier Island morphology as a fuction of tidal and wave regime. In: S. Leatherman (ed.), Barrier islands from the Gulf of St. Lawrence to the Gulf of Mexico, pp.1‑29, Academic Press, New York, USA. ISBN: 978 – 0124402607.

Instituto Nacional de Estatística (2012) - Censos 2011 – resultados definitivos – Região de Lisboa. 320 p., Instituto Nacional de Estatística, Lisboa, Portugal. ISBN 978-9892501857. Available at: http://censos.ine.pt/xportal/xmain?xpid=CENSOS&xpgid=ine_censos_
publicacao_det&contexto=pu&PUBLICACOESpub_boui=156651739&
PUBLICACOESmodo=2&selTab=tab1&pcensos=61969554

Mendes, R. Nogueira; Ceia, R.; Silva, T.; Rilo, A.; Guerreiro, M.; Catalão, J.; Taborda, R.; Freitas, M.C.; Andrade, C.; Melo, R.; Fortunato, A.B.; Freire, P. (2012) - Deteção remota e cartografia do intertidal. O contributo do projeto MORFEED, 2as Jornadas de Engenharia Hidrográfica, pp.341-344, Instituto Hidrográfico, Lisboa, Portugal. ISBN: 978-9897050350. Available at: http://www.lnec.pt/organizacao/dha/
nec/estudos_id/morfeed/Mendes%20et%20al.pdf

Mendes, R. Nogueira; Ceia, R.; Catalão, J.; Melo, R.; Taborda, R.; Freire, P. (2013) - Cartografia e Monitorização Cartográfica do Intertidal do Estuário do Tejo através de Deteção Remota e imagens de Landsat7 ETM. 2ª Conferência sobre Morfodinâmica Estuarina e Costeira (CD-ROM), Aveiro, Portugal. Available at: http://www.lnec.pt/organizacao/
dha/nec/estudos_id/morfeed/MEC2013_Nogueira_Mendes_etal.pdf

Neves, F.S. (2010) - Dynamics and hydrology of the Tagus estuary: results from in situ observations. 210p, Dissertação de doutoramento, Universidade de Lisboa, Portugal. Unpublished. Available at: http://repositorio.ul.pt/handle/10451/2003

Oliveira, F.S.B.F; Vargas, C.I.C. (2009) - Dynamics of a fetch –limited beach: a numerical modelling based analysis. Journal of Coastal Research, (ISSN 0749-0258) SI56:193-197. Available at: http://e-geo.fcsh.unl.pt/ics2009/_docs/ICS2009_Volume_I/193.197_
F.S.B.F.
Oliveira_ICS2009.pdf

Rilo, A.R.; Freire, P.; Taborda, R.; Alves, E.; Portela, L.; Freitas, C. (2013) - Balanço sedimentar do estuário do Tejo: dos dados à discussão das incertezas. 2ª Conferência sobre Morfodinâmica Estuarina e Costeira (CD-ROM), Aveiro, Portugal. Available at: http://www.lnec.pt/
organizacao/dha/nec/estudos_id/morfeed/MEC2013_Rilo_etal.pdf

Salgueiro, N.; Caçador, I. (2007) - Short term sedimentation in Tagus estuary, Portugal: the influence of salt marsh plants. Hydrobiologia, 587(1):185-193. DOI: 10.1007/s10750-007-0678-6.

Scanlan, C.M.; Foden, J.; Wells, E.; Best, M.A. (2007) – The monitoring of opportunistic macroalgal blooms for the water framework directive. Marine Pollution Bulletin, 55(1-6):162–171. DOI: 10.1016/j.marpolbul.2006.09.017.

Sousa-Dias, A.; Melo, R.A. (2008) - Long-term abundance patterns of macroalgae in relation to environmental variables in the Tagus estuary (Portugal). Estuarine, Coastal and Shelf Science, 76(1):21-28. DOI: 10.1016/j.ecss.2007.05.039.

Taborda, R.; Freire, P.; Silva, A.; Andrade, C.; Freitas, C. (2009) - Origin and evolution of Tagus estuarine beaches. Journal of Coastal Research, (ISSN 0749-0258) SI56: 213-217. Available at: http://www.cerf-jcr.org/images/stories/213.217_R.Taborda_ICS2009.pdf

Tavarela Lobo, M. (1999) - Manual do direito de águas. Vol. II.. 604p, Coimbra Editora, Coimbra, Portugal, ISBN: 978 – 9723209259.

Teixeira, S.B. (2009) - Demarcação do leito e da margem das águas do mar no litoral sul do Algarve. 207 p., Administração da Região Hidrográfica do Algarve, Faro, Portugal. Unpublished. Available at: http://biblioteca.turismodoalgarve.pt/download.asp?file=multimedia/
associa/0157.pdf

Vargas, C.I.C; Oliveira, F.S.B.F.; Oliveira, A.; Charneca, N. (2008) - Análise da vulnerabilidade de uma praia estuarina à inundação: aplicação à restinga do Alfeite (estuário do Tejo). Revista de Gestão Costeira Integrada, 8(1):25-43. DOI: 10.5894/rgci26

 

em construção