Geoprocessing tool to model the storm impact over sandy beaches

Almeida, Luis Pedro

http://hdl.handle.net/10400.1/10517

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Dissertação_Mestrado_Geomatica_LPAlmeida_2011.pdf		1.32 MB	Adobe PDF	Download

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Authors

Almeida, Luis Pedro

Advisor(s)

Ferreira, Óscar

Taborda, Rui

Abstract(s)

O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma ferramenta de geoprocessamento para modelação da erosão de praias provocada por tempestades, denominada de GEOSTORM (geoprocessing tool to model beach erosion due to storms). Esta ferramenta possui um interface gráfico principal, desenvolvido através da linguagem de programação Visual Basic for Applications (VBA), que pode ser chamado dentro do ambiente ArcMap (ArcGis v. 9.3 - ESRI) e é composto por dois módulos (Módulo 1 e 2). O Módulo 1 permite ao utilizador definir um conjunto de parâmetros (e.g. distancia lateral e orientação dos transeptos) necessários para a criação de um conjunto de transeptos relativos a uma linha de base (baseline – linha paralela à linha de costa traçada do lado continental adjacente à praia em estudo) fornecida pelo utilizador no formato de Tema do tipo linha. Através dos transeptos criados o Módulo 1 permite também a extracção de perfis transversais de praia sobre um modelo digital de elevação (MDT) fornecido pelo utilizador. Este Módulo (1) é constituído por um conjunto de scripts escritos em linguagem de programação Python (v. 2.6), recorrendo a bibliotecas gratuitas para manipulação e processamento de dados espaciais do tipo matricial (e.g. rasters) e vectorial (e.g. Temas), como as bibliotecas GDAL, OGR e GMT. Os dados de saída do Módulo 1 estão ligados directamente com o Módulo 2, onde o utilizador acede a um novo interface gráfico (escrito com a linguagem de programação Matlab) o qual permite a utilização do modelo de erosão de praias de Kriebel e Dean (1993). Dentro deste novo interface gráfico o utilizador pode utilizar o um conjunto de ferramentas que permitem de forma intuitiva e simples a utilização do modelo de Kriebel e Dean (1993) para a determinação da distância de recuo (Rmax) e volume erodido (Vmax) em cada um dos perfis transversais de praia obtidos no Módulo 1. Ainda dentro do Módulo 2, e após a obtenção dos resultados da modelação, é feita a conversão dos resultados para o formato Tema, do tipo linha, e estes são exportados para a tabela de conteúdos do ArcMap. O modelo de Kriebel e Dean (1993) foi validado para a área de estudo, Praia de Faro no Sul de Portugal, através da comparação dos resultados das simulações com medições efectuadas no campo para um conjunto de 4 tempestades. As medições no campo consistiram na aquisição de perfis topográficos transversais em situação de pré e pós-temporal entre 2002 e 2009. Os resultados das comparações entre Rmax e Vmax simulados pelo modelo e verificados no campo permitiram verificar que o modelo de Kriebel e Dean (1993) apresenta em geral uma boa concordância com as medições no campo, com diferencias máximas na ordem de 1,9 m para o caso do Rmax e de 36 % para o caso do parâmetro Vmax. Posteriormente ao processo de validação do modelo de Kriebel e Dean (1993), a ferramenta GEOSTORM foi utilizada para a simulação de um cenário de uma tempestade severa, com um período de retorno de 25 anos, sobre a praia de Faro. Para esta simulação foram utilizados dados provenientes de um levantamento topográfico LIDAR efectuado sobre toda a área de estudo em Novembro de 2009, assim como as condições hidrodinâmicas determinadas para uma tempestade com um período de retorno de 25 anos. Os resultados desta aplicação indicam recuos médios na ordem dos 8 m e volume médio de erosão de aproximadamente 37 m3/m. A sobreposição dos resultados sobre um ortofotomapa de 2009 da área de estudo permitiu identificar que em várias zonas da Praia de Faro o recuo previsto pelo modelo para esta tempestade se sobrepõe a algumas das infra-estruturas humanas existentes no local (ex. parque de estacionamento, estradas, muros e casas). O desenvolvimento de ferramentas como a GEOSTORM é de extrema importância para uma largo leque de entidades responsáveis pela gestão e ordenamento das zonas costeiras. O conceito de uma ferramenta simples de utilizar mas capaz de prever indicadores simples, mas importantes, como a distância de recuo ou o volume de erosão, são de extrema utilidade para um variado conjunto de possíveis aplicações, como por exemplo: (1) previsão da resposta da praia a uma tempestade que se prevê chegar em breve; (2) apoio na produção de cartografia de vulnerabilidade ou risco a tempestades para determinada zona costeira; (3) apoio na elaboração de estudos multidisciplinares como, por exemplo, estudos do impacto ambiental; e (4) apoio a estudos ou projectos de realimentações de praias.