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LNEC – UNL - UAc | 1
HIDRALERTAPTDC/AAC-AMB/120702/2010
Em parceria com PROJETO ESTRAMAR MAC/3/C177 - FEDER 2007/2013
SISTEMA DE PREVISÃO E ALERTA DE INUNDAÇÃO EM ZONAS COSTEIRAS E PORTUÁRIAS
NOVA
LNEC – UNL - UAc | 2
Maria Conceição Rodrigues
Conceição Juana FortesMaria Teresa Reis
João Alfredo SantosPedro Poseiro
Rui CapitãoLiliana PinheiroJoão Craveiro
Rui ReisInês Lourenço
Eduardo Brito de Azevedo
Tiago GarciaPedro Lopes
Francisco ReisAnabela Simões
JJosé Carlos FerreiraSusana Ferreira Silva
Paulo RaposeiroFábio Cardona
André SabinoArmanda Rodrigues
Carlos da Silva
EQUIPA
LNEC – UNL - UAc | 3
• Fundação para a Ciência e Tecnologia - Projeto
HIDRALERTA – Sistema de previsão e alerta de
inundações em zonas costeiras e portuárias -
referência PTDC/AAC-AMB/120702/2010
• ESTRAMAR “Estratégia Marinha-Marítima de
I+D+i na Macaronésia” (MAC/3/C177 – FEDER
2007/2013)
AGRADECIMENTOS
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• Motivação
• Sistema HIDRALERTA
Componentes
• Casos de Aplicação
Costa da Caparica, Almada
Praia da Vitória, Ilha Terceira, Açores
• Desenvolvimentos Futuros
Tópicos
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Porto da Praia da Vitória
Motivação
14 de dezembro de 2015
21 de Dezembro de 2001
31 de Dezembro de 2009
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Motivação
Galgamentos e inundações
Costa da Caparica, 6 de janeiro de 2014
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Motivação - Galgamento e Inundação -
A segurança das pessoas, dos seus bens, de
infraestruturas e de equipamento
A extensa costa portuguesa A severidade do clima de agitação marítima
A importância das zonas costeiras e portuárias
nas atividades socioeconómicas
Zonas costeiras e portuárias
LNEC – UNL - UAc | 8
Motivação
Prever situações de risco em zonas costeiras/portuárias
Alertar entidades responsáveis em situações de emergência
Estabelecer mapas de risco para apoio à decisão
- Minimizar a perda de vidas e reduzir prejuízoseconómicos e ambientais
- Realizar uma gestão integrada e sustentada daszonas costeiras e portuárias
Sistema HIDRALERTA
LNEC – UNL - UAc | 9
NAVEGAÇÃOINFRAESTRUTURAS PESSOASVIAS DE
COMUNICAÇÃOEDIFÍCIOS
• Consequências do galgamento e inundação
• Entrada e saída do navio no porto
• Comportamento dos navios amarrados
Sistema HIDRALERTA
Previsão, alerta e avaliação do risco
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SISTEMA DE PREVISÃO E
ALERTA
SISTEMA DE AVALIAÇÃO
DO RISCO
AVALIAÇÃO, EM TEMPO REAL, DE SITUAÇÕES DE
EMERGÊNCIA E EMISSÃO DE ALERTAS PARA AS
ENTIDADES COMPETENTES
(utilização de previsões da agitação marítima a 3 dias)
PRODUÇÃO DE MAPAS DE RISCO QUE CONSTITUAM UMA
FERRAMENTA DE APOIO À DECISÃO PELAS ENTIDADES
COMPETENTES
(utilização de longas séries temporais de previsões da agitação
marítima ou com cenários pré-definidos associados às mudanças
climáticas e/ou eventos extremos)
Protótipo instalado para a praia de São João da Caparica
e para a baía da Praia da Vitória
Sistema HIDRALERTA
LNEC – UNL - UAc | 11
I - Caraterização da
agitação marítima II - Determinação
do galgamento
III - Avaliação
do risco
Sistema HIDRALERTA
IV - Sistema
de alerta
Modelos Numéricos Zonas Costeiras - Fórmulas Empíricas
Zonas Portuárias – Ferramentas Neuronais
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DREAMSMODELO LINEAR
Hs, Tp, θ
Dentro de zonas
abrigadas
• Utilização de medições in situ (boia-ondógrafo) e modelos numéricos
BOUSS-WMH
MODELO NÃO LINEAR
Hs, Tp, θ
Dentro de zonas abrigadas
SWAN
MODELO ESPECTRAL
Hs, Tp, θ, NM
Junto à costa
SISTEMA DE AVALIAÇÃO DE RISCO
DADOS PASSADOS
Boia
Hs Tp θWavewatch III
Hs Tp θ
NCDC / NOAA
Ventos UV
DEGGE / FCUL
Níveis de maré
OU
SISTEMA ALERTA
DADOS DE PREVISÕES ATÉ 180 HORAS
Wavewatch III
Hs Tp θ
NCDC / NOAA
Ventos UV
DEGGE / FCUL
Níveis de maré
Comparação
com dados in
situ – Realização
de campanhas de
campo
Sistema HIDRALERTA
I – Caraterização da agitação marítima
LNEC – UNL - UAc | 14
• Utilização de modelos numéricos
Sistema HIDRALERTA
I – Caraterização da agitação marítima
WWIII
SWAN
DREAMS
LNEC – UNL - UAc | 15
VAN DER MEER (1995,1998)
2H
/RBEXPgH2.0Q
2H
/RAEXP
tan
gH06.0Q
p
s
rc3s
p
sp
rc
3sp
Hidden LayerInput Layer Output Layer
Feed-forw ard
Error Propagation
i j
Inpu
ts
Output
Sistema HIDRALERTA
II – Galgamento/Inundação
LNEC – UNL - UAc | 16
AVALIAÇÃO DO RISCO
Mapas de risco
PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA
DE GALGAMENTO EXCESSIVOCONSEQUÊNCIAS
Grau de Risco = Grau de probabilidade X Grau de consequências
Grau
Descrição
Controlo de Risco (Guia de Orientação)
1-3 Insignificante Risco desprezável; não é preciso levar a cabo medidas de
controlo de risco.
4-10 Reduzido Risco que pode ser considerado aceitável/tolerável caso se
selecione um conjunto de medidas para o seu controlo, possíveis danos materiais de pequena dimensão.
15-30 Indesejável Risco que deve ser evitado se for razoável em termos
práticos; requer uma investigação detalhada e análise de custo-benefício; é essencial a monitorização.
40-125 Inaceitável Risco intolerável; tem que se proceder ao controlo do risco (e.g. eliminar a origem dos riscos, alterar a probabilidade de ocorrência e/ou as consequências, transferir o risco, etc.).
Sistema HIDRALERTA
III – Avaliação do risco
Avaliação da aceitabilidade do grau
de risco obtido
A cada classe do grau de risco
corresponde uma descrição e
alguma orientação referente ao
controlo do risco.
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AVALIAÇÃO DOS DADOS INTERAÇÃO COM O
UTILIZADOR
• APLICAÇÃO WEB
• PARAMETRIZAÇÃO DO SISTEMA
• INTEGRA A INFORMAÇÃO
NECESSÁRIA PARA A
IDENTIFICAÇÃO DO
PERIGO (ALERTA)
• TOPOGRAFIA
• BATIMETRIA
• TABELAS DE RISCO
• DADOS SENSORES
• …
• DEFINIÇÃO DA ÁREA DE INTERESSE
• CARACTERIZAÇÃO DOS PONTOS
CRÍTICOS
• CONSTRUÇÃO DE TABELAS DE RISCO
E TRANSFERÊNCIA
Sistema HIDRALERTA
IV – Sistema de alerta
PREVISÕES DE SITUAÇÕES DE EMERGÊNCIA E EMISSÃO DE
ALERTAS PARA AS ENTIDADES COMPETENTES
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Sistema HIDRALERTA
IV – Sistema de alerta/Plataforma Web
Modelo desenvolvido em
PYTHON
acoplamento dos modelos
automatização do sistema
integração do sistema na
Web
Sistema fornece previsões de
agitação
marítima/galgamentos/inunda
ções/alertas todos os dias
para os 3 dias seguintes
Envia emails/boletins todos os
dias
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Ver alertas/Consultar
informação
Integração com os dados da boia ondógrafo
Acesso aos dados de previsão e dados
históricos
Sistema HIDRALERTA
IV – Sistema de alerta/Plataforma WebGIS
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• Costa da Caparica
• Baía da Praia da Vitória
Casos de estudo
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LISBOA
Praia S. João
da Caparica
Esporão
norte
Esporão
sul
1380 m
Estrutura
(Enrocamento)
350 m
150 m
• praia de origem sedimentar com um sistema dunar pequeno e frágil
• construções de madeira (bares e restaurantes) na duna frontal
Costa da Caparica
São João da Caparica
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• avaliação do risco em dois perfis da praia, sem e com estrutura aderente, para 30 anos de dados
• construção de mapas de vulnerabilidade, de perigosidade e de risco costeiro (Ferreira et al., 2015)
Costa da Caparica - São João da Caparica
III - Avaliação de risco
Risco (%)
19.975
47.719
17.739
14.482
0.086
Gráfico do Índice de Risco
Índice de risco
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WW III SWANFÓRMULAS
EMPÍRICASALERTA
WWIII
SWAN NÍVEIS DE RISCO
INSIGNIFICANTE
REDUZIDO
INDESEJÁVEL
INACEITÁVEL
OS ALERTAS SÃO ACIONADOS SEMPRE QUE SE EXCEDAM OS LIMITES PRÉ-ESTABELECIDOS
Costa da Caparica - São João da Caparica
III – Sistema de alerta
LNEC – UNL - UAc | 24• PREVISÃO DA AGITAÇÃO MARÍTIMA AO LARGO PARA O PERÍODO DE ESTUDO
Costa da Caparica - São João da Caparica
I – Caract. Agit. Mar. - WWIII
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LNEC | 25
• PREVISÃO DA AGITAÇÃO MARÍTIMA JUNTO À COSTA PARA O PERÍODO DE ESTUDO• 2 MALHAS BATIMÉTRICAS COM DIFERENTES RESOLUÇÕES (250m e 50m)
Costa da Caparica - São João da Caparica
I – Carat. Agit. Mar. – SWAN
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EX. INUNDAÇÃO A VARIAR ENTRE 0 E 6 M (ZH)
Costa da Caparica - São João da Caparica
IV - Sistema de alerta
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NÍVEIS DE RISCO
INSIGNIFICANTE
REDUZIDO
INDESEJÁVEL
INACEITÁVEL
Costa da Caparica - São João da Caparica
IV - Sistema de alerta
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• desenvolvimento do sistema de alerta
• desenvolvimento da plataforma WEB
Costa da Caparica - São João da Caparica
IV - Sistema de alerta
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Portugal
Açores
Porto da Praia da Vitória
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Porto da Praia da Vitória
III - Avaliação do risco
• Avaliação dos galgamentos (30 anos)
• Mapa de consequências
Mapa de consequências
Metodologia AHP
Caudal médio galgado
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WWIII SWAN DREAMS NN OVERTOPPING ALERTA
Hs, Tp, Ɵ, NM
AGITAÇÃO MARÍTIMA AO LARGO
AGITAÇÃO MARÍTIMA
JUNTO À COSTA
AGITAÇÃO MARÍTIMA
NO INTERIOR DO PORTO
AGITAÇÃO MARÍTIMA
JUNTO À ESTRUTURA
CÁLCULO DO GALGAMENTO
ALERTA QUANDO O
GALGAMENTO EXCEDE OS
VALORES PRÉ-ESTABELECIDOS
Porto da Praia da Vitória
IV - Sistema de alerta
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Porto da Praia da Vitória
Sistema de alerta - Tempestade de 12/03/2013
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Porto da Praia da Vitória
Plataforma WebPágina Web
Disponibilização de previsões de 6 em 6 horas, para os 3 dias seguintes
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Porto da Praia da Vitória
Boletim Diário
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Comparação de resultados do HIDRALERTA com Bóia Ondógrafo da Praia da Vitória (projeto Climaat)
Parâmetros de agitação marítima analisados:
- Altura significativa;
- Período de pico de onda;
- Direção de onda.
Validação do SISTEMA
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1:50
0.6 m
1:27
0.12 m
W74
0.4 m
-30.0 m(ZH)
-18.0 m(ZH)
0.5 m
1.2 m
3.5 m
1.12 m 10.56 m
W54
B1 B2 B3 W1 W2
2 m
W3 W4
W64
W84
B4
2 m
Rampa
Balança
Comparação de resultados do HIDRALERTA com ensaios em modelo físico
Validação do SISTEMA
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HINDCAST: Validação de eventos históricos entre 1979 e 2013
• 31 de Dezembro de 2009 HINDCAST HIDRALERTA / PONTO D8 / SECTOR TERMINAL MOLHE SUL
Data Hs (m) Tp (s) Dir (º) NM (m,ZH) q (l/s/m)
2009/12/30 06:00 1.35 13.64 62.09 0.90 0.000
2009/12/30 12:00 1.37 13.64 54.75 1.94 0.104
2009/12/30 18:00 1.94 13.64 64.87 0.89 0.120
2009/12/31 00:00 2.17 15.09 66.88 1.97 0.286
2009/12/31 06:00 2.78 15.09 66.62 1.04 0.291
2009/12/31 12:00 2.43 15.09 65.60 1.76 0.309
2009/12/31 18:00 1.77 15.09 71.20 1.08 0.162
2010/01/01 00:00 0.93 12.33 59.72 1.74 0.000
2010/01/01 06:00 0.00 12.33 0.00 1.30 0.000
2010/01/01 12:00 1.41 15.09 63.04 1.47 0.000
2010/01/01 18:00 1.99 16.69 63.70 1.37 0.242
2010/01/02 00:00 1.73 16.69 63.41 1.43 0.000
Validação do SISTEMA
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FORECAST: Validação de previsões durante o Inverno marítimo de 2015/16
• 14 de Dezembro de 2015
Validação do SISTEMA
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Navegação
Sistema de alerta aos esforços
nas amarras e aos movimentos
dos navios
Mapas de risco na manobra de
entrada de um navio
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Conclusões
• Aplicações do sistema HIDRALERTA com sucesso na zona da praia de S. João da Caparica, na Costa da Caparica,
zona do porto e baía da Praia da Vitória, na ilha Terceira, nos Açores.
• Sistema Eficaz e simples
Tem a capacidade de ter já acoplado todos os elementos necessários para a avaliação do risco e da emissão de alertas em tempo
• Trabalho futuro Validação do sistema com a colaboração das autoridades locais e com
a utilização de dados históricos, no sentido de garantir a fiabilidade do sistema
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José Carlos Ferreira,jcrf@fct.unl.pt
HIDRALERTAPTDC/AAC-AMB/120702/2010
Em parceria com PROJETO ESTRAMAR MAC/3/C177 - FEDER 2007/2013
SISTEMA DE PREVISÃO E ALERTA DE INUNDAÇÃO EM ZONAS COSTEIRAS E PORTUÁRIAS
OBRIGADO
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