hidralerta - smpcb.pt

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


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


• 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


• Motivação

• Sistema HIDRALERTA

Componentes

• Casos de Aplicação

Costa da Caparica, Almada

Praia da Vitória, Ilha Terceira, Açores

• Desenvolvimentos Futuros

Tópicos


Porto da Praia da Vitória

Motivação

14 de dezembro de 2015

21 de Dezembro de 2001

31 de Dezembro de 2009


Motivação

Galgamentos e inundações

Costa da Caparica, 6 de janeiro de 2014


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


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


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


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


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


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


• Utilização de modelos numéricos

Sistema HIDRALERTA

I – Caraterização da agitação marítima

WWIII

SWAN

DREAMS


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


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.


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


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


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


• Costa da Caparica

• Baía da Praia da Vitória

Casos de estudo


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


• 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


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


III – Sistema de alerta

LNEC – UNL - UAc | 24• PREVISÃO DA AGITAÇÃO MARÍTIMA AO LARGO PARA O PERÍODO DE ESTUDO


I – Caract. Agit. Mar. - WWIII


LNEC | 25

• PREVISÃO DA AGITAÇÃO MARÍTIMA JUNTO À COSTA PARA O PERÍODO DE ESTUDO• 2 MALHAS BATIMÉTRICAS COM DIFERENTES RESOLUÇÕES (250m e 50m)


I – Carat. Agit. Mar. – SWAN


EX. INUNDAÇÃO A VARIAR ENTRE 0 E 6 M (ZH)


IV - Sistema de alerta


NÍVEIS DE RISCO

INSIGNIFICANTE

REDUZIDO

INDESEJÁVEL

INACEITÁVEL




• desenvolvimento do sistema de alerta

• desenvolvimento da plataforma WEB




Portugal

Açores




III - Avaliação do risco

• Avaliação dos galgamentos (30 anos)

• Mapa de consequências

Mapa de consequências

Metodologia AHP

Caudal médio galgado


WWIII SWAN DREAMS NN OVERTOPPING ALERTA

Hs, Tp, Ɵ, NM

AGITAÇÃO MARÍTIMA AO LARGO

AGITAÇÃO MARÍTIMA

JUNTO À COSTA


NO INTERIOR DO PORTO


JUNTO À ESTRUTURA

CÁLCULO DO GALGAMENTO

ALERTA QUANDO O

GALGAMENTO EXCEDE OS

VALORES PRÉ-ESTABELECIDOS





Sistema de alerta - Tempestade de 12/03/2013



Plataforma WebPágina Web

Disponibilização de previsões de 6 em 6 horas, para os 3 dias seguintes

index.html



Boletim Diário


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


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



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



FORECAST: Validação de previsões durante o Inverno marítimo de 2015/16

• 14 de Dezembro de 2015



Navegação

Sistema de alerta aos esforços

nas amarras e aos movimentos

dos navios

Mapas de risco na manobra de

entrada de um navio


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


José Carlos Ferreira,[email protected]

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

hidralerta - smpcb.pt

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