Modelação morfodinâmica de operações de dragagens em estuários

Abstract

O crescente aumento do volume de negócios das atividades portuárias incluídas no estuário do rio Lima tem vindo a aumentar as exigências de segurança e navegabilidade do canal de navegação existente. Estas exigências são colmatadas através de obras de proteção e de dragagem, realizadas frequentemente no estuário, implicando gastos significativos. Nesta perspetiva mais económica, a monitorização do estuário é fundamental para simultaneamente diminuir as despesas e garantir as condições exigidas. Numa vertente ambiental, os estuários são sistemas complexos que ligam dois ambientes aquáticos sujeitos a processos muito distintos, o que dificulta muito a sua monitorização. A dependência económica do bom estado dos estuários, bem como a preservação dos habitats nele existentes, requer a utilização de tecnologias avançadas, como as desenvolvidas em áreas como a hidroinformática, para uma gestão eficiente destes sistemas. O trabalho desenvolvido nesta dissertação, baseado na aplicação de ferramentas hidroinformáticas, utiliza um programa baseado em métodos numéricos que permite avaliar o impacto de dragagens em estuários, tendo sido aplicado ao estuário do rio Lima. Esse software, Delft3D, foi utilizado, inicialmente, para avaliar a evolução batimétrica do estuário e numa segunda fase, para prever a pluma formada por transbordamento, um dos métodos de descarga utilizado pelas dragas auto-transportadoras. A bacia do rio Lima, não sendo muito ocupada com atividades antropogénicas, situa-se numa região muito pluviosa e as duas barragens que foram construídas alteraram significativamente após a sua construção recente, o modo como o escoamento e o transporte de sedimentos se processa. Neste trabalho foram simulados cenários de escoamento e transporte sedimentar de modo a avaliarem-se padrões morfodinâmicos no estuário. Entre as variáveis analisadas salienta-se a concentração de sedimentos na fronteira de montante, a dimensão característica do sedimento do leito, o caudal fluvial e o tipo de maré. No estudo da pluma gerada pelas descargas por transbordamento associadas a operações de dragagens, foram consideradas descargas compostas por silte e argila, realizadas em duas localizações diferentes no estuário.

The growing increase in the business port activities at the river Lima harbor has been increasing the safety and navigability requirements of the existing navigation channel. These requirements are met through protection and dredging works, which are often carried out in the estuary, implying significant expenses. In this more economical perspective, monitoring the estuary is essential to simultaneously reduce expenses and guarantee the required conditions. In an environmental perspective, estuaries are complex systems that link two aquatic environments subject to very different processes, which makes monitoring very difficult. The economic dependence on the good state of the estuaries, as well as the preservation of its habitats, requires the use of advanced technologies, such as those developed in areas such as hydroinformatics, for an efficient management of these systems. The work developed in this dissertation, based on the application of hydroinformatics tools, uses a program based on numerical methods that allows to evaluate the impact of dredging in estuaries, having been applied to the Lima River estuary. This software, Delft3D, was used, initially, to assess the estuarine morphodynamics and in a second phase, to predict the plume formed by overflow, one of the discharge methods used by self-transporting dredges. The Lima River basin, not being very occupied with human activities, is located in a very rainy region and the two relatively recent constructed dams have significantly changed the way the river flows and the transport of sediments takes place. In this work, sediment transport scenarios were simulated in order to evaluate morphodynamic patterns in the estuary. Among the variables analyzed, we highlight the concentration of sediments at the upstream boundary, the characteristic dimension of the bed sediment, the river flow and the type of tide. In the study of the plume generated by overflow discharges associated with dredging operations, discharges composed of silt and clay were considered, occurring in two different areas in the estuary.