Transporte sedimentar no estuário do rio Lima: avaliação de soluções de minimização do assoreamento na embocadura

Abstract

A bacia hidrográfica do rio Lima é uma bacia relativamente pequena e com pouca intervenção antropogénica. Contudo, a construção das barragens de Touvedo e Alto Lindoso, pensadas para controlar as cheias em Ponte de Lima e em Viana do Castelo, provocaram alterações significativas nas condições naturais do escoamento fluvial, diminuindo assim os caudais máximos verificados no estuário. Ainda, a construção das obras portuárias veio alterar a dinâmica sedimentar de transporte para a plataforma costeira. Durante as ultimas décadas, existiu uma acumulação de sedimentos na zona estuarina, principalmente na zona do canal de navegação, obrigando a administração do Porto de Viana do Castelo a efetuar dragagens após as épocas de cheia. Como tal, com o intuito de minimizar e dar resposta este problema de assoreamento na zona da embocadura, esta dissertação recorre à utilização de um modelo tridimensional morfodinâmico do estuário utilizando o programa informático, Delft3D, desenvolvido pela empresa Deltares. Para proceder à calibração do modelo foram realizadas três campanhas de monitorização do nível da maré no estuário referido. Foram simulados diferentes cenários de dinâmica sedimentar e estudada a inclusão de estruturas submersas e emersas para minimizar o problema do assoreamento na embocadura (identificação dos locais de erosão e deposição). Esta análise foi efetuada em função das condicionantes hidrodinâmicas (caudal fluvial e a amplitude da maré) e morfodinâmicas (dimensão média dos sedimentos, D50). Como resultado, observou-se que o caudal fluvial, quando conjugado com um período de maré viva, apresenta uma maior capacidade de erosão e transporte sedimentar, ou seja, quanto maior for o caudal fluvial e a amplitude da maré maior será a intensidade dos processos de dinâmica sedimentar. No que concerne às estruturas idealizadas para minimizar o assoreamento, inicialmente estas foram simulação considerando uma alteração de fundo, e observou-se que estas, como são constituídas por areia, são sempre erodidas. Como consequência, foram considerados novos cenários, nos quais o fundo foi assumido como rígido no local onde se colocou a estrutura, impedindo assim que esta fosse erodida e concluiu-se que as estruturas provocaram alterações na hidrodinâmica e na morfodinâmica desta zona do estuário levando a uma ligeira diminuição dos locais de deposição. Por fim, uma nova análise foi efetuada a cenários construídos recorrendo à funcionalidade Thin Dams. Estes são elementos verticais que se encontram sempre emersos e que obrigam o fluído a contorná-los. No entanto, os resultados destes últimos cenários não foram muito satisfatórios.

The Lima river basin is a relatively small basin with low anthropogenic intervention. However, the construction of the Touvedo and Alto Lindoso dams, despite controlling the floods in Ponte de Lima and Viana do Castelo, caused changes in the natural conditions of the river flow, attenuating the maximum flows existing in the estuary. Moreover, the recent construction of port structures changed the sedimentary dynamic of transport in the coastal platform. During the last decades, a sediment accumulation in the estuarine zone can be observed, mainly in the navigation channel zone. As consequence, the port of Viana do Castelo had been forced to dredge after the floods events Therefore, this work aims minimize the silting in the river mouth using a threedimensional morphodynamic model of the estuary, built using the Delft3D program, developed by Deltares. The goal was the study of the silting problem in the navigation channel zone. In this work, three monitoring campaigns to assess the tide level were carried out for later use in the model calibration. Therefore, different sediments dynamics were simulated considering the introduction of submerged and emerged structures to minimize the silting problem in the river mouth (identification of erosion and deposition sites). This analysis was based on hydrodynamic conditions (river flow and tidal amplitude) and morphodynamics (sediment size average, D50). It was observed that the river flow, when conjugated with a period of living tide, presents a greater erosion capacity and sedimentary transport, i.e., the greater the river flow and the tide amplitude the greater is the intensity of the sedimentary dynamics processes. In what concerns to the structures idealized to minimize the silting problem, these were initially simulated assuming a bottom change, and it was observed that these, once they are made of sand, are always eroded. As consequence, new scenarios were considered, in which the bottom was assumed rigid where the structure was placed, blocking it from being eroded. As conclusion was possible to verify that these structures can cause changes in the hydrodynamics and morphodynamics of this area leading to a slight decrease in deposition sites. Finally, a new analysis was performed on scenarios constructed using the Thin Dams functionality. These are vertical elements that are always immerse and that force the fluid to contour them. However, the results for these latter scenarios were not as good as expected.