Análise custo-benefício de obras longitudinais aderentes

Abstract

Diversas ações antropogénicas têm enfraquecido o caudal sólido afluente ao litoral, reduzindo a alimentação de sedimentos nas praias e conduzindo a um recorrente e generalizado recuo da posição da linha de costa. Perante este cenário, diferentes alternativas de intervenção de defesa costeira têm sido efetuadas em zonas de maior sensibilidade, sendo uma das mais frequentes, a construção de obras longitudinais aderentes. No entanto, a falta de monitorização destas estruturas, conjugada com o agravamento do grau de exposição das frentes costeiras urbanizadas à erosão, têm conduzido a um aumento da frequência de ocorrência de danos em diversas localidades, não só nas próprias estruturas, mas também nas zonas marginais às obras aderentes (infraestruturas, estabelecimentos comerciais e habitações). No âmbito deste trabalho, o estudo dos diversos fenómenos de propagação de ondas possibilitou a obtenção das características de agitação marítima locais, o que, juntamente com a análise do espraiamento das ondas, permitiu a avaliação do limite máximo de espraio em estruturas de defesa costeira. Foi desenvolvida uma metodologia de cálculo para estimar a frequência de galgamentos de obras longitudinais aderentes, em função da profundidade de fundo à frente da obra e do desnível entre a cota de coroamento e o nível médio do mar. Tendo em conta que o clima de agitação marítima e o comportamento do perfil de praia estão intrinsecamente associados à evolução da frequência de galgamentos ao longo do tempo, identificaram-se os fatores que conduzem a uma tendência de abaixamento do perfil de praia. Analisaram-se diversas formulações para estimar a profundidade máxima de erosão, permitindo antecipar o aumento da frequência dos eventos de dano e dos custos associados ao longo do tempo. Face a este problema, estimaram-se as frequências de galgamento no caso de estudo (praia do Furadouro) e avaliou-se a eficiência de várias abordagens de intervenção para reduzir a frequência de galgamentos existente (aumento da cota de coroamento, alimentação artificial do perfil de praia e construção de um patamar intermédio no talude da obra). Para tal, procedeu-se a uma análise custo-benefício das diversas soluções de intervenção, tendo em conta os custos de reabilitação das obras, os encargos de limpeza da via pública e reparação de infraestruturas e os danos devido às inundações. Por outro lado, é fulcral avaliar os custos diretos e indiretos da construção e manutenção de obras aderentes comparativamente ao valor económico, social e histórico do património que protegem. Para isso, com o auxílio do modelo numérico LTC, foi simulada a evolução da posição da linha de costa para vários cenários de prolongamento da obra longitudinal aderente sul do Furadouro para fazer face ao problema da erosão. Novamente, procedeu-se a uma análise custo-benefício de forma a estudar a viabilidade económica da construção destas estruturas para fazer face ao recuo da linha de costa.

Several anthropogenic actions have been weakening the sediment supplies to the coastal zones, reducing the amount of sediments available on the beaches and leading to a general and recurrent retreat of the shoreline position. Given this scenario, different coastal defence interventions, oftentimes longitudinal revetments, have been made in the past decades in certain areas with high erosion rates. However, the lack of monitoring of these coastal defence structures, combined with the degree of exposure of the urban areas to erosion, have led to an increased frequency of damage events in several locations, not only on the rubble mound revetments, but also in the marginal areas (damaging infrastructures, commercial establishments and housing). The study of wave propagation phenomena allows the prediction of the local wave characteristics, which, along with the analysis of the wave induced setup, enables the evaluation of the maximum run-up heights. A calculation methodology was developed in order to assess the overtopping frequency of longitudinal revetments, depending on the bottom depth at the toe of the structure and on the height difference between the mean water level and the crown level. Given that the wave climate and the beach profile are intrinsically associated with the evolution of the overtopping frequency over time, the causes for the lowering of the beach profile were identified and various formulations were analysed in order to estimate the maximum scour depth, to anticipate the frequency of damage events and the evolution of flood costs over time. Due to this problem, an estimative of overtopping and flooding events was applied to a case study (Furadouro beach) to evaluate the effectiveness of different intervention pathways to reduce wave overtopping (crown elevation, artificial beach nourishment and construction of an intermediate berm). A cost-benefit analysis was performed to assess the economic viability of each scenario based on the rehabilitation costs of the revetments and the flood damage costs over time (assessment of damaged property and buildings, cleaning up marginal areas and repairing infrastructures). Moreover, it is crucial to evaluate if the direct and indirect costs of construction and maintenance of longitudinal revetments compared with to the economic, social and historical value of the protected areas. Therefore, the numerical model LTC was used to simulate the shoreline evolution for different scenarios of increasing the extension of the longitudinal revetment located south of Furadouro. The economic viability of the construction of these coastal defence structures to prevent erosion was evaluated using a cost-benefit analysis taking into consideration the construction and maintenance costs of longitudinal revetments, the numerical modeling results for each scenario, the land cover values and the real estate values of urban areas.