Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10773/17391
Title: Suspended sediments in Ria de Aveiro: present and future dynamics
Other Titles: Sedimentos em suspensão na Ria de Aveiro: dinâmica atual e futura
Author: Costa, Sandra Marisa Silva
Advisor: Coelho, Carlos Daniel Borges
Portela, Luís Ivens Ferraz Saavedra
Dias, João Miguel Sequeira Silva
Keywords: Hidrodinâmica - Ria de Aveiro (Portugal)
Alterações climáticas
Transporte de sedimentos - Ria de Aveiro (Portugal)
Geomorfologia - Ria de Aveiro (Portugal)
Sedimentação--Ria de Aveiro (Portugal)
Defense Date: 2016
Publisher: Universidade de Aveiro
Abstract: Ao longo do tempo a Ria de Aveiro foi sujeita a modificações geomorfológicas, resultantes da combinação de ações naturais e humanas, que levaram a alterações na dinâmica da maré, e consequentemente no balanço sedimentar e no seu potencial para exportar os sedimentos. Desta forma, o objetivo deste trabalho é avaliar a influência de alterações climáticas e humanas futuras na dinâmica dos sedimentos em suspensão na Ria de Aveiro. A metodologia seguida foi a análise da evolução passada dos caudais em suspensão do rio Vouga, com recurso a curvas de caudal sólido em suspensão, e da evolução morfológica da área portuária e entrada dos principais canais, através de levantamentos batimétricos, entre 2001 e 2012. Adicionalmente analisou-se a influência da salinidade e da concentração inicial na velocidade de queda dos sedimentos finos, através de ensaios em coluna de sedimentação. Foi também implementado e validado um modelo de transporte de sedimentos em suspensão para a Ria de Aveiro. A sua validação foi efetuada através da comparação das previsões numéricas com dados in situ da concentração de sedimentos em suspensão. Esta implementação foi usada para investigar a evolução do transporte sedimentar em suspensão do passado (1987/88) para o presente (2012), tendo ainda sido usada no estudo da influência de ações antropogénicas e alterações climáticas. Os resultados evidenciaram que o caudal em suspensão do rio Vouga apresentou uma tendência de decréscimo no passado. A área portuária e a entrada dos principais canais apresentaram um aprofundamento devido às operações de dragagem realizadas decorrentes das obras de expansão do Porto de Aveiro. Ensaios laboratoriais em coluna de sedimentação mostraram que a velocidade de queda é influenciada pela salinidade, concentração inicial e dimensão das partículas. O modelo numérico implementado reproduz satisfatoriamente a dinâmica dos sedimentos em suspensão na Ria de Aveiro. Os resultados da modelação revelaram que o aprofundamento dos canais verificado desde o passado até ao presente intensificou os fluxos sedimentares. As operações de dragagem planeadas no futuro nos canais de Mira e Ílhavo poderão levar ao aumento do transporte sedimentar nestes canais, sobretudo no de Ílhavo. A redução do caudal do rio Vouga devido à barragem de Ribeiradio-Ermida poderá levar à acentuada diminuição dos fluxos sedimentares em todos os canais. O efeito das alterações climáticas nos caudais fluviais acentuará a assimetria sazonal, sendo esperado o aumento/diminuição do transporte sedimentar em condições de caudal máximo/médio. Em oposição, a subida do nível médio do mar (NMM) poderá conduzir à intensificação dos fluxos sedimentares em todos os canais. A combinação do efeito das alterações climáticas nos caudais fluviais com a subida do NMM apresenta as mesmas tendências observadas para o cenário de alterações nos caudais fluviais, mas com menores diferenças relativamente ao presente, em condições de caudal máximo e médio. Por outro lado, em condições de caudal mínimo são esperadas as mesmas tendências previstas nos cenários de subida do NMM, mas com maiores diferenças relativamente ao presente.
Over time, Ria de Aveiro has experienced geomorphological changes, result of natural and anthropogenic pressures, which have led to changes in tidal dynamics. Tidal changes influence the lagoon sediment budgets and modify its potential to export sediments. Therefore, the main aim of this work is to study the influence of future anthropogenic actions and climatic change effects on the lagoon suspended sediment transport. The methodology followed was the analysis of the evolution of the Vouga river suspended sediment load, by the application of sediment rating curves, and the morphodynamic characterization of the harbour area and the main lagoon channels downstream areas, through bathymetric data. In addition, the influence of salinity and initial suspended sediment concentration on the settling velocity of fine sediments was examined, through tests performed in a settling column. Afterwards, a suspended sediment numerical model was implemented and validated for the study area. Validation was performed through the comparison of numerical predictions with observations of suspended sediment concentrations (SSC). This implementation was then used to investigate the evolution of suspended sediment transport from past (1987/88) to present (2012) conditions and the influence of future anthropogenic actions and climate change effects on suspended sediment dynamics. Results indicate that suspended sediment loads in the Vouga river have shown a decreasing trend in the past. The harbour area and the main lagoon channels have experienced deepening, mainly associated to dredging operations. Experiments with the settling column showed that the settling velocity of fine sediments is influenced by salinity, initial concentration and particle size. The numerical model showed the capability to reproduce accurately the SSC of the study area. The modelling results reveal that the deepening of the main lagoon channels has led to suspended sediment transport increase. Regarding future anthropogenic actions, planned dredging operations at Mira and Ílhavo channels will have higher impact at Ílhavo channel, with an increase in the sediment fluxes being expected. The reduction of the Vouga river discharge and suspended sediment loads due to the construction of Ribeiradio-Ermida dam, is expected to decrease suspended sediment fluxes at all main lagoon channels, with higher impact for mean fluvial discharge conditions. Climate change effects on fluvial discharges will accentuate the seasonal asymmetry, with an increase/decrease in sediment fluxes being predicted at the main lagoon channels for high/mean and low fluvial discharge conditions. For mean sea level rise (MSLR) scenarios an intensification of sediment fluxes is predicted at the main channels. On the other hand, for a combination of climate change effects on fluvial discharges and MSL, the trends found for climate change effects on fluvial discharges are expected to be reduced for high and mean fluvial discharge conditions. Finally, for low fluvial discharge conditions suspended sediment is expected to decrease as predicted for MSLR, but with higher differences comparing to the present lagoon conditions.
Description: Doutoramento em Engenharia Civil
URI: http://hdl.handle.net/10773/17391
Appears in Collections:DECivil - Teses de doutoramento
UA - Dissertações de mestrado

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
PhD_Sandra_Costa.pdf66.44 MBAdobe PDFView/Open


FacebookTwitterDeliciousLinkedInDiggGoogle BookmarksMySpace
Formato BibTex MendeleyEndnote Degois 

Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.