Programação de métodos de pré-dimensionamento de obras costeiras

Abstract

As zonas do litoral enfrentam graves problemas de erosão. O importante défice sedimentar, a crescente pressão urbana sobre as zonas costeiras e o continuado recuo da posição da linha de costa, permitem projectar que os investimentos necessários na realização e manutenção de obras de defesa costeira sejam cada vez maiores. A existência de inúmeras formulações para o pré-dimensionamento de obras de defesa costeira e a necessidade de compreender a influência da variação dos parâmetros envolvidos, nos resultados finais, torna útil o desenvolvimento de ferramentas automáticas, que permitam a comparação de diferentes soluções, com o intuito de obter resultados optimizados, de forma rápida e expedita. Assim, o presente trabalho teve como objectivo principal, o desenvolvimento de uma aplicação informática (D-Coast), utilizando a linguagem C#, que permita, essencialmente, a determinação do peso unitário dos blocos do manto resistente, para diferentes formulações e tipos de obra. O modelo D-Coast foi desenvolvido com o intuito de facilitar os processos de cálculo, de forma a possibilitar uma rápida comparação entre várias soluções alternativas, e a auxiliar a realização de análises de sensibilidades às variáveis envolvidas no cálculo. Assim, pretendeu-se que o modelo fosse expedito, com uma interface gráfica intuitiva e de fácil utilização. Para além disso, o modelo possibilita, não só a realização de um cálculo isolado, mas também de cálculo repetido, originando tabelas de resultados, que possam ser exportadas para Excel®. O D-Coast engloba o pré-dimensionamento de estruturas não galgáveis, galgáveis e submersas, considerando três formulações distintas para os cálculos no primeiro caso (Hudson, van der Meer para enrocamento e van der Meer/Jong para tetrápodos) e uma formulação nos outros dois tipos de estruturas (van der Meer para enrocamento). Recorrendo ao D-Coast, foi realizada uma análise de sensibilidades, para todas as formulações e diversos parâmetros, com o objectivo de avaliar qual a influência da variação de cada um dos parâmetros no valor final do peso unitário dos blocos do manto resistente das obras de defesa costeira. Admitindo uma situação de projecto hipotética, são apresentados alguns exemplos de cálculo e construídas tabelas de pré-dimensionamento expedito, que fornecem o peso unitário dos blocos para diferentes combinações dos parâmetros envolvidos. Por fim, foram realizadas algumas análises, que são posteriormente comparadas com estudos existentes na bibliografia, validando os resultados obtidos no D-Coast.

The coastal areas are facing serious erosion problems. The important sediment deficit, the increasing of urban pressure on coastal areas and the continuous shoreline retreat, anticipate increasing investments to build and maintain shore protection structures along the coast. Different pre-design formulations for shore protection structures and the need to understand the influence of the involved parameters in the final result, makes necessary the development of automatic tools that allow the comparison of different solutions in order to get optimized results. So, the main purpose of this work was the development of software (D-Coast), using C# language, which allows essentially the calculation of armor layer blocks unit weight, for different formulations and types of structures. D-Coast was developed in order to facilitate calculation processes, allowing a quick comparison between several alternative solutions, and to assist sensitive analysis about variables involved in the calculation. Therefore, this tool should be resourceful, with an intuitive and easy graphical interface. In addition, if allows not only isolated calculations, but also repeated calculations, obtaining tables of results, exportable to Excel files. The D-Coast encompasses not-overtopped, low-crested and submerged structures pre-design, considering three different formulations for the first case (Hudson and van der Meer for rocks and van der Meer/Jong for tetrapods) and a single formulation in the other types of structures (van der Meer for rocks). Using D-Coast, a sensitive analysis was performed for all formulations and various parameters, in order to evaluate each parameter influence on the final value of armor layer blocks weight. Assuming an hypothetical design situation, some calculation examples were exposed. Some pre-design tables were prepared, which provide the blocks weight for different combinations of the parameters involved. Finally, some analysis were performed and compared with case studies presented in the literature, validating the results obtained by D-Coast.