Morphodynamics of the Cacela inlet and ebb-tidal delta based on Sentinel 2 images

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Guélard-Ancilotti, Emile
Data de Publicação: 2021
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
Texto Completo: http://hdl.handle.net/10400.1/18184
Resumo: The main objective of this master thesis was to investigate and comprehend the short-term morphologic evolution of Cacela Inlet and ebb-tidal delta, based on Sentinel-2 satellite imagery from September 2015 to September 2020. The different observations made on Cacela inlet and ebb-tidal delta were analyzed and possibly related with computed waves data from SIMAR numerical model in order to observe the influence of prevailing hydrodynamic conditions that can act on it. Through the analysis of its barriers, inlet and ebb tidal delta features morphology and morphodynamics, this study produced a first morphological characterization of the system. Indeed, regarding its general observed morphology, it was characterized as a system with mixed energy influences showing characteristic morphological features produced by both tidal currents (e.g., almost constant well developed margin linear bars) and wave forcing (e.g., swash bars and ebb-tidal delta asymmetry). Moreover, the inlet evolution was related to the barriers morphodynamics, which was strongly influenced by the ebb delta shoals/channel behaviors. Those barriers showed quite unbalanced evolutions due to the shoals preferential welding to the downdrift barrier, and to an updrift barrier more exposed to the waves. Those processes were mostly governed by the combination of eastward longshore drift and mixed waves origins influence. However, the large and unusual morphological variability observed at Cacela ebb tidal delta was hardly related to wave activity, except for some large storm events. Among these, the Emma storm stands out as it was considered to have initiated or aided the present inlet position stability by straightening and shifting the unstable arcuate channel at the center of Cacela Inlet. This stability contrasts with Lacém Inlet’s (previous inlet separating Cabanas Island from Cacela Peninsula until its artificial closure and relocation through the opening of Cacela Inlet in 2011) that showed high (downdrift) migration, thus indicating successful inlet management.
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spelling Morphodynamics of the Cacela inlet and ebb-tidal delta based on Sentinel 2 imagesInletEbb-tidal deltaMorphodynamicsShoalsEbb channelCacela-cabanas systemHydrodynamicsSentinel-2Domínio/Área Científica::Ciências Naturais::Outras Ciências NaturaisThe main objective of this master thesis was to investigate and comprehend the short-term morphologic evolution of Cacela Inlet and ebb-tidal delta, based on Sentinel-2 satellite imagery from September 2015 to September 2020. The different observations made on Cacela inlet and ebb-tidal delta were analyzed and possibly related with computed waves data from SIMAR numerical model in order to observe the influence of prevailing hydrodynamic conditions that can act on it. Through the analysis of its barriers, inlet and ebb tidal delta features morphology and morphodynamics, this study produced a first morphological characterization of the system. Indeed, regarding its general observed morphology, it was characterized as a system with mixed energy influences showing characteristic morphological features produced by both tidal currents (e.g., almost constant well developed margin linear bars) and wave forcing (e.g., swash bars and ebb-tidal delta asymmetry). Moreover, the inlet evolution was related to the barriers morphodynamics, which was strongly influenced by the ebb delta shoals/channel behaviors. Those barriers showed quite unbalanced evolutions due to the shoals preferential welding to the downdrift barrier, and to an updrift barrier more exposed to the waves. Those processes were mostly governed by the combination of eastward longshore drift and mixed waves origins influence. However, the large and unusual morphological variability observed at Cacela ebb tidal delta was hardly related to wave activity, except for some large storm events. Among these, the Emma storm stands out as it was considered to have initiated or aided the present inlet position stability by straightening and shifting the unstable arcuate channel at the center of Cacela Inlet. This stability contrasts with Lacém Inlet’s (previous inlet separating Cabanas Island from Cacela Peninsula until its artificial closure and relocation through the opening of Cacela Inlet in 2011) that showed high (downdrift) migration, thus indicating successful inlet management.O delta de Cacela ebb-tidal, que é a frente a céu aberto da enseada de Cacela, a enseada mais a leste da lagoa da Ria Formosa, situa-se em frente de Cacela Velha no Algarve (Portugal). Esta enseada é bastante recente, pois foi aberta artificialmente em 2011 após o encerramento da instável Enseada Lacém (anteriormente em frente de Fábrica). A dinâmica desta última foi relativamente bem documentada, antes do seu encerramento em 2011, com base em vários estudos sobre a sua evolução a longo prazo. No entanto, não há informação sobre a evolução morfológica da Enseada de Cacela, bem como sobre o seu delta de refluxo desde a sua abertura, incluindo a sua resposta a eventos energéticos. Assim, o principal objectivo desta tese de mestrado foi investigar e compreender a evolução morfológica a curto prazo da Enseada de Cacela e do delta da maré baixa, com base em imagens de satélite Sentinel-2 de Setembro de 2015 a Setembro de 2020. As diferentes observações feitas sobre a entrada de Cacela e o delta da maré baixa foram analisadas e possivelmente relacionadas com dados de ondas computorizadas do modelo numérico SIMAR, a fim de observar a influência das condições hidrodinâmicas prevalecentes que podem actuar sobre ela. Para esse efeito, a morfologia e morfodinâmica deste sistema foram investigadas utilizando as características gerais e deslocamentos horizontais das suas características morfológicas (por exemplo, cardumes, canais e barreiras) visíveis nas imagens durante períodos (meses) de curto prazo. Duas imagens por ano (cerca de cada 6 meses) foram analisadas em Março e Setembro para verificar as características morfológicas gerais dos cardumes e as alterações e revelar possíveis sazonalidades. Além disso, o intervalo de tempo entre as imagens foi reduzido (por exemplo, uma imagem quase de 2 em 2 meses) para acompanhar as alterações morfológicas de curto prazo observadas no intervalo de 6 meses. As características morfológicas do sistema foram anotadas no QGIS para todas as imagens utilizadas (apêndice 1) através de linhas digitalizadas ou posições referenciadas, e foram desenhados diagramas estruturais no QGIS para imagens com intervalo de 6 meses. Esta abordagem permitiu investigar como as condições de ondas de curto prazo e os eventos energéticos (por exemplo, ocorrência de ondas/tempestades orientais ou ocidentais, condições de ondas baixas, períodos altamente energéticos, etc.) estão relacionados com as alterações morfológicas observadas. A evolução morfol ógica do sistema foi então comparada com o ambiente marinho local, principalmente no que diz respeito à potência das ondas e ao seu maior ângulo de incidência, e a eventos energéticos que poderiam ter influenciado a entrada e a morfologia do delta de maré baixa. Quanto aos resultados, embora este sistema tenha mostrado uma grande variabilidade que não foi descrita noutros deltas de maré baixa (frequentemente maiores), a entrada de Cacela e o delta de maré baixa foram definidos como um sistema com influências energéticas mistas, mostrando características morfológicas características produzidas tanto pelas correntes de maré como pela força das ondas. A sua morfologia geral apresentou um delta de maré baixa quase constantemente composto por barras lineares de margem de canal bem desenvolvidas testemunhando a influência das marés no sistema. Essas barras faziam fronteira com um canal de refluxo principalmente orientado N-S na sua parte superior (terra) e desviado na sua parte inferior (maré) (principalmente NW-SE com uma importante variabilidade das orientações W-E para NE-SW). A influência das ondas foi principalmente expressa por uma assimetria geral no delta de maré baixa composta por barras oscilantes bem desenvolvidas que se formam, agregam e fundem com a barreira de direcção descendente em quase um ano. Esta assimetria, bem como a morfodinâmica dos cardumes, foi explicada pela combinação da deriva de longo curso para leste e da potência normalizada (Pch) das ondas orientais, maior do que para oeste, que também atingem a costa mais frontalmente do que as ondas ocidentais (devido à orientação da linha costeira NE-SW). Foi observada uma sazonalidade de ondas consistente com o desenvolvimento de cardumes grandes e dinâmicos no Inverno devido à influência das ondas; no Verão, estes cardumes estavam mais dispersos no Verão devido ao domínio das marés sob condições de ondas baixas. A posição da parte mais baixa (para o mar) do canal de refluxo principal roda significativamente no sentido horário e anti-horário durante períodos de 2 a 6 meses, à semelhança dos modelos de "desvio de sedimentos" e de "entrada estável" do FitzGerald (2000). A evolução da entrada estava relacionada com a morfodinâmica das barreiras, que é fortemente influenciada pelo comportamento dos cardumes/canais de delta de refluxo. De facto, mostrou uma migração geral para baixo e para terra dentro da bacia da barreira traseira sob a combinação de condições de grandes ondas do Sudeste e do Sudoeste que favorece a soldadura das barras. Inversamente, a sua posição desloca-se à deriva e para o mar em condições de ondas baixas ou quando o canal de refluxo foi inclinado dentro da entrada. Este canal inclinado foi observado após a tempestade oriental de Abril de 2017, que levou a um longo período de erosão do escarro da barreira de corrente de ar. Depois, o canal endireitou-se e deslocou-se para o centro da entrada larga, devido à tempestade ocidental de Março de 2018 (Emma, a maior tempestade durante o período de estudo). Esta deslocalização natural pareceu ter estabilizado bastante o sistema, que não mostrou grandes alterações morfológicas desde então, incluindo a ocorrência de uma tempestade ocidental em Dezembro de 2019. A excepção é a parte inferior (para o mar) do canal que sofreu rotações mais contínuas e grandes, indicando que o sedimento continua a contornar de acordo com os modelos de "mudança de canal exterior" e "entrada estável". Globalmente, este estudo mostra que a grande e invulgar variabilidade morfológica do delta do refluxo de Cacela está dificilmente relacionada com a actividade das ondas, excepto no caso de alguns grandes eventos de tempestade. Entre estes, a tempestade Emma mantém-se tal como desencadeou ou promoveu a estabilidade actualmente observada da posição de entrada. Esta estabilidade contrasta com a alta (downdrift) migração da entrada de Lacém (a antiga entrada de Cacela antes da sua deslocalização artificial em 2011), e indica uma gestão bem sucedida no que diz respeito à sustentabilidade da entrada. Em estudos futuros, a permanência da posição de entrada deve ser confirmada, e a morfodinâmica do delta do refluxo deve ser avaliada com base em dados adicionais (imagens de satélite, fotografias aéreas, batimetria) um curto intervalo de tempo (todos os meses, por exemplo).Garel, ErwanFerreira, ÓscarSapientiaGuélard-Ancilotti, Emile2022-08-26T15:26:10Z2021-12-202021-12-20T00:00:00Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10400.1/18184TID:202911047enginfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)instname:Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãoinstacron:RCAAP2023-07-24T10:30:26Zoai:sapientia.ualg.pt:10400.1/18184Portal AgregadorONGhttps://www.rcaap.pt/oai/openaireopendoar:71602024-03-19T20:07:58.744661Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos) - Agência para a Sociedade do Conhecimento (UMIC) - FCT - Sociedade da Informaçãofalse
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