Beach volumetric analysis and wave forcing along an Irish beach system

Dissertação de mestrado, Geomática, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2014Five Finger Strand, a bedrock-framed beach located between Five Finger rock and the mouth of Trawbreaga Bay, Republic of Ireland, appears to experience high temporal and spatial variability in erosion and accretion because the coast is forced by multiple mechanisms that operate over different time scales (Cooper et al., 2007). To identify all states the beach can present, their frequency of occurrence and dynamics, it the study of beach profiles was implemented in which beach volumetric analysis was used to determine and predict beach evolution. Additionally incident waves were analysed and statistical analysis applied on these. Owing to data complexity, a Geographic Information System (GIS) tool – BeachPROG – was developed to facilitate data analysis. As input it uses Differential Global Positioning System (DGPS) data and outputs Digital Elevation Models (DEMs), beach volumes, profiles and respective areas and slopes, through Python script. In general, this tool revealed good results, as the data automation, visualisation, spatial consultation, and spatial analysis can be accessed in a much more intuitive way than through existing methods. Equally, this tool can serve as a methodological base for other investigations, presenting a fully commented, easy script structure that enables further modifications and/or script accretions. Data from the BeachPROG tool, were compared against hydrodynamic data at the site. The existence of variations in beach behaviour caused by wave forcing was clearly evident. However, in some cases it was equally possible to verify that even being exposed to conditions capable of causing significant changes, the beach remained stable. A deep knowledge on how waves and inlet dynamics interact with the beach, changing its behaviour, was however, not the main aim of this thesis, since the main goal was to develop and test the GIS based tool. Previous studies analysing similar forcing agents showed different beach behaviours, for the study area, indicating that further and more detailed studies must be performed.A praia Five Finger Strand, de estrutura rochosa e compreendida entre a rocha Five Finger e a barra de maré do Trawbreaga (M. C. O’ Connor, Cooper, & McKenna, 2009), República da Irlanda, evidencia ser condicionada por diversos mecanismos, causando variabilidade sedimentar temporal e espacial (Cooper et al., 2007). Para a correta identificação dos comportamentos que a praia pode apresentar, respetiva frequência e dinâmica com que ocorrem, foi implementado o estudo de perfis de praia, tendo-se recorrido às análises volumétricas para determinar a sua evolução. Adicionalmente, estudou-se a atuação das ondas incidentes e implementou-se uma análise estatística. Devido à complexidade dos dados, foi desenvolvida a ferramenta SIG – BeachPROG – para facilitar o tratamento de dados. Esta ferramenta usa dados DGPS para originar MDEs, perfis de praia, volumes e respetivas áreas, através de códigos em Python. No geral, esta ferramenta revelou estar apta a desenvolver as tarefas definidas, sendo que a automatização dos dados, visualização, consulta e análise espacial podem ser executadas de forma bastante intuitiva. A ferramenta está igualmente apta a servir como base metodológica para outras investigações, apresentando um código totalmente comentado e de fácil estrutura, permitindo assim futuras modificações. Após obtenção dos dados com a ferramenta BeachPROG, foram realizadas comparações com dados da agitação marítima. A existência de variações comportamentais da praia causadas por alterações na atuação das ondas foi bastante evidente. No entanto, em alguns casos foi igualmente possível verificar que, mesmo existindo todas as condições capazes de provocar alterações significativas na praia, esta manteve-se estável. Não foi possível, nesta dissertação, saber em detalhe como estes dois mecanismos atuam na praia e qual o agente predominante para cada condição, visto que o objetivo principal foi o desenvolvimento e teste da ferramenta. Estudos anteriores revelaram que, para condições hidrodinâmicas semelhantes, diferentes comportamentos da praia foram obtidos, reforçando a necessidade da realização de estudos mais detalhados