ADMINISTRAQAO DOS PORTOS DO DOURO E LEIXOES
Hydro-morphological study
Douro Estuary
P a r t s
Morphological evaluation
december 1 9 8 2 / P 6 1 3
TABLE OF CONTENTS
1 . INTRODUCTION
2 . CHARACTERISTICS OF THE RIVER DOURO . . 3 3.. THE INFLUENCE OF CURRENTS . o . . , , . , o . . . 5
k. FINE PARTICLES AND THE S. PAIO AREA „ , . . . o . , . . . . l 4
5 . THE INFLUENCE OF WAVES . . . 1 5 6 . WAVES AND CURRENTS . . . 19
1 . INTRODUCTION The A d m i n i s t r a c a o dos P o r t o s do D o u r o i s c o n f r o n t e d w i t h t h e f a c t t h a t f u t u r e e j j p s n s l o n s f t h s p s r t a r e a s o f L e i x o e s i s U < n | t e d by t h e s u r r o u n d i n g h i l l s and u r b a n i s a t i o n . One o f t h e ' a l t e r n a t i v e s f o r f u -t u r e e x p a n s i o n m i g h -t be -t h e c r e a -t i o n o f p o r -t f a c i l i -t i e s i n -t h e D o u r o e s t u a r y , w h e r e a r e l a t i v e l y l a r g e , f l a t a r e a i s a v a ! l £ , J l e . H o w e v e r , t h e r i v e r e n t r a n c e i s r a t h e r u n s t a b l e f r o m a m o r p h o l o g i c a l p o i n t o f v i e w , so t h a t r e g u l a r d r e d g i n g f s r e q u i r e d t o m a i n t a i n an a c c s s s c h a n n e l « In o r d a r t o e l i m i n a t e t h e r i s k o f u n e x p e c t e d m o r p h o l o g i c a l c h a n g e s i n t h e D o u r o e s t u a r y , due t o h a r b o u r w o r k s APDL has- d e c i d e d t o s t u d y t h e m o r p h o l o g i c a l a s p e c t s o f t h e D o u r o b a r t h o r o u g h l y , and t o make a d e s i g n f o r a m a t h t n a t i c a l model t o i n v e s t i g a t e t h e i n f l u e n c e o f h a r -b o u r v/orks- i n t h e a r e a . T h i s s t u d y was o f f e r e d t o APOL b y t h e S o c i e d a d e P o r t u g u e s a de D r a g a g e n s i n J a n u a r y I 9 8 2 . A f t e r r e c e i p t o f t h e l e t t e r o f a d j u d i c a -t i o n f r o m APDL, d a -t e d J u l y 2 9 -t h , 1 9 8 2 , H y d r o n c - ^ i c bv was a s k e d by S o P . D . t o s t a r t t h e s t u d y . The s t u d y i s d i v i d e d i n t o s i x p h a s e s , v i z ? a l . wave p e n e t r a t i o n c a l c u l a t i o n a 2 . c a l c u l a t i o n o f l o n g s h o r e t r a n s p o r t a 3 . c a l c u l a t i o n o f t h e t i d a l p r i s m b . m c r p h o l o g i c s l e v a l u a t i o n
c . s e t - u p o f t h e m a t h e m a t i c a l model As d e s c r i b e d i n o u r p r o p o s a l o f J a n u a r y I 9 8 2 , a r e p o r t f o r e a c h p h a s e w i l l be p r e s e n t e d t o APOL. T h i s r e p o r t g i v e s t h e m o r p h o l o g i c a l e v a l u a t i o n o f t h e m o u t h o f t h e r i v c ' r D o u r o . The e v a l u a t i o n i s b a s e d on t h e f i n d i n g s d u r i n g t h e m a r s u r & n e n t c a m p a i g n ( 8 / 1 1 / 8 2 - 2 6 / 1 1 / 8 2 ) , on t h e r e s u l t s o f p h a s e ?1 - a3 and ov. t h e d r t a f r o m t h t ; h f ' . t o r i c a l c h a r t s o f t h e D o u r o n i ü u t h ( 1 8 7 2 - 1 9 7 2 ) . 2
2 . CHARACTERISTICS OF THE RIVER DOURO The r i v e r D o u r o ( s a e f i g . 1) f l o w s f r o m U r b i o n m o u n t a i n s i n S p a i n 752 k i l o m e t e r s t o i t s m o u t h a t P o r t o . The t o t a l h e i g h t d i f f e r e n c e b e t w e e n t h e s o u r c e o f t h e D o u r o and t h e sea i s 2060 m, r e s u l t i n g i n an a v e r a g e s l o p e o f 2 . 7 3 * 10-='3. w h i e h i s r e l a t i v e l y s t e e p . The r i v e r b a s i n i s 9 ^ 5 0 0 km2. The m a i n t y p e o f r o c k i n t h e r i v e r b a s i n i s g r a n i t e . Due t o t h i s f a c t , t h e r i v e r s c o u r s deep g o r g e s , n o t w i d e v a l l e y s . The n a t u r a l r u n o f f o f t h e r i v e r D o u r o I s c o m p l e t e l y d e t e r m i n e d by r a i n f a l 1 „. b e c a u s e snow o c c u r s o n l y i n s m a l l q u a n t i t i e s i n t h e h i g h e r r e g i o n s . . Because t h e b o t t o m c o n s i s t s o f h a r d r o c k , t h e r u n o f f r e a c t s r a t h e r q u i c k l y t o r a i n f a l l . T h i s i s c a u s e d by t h e f a c t t h a t t h e s t o r a g e c a p a c i t y o f t h e s o i l o v e r t h e g r a n i t e r o c k s i s s m a l l . T h i s r a i n f a l l i n t h e b a s i n c a u s e s an a l m o s t i m m e d i a t e i n -c r e a s e : i n r i v e r d i s -c h a r g e . H o w e v e r , i n t h e D o u r o b a s i n a number o f d ^ s h a v e b e e n b u i l t . T h e s e h a v e been b u i l t f o r t h e p r o d u c t i o n o f e l e c t r i c i t y , a l t h o u g h t h e y c o u l d a l s o i m p r o v e t h e n a v i g a b i l i t y o f t h e r i v e r and be used f o r i r -r i g a t i o n p u -r p o s e s . Dam c o n s t -r u c t i o n I n t h e -r i v e -r D o u -r o has b e e n f a v o u r e d by t h e i m p e r m e a b i l i t y o f t h e g r a n i t e r o c k s o f t h e D o u r o b a s i n . A l t h o u g h t h e l a s t dam ( a t C r e s t u m a ) I s s t i l l u n d e r e o n s t r u e t i o n , t h e d s n s h a v e c o m p l e t e l y c h a n g e d t h e h y d r o l o g y o f t h e r i v e r . The m a i n p u r p o s e o f t h e dams i s t h e p r o d u c t i o n o f e l e c t r i c i t y . In o r d e r t o do t h i s t o o p t i m u m , t h e u s e r ( E . D . P . ) t r i e ; t o keep t h e l a k e s b e h i n d t h e dans as f u l l as p o s s i b l e . T h i s means t h a t t h e r i v e r d i s c h a r g e
i s g o v e r n e d by t h e e l e c t r i c i t y d e m a n d , f o r t h e p e r i o d i n w h i c h t h e r e s e r v o i r s a r e n o t c o m p l e t e l y f u l l . When t h e daras a r e f u l l , t h e n a t u r a l d i s c h a r g e w i l l a l s o be t h e e f f e c t i v e d i s c h a r g e . The d i s -c h a r g e i n e x -c e s s o f t h e e l e -c t r i -c i t y demand w i l l be s l u i -c e d t h r o u g h t h e dams. T h i s e f f e c t i s shown i n f i g . 2a and 2 b . ( I t has been a s -sutried t h a t t h e e l e c t r i c i t y demand has a c o n s t a n t v a l u e ) . The t o t a l d i s c h a r g e d u r i n g one y e a r i s n e a r l y i d e n t i c a l f o r b o t h s i t u a t i o n s i . e . w i t h and w i t h o u t dams. ( T h e t o t a l d i s c h a r g e i n t h e s i t u a t i o n w i t h dams i s s l i g h l y l e s s b e c a u s e o f i n c r e a s e d e v a p o r a t i o n i n t h e r e s e r v o i r s ) . The s e d i m e n t d i s c h a r g e o f a r i v e r f u n c t i o n o f t h e c u r r e n t v e l o c i t y i n t h e r i v e r . The r e l a t i o n i s h i g h l y u n l i n e a r , i n f a c t S=f (v*^) i n w h i c h t h e power oc has a v a l u e b e t w e e n 3 and 5 . For c o a r s e m a t e r i a l ,
as t r a n s p o r t e d by t h e D o u r o , t h e r e i s a l s o a t h r e s h o l d v a l u e . T h a t means t h a t i f t h e v e l o c i t y i s b e l o w a c e r t a i n v a l u e , t h e s e d i m e n t t r a n s p o r t i s z e r o . In f g . 2c and 2 d t h e s e d i m e n t t r a n s p o r t i s shown f o r t h e r i v e r r e g i m e s , o f f i g . 2a and 2 b . I t i s q u i t e c l e a r t h a t t h e t r a n s p o r t i n t h e c a s e o f a r i v e r w i t h dams i s much l e s s t h a n t h a t o f an untamed r i v e r . T h i s phenomenon has b e e n q u i t e i m p o r t a n t f o r t h e m o r p h o l o g y o f t h e r i v e r Douro d u r i n g i t s r e c e n t p a s t and w i l l be so
3 . THE INFLUENCE OF CURRENTS G e n e r a l At t h e e n t r a n c e o f t h e r i v e r Douro t w o m a j o r t y p e s o f c u r r e n t s c a n be d i s t i n g u i s h e d : a . c u r r e n t s c a u s e d by t i d a l i n f l u e n c e b . c u r r e n t s c a u s e d by r i v e r d i s c h a r g e D u r i n g and s h o r t l y a f t e r d r y p e r i o d s i n t h e c a t c h m e n t a r e a o f t h e D o u r o , t h e d i s c h a r g e has a v e r y l o w , c o n s t a n t v a l u e . O n l y a f t e r l o n g e r p e r i o d s o f r a i n f a l l a r e t h e r e peak d i s c h a r g e s . T h i s i s due t o t h e f a c t t h a t o n l y t h e n do t h e dams, i n t h e r i v e r s t a r t t o s l u i c e s u p e r f l u o u s w a t e r . When t h e r e i s no i n c r e a s e d r i v e r d i s c h a r g e , t h e c u r r e n t s a r e a l m o s t c o m p l e t e l y i n f l u e n c e d by t i d e s ; t h e e n t r a n c e a c t s as a w e l l m i x e d t i d a l i n l e t , w i t h s m a l l t r i b u t a r y i n f l o w . D u r i n g p e r i o d s o f h i g h r i v e r d i s c h a r g e , t h e f r e s h w a t e r i n f l u x has a g r e a t i n f l u e n c e . Thé c u r r e n t s a r e c l e a r l y n o t m i x e d and a s a l t wedge can, be o b s e r v e d . I n t h e n e x t two p a r a g r a p h s t h e s i t u a t i o n s w i l l be d e s c r i b e d w i t h t i d a l c u r r e n t s o n l y and w i t h a c o m b i n a t i o n o f t i d a l c u r r e n t s and f r e s h w a t e r d i s c h a r g e . I t m u s t be n o t e d t h a t t h e s e c o n d s i t u a t i o n i s based on t h e o r y and m e a s u r e m e n t s , b u t t h a t t h e f i r s t one i s b a s e d m a i n l y on t h e o r y , b e c a u s e u n t i l now no m e a s u r e m e n t s h a v e b e e n p e r
h i n d e r e d by t h e Fogamanadas, and does n o t a t t a c k t h e C a b e d e l o n e a r p o i n t A. Near 8 and C t h e r e i s a h e a v y a t t a c k b y t h e c u r r e n t . T h i s a t t a c k c a u s e s ' an e r o s i o n o f t h e submerged s l o p e o f t h e C a b e d e l o , ( m a i n l y t h e p a r t b e l o w z e r o s e a l e v e l ) . The e r o d e d s e d i m e n t i s t r a n s p o r t e d i n s i d e . D i r e c t l y e a s t o f t h e C a b e d e l o , t h e c u r r e n t has s p a c e t o e x p a n d and c u r r e n t v e l o c i t y d e c r e a s e s . S e d i m e n t a t i o n s t a r t s . Because o n l y t h e f l o w - l a n e w h i c h p a s s e d o v e r t h e submerged s l o p e o f t h e C a b e d e l o t r a n s p o r t s s e d i m e n t , s e d i m e n t a t i o n o c c u r s o n l y i n t h i s f l o w - l a n e . The c u r r e n t i n t h e o t h e r f l o w - l a n e s d o e s n o t c o n t a i n s e d i m e n t , b e c a u s e i t was u n a b l e t o p i c k up s e d i m e n t ( d u e t o t h e r o c k b o t t o m ) . . C o n s e q u e n t l y s e d i m e n t a t i o n may be e x p e c t e d i n a r e a D o n l y . T h i s p r o c e s s c o n t i n u e s u n t i l t h e w a t e r l e v e l s I n s i d e and o u t s i d e C a n t a r e i r a a r e a p p r o x . t h e s a m e . Then t h e c u r r e n t s t o p s . .
In t h e mean t i m e , t h e w a t e r - l e v e l a t sea I s a l r e a d y f a l l i n g . The same p r o c e s s now o c c u r s I n t h e o p p o s i t e d i r e c t i o n . H o w e v e r , t h e r e a r e s m a l l , b u t I m p o r t a n t d i f f e r e n c e s , i n c o m p a r i s o n w i t h t h e f l o o d s i t u a t i o n . The I n c o m i n g f l o w I s l e s s c o n c e n t r a t e d t h a n t h e o u t g o i n g f l o w , b u t t h e c o n c e n t r a t i o n o f f l o w I s now a t t h e o t h e r s i d e o f t h e C a b e d e l o ( s e e f i g . k). A t t h e s t a r t o f t h e e b b i n g t i d e , t h e w a t e r - l e v e l I s h i g h so t h a t t h e P e d r a s do L i m a a r e f l o o d e d . W a t e r t h e r e f o r e f l o w s f r o m t h e S. P a i o a r e a a l o n g t h e head o f t h e C a b e d e l o i n t o t h e m a i n f l o w c h a n n e l . The d e p o s i t s o f t h e f l o o d t i d e a r e r e m o v e d . A l s o a t C, t h e u n d e r w a t e r s l o p e e r o d e s . In t h e m a i n c h a n n e l t h e r e I s no e r o s i o n , b e c a u s e t h e b o t t o m c o n s i s t s o f m a t e r i a l t h a t c a n n o t be e r o d e d . 8
West o f t h e end o f t h e C a b e d e l o , due t o t h e Fogamanadas, t h e c u r r e n t d e c r e a s e s i n v e l o c i t y , an eddy i s e v e n f o r m e d . The d e c r e a s e i n v e l o c i t y , a l s o c a u s e d a d e c r e a s e i n s e d i m e n t t r a n s p o r t c a p a c i t y , and c o n s e q u e n t l y s e d i m e n t a t i o n . Because o f t h e shape o f t h e c u r r e n t p a t t e r n , a p a r t o f t h e s e d i m e n t does n o t s e t t l e a t E, b u t I s t r a n s p o r t e d by t h e c u r r e n t i n t o t h e sea more t o t h e w e s t . T h e r e i s an e x p a n s i o n and a d e c r e a s e i n v e l o c i t y . T h u s , t h e r e s t o f t h e s e d i m e n t s e t t l e s n e a r F. T h i s p r o c e s s c o n t i n u e s u n t i l t h e w a t e r -l e v e -l s i n s i d e and o u t s i d e C a n t a r e i r a a r e a p p r o x . t h e same. Then t h e c u r r e n t s t o p s . In t h e mean t i m e , , t h e w a t e r - l e v e l a t sea i s a l r e a d y r i s i n g . B e c a u s e o f I n e r t i a , t h e f l o w c o n t i n u e s somewhat a f t e r t h e moment o f e q u a l w a t e r - l e v e l s , so t h a t d i r e c t l y a f t e r t h e moment o f low w a t e r , t h e sea t r i e s t o p e n e t r a t e f o r t h e e s t u a r y , b u t t h e c o n t i n u i n g ebb c u i — r e n t p r e v e n t s t h i s f o r a s h o r t t i m e , on t h e w e s t s i d e . On t h e s o u t h s i d e , a t t h e Fogamanadas, t h e sea c a n e n t e r p e r p e n d i c u l a r t o t h e m a i n c u r r e n t . At t h i s m o m e n t , some sand c a n be t r a n s p o r t e d t h r o u g h t h e F o g a m a n a d a s . U s u a l l y , t i d a l i n l e t s f o r m a t t h i s l o c a t i o n a s o c a l l e d f l o o d c h a n -n e l . At t h e e x i s t i -n g Douro e -n t r a -n c e , s u c h a f l o o d c h a -n -n e l c a -n -n o t be f o r m e d b e c a u s e o f t h e h a r d r o c k o f t h e Fogamanadas. In t h e o r y , a f l o o d c h a n n e l s h o u l d a l s o be f o r m e d a t t h e n o r t h s i d e o f t h e e n t r a n c e . T h i s c h a n n e l c a n be f o u n d j u s t w e s t o f t h e F e l g u e i r a s l i g h t h o u s e . H o w e v e r , t h i s c h a n n e l c a n n o t a c c u r a t e l y be d e s c r i b e d as a f l o o d c h a n n e l , b e c a u s e a g r e a t p a r t o f t h e ebb c u r r e n t a l s o p a s s e s t h r o u g h I t .
T h i s due t o t h e t o p o g r a p h y o f t h e r i v e r e n t r a n c e , w i t h t h e F e l g u e i r a s l i g h t h o u s e as a f i x e d p o i n t on h a r d r o c k . S u m m a r i s i n g , o n e may c o n c l u d e t h a t d u r i n g f l o o d t i d e t h e head o f t h e C a b e d e l o i s e r o d e d and t h a t t h e s e d i m e n t s e t t l e s n e a r 0 . D u r i n q ebb t i d e , e r o s i o n , o c c u r s a t D a t t h e head p f t h e C a b e d e l o and t h a t s e d i m e n t a t i o n t a k e s p l a c e n e a r E and F. The s e d i m e n t a t i o n n e a r E w i l l be removed d u r i n g t h e f i r s t h o u r s o f f l o o d t i d e . C o n s e q u e n t l y , due t o t i d a l a c t i o n , t h e gap b e t w e e n C a n t e r e i r a and t h e C a b e d e l o w i l l become w i d e r , t h e s l o p e o f t h e head o f t h e C a b e d e l o w i l l become
s t e e p e r and t h e a r e a n e a r F w i l l become s h a l l o w e r . T i d a l c u r r e n t s c o m b i n e d w i t h r i v e r d i s c h a r g e A f t e r r e l a t i v e l y l o n g p e r i o d s o f r a i n f a l l , t h e r e s e r v o i r s i n t h e D o u r o a r e f u l l , and r i v e r a u t h o r i t i e s s t a r t t o s l u i c e w a t e r . In t h i s s i t u a t i o n , t h e c u r r e n t p a t t e r n a t t h e r i v e r e n t r a n c e i s c o n -s i d e r a b l y i n f l u e n c e d by t h e f r e -s h w a t e r d i -s c h a r g e o f t h e r i v e r . An i m p o r t a n t a s p e c t i n t h e i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e sea and t h e r i v e r i s t h e d i f f e r e n c e i n s a l i n i t y . S e a w a t e r i s h e a v i e r t h a n r i v e r w a t e r b e c a u s e o f t h e h i g h e r s a l i n i t y o f s e a w a t e r . The s t a r t i n g p o i n t i s a g a i n low w a t e r , w i t h t h e a s s u m p t i o n t h a t t h e v e l o c i t y o f t h e w a t e r i s z e r o ( t h i s i s i n c o r r e c t , as w i l l be d e m o n s t r a t e d l a t e r ) . At sea t h e w a t e r l e v e l i s r i s i n g , and t h e w a t e r t r i e s t o p e n e t r a t e t h e e s t u a r y . H o w e v e r , t h e r i v e r i s a l s o d i s c h a r g i n g w a t e r , w h i c h t r i e s t o f l o w i n t o t h e s e a . In f a c t w a t e r i s s u p p l i e d f r o m two s i d e s a t t h e same moment. T h u s , on a v e r a g e t h e r e w i l l be no f l o w a t a l l , o n l y r i s i n g w a t e r . See a l s o f i g . 5a and 5b f o r a s c h e m a t i c e x p l a n a t i o n .
B e c a u s e o f t h e d i f f e r e n c e s i n w e i g h t , t h e p r e s s u r e n e a r t h e b o t t o m i n t h e s a l t w a t e r i s h i g h e r t h a n I n t h e f r e s h w a t e r . At t h e b o t t o m , t h e s e a w a t e r i s a b l e t o p e n e t r a t e t h e f r e s h w a t e r . B e c a u s e t h e a v e r a g e v e l o c i t y i n t h e p r o f i l e has t o be z e r o , a t t h e s u r f a c e t h e f r e s h w a t e r s t a r t s t o f l o w i n t h e d i r e c t i o n o f t h e sea ( s e e f i g . 5 c ) . Of c o u r s e t h i s s i t u a t i o n o n l y o c c u r s i f t h e r i v e r d i s c h a r g e i s c a u s -i n g a r -i s e -i n t h e w a t e r l e v e l w h -i c h -i s -i d e n t -i c a l t o t h e r -i s e o f t h e s e a . T h i s does n o t o c c u r f o r t w o r e a s o n s . F i r s t l y t h e r i v e r d i s -c h a r g e s e l d o m p r o v i d e s e x a -c t l y t h e r e q u i r e d q u a n t i t y o f w a t e r , and s e c o n d l y t h e r i v e r d i s c h a r g e i s r e l a t i v e l y c o n s t a n t d u r i n g a t i d e , w h i c h c a u s e s a l i n e a r r i s e o f t h e w a t e r l e v e l , w h i l e t h e r i s e o f t h e s e a i s s i n u s o i d a l . See f i g . 6 a . The ( i m p r o b a b l e ) c a s e t h a t t h e r i v e r p r o v i d e s t h e c o r r e c t q u a n t i t y o f w a t e r means t h a t d u r i n g t h e p h a s e o f t h e r i s i n g t i d e t h e I n f l u e n c e o f t h e r i v e r i s g r e a t e r , ( t h u s a n e t o u t g o i n g c u r r e n t ) and t h a t d u r i n g t h e s e c o n d p h a s e t h e I n f l u e n c e o f t h e sea I s g r e a t e r ( t h u s a n e t I n c o m i n g c u r r e n t ) . In r e a l i t y , t h e s i t u a t i o n I s m o r e as i n d i c a t e d I n f i g . 6b f o r l o w e r d i s c h a r g e s and I n f i g . 6c f o r h i g h e r d i s c h a r g e s . Due t o t h i s p r o c e s s , a r e l a t i v e l y s m a l l q u a n t i t y o f s e a w a t e r w i l l f l o w , i n t o t h e e s t u a r y . T h i s means t h a t t h e t r a n s p o r t o f s e d i m e n t i n t o t h e e s t u a r y I s a l s o r e l a t i v e l y s m a l l . M e a s u r e m e n t s I n d i c a t e d t h a t t h e v e l o c i t y n e a r t h e b o t t o m i s v e r y l o w . The t r a n s p o r t c a p a c i t y o f t h e p e n e t r a t i n g s a l t w a t e r i s t h e r e f o r e a l s o v e r y l o w . T h i s p r o c e s s c o n t i n u e s u n t i l h i g h w a t e r . A f t e r h i g h w a t e r , t h e w a t e r l e v e l a t sea i s f a l l i n g , t h e r i v e r d i s c h a r g e , h o w e v e r , c o n t I n u e s .
C o n s e q u e n t l y t h e w a t e r l e v e l i n s i d e t h e e s t u a r y i s n o t f a l l i n g as f a s t as i t d i d d u r i n g t i m e s o f low f r e s h w a t e r d i s c h a r g e . B e c a u s e t h e d i f f e r e n c e i n w a t e r l e v e l i n s i d e and o u t s i d e i s l a r g e r , t h e v e l o c i t i e s i n t h e gap b e t w e e n C a n t a r e i r a and t h e C a b e d e l o a r e a l s o much h i g h e r t h a n i n t h e c a s e o f t i d a l i n f l u e n c e o n l y . As s t a t e d b e f o r e , t h e s e d i m e n t t r a n s p o r t c a p a c i t y o f w a t e r d e p e n d s on a h i g h power o f t h e v e l o c i t y . An i n c r e a s e d v e l o c i t y i m p l i e s a g r e a t l y I n c r e a s e d s e d i m e n t t r a n s p o r t c a p a c i t y , and t h u s much m o r e e r o s i o n . The b o t t o m i s n o t a b l e t o e r o d e , b u t t h e s l o p e o f t h e C a b e d e l o c a n be e r o d e d and w i l l be e r o d e d . The e f f e c t o f t h i s e r o s i o n c a n be o b -s e r v e d c l e a r l y d u r i n g low w a t e r . The i n n e r -s l o p e ü f t h e head o f t h e C a b e d e l o i s much s t e e p e r t h a t t h e o u t e r s l o p e . F i g . 7 g i v e s a v i e w o f t h i s s l o p e . The e f f e c t s o f e r o s i o n c a n be seen c l e a r l y . The p i c t u r e was made d u r i n g low w a t e r . The s k e t c h e d p r o f i l e shows t h a t t h e c u r r e n t e r o d e s t h e s l o p e b e t w e e n mean w a t e r l e v e l and a m e t e r b e l o w low w a t e r . The h i g h e r s e c t i o n o f t h e s l o p e i s n o t a f f e c t e d b e c a u s e d u r i n g t h e t i m e t h a t t h e w a t e r i s h i g h enough t o e r o d e t h i s s e c t i o n ^ t h e v e l o c i t y i s n o t y e t g r e a t e n o u g h .
The sand e r o d e d h e r e i s t r a n s p o r t e d t o w a r d s t h e s e a , a l s o t o a r e a E and F. Because t h e v e l o c i t y o f t h e ebb c u r r e n t i s now g r e a t e r t h a n
i n t h e s i t u a t i o n w i t h t i d e o n l y , s e d i m e n t i s t r a n s p o r t e d f u r t h e r i n t o t h e s e a .
The v e l o c i t y i s h i g h and t h e q u a n t i t y i s b i g . The I n e r t i a o f t h e s y s t e m has t h u s a b i g I n f l u e n c e . T h i s means t h a t a f t e r t h e moment o f low w a t e r t h e f l o w w i l l a l s o c o n t i n u e . H o w e v e r , a t t h e b o t t o m , t h e s e a w a t e r s t a r t s t o p e n e t r a t e t h e e s t u a r y . T h i s p e n e t r a t i o n
o c c u r s m a i n l y t h r o u g h t h e F o g a m a n a d a s . The v e l o c i t y o f t h i s s a l t w a t e r i s h o w e v e r , r a t h e r l o w , so n o t v e r y much s e d i m e n t i s t r a n s p o r t e d . B e s i d e s t h e c i r c u l a t i o n o f c o a s t a l s a n d s , as d e s c r i b e d a b o v e , t h e r e i s a l s o a s e d i m e n t l o a d o f t h e r i v e r i t s e l f . Due t o i t s c h a r a c t e r , t h e s e d i m e n t s o f t h e r i v e r c o n s i s t s m a i n l y o f c o a r s e s a n d . The q u a n t i t y o f t h e t r a n s p o r t e d s e d i m e n t i s q u i t e l o w , b e c a u s e much s e d i m e n t i s c a u g h t i n t h e r e s e r v o i r s and a l s o b e c a u s e t h e r i v e r i s d e e p e r t h a n t h e e q u i l i b r i u m d e p t h . T h i s l a s t phenomenon i s c a u s e d by t h e d r e d g i n g o f a c h a n n e l i n o r d e r t o make t h e Douro n a v i g a b l e , and a l s o by deep p i t s , d r e d g e d by e x c a v a t i o n c o n t r a c t o r s . These p i t s e s p e c i a l l y a c t as s a n d t r a p s , so a l m o s t no sand c a n r e a c h t h e r i v e r s e c t i o n w e s t o f F r e i x o . I f , d u r i n g e x t r e m e r u n o f f , - t h e r i v e r t r a n s p o r t s any s e d i m e n t , t h i s s e d i m e n t i s t r a n s p o r t e d t h r o u g h t h e m a i n c h a n n e l and s e t t l e s - a t t h e w e s t o f a r e a F. ( I t s e t t l e s t h e r e , b e c a u s e t h e v e l o c i t y i s v e r y h i g h ) . S u m m a r i s i n g , - o n e may c o n c l u d e t h a t d u r i n g f l o o d t i d e n e a r l y n o t h i n g h a p p e n s , b u t t h a t d u r i n g ebb t i d e t h e head o f t h e C a b e d e l o i s e r o d e d and t h a t t h e s e d i m e n t s e t t l e s i n a r e a s E and F. The s i l t a t i o n i n a r e a F w i l l c r e a t e a s h a l l o w o f f s h o r e b a r . The s i l t a t i o n i n a r e a E w i l l c a u s e an o u t g r o w t h a t t h e head o f t h e C a b e d e l o i n a w e s t e r l y d i r e c t i o n .
h. FINE PARTICLES ANO THE S. PAIO AREA F i n e p a r t i c l e s , i f a n y , do n o t i n f l u e n c e t h e m o r p h o l o g y o f t h e a r e a . i n o f f t h e v a r e t r a n n o r t e d f a r o u t t o s e a . — . , . . . . . . - — . - .- - . , .-. . A mud z o n e c a n be f o u n d a p p r o x . 3 km w e s t o f t h e c o a s t l i n e . S e d i m e n t a t i o n o f t h i s f i n e m a t e r i a l may a l s o o c c u r i n t h e S. P a i o a r e a , w h e r e t h e w a t e r i s v e r y q u i e t . In due c o u r s e , t h i s a r e a w i l l c o m p l e t e l y s i l t u p . In t h e S. P a i o a r e a t h e r e i s a l m o s t no c u r r e n t . T h i s i s c a u s e d by t h e P e d r a s do L i m a . S i n c e t h e c o n s t r u c t i o n o f t h i s m o l e t h e S. P a i o a r e a i s s i l t i n g up v e r y g r a d u a l l y . The f a c t t h a t t h e s i l t a t i o n i s v e r y l o w c a n be seen c o m p a r i n g t h e n a u t i c a l c h a r t s o f I 8 7 2 and 1 9 7 2 . D u r i n g v e r y e x t r e m e r u n o f f o f t h e r i v e r , t h e head o f t h e C a b e d e l o may be washed away c o m p l e t e l y . The e r o s i o n o f t h e C a b e d e l o i n s o u t h w a r d d i r e c t i o n i s , h o w e v e r , a l w a y s s t o p p e d by t h e P e d r a s do L i m a . E r o s i o n o f t h e s o u t h e r n s e c t i o n o f t h e C a b e d e l o ( t h u s t h e c r e a t i o n o f a new r i v e r m o u t h ) c a n o n l y o c c u r i f t h e w a t e r l e v e l i n -s i d e r i -s e -s h i g h e r t h a n t h e t o p o f t h e C a b e d e l o . E -s p e c i a l l y a f t e r c o n s t r u c t i o n o f t h e l a s t dams i n t h e r i v e r D o u r o , . i s t h i s t h o u g t h t o b e e x t r e m e l y u n l i k e l y . ( I t w o u l d p r o b a b l y o c c u r i f t h e dam a t C r e s t u m a f a i l e d ) .
5 . THE INFLUENCE OF WAVES
Waves come f r o m W-NW d i r e c t i o n s , and a r e I n f l u e n c e d by r e f r a c t i o n ,
_ _ 1 l _ J I ! - J _ f c- ! 1 ! _ 1 +• k ! <- ^ ^ » r ^ » ^ « - ^ • Pin a. r ^ f 1- h e »
m a j o r f a c t s f r o m t h e r e f r a c t i o n a n a l y s i s i s t h a t I n t h e a r e a b e t w e e n t h e Fogamanadas and t h e A v e n i d a Dom C a r l o s I t h e waves a r e v e r y l o w , e v e n d u r i n g c o n s i d e r a b l e h i g h waves o f f t h e c o a s t . D u r i n g t h e m e a s u r i n g c a m p a i g n i n N o v e m b e r , t h i s was c o n f i r m e d by v i s u a l o b s e r -v a t i o n ( s e e -v o l . h). H i g h , wa-ves w i t h l o n g p e r i o d g e n e r a l l y b r o k e on t h e s h a l l o w bank i n a r e a F s e e f i g . 8 . T h e r e t h e y s t i r r e d up l a r g e q u a n t i t i e s o f s a n d . A l t h o u g h i s was i m p o s s i b l e t o m e a s u r e i n t h i s a r e a d u r i n g p e r i o d s o f h i g h wave a c t i o n , o n e c o u l d see f r o m t h e s h o r e t h a t t h e w h i t e capS: o f t h e b r e a k e r s w e r e c o l o u r e d b r o w n by t h e sand w h i c h was s t i r r e d u p .
Due t o t h i s wave b r e a k i n g , , sand i s t r a n s p o r t e d by a l o n g s h o r e c u r r e n t a l o n g t h i s s h a l l o w b a n k t o w a r d s t h e s o u t h . The l o n g s h o r e c u r -r e n t I s d -r i v e n by t h e s h e a -r - s t -r e s s c o m p o n e n t o f t h e -r a d i a t i o n s t r e s s . R a d i a t i o n s t r e s s I s a t y p e o f s t r e s s , w h i c h o c c u r s i n w a t e r due t o t h e d e c r e a s e o f wave h e i g h t . B e s i d e s t h e t r a n s p o r t by l o n g s h o r e c u r r e n t t o w a r d s t h e s o u t h , some s e d i m e n t i s a l s o t r a n s p o r t e d by waves d i r e c t l y t o w a r d s t h e c o a s t . T h i s t r a n s p o r t o c c u r s e s p e c i a l l y I n l o n g w a v e s . N o r m a l l y a wave I s u n a b l e t o t r a n s p o r t s e d i m e n t , b e c a u s e t h e r e I s no n e t v e l o c i t y i n a w a v e . ( I n a w a v e , t h e w a t e r p a r t i c l e s r e m a i n on t h e a v e r a g e i n t h e same p l a c e ) . B u t when l o n g waves a r e p e n e t r a t i n g a s h a l l o w a r e a , t h e y c a n t r a n s f o r m i n t o a s p e c i a l t y p e o f w a v e , v i z .
a s i n g u l a r w a v e . In t h i s wave t h e r e i s an a v e r a g e v e l o c i t y , and t h i s v e l o c i t y c a n t r a n s p o r t t h e s e d i m e n t , s t i r r e d up by g e n e r a l wave a c t i o n . M e a s u r e m e n t s e x e c u t e d 400 m w e s t o f t h e C a b e d e l o c o n f i r m t h i s . From t h e a b o v e , i t f o l l o w s t h a t o f f s h o r e wave a c t i o n t r a n s p o r t s t h e s e d i m e n t f r o m a r e a F d i r e c t l y t o t h e C a b e d e l o by mass t r a n s p o r t i n s i n g u l a r w a v e s , o r t o w a r d s t h e t r u n k o f t h e C a b e d e l o by l o n g s h o r e c u r r e n t . A s m a l l p a r t o f t h e s e d i m e n t a r r i v e s a t t h e c o a s t s o u t h o f Seca do B a c a l h a o . T h i s sand i s t r a n s p o r t e d s o u t h w a r d s t o s u p p l y t h e b e a c h e s . ( S e e a l s o t h e c h a p t e r on c o a s t a l e r o s i o n a r o u n d P o r t o ) . Most o f t h e sand r e a c h e s t h e c o a s t n o r t h o f Seca do B a c a l h a o .
T h i s sand s u p p l i e s . t h e C a b e d e l o . A l o n g t h e - C a b e d e l o , t h e i n c o m i n g d i r e c t i o n o f t h e waves i s a l s o W-NW. In g e n e r a l , s u c h an i n c o m i n g wave d i r e c t i o n w o u l d c a u s e a s e d i m e n t t r a n s p o r t i n s o u t h w a r d d i r e c t i o n . H o w e v e r , due t o wave s e t u p , t h e r e i s an a d d i t i o n a l f o r c e t o w a r d s t h e n o r t h , w h i c h e x c e e d s t h e s o u t h w a r d f o r c e due t o t h e b r e a k i n g w a v e s .
V/ave s e t up i s a phenomenon, a l s o r e l a t e d t o r a d i a t i o n s t r e s s . Due t o wave b r e a k i n g , t h e a v e r a g e wave h e i g h t a t a c o a s t w i l l r i s e .
The r i s e i s a c o m p e n s a t i o n f o r t h e s t r e s s - c o m p o n e n t i n t h e d i r e c t i o n o f t h e c o a s t . When no b r e a k i n g waves o c c u r , t h e r e i s o f c o u r s e no wave s e t u p . In t h e a r e a n o r t h o f t h e Fogamanadas t h e r e a r e no b r e a k i n g w a v e s . The s e t up t h e r e i s z e r o . A l o n g t h e C a b e d e l o h e a v y wave b r e a k i n g o c c u r s , and t h e r e i s a c o n s i d e r a b l e s e t u p . The w a t e r l e v e l s o u t h o f t h e Fogamanadas i s c o n s e q u e n t l y h i g h e r t h a n n o r t h o f t h e m , and t h i s i m p l i e s a c u r r e n t f r o m s o u t h t o n o r t h .
B e c a u s e o f t h e h e a v y wave b r e a k i n g s o u t h o f t h e F o g a n a n a d a s , a l o t o f s e d i m e n t i s b r o u g h t i n t o s u s p e n s i o n , and i t i s q u i t e e a s y f o r t h e s e t up I n d u c e d c u r r e n t t o t r a n s p o r t a l o t o f sand a l o n g t h e C a b e d e l o t o w a r d s an a r e a n o r t h o f t h e Fogamanada. W i t h t h e p r e s e n t shape o f t h e C a b e d e l o , t h e s m a l l w a v e s , w h i c h s t i l l r e a c h t h e head o f t h e C a b e d e l o ( e s p e c i a l l y d u r i n g h i g h w a t e r ) may t r a n s p o r t t h e s e d i m e n t t o t h e i n n e r s i d e o f t h e C a b e d e l o . D u r i n g t h e m e a s u r i n g c a m p a i g n i n N o v e m b e r , t h i s c o u l d be o b s e r v e d c l e a r l y . When t h e wave h e i g h t I n c r e a s e d , t h e s a n d - c l i f f s o f f i g . 7 c o m p l e t e d i s a p p e a r e d and w e r e t r a n s f o r m e d I n t o a g e n t l e b e a c h .
When t h e head o f t h e C a b e d e l o was t u r n e d I n a s e a w a r d d i r e c t i o n ( w h i c h was i n t h e p a s t t h e more u s u a l c o n f i g u r a t i o n ) , t h e s e d i m e n t was t r a n s p o r t e d t o w a r d s t h e s o u t h s i d e o f t h e head by t h e s e t up c u r r e n t . At t h e w e s t s i d e , t h e waves w o u l d e r o d e t h e h e a d , and t r a n s p o r t t h e s e d i m e n t I n w a r d ( s e e f i g . 9 ) « T h i s t r a n s p o r t s y s t e m c a u s e d a r e c u r v e d s p i t , w h i c h a f t e r some t i m e t r a n f o r m e d t o t h e p r e s e n t s h a p e .
Q Q Q Q n
B e c a u s e o f t h e o b l i q u e l y e n t e r i n g w a v e s , some sand a l s o comes a l o n g t h e c o a s t f r o m t h e n o r t h . T h i s q u a n t i t y i s v e r y l i m i t e d ( s e e a l s o t h e c h a p t e r on c o a s t a l e r o s i o n a r o u n d P o r t o ) . The sand f r o m t h e n o r t h i s t r a n s p o r t e d by a l o n g s h o r e c u r r e n t due t o t h e h i g h e r waves
I t J o i n s t h e s e d i m e n t s e t t l e d i n a r e a F.
S u m m a r i s i n g , o n e may s t a t e t h a t t h e waves c a u s e a t r a n s p r t o f s e d i -ment f r o m a r e a F v i a t h e C a b e d e l o t o t h e head o f t h e C a b e d e l o , and t h a t t h e head w i l l be b u i l t up i n an e a s t e r l y d i r e c t i o n . I f t h e head o f t h e C a b e d e l o i s t u r n e d t o t h e w e s t t h i s head w i l l be e r o d e d . Due t o w a v e s , t h e r e i s a s m a l l i n p u t o f sand a t t h e n o r t h s i d e a l o n g F e l g u e i r a s , and a s m a l l o u t p u t a t t h e s o u t h a l o n g Seca do B a c a l . h a o . V e r y h e a v y s t o r m s c a u s e n o t o n l y a wave s e t up b u t a l s o a w i n d s e t u p . D u r i n g such s t o r m s , much s e d i m e n t i s b r o u g h t I n t o s u s p e n s i o n and t r a n s p o r t e d by l o n g s h o r e c u r r e n t s and s e t up i n d u c e d c u r r e n t s . The e f f e c t o f mass t r a n s p o r t by s i n g u l a r waves I s l e s s .
D u r i n g a heavy s t o r m , , e r o s i o n m o s t l y o c c u r s on t h e h i g h e r s e c t i o n s o f t h e b e a c h e s , e s p e c i a l l y I n t h e a r e a w h e r e t h e s u p p l y o f s e d i m e n t i s s m a l l and t h e wave a c t i o n h e a v y . T h e r e f o r e , d u r i n g e x t r e m e l y h e a v y s t o r m s , e r o s i o n o f t h e C a b e d e l o n e a r t h e P e d r a s do M a r o i c a has t o be e x p e c t e d . I f s u c h a s t o r m f r o m a w e s t e r l y d i r e c t i o n , s e v e r e e r o s i o n o f t h e head o f t h e C a b e d e l o has a l s o t o be e x p e c t e d , i f t h e head I s t u r n e d t o w a r d s t h e w e s t .
D u r i n g s u c h s t o r m s t h e r e may b e a b r e a k t h r o u g h o f t h e C a b e d e l o . Due t o t h e n o r m a l c i r c u l a t i o n o f s e d i m e n t and c u r r e n t s , s u c h a gap w i l l be c l o s e d a u t o m a t i c a l l y b y n a t u r e . Gaps s o u t h o f t h e P e d r a s do
L i m a a r e c o m p l e t e l y u n s t a b l e and a r e c l o s e d i n a s h o r t t i m e .
6 . WAVES AND CURRENTS
I n t h e p r e v i o u s c h a p t e r s t h e i n f l u e n c e o f waves and c u r r e n t s h a v e b e e n t r e a t e d a p a r t . Qf c o u r s e t h e y o c c u r t o g e t h e r ; When t h e ^ e 5 r e p e r i o d s o f low r i v e r r u n o f f , t h i s means t h a t d u r i n g ebb t h e s e d i m e n t f r o m t h e C a b e d e l o i s t r a n s p o r t e d t o a r e a F, t h a t i t i s t r a n s p o r t e d by waves f r o m a r e a F t o w a r d s t h e C a b e d e l o and a c c o r d i n g l y t o t h e n o r t h o f t h e C a b e d e l o . Then t h e c o m b i n e d a c t i o n o f f l o o d - c u r r e n t and w a v e s t r a n s p o r t t h e sand t o t h e e a s t e r n s i d e o f t h e C a b e d e l o . D u r i n g a s e v e r e s t o r m more s e d i m e n t i s t r a n s p o r t e d t o w a r d s t h e e a s t -e r n -edg-e o f t h -e C a b -e d -e l o t h a n c a n b-e -e r o d -e d by n o r m a l -ebb c u r r -e n t . T h u s , as a r e s u l t o f t i d e s , s m a l l r i v e r d i s c h a r g e and v a r y i n g wave a c t i o n , t h e head o f t h e - C a b e d e l o w i l l be b u i l t up i n an e a s t e r l y d i r e c t i o n . D u r i n g p e r i o d s o f h i g h r i v e r r u n o f f , i n p r i n c i p l e t h e same c i r c u l a -t i o n p a -t -t e r n e x i s -t s . O n l y -t h e f o r c e s -t o b u i l -t up -t h e head o f -t h e C a b e d e l o i n a w e s t e r l y d i r e c t i o n a r e s t r o n g e r . T h u s , as a r e s u l t o f a h i g h w a t e r r i v e r d i s c h a r g e , t h e head o f t h e C a b e d e l o w i l l be b u i l t up t o w a r d s t h e w e s t . C o m p a r i n g t h e s e f i n d i n g s w i t h t h e p o s i t i o n o f t h e C a b e d e l o i n t h e l a s t 100 y e a r s c o n f i r m s t h e c o n c l u s i o n see f i g . 1 0 . D u r i n g t h e l a s t 40 y e a r s , t h e peak d i s c h a r g e s o f t h e r i v e r D o u r o w e r e d e c r e a s e d due t o t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e d a n s i n t h e r i v e r . T h i s r e s u l t e d i n a d e c r e a s e d s u p p l y o f s e d i m e n t t o t h e s y s t e m . In t h e p a s t , t h e b e a c h o f t h e C a b e d e l o r e a c h e d t o w a r d s Seca do B a c a l h a o , and much sand was
t r a n s p o r t e d a l o n g t h e b e a c h t o w a r d s t h e s o u t h . A f t e r t h e r i v e r ' s s u p p l y o f s e d i m e n t d e c r e a s e d , t h e s o u t h e r n edge o f t h e C a b e d e l o s u f f e r e d f r o m e r o s i o n , b e c a u s e t h e r e was s t i l l a t r a n s p o r t t o w a r d s t h e s o u t h , b u t a d e c r e a s e d s u p p l y f r o m e r e a F. T h i s p r o c e s s c o n -t i n u e d u n -t i l -t h e b e a c h o f C a b e d e l o was i n I -t s p r e s e n -t p o s i -t i o n . T r a n s p o r t o f s e d i m e n t t o w a r d s t h e s o u t h i s now p r e v e n t e d by t h e r o c k s o f Seca do B a c a l h a o . The e x t r e m e f l o o d o f 1 9 6 1 / 1 9 6 2 was c l e a r l y an e x c e p t i o n . D u r i n g t h a t w i n t e r t h e r i v e i — d i s c h a r g e was so h i g h t h a t t h e C a b e d e l o was f l o o d e d . A f t e r t h e f l o o d t h e C a b e d e l o was c l o s e d a g a i n r a t h e r q u i c k l y , b u t a v a s t s h a l l o w a r e a was f o r m e d w e s t o f t h e C a b e d e l o , In t h e f o l l o w i n g y e a r s t h i s s h a l l o w a r e a was removed by wave a c t i o n . In 1964 ( s e e f i g . 11) t h e sand above t h e _ o m c o n t o u r was c o m p l e t e l y moved a w a y .
In h j s t o r y t h e u s u a l p o s i t i o n o f t h e head o f t h e C a b e d e l o was. d i r e c -t e d -t o w a r d s -t h e w e s -t . In 1972 h o w e v e r , -t h e C a b e d e l o had a p o s i -t i o n d e f i n e d by r e l a t i v e l y s t r o n g e r o s i o n I n t h e p r e v i o u s y e a r s . In t h e y e a r s a f t e r 1972 one c a n c l e a r l y o b s e r v e a movement o f t h e head o f C a b e d e l o t o w a r d s t h e w e s t , r e a c h i n g a maximum i n 1979 ( s e e f i g . 1 1 ) .
I n t h e w i n t e r s o f 7 9 / 8 0 and 8 0 / 8 1 t h e r i v e r d i s c h a r g e was u n u s u a l l y l o w . The i n f l u e n c e o f t h e waves was t h e r e f o r e r e l a t i v e l y s t r o n g , and t h e head o f t h e C a b e d e l o moved t o w a r d s t h e e a s t ( s e e f i g . 1 1 ) . T h i s c a n a l s o be seen i n f i g . 1 2 . The u p p e r p h o t o ( J a n . 1 9 8 2 ) shows a s h a l l o w sand bank w e s t o f t h e C a b e d e l o . In t h e l o w e r p h o t o ( J u n e 1 9 8 2 ) t h i s sand bank has d i s a p p e a r e d .
A l t h o u g h n o t q u i t e c l e a r , b u t a l s o t h e movement o f t h e 4 m c o n t o u r l i n e p O r v e s t h e a b o v e s t a t e m e n t s ( f i g . 1 3 ) . In 1964 t h e r e m a i n i n g s
o f t h e 1962 f l o o d can be seen i n t h i s f i g u r e , b u t i n l a t e r y e a r s a l s o t h e d e e p e r sand was r e m o v e d . A m o r e d e t a i l e d d r a w i n g o f t h e k m c o n t o u r s i n t h e r i v e r m o u t h ( f i g . I ^ ^ ^ U l V » ^ j ^ ^ S X l I I I I I I * . ^ ^ n x i . . s w ^ ^ w l . W . . . . . . WW. . w w * . . . W.—...W . ^ . ^ . . t h e r e i s no r i v e r r u n o f f ) t h e c h a n n e l t e n d s t o g e t v e r y s h a l l o w and n a r r o w . The e x t r e m e l y e a s t e r n p o s i t i o n o f t h e C a b e d e l o i s c e r t a i n l y an e x -c e p t i o n , a l t h o u g h t h e e x t r e m e w e s t e r n p o s i t i o n s , as happened i n t h e p a s t , w i l l n o t o c c u r a n y m o r e , b e c a u s e o f t h e peak s h a v i n g o f t h e d i s c h a r g e by t h e dams i n t h e r i v e r .
7 . COASTAL EROSION AROUND PORTO
A l o n g t h e c o a s t s o u t h o f P o r t o a s e v e r e e r o s i o n o c c u r s , e s p e c i a l l y
L e i x o e s was b l a m e d f o r t h i s e r o s i o n . A l t h o u g h i n a p a p e r by P i r e s C a t a n h o , Gomes, Mota 0 1 i v e i r a and P i n t o Simoes p r e s e n t e d a t t h e PIANC c o n f e r e n c e i n E d i n b u r g h i n I 9 8 0 , i t was a l r e a d y s t a t e d t h a t t h i s e r o s i o n i s c a u s e d by t h e d e c r e a s e d s e d i m e n t l o a d o f t h e r i v e r D o u r o and n o t by t h e p o r t o f L e i x o e s , many p e o p l e i n P o r t u g a l a r e s t i l l c o n v i n c e d . t h a t t h e e r o s i o n a t E s p i n h o I s c a u s e d by L e i x o e s . A l o n g t h e c o a s t o f P o r t u g a l t h e r e i s a v e r y h i g h s e d i m e n t t r a n s p o r t c a p a c i t y . H o w e v e r , t h e s u p p l y f r o m t h e n o r t h i s i n s u f f i c i e n t t o s u p p l y e n o u g h sand t o t r a n s p o r t as much as t h e c a p a c i t y a l l o w s . C o n s e q u e n t l y a c o a s t w i l l e r o d e , u n t i l t h e e r o s i o n i s s t o p p e d by r o c k . N o r t h o f L e i x o e s such an e r o d i n g s i t u a t i o n has e x i s t e d f o r y e a r s . O n l y s m a l l b e a c h e s b e t w e e n r o c k o u t c r o p s r e m a i n . A l o n g t h i s c o a s t t h e r e i s a s m a l l t r a n s p o r t o f r e l a t i v e l y f i n e m a t e r i a l . T h i s t r a n p s o r t i s t r a n s p o r t e d i n a zone f r o m t h e c o a s t l i n e t o a d e p t h w h e r e t h e b i g g e s t waves s t a r t t o b r e a k ( a t a d e p t h o f a p p r o x . 10 m ) . The t r a n s p o r t o c c u r s d u r i n g h i g h wave a c t i o n , when a l l t h e sand i s b r o u g h t i n t o s u s p e n s i o n . Then i t i s n o t h i n d e r e d by t h e r o c k o u t -c r o p s , and may p a s s t o t h e s o u t h . In t h i s way a l s o , t h e p o r t o f L e i x o e s may be p a s s e d .
T h a t t h e sand a t E s p i n h o i s o f a d i f f e r e n t o r i g i n t h a n t h e sand a t L e i x o e s c a n be seen i n f i g . I 5 . The. m e d i a n g r a i n s i z e a t E s p i n h o i s 659 m i c r o n s , w h i l e t h e m e d i a n g r a i n s i z e n o r t h o f L e i x o e s i s 366
m i c r o n s . When t h e E s p i n h o sand i s c o m p a r e d w i t h sand f r o m t h e D o u r o , i t shows t h e same c h a r a c t e r i s t i c s . C o n s e q u e n t l y , t h e sand a t E s p i n h o comes f r o m t h e D o u r o . Due t o t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e dams i n t h e r i v e r , l e s s s e d i m e n t i s s u p p l i e d t o t h e l o n g s h o r e c u r r e n t ? t h e t r a n s p o r t c a p a c i t y i s no l o n g e r c o m p l e t e l y u s e d , and t h u s t h e c o a s t w i l l e r o d e . T h i s s u b j e c t has been s t u d i e d i n d e t a i l by H i d r o t e c h n i c a P o r t u g u e s a f o r D . G . P . ( L e i x o e s - C a b o M o n d e g o j P r o b l e m a s L i t e r a l s ) . As a. n o t e f o r i n t e r e s t ; i f t h e e r o s i o n o f t h e c o a s t b e t w e e n t h e D o u r o and E s p i n h o was c a u s e d by a c a t h m e n t o f sand t o t h e n o r t h o f L e i x o e s , t h e n , n o r t h o f L e i x o e s , a q u a n t i t y o f sand w o u l d be d e p o s i t e d , e q u a l t o t h e q u a n t i t y t h a t has d i s a p p e a r e d f r o m t h e b e a c h e s b e t w e e n t h e D o u r o and E s p i n h o .
In t h a t c a s e , L e c a de P a l m e i r a w o u l d have on o f t h e b i g g e s t b e a c h e s i n t h e w o r l d .
c i n i i D c -ï^ • c i T i i A T i n M wiTuni I T n A M < ; t i m e Q f cn I¬ a u Q t 4
A
FIGURE 2 b : SITUATION WITH DAMS.
1 S4
a c o I f l - a .JL
t i m eFIGURE 2c : SITUATION WITHOUT DAMS.
t i m e r S f o Q. I f l C O c e T3 (fl F I G U R E 2 d : SITUATION W I T H DAMS.
JX
t i m et=1 B t = 2
at these l o c a t i o n s no velocity, only w a t e r l e v e l r i s e
sea w a t e r f r e s h w a t e r 1 1 1 ^ ^ 1 1 c
m a i n d i r e c t i o n of incoming w a v e s a r e a t r a n s p o r t d u e to l o n g s h o r e c u r r e n t
f
t r a n s p o r t by s m a l l e r waves d u r i n g h i g h w a t e r t r a n s p o r t bye r o s i o n
J a n u a r y 1982
PERCENTAGE COARSER THAN d 83.0 31.5 18.0 S, •o. UJ in -t o
