Morfologia

A bacia hidrográfica do rio Leça, com cerca de 50 km de comprimento está orientada na direcção Este - Oeste e é limitada a Norte pela bacia do rio Ave e a Sul e Este pela bacia do rio Douro. O rio nasce no Monte de Stª. Luzia, a cerca de 420 metros de altitude e desagua em Leixões, a norte da cidade do Porto. Os seus principais tributários a Ribeira do Arquinho (bacia de 33 km²) e a Ribeira de Leandro (bacia de 20 km²). O estuário do Leça (Figura 1 ) é de pequenas dimensões e está muito artificializado, sendo ocupado na sua quase totalidade pelo porto de Leixões, o maior da região norte de Portugal.

O escoamento anual total na foz do rio Leça é, em média, de 107 hm³, a que corresponde um caudal médio de 3.4 m³/s. O afluente que mais contribui para o caudal na foz é a ribeira do Arquinho contribui para o escoamento médio com 13.3 hm³ (INAG, 2001)

A Figura 2 apresenta uma perspectiva tridimensional da bacia do rio Leça e a Figura 3 , mostra o perfil longitudinal do rio (DRA–Norte, 2000). As figuras mostram baixos declives nos primeiros 42 km de percurso (a partir da foz). Os últimos 6 km do percurso do rio efectuam-se em zonas de relevo acidentado - Serra da Agrela – variando as cotas, desde os 120 metros até aos 420 metros de altitude.

Figura 2: Perspectiva tridimensional da bacia do rio Leça (DRA–Norte, 2000).

Figura 3: Perfil longitudinal do rio Leça (DRA–Norte, 2000).

O escoamento no estuário do Leça é determinado pela maré e pelo caudal do rio, podendo a corrente do rio Leça fazer-se sentir até ao anteporto em situações de chuva intensa.

A maré é essencialmente do tipo semi-diurno, sendo as componentes mais importantes a M₂, S₂, e a N₂. Na zona exterior ao porto, a corrente dominante é paralela à costa, predominantemente de Norte para Sul com velocidades inferiores a 1 nó (50 cm/s).

Devido à sua pequena dimensão e importância económica e ecológica, este estuário está muito pouco estudado, com excepção dos aspectos relevantes para as actividades do porto de Leixões.

 Modelação Matemática

A hidrodinâmica do estuário foi simulada utilizando o modelo MOHID2000 para a região compreendida entre a batimétrica dos 25 metros, na plataforma continental e o limite de propagação da maré situado 3.5 km a montante do porto de Leixões. O passo espacial do modelo é variável tendo um mínimo de 20 m na zona do estuário e 250m na fronteira oceânica.

As simulações foram feitas para condições médias de maré e de caudal do rio. Na fronteira oceânica foi imposta a variação da superfície livre devida à componente M₂ da maré e na fronteira fluvial onde foi imposto o caudal médio do rio Leça, 3.4 m³/s.

Resultados das simulações

Com o modelo foram simuladas a hidrodinâmica e a distribuição de salinidades. O movimento da água foi visualizado usando traçadores lagrangeanos emitidos em caixas, numa situação de preia-mar. Os resultados são apresentados na forma de séries temporais, nos pontos representados na Figura 4 e de distribuições espaciais no baixo estuário ( o relevante para definição do limite de jusante.

Hidrodinâmica

Na Figura 5 representam-se as elevações nos pontos 1 e 6 indicados na Figura 4 . No ponto 1 observa-se o carácter semi-diurno da maré com uma amplitude de cerca de 1,65 m e uma variação do tipo sinusoidal. O ponto 6 só é inundado pela maré durante o período de níveis mais altos. Durante esse período o nível varia também de forma sinusoidal. Quando o nível da maré baixa abaixo dos 2.5 metros o nível torna-se constante, sendo o seu valor imposto pelo caudal do rio.

Em ambos os casos as velocidades instantâneas são reduzidas (inferiores a 5 cm/s). Os valores baixos das velocidades são consequência do valor reduzido da área do estuário e do caudal do rio. A velocidade máxima regista-se à saída do porto onde a área da secção transversal é mínima. As figuras mostram que o escoamento se faz preferencialmente pelo canal mais profundo e põe em evidência o papel do molhe que protege o porto da acção das ondas provenientes de NW.

O escoamento residual representa o deslocamento preferencial da água e resulta dos efeitos não lineares associados ao escoamento instantâneo e do caudal do rio. Assim e o escoamento residual está associado ao efeito da aceleração do escoamento na entrada do porto. Deste efeito resultam os vórtices existentes quer no interior do porto quer no exterior da entrada do porto. A inclinação do jacto de vazante induz um escoamento residual dirigido de norte para sul em frente à embocadura. O valor reduzido do caudal do rio e o vórtice existente no interior do porto são responsáveis pelo elevado tempo de residência da água no interior do estuário.

Salinidade

A salinidade foi simulada para condições de caudal média (3.4 m³/s). As figuras mostram que a bacia do porto de Leixões e o canal do rio tem condições de salinidade muito diferentes. Este resultado é também mostrado na Figura 7 onde são representadas séries temporais de salinidade nos pontos indicados na Figura 4 . O baixo gradiente de salinidade na bacia do porto é uma consequência do vórtice residual existente naquela região, que promove a recirculação da água proveniente do rio e a sua diluição na água do mar que entra durante a enchente.

O ponto 1 representado na Figura 7 , apesar de se encontrar na zona de maior influência oceânica mostra o efeito do elevado tempo de residência na salinidade. À medida que nos deslocamos para montante a salinidade diminui. A figura mostra também a grande diferença de salinidades entre os pontos localizados na bacia do porto e os localizados no canal de entrada do rio.

Traçadores Lagrangeanos

Os traçadores lagrangeanos são usados para visualizar o movimento da água. Depois de emitidos estes traçadores deslocam-se à velocidade da água, calculada pelo modelo hidrodinâmico, permitindo identificar o seu deslocamento e mistura. Os traçadores foram emitidos em preia-mar, agrupados em caixas. O seu movimento permite visualizar o escoamento e compreender a dinâmica do sistema.

As velocidades baixas já observadas nos resultados da hidrodinâmica fazem com que o deslocamento dos traçadores seja também pouco intenso. Continuando a simulação por mais tempo verificou-se que só ao fim de 3 dias de simulação  é que os traçadores começam a sair da bacia do porto. A continuação da simulação mostra que os traçadores que atravessam a embocadura do porto deixam o estuário quando contornam o molhe que protege o canal de acesso ao porto.