Variabilidade morfodinâmica de deltas lagunares holocênicos do litoral norte do Rio Grande do Sul

Abstract

Deltas lagunares estão distribuídos ao longo da Planície Costeira do Rio Grande do Sul (PCRS), localizados preferencialmente no Sistema Laguna-Barreira IV, em porções onde a linha de costa apresenta comportamento transgressivo. A maior parte dos deltas está condicionada pelo influxo sedimentar provido pelos campos de dunas que ali se desenvolvem, fazendo parte do processo de retrogradação do Sistema IV. No litoral norte da PCRS, diferentes morfologias deltaicas são observadas nas margens leste das Lagoas do Gentil e Manuel Nunes e esta dissertação tem como objetivo responder como os fatores controladores interagem na produção da diversidade morfológica. Para identificar as relações morfodinâmicas, realizou-se a análise morfométrica temporal dos elementos que compõem os sistemas deltaicos utilizando sensoriamento remoto conjugado com sistemas de informação geográfica. Os parâmetros morfométricos obtidos para os anos de 2003 a 2018 foram correlacionadas com perfis topográficos e modelos batimétricos. As morfologias deltaicas observadas variam entre lobadas, arqueadas e digitadas, e os fatores controladores compreendem principalmente disponibilidade de sedimentos, espaço de acomodação, presença de vegetação, processos eólicos e atividades antrópicas. O aporte sedimentar está vinculado aos processos costeiros sobretudo aos fluxos eólicos que influenciam desde a ação das ondas até a migração do campo de dunas no sentido NE. O espaço de acomodação relaciona-se com os níveis de base dado pela batimetria das lagoas e as flutuações do nível d’água, que é controlado pelas precipitações e variações climáticas sazonais. A presença de vegetação no campo de dunas dificulta a entrada de sedimentos e aumenta a umidade no solo, propiciando a formação de canais aluviais coesos, sinuosos e estreitos. Na ausência de vegetação os canais são largos e difusos e os processos eólicos dominam. A presença de salinidade e a baixa profundidade da Lagoa do Gentil contribui para ampla proliferação das macrófitas aquáticas, as quais auxiliam na estabilização dos lobos deltaicos. Enquanto na Lagoa Manuel Nunes a ausência de salinidade e maiores profundidade na margem leste, refletem na ausência de macrófitas aquáticas junto aos deltas. A expansão da ocupação urbana sobre a Barreira IV faz com que o transporte de sedimentos da praia para o campo de dunas seja interrompido, diminuindo a disponibilidade de sedimentos, ao mesmo tempo em que propicia o aumento de umidade pela impermeabilização do solo e pela introdução de vegetação, como a espécie invasora Pinus sp. A implantação do parque eólico sobre o campo de dunas altera a forma e a extensão das sub-bacias de drenagem que alimentam os deltas lagunares, no entanto, apresentam pouco ou nenhum reflexo nas planícies deltaicas no período observado. As interações entre as causas e os efeitos que condicionam as morfologias deltaicas foram integradas em uma rede e a partir dessas relações foi sugerido um modelo evolutivo para dos deltas lagunares. Dentro da curta escala de tempo em que foram observados, as tendências evolutivas indicam que os sistemas deltaicos podem evoluir de morfologias arqueadas para lobadas, e de lobadas para digitadas.

Lagoon deltas are distributed along the Rio Grande do Sul Coastal Plain (RSCP), preferentially located along Laguna-Barrier IV system, in portions where the coastline presents a transgressive behavior. Most deltas are conditioned by the sedimentary influx provided by dune field migration, as part of the Barrier IV retrograde process. In the northern coast of RSCP, different deltaic morphologies are observed in the eastern margins of Gentil and Manuel Nunes lagoon. This work aims to answer how the controlling factors interact to produce morphological diversity. To identify the morphodynamic relationships, a temporal morphometric analysis of deltaic systems elements was performed using remote sensing integrated with Geographic Information Systems. The morphometric parameters obtained from 2003 to 2018 were correlated with actual topographic profiles and bathymetric models. Deltaic morphologies vary between lobates, arcuated and birdsfoot, and the main controlling factors comprise sediment availability, accommodation space, vegetation presence, wind processes and anthropic activities. Sediment input is linked to coastal processes, mainly the wind flows that influence wave action and the dune field migration towards NE. The accommodation space relates to the base levels given by lagoons bathymetry and fluctuations in the water level, which is controlled by rainfall and seasonal climatic variations. Vegetation presence in dune field makes it difficult for sediment to enter and increases soil moisture, leading to the formation of cohesive, winding and narrow alluvial channels. In the absence of vegetation the channels are wide and diffuse, with dominating wind processes. Salinity presence and Gentil Lagoon shallow depth contributes to aquatic macrophytes wide proliferation, which help delta lobes stabilization. On the other hand, salinity absence of Manuel Nunes Lagoon and greater depths of its eastern margin lead to the absence of aquatic macrophytes near deltas. Urban expansion over the Barrier IV System causes interruption of sediment transport from the beach to the dune field, reducing sediment availability. At the same time it increases soil moisture due to surface sealing and the vegetation introduction, such as the invasive species Pinus sp. The wind farm over the dune field changes the shape and extent of the drainage sub-basins that feed the lagoon deltas. However, it presents either small or no influence on the deltaic plains along the observed period. Interactions between causes and effects that conditioned deltaic morphologies were integrated in a network and from these relationships an evolutionary model for the lagoon deltas is suggested. Within the short timeframe in which they were observed, evolutionary trends indicate that delta systems can evolve from arcuate to lobed, and lobed to birdsfoot morphologies.