Relações entre a permeabilidade e a erosão costeira no litoral norte do Rio Grande do Sul

Abstract

A presença de depósitos de turfa em subsuperfície em algumas regiões da costa do Rio Grande do Sul (RS) é, intrinsicamente, associada à uma redução na permeabilidade dos depósitos sedimentares praiais. Nesse contexto, o objetivo principal desta Tese é expandir o conhecimento acerca da permeabilidade nos depósitos praiais, compreendendo, portanto, as relações entre a permeabilidade, a evolução geológica e o comportamento da linha de costa/padrão de empilhamento estratigráfico. Para atingir esse objetivo, diferentes metodologias foram aplicadas. Primeiramente, dados bibliográficos foram analisados com o auxílio das ferramentas VOSviewer, Altmetrics Bookmarklet e Tree of Science a fim de realizar uma revisão sistemática dos estudos de permeabilidade em praias. Para caracterizar o padrão de empilhamento estratigráfico e o deslocamento da linha de costa foram utilizadas as ferramentas GPR (Ground Penetrating Radar), UAV (Unmanned Aerial Vehicle), CoastSat e Cassie. A parametrização da permeabilidade foi definida com o auxílio do permeâmetro de tubo aberto, sendo que as análises descritivas e de correlação foram realizadas com o auxílio do software Jamovi. Como resultados se obteve uma revisão bibliográfica enquadrando a permeabilidade nos estudos costeiros, a caracterização do comportamento da linha de costa/padrão de empilhamento estratigráfico nas áreas de estudo, e uma caracterização estatística e espacial da permeabilidade. A revisão bibliográfica mostrou a evolução e o enquadramento da permeabilidade nos estudos costeiros, possibilitando a identificação de tendências e de lacunas, sendo uma das principais lacunas a falta de medições in situ. A caracterização da linha de costa mostrou que a Praia das Cabras, entre os municípios de Tramandaí e de Cidreira, é caraterizada como uma linha de costa transgressiva, com padrão de empilhamento estratigráfico retrogradacional, que sofre erosão em escala histórica, enquanto na praia de Arroio do Sal, apresenta uma linha de costa regressiva, com empilhamento estratigráfico progradacional, e estável na escala interdecadal. Os resultados das análises estatísticas permitiram constatar que a presença e a profundidade de uma camada de turfa não influenciam o coeficiente de permeabilidade, e que não há correlação entre a permeabilidade e o deslocamento atual da linha de costa. No entanto, a distribuição espacial do coeficiente de permeabilidade em uma mesma praia mostra que trechos distintos da praia apresentaram valores significativamente menores; nos locais onde ocorre o tráfego de veículos, os valores de permeabilidade são significativamente menores. Enfim, podemos concluir que a permeabilidade não é o fator que conecta a erosão em diferentes escalas temporais, já que as análises estatísticas realizadas mostraram não haver correlação entre a presença de turfa e o coeficiente de permeabilidade.

The presence of subsurface peat deposits in some areas of the Rio Grande do Sul (RS) coast is intrinsically associated with a reduction in the permeability of beach sediment deposits. In this context, the primary objective of this thesis is to expand the understanding of permeability in beach deposits, thereby comprehending the relationships between permeability, geological evolution, and the behavior of the coastline/stratigraphic stacking pattern. Different methodologies were applied to achieve this objective. Firstly, bibliographic data were analyzed using VOSviewer, Altmetrics Bookmarklet, and Tree of Science tools to systematically review permeability studies on beaches. GPR (Ground Penetrating Radar), UAV (Unmanned Aerial Vehicle), CoastSat, and Cassie tools were used to characterize the stratigraphic stacking pattern and coastline displacement. The permeability parameterization was defined using the open tube permeameter, and descriptive and correlation analyses were performed with the help of Jamovi software. The results included a bibliographic review of situating permeability within coastal studies, the characterization of coastline behavior/stratigraphic stacking patterns in the study areas, and a statistical and spatial characterization of permeability. The bibliographic review demonstrated the evolution and context of permeability in coastal studies, identifying trends and gaps, with one of the main gaps being the lack of in situ measurements. The coastline characterization showed that Praia das Cabras, between the municipalities of Tramandaí and Cidreira, be characterized as a transgressive coastline with a retrogradational stratigraphic stacking pattern, experiencing historical scale erosion, while in Arroio do Sal, the coastline is regressive with a progradational stratigraphic stacking pattern and stable on an interdecadal scale. The statistical analyses revealed that the presence and depth of a peat layer do not influence the permeability coefficient, and there is no correlation between permeability and the current coastline displacement. However, the spatial distribution of the permeability coefficient within the same beach showed that different sections exhibited significantly lower values. In areas with vehicle traffic, permeability values are considerably lower. In conclusion, permeability is not the factor that connects erosion across different temporal scales, as statistical analyses showed no correlation between the presence of peat and the permeability coefficient.