Balanço de sedimentos arenosos no litoral médio do Rio Grande do Sul

Abstract

O cálculo do balanço de sedimentos arenosos litorâneos permite estimar o tempo e a intensidade dos processos associados à erosão, transporte e deposição, e também compreender a dinâmica de sedimentos local e regional aplicada, por exemplo, ao mapeamento das áreas de risco. O objetivo principal desta pesquisa é analisar as variações no transporte longitudinal de sedimentos ao longo da costa através de diferentes relações empíricas, descritas na literatura, e realizar o balanço sedimentar do litoral médio do Rio Grande do Sul (RS). Além disso, também é objetivo quantificar o volume de areia contido no campo de dunas costeiras que se desenvolve ao longo da área de estudo, com idade estimada entre 7-8ka (Dillenburg et al., 2006; Martinho et al., 2008). A presente dissertação é apresentada em forma de artigo, de acordo com a norma 103 do Programa de Pós Graduação em Geociências da Universidade Federal do Rio Grande do Sul. O corpo principal do trabalho é constituído por um artigo, submetido a uma revista especializada na área, que por sua vez, é antecedido por um capítulo introdutório sucinto com uma breve revisão bibliográfica sobre os temas abordados ao longo do curso de mestrado. Espera-se, com a realização desta dissertação, contribuir com novos dados e novas discussões sobre a dinâmica costeira durante o Holoceno do litoral médio do RS. Desta maneira foi aplicado o conceito de célula litorânea (Bowen & Inman 1966) e realizado o balanço sedimentar da região, identificando as fontes e os sumidouros de sedimentos arenosos. Os 275km de linha de praia foram divididos em 12 subcélulas para analisar as variações da deriva litorânea ao longo da área de estudo. Os parâmetros controladores do balanço sedimentar foram classificados em relação as suas resultantes de transporte, como adição (deriva litorânea, sangradouros e transporte eólico) ou remoção (deriva litorânea, transporte eólico e jato costeiro). As taxas de deriva litorânea foram estimadas e comparadas a partir do método do fluxo de energia, aplicando as relações empíricas sugeridas pelo Shore Protection Manual (1984), mais conhecida como fórmula CERC, Van Rijn (2001) e Kamphuis (1991). Os parâmetros ondulatórios em águas profundas foram obtidos do modelo global de previsão de ondas WAVEWATCH III da NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) e transferidos para o ponto de quebra a partir da teoria linear de ondas conforme metodologia sugerida por Herbich (2000). As estimativas do transporte longitudinal obtidas a partir da fórmula do CERC apresentaram os maiores volumes, variando de 0,60 a 2,93 milhões de m³. Os volumes obtidos através das equações de Van Rijn (2001) e Kamphuis (1991) foram muito semelhantes, variando de 0,15 a 1,00 milhão de m³. Também foi quantificado o volume de areia contido no campo de dunas costeiras, presente ao longo de toda a área de estudo, através de imagens de satélite com modelo digital de elevação do terreno. O valor obtido foi de aproximadamente 4,20 bilhões de m³ e através dele, e do resíduo do balaço sedimentar, foi estimado o aporte de areia adicionado a este reservatório pela ação eólica.

The calculation of a coastal sandy sediment budget allows one to estimate the time and intensity of processes associated with erosion, transport, and deposition and to understand the local and regional sediment dynamics applied, for instance, to the mapping of risk areas. The main objective of this research is analyze variations in the longshore transport rates along the coast, using different equations and make the sediment budget of the mid-coast of Rio Grande do Sul (RS). Another objective is quantify the volume of sand in the coastal dunefield along the study area, with a estimated age between 7 - 8ka (Dillenburg et al., 2006; Martinho et al., 2008). The present work is presented in the form of scientific article, in agree with the resolution 103 of the Geosciences Pos Graduation Program of Federal University of Rio Grande do Sul. This dissertation is structured by a short introduction, with a bibliographic reviews of the themes studied along the master curse. We expect in this work contribute with new data and new discussions around the coastal dynamics of the mid-coast of RS during the Holocene. In this paper, the littoral cell concept was applied (Bowen & Inman 1966) to the mid-coast of Rio Grande do Sul, a state located in southern Brazil. The sediment budget of this state was determined by identifying the sediment sources and sinks. The 275 km of shoreline was divided into 12 sub-cells to analyze littoral drift variations along the study area. In addition, the controlling parameters of the sediment budget were classified according to their net transport as addition or removal. Littoral drift rates were estimated and compared using the energy flux method, applying the empirical relationships suggested by the Shore Protection Manual (1984), better known as the Coastal Engineering Research Center (CERC) formula, Van Rijn (2001) and Kamphuis (1991). Wave parameters were obtained from the WAVEWATCH III global wave forecast model created by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). The volume of sand contained in this coastal dune field was also quantified throughout the study area using satellite imagery with a digital elevation model of the terrain.