A região de estudo situa-se no Canal de São Sebastião, Litoral Norte do Estado de São Paulo (Brasil), onde se localizam quatro emissários submarinos situados entre as cidades São Sebastião e Ilhabela. Este canal é utilizado para a prática de diversos esportes náuticos, pesca esportiva e artesanal, sendo a avaliação dos efeitos do despejo de efluentes domésticos e industriais nesse corpo d\'água fundamental para assegurar a qualidade do ambiente e garantir a preservação da saúde humana. O objetivo deste estudo foi avaliar, em meses de verão e inverno de um ano típico, a concentração de potenciais contaminantes (coliformes fecais e nutrientes), em condições extremas, e a dispersão das plumas dos efluentes desses emissários. Para isso, foram utilizados módulos hidrodinâmico e de qualidade de água do modelo Delft3D (para o campo distante), bem como o modelo CORMIX (para o campo próximo). Os resultados das simulações hidrodinâmicas foram consistentes com as características citadas em literatura e a partir de parâmetros estatísticos. A modelagem de campo próximo mostrou a influência das correntes no transporte e diluição inicial das plumas dos efluentes. Após o acoplamento, os resultados das simulações de campo distante da modelagem das plumas dos emissários submarinos mostraram que as mesmas não excederam os níveis máximos estabelecidos pelo CONAMA (Nº 274/2000 e 357/2005) ao atingir a costa. Conforme os resultados de monitoramento in situ realizados pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo, as praias locais próximas aos emissários são geralmente classificadas como impróprias para o banho e com má qualidade da água. Assim, o esgoto bruto despejado através dos córregos ou diretamente nas praias pode ser identificado como o responsável pela contaminação ambiental da costa na área de estudo. / The study region is located in the São Sebastião channel, in the north coast of São Paulo (Brazil), where four submarine outfall are located between São Sebastião and Ilhabela cities. This channel is used for the practice of various nautical sports, sport fishing and crafts, and the evaluation of the effects of the disposal of domestic and industrial effluents in this water body is fundamental to ensure the water quality and the preservation of human health. The objective of this study was to evaluate the concentration of potential contaminants (fecal coliforms and nutrients) during the summer and winter of a typical year, in extreme conditions, and the dispersion of effluent plumes from these submarine outfalls. For that, Delft3D model\'s hydrodynamic and water quality modules (far field) were used, as well as the CORMIX model (near field). Results of hydrodynamic simulations were consistent with the characteristics cited in the literature and from statistical parameters. Near field modeling showed the influence of the currents in the transport and initial dilution of the effluent plumes from the submarine outfalls. After coupling, the results of far field modeling showed that they did not exceed the maximum levels established by the National Environmental Council, Resolutions Nº 274/2000 and Nº 357/2005, when reaching the coast. Once the literature indicates that the local beaches near the submarine outfalls are often classified as inappropriate for bathing and with bad water quality. Thus, raw sewage dumped through the streams or directly on the beaches can be identified as responsible for the environmental contamination of the coast in the study area.

O complexo estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape vem sofrendo diversos impactos antrópicos desde à abertura do canal artificial Valo Grande, que alterou significativamente o setor Norte do sistema com o aumento da influência fluvial. O assoreamento da região, vem sendo um problema recorrente, impactando a pesca, o turismo e a navegação. Este trabalho visa entender a dispersão do aporte terrígeno na região a partir da modelagem numérica, com dados atualizados, para melhor reprodução da simulação no estuário. Os resultados do modelo mostraram altas concentrações dos componentes biogeoquímicos no setor Norte do sistema e baixa influência da maré, ocasionando alta retenção destes elementos na região. O setor Sul apresentou baixa influência do rio e alta influência marinha, com valores de silicato e fosfato dissolvidos e matéria inorgânica em suspensão dentro do esperado para um sistema estuarino preservado. O modelo apresentou um bom comportamento para a região, com bons resultados hidrodinâmicos e de qualidade da água. Ressalta-se a importância de um contínuo monitoramento da região e o uso de modelo para acompanhar o desenvolvimento geomorfológico e as alterações biogeoquímicas do estuário para auxiliar em medidas preventivas com o intuito de minimizar o impacto antrópico no sistema. / The estuarine-lagoon complex of Cananéia-Iguape has suffered several anthropic impacts since the opening of the Valo Grande artificial channel, which significantly altered the northern sector of the system with the increase of fluvial influence. The silting up of the region has been a recurrent problem, impacting fishing, tourism and navigation. This work aims to understand the dispersion of the terrigenous contribution in the region with numerical modeling and updated data, for better reproduction of the simulation in the estuary. The results of the model showed high concentrations of the biogeochemical components in the northern sector of the system and low tidal influence, causing high retention of these elements in the region. The southern sector showed low river influence and high marine influence, with expected values of dissolved silica and phosphate and inorganic suspended matter for a preserved estuarine system. The model showed a good behavior for the region, with good hydrodynamic and water quality results. It is emphasized the importance of continuous monitoring of the region and the use of a model to monitoring the geomorphological development and the biogeochemical alterations of the estuary to assist in preventive measures with the intention of minimizing the anthropic impact in the system.

A região de estudo está localizada no litoral centro do Estado de São Paulo, engloba a área de proteção ambiental do Parque Estadual Marinho da Laje de Santos, e sofre a influência de três emissários submarinos e de lançamentos de esgotos pelo Rio Itanhaém. O objetivo deste trabalho foi o de analisar as condições ambientais e a dispersão das plumas de efluentes emitidas pelos emissários submarinos de Praia Grande e do Rio Itanhaém, quanto à concentração de potenciais poluentes, por meio de modelagem numérica. Objetivos secundários compreendem o interesse no conhecimento das variabilidades espaço-temporais da hidrodinâmica costeira e dos processos de dispersão das plumas de efluentes, através de simulações numéricas, incluindo a avaliação dos resultados de concentrações de indicadores de qualidade da água diante dos níveis máximos estabelecidos pelas Resoluções N.º 274/2000 e N.º 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente. Para tanto, foram utilizados os módulos hidrodinâmico e de qualidade da água do modelo Delft3D, bem como o modelo Visual Plumes. Os resultados das simulações hidrodinâmicas foram concordantes com as feições hidrodinâmicas estabelecidas na literatura e foram validados com alto grau de confiabilidade. A modelagem de campo próximo mostrou a influência das correntes de maré e das correntes geradas pelo vento no transporte e na diluição inicial das plumas de efluentes dos emissários submarinos, onde o transporte por correntes geradas pelo vento permitiu uma diluição mais eficiente. Os resultados da modelagem de campo distante das plumas dos emissários submarinos e do Rio Itanhaém indicaram que estas plumas não afetam a qualidade da água do Parque Estadual Marinho da Laje de Santos; e que a concentração dos indicadores de qualidade da água selecionados (Escherichia coli, amônio, nitrato e fosfato) não ultrapassa os limites máximos estabelecidos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente ao atingir o litoral. Uma vez que a literatura aponta que as praias locais são frequentemente classificadas com balneabilidade imprópria e com má qualidade da água, os córregos que despejam esgoto bruto e não tratado diretamente nas praias podem ser apontados como os responsáveis pela contaminação ambiental do litoral da região de estudo. O modelo de qualidade da água foi validado, apesar de algumas diferenças nas comparações entre seus resultados e amostragens in situ. Foi observado que a região de estudo necessita de mais investimentos em saneamento básico e maior conscientização da população para combater a poluição ambiental local, especialmente o despejo de esgotos em córregos e praias. / The study region is located in the central coast of São Paulo, encompasses the area of environmental protection of Laje de Santos Marine State Park, and is influenced by three outfalls and sewage releases by Itanhaém River. The objective of this study was to analyze the environmental conditions and the dispersion of effluent plumes emitted by Praia Grandes submarine outfalls and Itanhaém River, concerning the concentration of potential pollutants, through numerical modeling. Secondary objectives are related to interest in the knowledge of the spatial-temporal variability of coastal hydrodynamics and processes of effluent plumes dispersion, through numerical simulations, including the evaluation of water quality indicators concentrations results as compared to the maximum levels established by the National Environmental Council Resolutions N.º 274/2000 and N.º 357/2005. For that, Delft3D models hydrodynamic and water quality modules were used, as well as the Visual Plumes model. Results of hydrodynamic simulations were consistent with the hydrodynamics features established in the literature and have been validated with a high degree of reliability. The near-field modeling showed the influence of tidal currents and wind-driven currents in the transport and initial dilution of effluent plumes from the submarine outfalls, where transport by wind-driven currents allowed a more efficient dilution. The far-field modeling results of the plumes from the submarine outfalls and Itanhaém River showed that those plumes dont affect the water quality of Laje de Santos Marine State Park; and the selected water quality indicators concentrations (Escherichia coli, ammonium, nitrate and phosphate) do not exceed the maximum levels established by the National Environmental Council when reaching the shore. Once the literature indicates that the local beaches are often classified as inappropriate for bathing and with bad water quality, streams that dump raw and untreated sewage directly on the beaches can be identified as the responsible for the environmental contamination of the study areas shore. The water quality model was validated, despite some differences in the comparisons between its results and in situ sampling. It was observed that the study area needs more investments in basic sanitation and greater awareness of the population to tackle local environmental pollution, especially the dumping of sewage into streams and beaches.

O complexo estuarino-lagunar de Cananéia-Iguape vem sofrendo diversos impactos antrópicos desde à abertura do canal artificial Valo Grande, que alterou significativamente o setor Norte do sistema com o aumento da influência fluvial. O assoreamento da região, vem sendo um problema recorrente, impactando a pesca, o turismo e a navegação. Este trabalho visa entender a dispersão do aporte terrígeno na região a partir da modelagem numérica, com dados atualizados, para melhor reprodução da simulação no estuário. Os resultados do modelo mostraram altas concentrações dos componentes biogeoquímicos no setor Norte do sistema e baixa influência da maré, ocasionando alta retenção destes elementos na região. O setor Sul apresentou baixa influência do rio e alta influência marinha, com valores de silicato e fosfato dissolvidos e matéria inorgânica em suspensão dentro do esperado para um sistema estuarino preservado. O modelo apresentou um bom comportamento para a região, com bons resultados hidrodinâmicos e de qualidade da água. Ressalta-se a importância de um contínuo monitoramento da região e o uso de modelo para acompanhar o desenvolvimento geomorfológico e as alterações biogeoquímicas do estuário para auxiliar em medidas preventivas com o intuito de minimizar o impacto antrópico no sistema. / The estuarine-lagoon complex of Cananéia-Iguape has suffered several anthropic impacts since the opening of the Valo Grande artificial channel, which significantly altered the northern sector of the system with the increase of fluvial influence. The silting up of the region has been a recurrent problem, impacting fishing, tourism and navigation. This work aims to understand the dispersion of the terrigenous contribution in the region with numerical modeling and updated data, for better reproduction of the simulation in the estuary. The results of the model showed high concentrations of the biogeochemical components in the northern sector of the system and low tidal influence, causing high retention of these elements in the region. The southern sector showed low river influence and high marine influence, with expected values of dissolved silica and phosphate and inorganic suspended matter for a preserved estuarine system. The model showed a good behavior for the region, with good hydrodynamic and water quality results. It is emphasized the importance of continuous monitoring of the region and the use of a model to monitoring the geomorphological development and the biogeochemical alterations of the estuary to assist in preventive measures with the intention of minimizing the anthropic impact in the system.

Klimatscenarier framtagna av SMHI visar bland annat på att nederbördsmängden kommer att öka i stora delar av Sverige. En ökad nederbördsmängd leder till att flöden i vattendrag och spillvattenledningar ökar, som i sin tur kan leda till att oönskade ämnen förorenar viktiga naturresurser så som dricksvattentäkter. Den största risken för mikrobiella föroreningar i vattentäkter och vattendrag kommer från Sveriges reningsverk, främst till följd av att reningsverkens flödeskapacitet överstigs på grund av kraftiga regn. Vid kraftiga regn riskerar reningsverk att bräddas, vilket leder till att ofullständigt renat spillvatten leds ut till sjöar.   Bålsta reningsverk, Håbo kommun, bräddas ibland på grund av höga flöden. Det otillräckligt renade spillvattnet leds då ut till reningsverkets utsläppspunkt söder om Bålsta stad i Norra Björkfjärden. Mindre än två kilometer ifrån reningsverkets utsläppspunkt ligger Bålsta vattenverks råvattenintag. Det är således av intresse att undersöka om vattenverkets råvattenintag påverkas av en bräddning. Utöver vattenverket ligger flera populära badplatser i närheten av reningsverkets utsläppspunkt.   Syftet med examensarbetet var att studera hur en bräddning av orenat spillvatten sprids i Mälaren under sommarens badsäsong, samt att identifiera vid vilka vind- och flödesförhållanden badplatserna och råvattentäkten har störst risk att förorenas. Syftet var även att studera hur en ökad nederbördsmängd påverkar delar av Bålsta reningsverks spillvattenledningsnät. För att nå examensarbetets syfte användes spridningsmodellen Delft3D samt ledningsnätmodellen MIKE-Urban. På grund av otillräcklig data om bland annat Bålsta reningsverks spillvattenledningsnät erhölls inget tillförlitligt resultat från MIKE-Urban modelleringen. Istället sammanställdes de saknade data om reningsverkets spillvattenledningsnät vilket resulterade i förslag om kompletterande åtgärder för att underlätta kommande spillvattenmodelleringar.    Resultat från spridningssimuleringen tydde på att ingen av de studerade platserna överskrider värden för utmärkt badvattenkvalitet enligt EU:s badvattendirektiv vid medelvindhastighet samt ett utsläpp av 77 m3 orenat spillvatten. En bräddning av 77 m3 orenat spillvatten baserades på reningsverkets bräddningsvolymer från år 2010. För badplatserna ansågs det fördelaktigt att en bräddning sker under vindstilla förhållanden till följd av begränsad omblandning mellan Mälarens temperaturskiktning. Vid ett två dygn långt utsläpp av totalt 5 000 m3 orenat spillvatten med fem sekundmeters vind erhöll majoriteten av badplatserna för höga patogenvärden. Reningsverkets personal bör i sådana situationer gå ut med allmänna varningar för badande i Norra Björkfjärden. / Climate change scenarios conducted by SMHI indicate increasing precipitation in most parts of Sweden. Such increases will lead to bigger flows in rivers and sewer networks, which in turn may lead to leakage of unwanted substances such as contagious microorganisms to drinking water supplies. The single largest risk of lake contamination is from sewage water treatment plants, mostly due to overflow of wastewater. High precipitation may flood the treatment plant causing untreated water to leak out and into surrounding lakes.   Bålsta treatment plant, in Håbo municipality, has overflow issues in periods with high precipitation, which lead to leakage of inadequately treated wastewater and thus local contamination in Lake Mälaren. Less than two kilometers from the release point of Bålsta treatment plant, Bålsta drinking water plant has its intake of raw water. Hence it is of great interest to study the dispersal of Bålsta treatment plant’s wastewater in Lake Mälaren to prevent unwanted human exposure to contagious microorganisms. Håbo municipality also has popular swimming spots close to the treatment plant’s outlet.   The aim of this study is to examine the pathogenic impact that an overflow of Bålsta treatment plant in summer time has on Bålsta drinking water plant and bathing spots. The study hoped to identify the conditions where certain places of interest were to be contaminated. In addition, the aim was to investigate the changes of sewage flow due to an increased precipitation. Two models were used to reach the aforementioned aims: (1.) a hydrodynamic model (Delft3D) to study the spread of wastewater following an overflow and (2.) an urban water model (MIKE–Urban) to study the total amount of sewage flow.   Due to insufficient data concerning Bålsta’s sewage system, simulations from MIKE–Urban were unable to provide reliable results. Large parts of the sewage network had missing data regarding pipe dimensions, positioning and material, which resulted in a model with little precision. Instead of providing unreliable results, the study resulted in recommendations for further data collecting to help future investigations of Bålsta’s sewage system.   With low overflows of untreated water, Delft3D modeling showed that none of the places of interest had pathogen levels that exceeded the European Union’s Bathwater quality directive when simulated with mean values of wind, treated wastewater flow and wind direction. When extreme amounts of overflow were simulated in strong winds, five of seven places of interest were unfit for bathing according to the directive. In case of an overflow of more than the simulated outflow of 77 m3 untreated wastewater, the operators of Bålsta’s treatment plant need to perform actions to prevent human exposure.

A região de estudo está localizada no litoral centro do Estado de São Paulo, engloba a área de proteção ambiental do Parque Estadual Marinho da Laje de Santos, e sofre a influência de três emissários submarinos e de lançamentos de esgotos pelo Rio Itanhaém. O objetivo deste trabalho foi o de analisar as condições ambientais e a dispersão das plumas de efluentes emitidas pelos emissários submarinos de Praia Grande e do Rio Itanhaém, quanto à concentração de potenciais poluentes, por meio de modelagem numérica. Objetivos secundários compreendem o interesse no conhecimento das variabilidades espaço-temporais da hidrodinâmica costeira e dos processos de dispersão das plumas de efluentes, através de simulações numéricas, incluindo a avaliação dos resultados de concentrações de indicadores de qualidade da água diante dos níveis máximos estabelecidos pelas Resoluções N.º 274/2000 e N.º 357/2005 do Conselho Nacional do Meio Ambiente. Para tanto, foram utilizados os módulos hidrodinâmico e de qualidade da água do modelo Delft3D, bem como o modelo Visual Plumes. Os resultados das simulações hidrodinâmicas foram concordantes com as feições hidrodinâmicas estabelecidas na literatura e foram validados com alto grau de confiabilidade. A modelagem de campo próximo mostrou a influência das correntes de maré e das correntes geradas pelo vento no transporte e na diluição inicial das plumas de efluentes dos emissários submarinos, onde o transporte por correntes geradas pelo vento permitiu uma diluição mais eficiente. Os resultados da modelagem de campo distante das plumas dos emissários submarinos e do Rio Itanhaém indicaram que estas plumas não afetam a qualidade da água do Parque Estadual Marinho da Laje de Santos; e que a concentração dos indicadores de qualidade da água selecionados (Escherichia coli, amônio, nitrato e fosfato) não ultrapassa os limites máximos estabelecidos pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente ao atingir o litoral. Uma vez que a literatura aponta que as praias locais são frequentemente classificadas com balneabilidade imprópria e com má qualidade da água, os córregos que despejam esgoto bruto e não tratado diretamente nas praias podem ser apontados como os responsáveis pela contaminação ambiental do litoral da região de estudo. O modelo de qualidade da água foi validado, apesar de algumas diferenças nas comparações entre seus resultados e amostragens in situ. Foi observado que a região de estudo necessita de mais investimentos em saneamento básico e maior conscientização da população para combater a poluição ambiental local, especialmente o despejo de esgotos em córregos e praias. / The study region is located in the central coast of São Paulo, encompasses the area of environmental protection of Laje de Santos Marine State Park, and is influenced by three outfalls and sewage releases by Itanhaém River. The objective of this study was to analyze the environmental conditions and the dispersion of effluent plumes emitted by Praia Grandes submarine outfalls and Itanhaém River, concerning the concentration of potential pollutants, through numerical modeling. Secondary objectives are related to interest in the knowledge of the spatial-temporal variability of coastal hydrodynamics and processes of effluent plumes dispersion, through numerical simulations, including the evaluation of water quality indicators concentrations results as compared to the maximum levels established by the National Environmental Council Resolutions N.º 274/2000 and N.º 357/2005. For that, Delft3D models hydrodynamic and water quality modules were used, as well as the Visual Plumes model. Results of hydrodynamic simulations were consistent with the hydrodynamics features established in the literature and have been validated with a high degree of reliability. The near-field modeling showed the influence of tidal currents and wind-driven currents in the transport and initial dilution of effluent plumes from the submarine outfalls, where transport by wind-driven currents allowed a more efficient dilution. The far-field modeling results of the plumes from the submarine outfalls and Itanhaém River showed that those plumes dont affect the water quality of Laje de Santos Marine State Park; and the selected water quality indicators concentrations (Escherichia coli, ammonium, nitrate and phosphate) do not exceed the maximum levels established by the National Environmental Council when reaching the shore. Once the literature indicates that the local beaches are often classified as inappropriate for bathing and with bad water quality, streams that dump raw and untreated sewage directly on the beaches can be identified as the responsible for the environmental contamination of the study areas shore. The water quality model was validated, despite some differences in the comparisons between its results and in situ sampling. It was observed that the study area needs more investments in basic sanitation and greater awareness of the population to tackle local environmental pollution, especially the dumping of sewage into streams and beaches.

O objetivo deste estudo foi caracterizar a dinâmica das ondas de areia presentes no interior da Baía de São Marcos em São Luís, estado do Maranhão, utilizando dados de campanhas de batimetria bimestral e granulometria, para determinar a geomorfologia de fundo, além de séries temporais eulerianas de velocidade e variação da maré dos anos de 2011 e 2012 para validar um modelo hidrodinâmico local. O posicionamento horizontal e vertical nos conjuntos de dados batimétricos, digitalizados em transectos longitudinais, forneceu corredores de transporte que concordaram com os obtidos por meio do modelo numérico. Foram registradas ondas de areia com comprimento e altura superiores a 342 m e 6 m, respectivamente. A migração horizontal chegou a 1,8 m/dia e as intensidades de corrente a 1.84 m/s sobre o campo de ondas de areia e 2.58 m/s nos canais adjacentes. O Cabeço do Mearim e a Ilha do Medo são os principais responsáveis pela divisão dos regimes hidrodinâmicos locais forçados pela maré, os quais controlam os padrões morfológicos e migratórios das feições de fundo. Os mapas residuais de velocidade aliados aos coeficientes de dominância de maré calculados demonstraram que as principais forçantes do sistema são intensas nos canais e ao sul da Ilha do Medo e menos pronunciadas nas planícies rasas do sistema estuarino. As técnicas utilizadas neste estudo possibilitaram o estabelecimento de um modelo conceitual de corredores de transporte que rege o equilíbrio dinâmico do sistema local. Esses corredores são formados principalmente pelo canal principal da Baía de São Marcos localizado na porção oeste das feições submersas, predominando o transporte das correntes de vazante, pelo Canal do Boqueirão no qual predominam as correntes de maré enchente e pelo canal transversal situado a leste das ondas de areia, responsável por fluxos principalmente de maré enchente que podem transportar sedimentos ou energia para o sistema de canais principais. Este modelo forneceu conhecimento basal para o planejamento de atividades de uso, exploração e conservação dos sedimentos na Baía de São Marcos / The aim of this study was to characterize sand wave dynamics in São Marcos Bay (Maranhão state). Using data obtained from consecutive bathymetry campaigns, bottom sediment distribution, tide level and stationary current meters time series at this site from 2011-2012 years, bed morphology evolution was determined and a process-based hydrodynamic model was validated. Registering consecutive sand wave positioning in longitudinal transects provided bed features migration, generating transport pathways that agreed with model results. Sand waves observed were up to 6 m high and 342 m long and migrate up to 1.8 m/day, under depth-averaged current conditions up to 1.84 m/s above the sand wave field and 2.58 m/s in the adjacent channels. Cabeço do Mearim and Medo Island represents the features responsible for separate both tidal hydrodynamic regimes that control bottom migration and morphologic patterns. Residual current distribution and tide dominance coefficients showed that the controlling hydrodynamic forces of the system are more intense in the main channels and southward Medo Island, while weaken as depth reduces eastward. The methods used in this study provide a reliable conceptual model of transport pathways that control the local dynamic equilibrium, composed by the main channel of Sao Marcos Bay, where ebb dominance occurs, by the Boqueirão Channel strongly dominated by flood currents and by the transversal channel located eastward the bottom features, also flood dominated and responsible for transport sediment and energy to the sand wave field. This approach provided the bases for planning activities regard use, conservation and exploitation of sediments in São Marcos Bay

Este trabalho teve como objetivo analisar os possíveis efeitos de um aumento do nível do mar no padrão de correntes no Sistema Estuarino de Santos (SP), através do uso do modelo hidrodinâmico do Delft3D-FLOW, considerando diferentes taxas de aumento de acordo com o quinto relatório do Intergovernmental Panel on Climate Change (AR5). Os resultados indicam alteração na velocidade da corrente ao longo do domínio implementado, mais evidente durante a sizígia. Observa-se um aumento da magnitude da corrente em praticamente todo o Canal de São Vicente e redução da magnitude nos canais do Porto de Santos, canal de Bertioga e na região interna do Estuário de Santos. Os resultados do modelo numérico foram comparados com diversos dados coletados na região de estudo e verificou-se a correta representação dos padrões de circulação da área. Este estudo comprovou a importância de utilizarmos resultados de um modelo de maior escala (HYCOM) como forçantes, através da condição de fronteira denominada Riemann, permitindo que o modelo represente fenômenos de baixa frequência, que geram circulações e variações do nível do mar com a mesma ordem de grandeza dos efeitos da maré astronômica na área de estudo. / This study aimed to analyze the possible effects of a sea level rise in Sistema Estuarino de Santos (SP) circulation pattern, through the use of Delft3D-FLOW Hydrodynamic Model considering different elevation rates according to Intergovernmental Panel on Climate Change fifth report (AR5). The results indicate change in the current\'s magnitude, being more evident during the spring tide. There is an increase in the velocity practically all over São Vicente Channel and the reduction of magnitude in the Porto de Santos and Bertioga channels and in the inner region of the estuary. The numerical model results were compared with several measured data and it was verified that the model correctly representats the circulation patterns of the area. This study proved the importance of using results of a larger scale model (HYCOM), forced through a boundary condition called Riemann, allowing the model to represent low frequency phenomena, which generate sea level variations with the same order of magnitude of the effects of the astronomical tide in the study area.

A região de Ubatuba, sendo polo de atração turística, sofre influência das atividades humanas que modificam algumas características dos corpos de água, devido ao aporte de dejetos humanos, à descarga de poluentes e ao intenso tráfego de embarcações. O objetivo desse trabalho foi avaliar os efeitos das ações antrópicas sobre o sistema costeiro de Ubatuba por meio do estudo dos processos de transporte e difusão de poluentes, através de modelos que descrevem os mecanismos e as reações envolvidas na dispersão de hidrocarbonetos de petróleo (HPAs) e indicadores microbiológicos (coliformes termotolerantes e enterococos) na água do mar. Foram utilizados os módulos do sistema de modelagem ambiental Delft3D. O módulo hidrodinâmico foi implementado em uma grade numérica cobrindo a plataforma continental adjacente ao litoral norte de São Paulo. Da análise e validação dos resultados do módulo hidrodinâmico, concluiu-se que o modelo reproduziu satisfatoriamente a circulação marinha na região (valores de Skill entre 0,67 e 1,00). A associação dos dados de poluição com os resultados da hidrodinâmica permitiu estudar os mecanismos de dispersão dos poluentes nas enseadas do Flamengo e das Palmas através do módulo de qualidade da água. A concentração de coliformes calculada pelo modelo atingiu o máximo de 1850 NMP/100mL na Enseada do Flamengo, no verão; no caso dos HPAs, o teor máximo foi de 0,92 µg/L. As partes internas da Enseada do Flamengo têm a circulação da água reduzida, bem como a dispersão de poluentes. Os resultados sugerem que os teores de HPAs tiveram menor decaimento ao longo do tempo, o que se deve, provavelmente, às características da região, como baixo hidrodinamismo e baixo teor de nutrientes, que dificultam os processos de degradação de hidrocarbonetos. Por outro lado, os resultados indicaram um decaimento considerável na densidade de bactérias. As taxas de mortalidade de coliformes termotolerantes tiveram alta correlação linear positiva com a salinidade e temperatura (r = 0,94 e r = 0,99, respectivamente) e as taxas de mortalidade devido à radiação solar apresentaram uma boa contribuição na taxa de mortalidade geral. Na Enseada das Palmas, a máxima densidade de enterococos estimada pelo modelo foi de 1,21 UFC/100mL, no verão. Simulações de dispersão de enterococos mostraram que as regiões mais internas da enseada possuem correntes fracas que não favorecem uma grande dispersão de poluentes para fora da enseada. Os enterococos não tiveram sua taxa de mortalidade correlacionada com a salinidade (r = -0,02), porém a temperatura (r = 0,75) e a radiação solar parecem ter grande influência no seu decaimento. Com exceção do ponto no Saco da Ribeira, que apresentou concentrações de coliformes acima de 1000 NMP/100mL, em geral, as águas mantiveram condições adequadas de balneabilidade nas duas enseadas. Pode-se afirmar que o sistema de correntes na área de estudo, determinado pela geomorfologia da região, não confere alta capacidade de diluição e dispersão de efluentes nas enseadas. Todavia, a circulação marinha atuante e os processos envolvidos no decaimento dos poluentes são suficientes para difundir e diminuir suas concentrações ao longo das enseadas. Concluiu-se que a modelagem ambiental reproduziu de maneira satisfatória os processos envolvidos no transporte e na difusão de poluentes na água do mar, contribuindo com os estudos sobre os efeitos das atividades humanas no sistema costeiro de Ubatuba. / The region of Ubatuba, being a place of tourist attraction, is influenced by human activities that modify some features of water bodies due to the dumping of sewage, the discharge of pollutants and heavy boat traffic. The objective of this study was to evaluate the effects of human activities on the coastal system of Ubatuba through the study of transport processes and diffusion of pollutants, through models that describe the mechanisms and reactions involved in the dispersion of petroleum hydrocarbon (PAHs) and microbiological indicators (thermotolerant coliforms and enterococci) in seawater. The modules of the environmental modeling system Delft3D were used in the study. The hydrodynamic module was implemented in a numerical grid covering the continental shelf adjacent to the north coast of São Paulo. From the analysis and validation of the results of the hydrodynamic module, it was concluded that the model satisfactorily reproduced the marine circulation in the region (Skill values between 0,67 and 1,00).The association of pollution data with the results of hydrodynamic allowed studying the pollutant dispersion mechanisms in Flamengo Bay and in Palmas Bay through the water quality module. The concentration of coliform calculated by the model reached the maximum of 1850 MPN/100mL in the Flamengo Bay, in summer; in the case of PAHs, the maximum level was 0,92 µg/L. The internal parts of the Flamengo Bay have the circulation of water reduced as well as the dispersion of pollutants. The results suggest that the PAHs concentrations were less decay over time, which is probably due to the regional characteristics, such as low hydrodynamic and low nutrient content, which hamper the hydrocarbon degradation processes. On the other hand, the results indicate a considerable decay in bacterial density. Thermotolerant coliform mortality rates had high positive correlation with salinity and temperature (r = 0,94 e r = 0,99, respectively), and the mortality rates due to solar radiation had a good contribution to the overall mortality rate. In the Palmas Bay, the maximum enterococci density estimated by the model was 1,21 CFU/100mL in the summer. Enterococci dispersion simulations showed that the internal regions of the bay have weak currents that do not contribute to a large dispersion of pollutants out of the bay. Enterococci have not had their mortality rate correlated with salinity (r = - 0,02), but the temperature (r = 0,75) and solar radiation seem to have large influence on its decay. With the exception of the point at the Saco da Ribeira, which obtained coliform concentrations above 1000 NMP/100mL, in general, the waters maintained suitable conditions for bathing in the two bays. It can be said that the current system in the study area, determined by the geomorphology of the region, does not provide high capacity for dilution and dispersion of effluents in the bays. However, the marine circulation and the processes involved in the decay of the pollutants are enough to spread and reduce their concentrations along the bays. It was concluded that environmental modeling reproduced satisfactorily the processes involved in the transport and diffusion of pollutants in seawater, contributing to the studies on the effects of human activities on the coastal system of Ubatuba.

Este trabalho teve como objetivo analisar os possíveis efeitos de um aumento do nível do mar no padrão de correntes no Sistema Estuarino de Santos (SP), através do uso do modelo hidrodinâmico do Delft3D-FLOW, considerando diferentes taxas de aumento de acordo com o quinto relatório do Intergovernmental Panel on Climate Change (AR5). Os resultados indicam alteração na velocidade da corrente ao longo do domínio implementado, mais evidente durante a sizígia. Observa-se um aumento da magnitude da corrente em praticamente todo o Canal de São Vicente e redução da magnitude nos canais do Porto de Santos, canal de Bertioga e na região interna do Estuário de Santos. Os resultados do modelo numérico foram comparados com diversos dados coletados na região de estudo e verificou-se a correta representação dos padrões de circulação da área. Este estudo comprovou a importância de utilizarmos resultados de um modelo de maior escala (HYCOM) como forçantes, através da condição de fronteira denominada Riemann, permitindo que o modelo represente fenômenos de baixa frequência, que geram circulações e variações do nível do mar com a mesma ordem de grandeza dos efeitos da maré astronômica na área de estudo. / This study aimed to analyze the possible effects of a sea level rise in Sistema Estuarino de Santos (SP) circulation pattern, through the use of Delft3D-FLOW Hydrodynamic Model considering different elevation rates according to Intergovernmental Panel on Climate Change fifth report (AR5). The results indicate change in the current\'s magnitude, being more evident during the spring tide. There is an increase in the velocity practically all over São Vicente Channel and the reduction of magnitude in the Porto de Santos and Bertioga channels and in the inner region of the estuary. The numerical model results were compared with several measured data and it was verified that the model correctly representats the circulation patterns of the area. This study proved the importance of using results of a larger scale model (HYCOM), forced through a boundary condition called Riemann, allowing the model to represent low frequency phenomena, which generate sea level variations with the same order of magnitude of the effects of the astronomical tide in the study area.