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<p> The beach at Manzanillo, Costa Rica, is composed of a mixture of terrigenous siliciclastic and marine calcareous sediment. The most abundant siliclastic grains are magnetite and diopside. The most abundant calcareous grains are red algae and molluscan fragments. These grains are found in much greater abundance in the beach sediment then in their source areas as a result of their resistance to breakdown.</p> <p> The distribution of the siliclastic minerals on the beach shows longshore drift to be from east to west. The main source of siliclastic sediment is the Rio Sixaola. Local rivers provide small inputs of sediment.</p> <p> The trace element chemistry of the beach indicates the possibility that some elements may be absorbed on the surfaces of grains as opposed to being substituted for other elements in mineral lattices.</p> / Thesis / Bachelor of Science (BSc)

O objetivo deste trabalho é avaliar as variações espaço-temporais da dinâmica morfo-sedimentar do sistema praial de Ilha Comprida-SP. Assim, para reconhecer os padrões de onda encontrados na região, resultados do modelo global de ondas WAVEWATCH III foram utilizados. Da mesma forma, levantamentos de campo periódicos foram realizados em cinco diferentes setores com obtenção de dados morfológicos e sedimentares. Simulações com o modelo numérico MIKE21 SW foram realizadas para reconhecer as tendências de transporte e distribuição de força de onda. Os resultados mostraram uma tendência geral de transporte para NE, com maiores valores para a região sul em relação a norte, com dois setores principais de divergência residual: centro-sul e norte. A divergência centro-sul apresenta um aumento e uma migração para sul nos meses mais energéticos, enquanto que a divergência norte apresenta uma manutenção espacial ao longo das estações. A distribuição de força de onda mostrou-se mais elevada nos setores centro-sul e norte, coincidindo com os pontos de divergência. Dados granulométricos mostraram baixa variabilidade temporal, mas possuem diferenças espaciais que refletem a hidrodinâmica local. Os dados volumétricos apresentam maiores valores médios nos setores centro-norte e menores no centro-sul e norte. De modo geral, os resultados mostram que ao longo de uma linha de costa exposta a um mesmo padrão de ondas, sua variabilidade é um reflexo de alterações hidrodinâmicas locais. Tais conclusões são importantes para o conhecimento do estado atual das praias e de sua evolução. / The aim of this study is to evaluate the spatial-time variations on the beach system of Ilha Comprida-SP. Therefore, the wave reanalysis database from the global wave generation model WAVEWATCH III was used to recognize the wave pattern for the region. Furthermore, periodic field works at five different sectors have been conducted to collect morphological and sedimentological data. The numerical model MIKE 21 SW has been applied to propagate waves onshore and recognize the transport tendency and the nearshore wave power distribution. Results show a transport trend to the NE, with the southern sector being larger than the northern sector in magnitude, with two main residual longshore drift divergence spots: in the central-southern and northern regions. Moreover, the central-southern divergence spot become larger and migrated to the south during the most energetic months, while the northern divergence spot kept its position throughout the year. Wave power results show two main areas with higher values that coincide with the observed longshore divergence spots. Sediment data presents low temporal variability, although spatial variations have been found reflecting the hydrodynamic conditions. The volumetric data shows largest values in the central-northern sector, being smaller in the central-southern and northern regions. In summary, the findings show that along this wide open stretch of coastline, exposed to the same offshore wave regime, its variability is a result of local hydrodynamic conditions. These results help in further understanding the island\'s long term evolution and current state of its beaches.

O objetivo deste trabalho é avaliar a importância relativa de ondas e correntes de deriva litorânea no processo de migração das desembocaduras de Icapara e do Ribeira de Iguape. O clima de ondas foi obtido a partir do modelo Wavewatch III. As taxas de migração do sistema foram estimadas através de uma série temporal de imagens Landsat. Através da aplicação do modelo numérico Delft3D, as ondas foram propagadas para águas rasas, nas proximidades dos pontais da Ilha Comprida e da Praia da Juréia. Assim, as características de das ondas extraídas do modelo, permitiram a estimativa das tendências da deriva litorânea nestes segmentos. A extração da linha de costa de imagens entre 16/06/1985 e 07/07/2016 exibiram a continuidade do processo de acresção lateral dos pontais da Ilha Comprida e da Praia da Juréia, cuja variação total foi de 852 e 669 m respectivamente, que ocorreram a taxas anuais de 27 e 21 m.ano-1. Neste período, o crescimento destas feições promoveu o deslocamento das desembocaduras de Icapara, para NE, e do Ribeira de Iguape, para SW. As componentes de transporte exibiram rumo resultante para NE em ambos pontais, com valores maiores na Praia da Juréia. Os resultados mostram a relação entre a deriva litorânea e a migração das desembocaduras, indicando sua importância relativa como processo controlador da morfodinâmica local. / The objective of this work is to evaluate the relative importance of waves and longshore drift currents in the migration process of the Icapara and Ribeira de Iguape inlets. The wave climate was obtained from the Wavewatch III model. The system migration rates were estimated through a Landsat image time series. Through the application of the numerical model Delft3D, the waves were propagated to shallow waters, near of Ilha Comprida\'s and Juréia\'s Beach sand spits. Thus, the characteristics of the waves extracted from the model allowed the estimation of longshore drift trends in these segments. The extraction of the coastline of images between June 16th 1985, and July 7th 2016, showed the continuity of Ilha Comprida Island and Juréia Beach lateral accretion process, with a total variation of 852 and 669 m respectively, which occurred at annual rates of 27 and 21 m.year-1. During this period, the growth of these features promoted the displacement of the mouths of Icapara, for NE, and the Ribeira de Iguape, for SW. The transport components exhibited a resultant NE direction at both points, with higher values at Juréia Beach. The results show the relationship between the longshore drift and the inlets lateral migration, indicating its relative importance as a controlling process of the local morphodynamics.

Desembocaduras são ambientes bastante dinâmicos e sujeitos à complexa interação entre fatores estabilizadores e desestabilizadores. Dependendo dessa interação, desembocaduras podem apresentar a tendência de migração ao longo de barreiras arenosas. Um dos mecanismos mais eficientes de transporte de sedimento paralelo à costa, e conseqüentemente migração de canais, são as correntes longitudinais geradas pelas ondas se aproximando obliquamente a costa. A motivação do presente trabalho é entender o comportamento morfodinâmico do sistema de desembocadura do rio Itapocú, localizado no centro-norte de Santa Catarina, frente aos processos forçantes que atuam na sua migração ao longo da linha de costa. A morfologia dos pontais arenosos foi obtida a partir de levantamentos morfológicos com o uso de DGPS. Para analisar a refração de ondas foi utilizado o modelo numérico MIKE 21 - SW, sendo considerados como condições de contorno dados de ondas referentes ao ano de 2002 e dados de ondas previstos referentes ao período de coleta. Os dados de saída do modelo foram utilizados para estimar a deriva litorânea potencial na região. Os resultados morfológicos obtidos demonstraram uma migração da desembocadura para o norte durante o período analisado, sendo mais intenso durante o inverno e o verão. A refração de ondas incidentes do quadrante sul sofreram mais o fenômeno da refração e as ondas de leste apresentaram menor variação angular ao se aproximarem da costa. A deriva litorânea potencial anual para os dados de ondas de 2002 apresentou sentido norte-sul, com inversão de sentido durante o outono, sul-norte. A deriva litorânea potencial para os dados referentes ao período estudado apresentou sentido sul-norte, concordando com a migração observada. A deriva potencial em frente aos pontais apresentou direção para o norte durante todas as estações. Os dados de descarga fluvial não apresentaram influência na migração do canal, porém apresentaram uma relação com a largura do mesmo sazonalmente. Os dados de morfologia juntamente com os dados de deriva litorânea referentes às ondas de 2004/2005 mostraram claramente a migração do canal para o norte sendo a deriva a principal contribuinte para a migração da desembocadura. / Inlets are highly dynamic environments subjected to the complex interaction between stabilizing and destabilizing factors. Depending on this interaction, inlets have a tendency to migrate along sandy barriers. One of the most effective mechanisms for transporting sediment alongshore and consequently controlling the migration of inlets, are currents generated by waves approaching the coast at an angle. The motivation of this study is to better understand the morphodynamic behavior of the Itapocú inlet, at the northern Santa Catarina coast. The morphology of the sandy spits that enclose the inlet was obtained from morphological surveys conducted with the use of DGPS. To analyze the wave refraction the numerical model MIKE 21 SW has been applied to the region. Boundary conditions have been set based on a one-year long database (2002) and predicted waves for the studied period. The model output has been used to estimate the potential longshore drift in the region. Results show the migration of the inlet to the north during the analyzed period, with higher migration rates during winter and summer. Waves inciding from the south are the most influenced by the refraction process, while the less refracted waves are those coming from the east The net longshore drift obtained when using the 2002 database is southwards, presenting slight inversions during the year. When using the predicted wave data for the studied period, the potential longshore drift is dominated by northward direction, in agreement with the observed inlet migration. The Itapocú river discharge does not present any relation with the observed inlet migration rates, although there seems to be a relation with the seasonal channel width variability. The surveyed morphological evolution is well related to the potential longshore drift, indicating that during the monitored period, the northwards inlet migration is being controlled by the wave generated longshore drift.

Desembocaduras são ambientes bastante dinâmicos e sujeitos à complexa interação entre fatores estabilizadores e desestabilizadores. Dependendo dessa interação, desembocaduras podem apresentar a tendência de migração ao longo de barreiras arenosas. Um dos mecanismos mais eficientes de transporte de sedimento paralelo à costa, e conseqüentemente migração de canais, são as correntes longitudinais geradas pelas ondas se aproximando obliquamente a costa. A motivação do presente trabalho é entender o comportamento morfodinâmico do sistema de desembocadura do rio Itapocú, localizado no centro-norte de Santa Catarina, frente aos processos forçantes que atuam na sua migração ao longo da linha de costa. A morfologia dos pontais arenosos foi obtida a partir de levantamentos morfológicos com o uso de DGPS. Para analisar a refração de ondas foi utilizado o modelo numérico MIKE 21 - SW, sendo considerados como condições de contorno dados de ondas referentes ao ano de 2002 e dados de ondas previstos referentes ao período de coleta. Os dados de saída do modelo foram utilizados para estimar a deriva litorânea potencial na região. Os resultados morfológicos obtidos demonstraram uma migração da desembocadura para o norte durante o período analisado, sendo mais intenso durante o inverno e o verão. A refração de ondas incidentes do quadrante sul sofreram mais o fenômeno da refração e as ondas de leste apresentaram menor variação angular ao se aproximarem da costa. A deriva litorânea potencial anual para os dados de ondas de 2002 apresentou sentido norte-sul, com inversão de sentido durante o outono, sul-norte. A deriva litorânea potencial para os dados referentes ao período estudado apresentou sentido sul-norte, concordando com a migração observada. A deriva potencial em frente aos pontais apresentou direção para o norte durante todas as estações. Os dados de descarga fluvial não apresentaram influência na migração do canal, porém apresentaram uma relação com a largura do mesmo sazonalmente. Os dados de morfologia juntamente com os dados de deriva litorânea referentes às ondas de 2004/2005 mostraram claramente a migração do canal para o norte sendo a deriva a principal contribuinte para a migração da desembocadura. / Inlets are highly dynamic environments subjected to the complex interaction between stabilizing and destabilizing factors. Depending on this interaction, inlets have a tendency to migrate along sandy barriers. One of the most effective mechanisms for transporting sediment alongshore and consequently controlling the migration of inlets, are currents generated by waves approaching the coast at an angle. The motivation of this study is to better understand the morphodynamic behavior of the Itapocú inlet, at the northern Santa Catarina coast. The morphology of the sandy spits that enclose the inlet was obtained from morphological surveys conducted with the use of DGPS. To analyze the wave refraction the numerical model MIKE 21 SW has been applied to the region. Boundary conditions have been set based on a one-year long database (2002) and predicted waves for the studied period. The model output has been used to estimate the potential longshore drift in the region. Results show the migration of the inlet to the north during the analyzed period, with higher migration rates during winter and summer. Waves inciding from the south are the most influenced by the refraction process, while the less refracted waves are those coming from the east The net longshore drift obtained when using the 2002 database is southwards, presenting slight inversions during the year. When using the predicted wave data for the studied period, the potential longshore drift is dominated by northward direction, in agreement with the observed inlet migration. The Itapocú river discharge does not present any relation with the observed inlet migration rates, although there seems to be a relation with the seasonal channel width variability. The surveyed morphological evolution is well related to the potential longshore drift, indicating that during the monitored period, the northwards inlet migration is being controlled by the wave generated longshore drift.

O objetivo deste trabalho é avaliar a importância relativa de ondas e correntes de deriva litorânea no processo de migração das desembocaduras de Icapara e do Ribeira de Iguape. O clima de ondas foi obtido a partir do modelo Wavewatch III. As taxas de migração do sistema foram estimadas através de uma série temporal de imagens Landsat. Através da aplicação do modelo numérico Delft3D, as ondas foram propagadas para águas rasas, nas proximidades dos pontais da Ilha Comprida e da Praia da Juréia. Assim, as características de das ondas extraídas do modelo, permitiram a estimativa das tendências da deriva litorânea nestes segmentos. A extração da linha de costa de imagens entre 16/06/1985 e 07/07/2016 exibiram a continuidade do processo de acresção lateral dos pontais da Ilha Comprida e da Praia da Juréia, cuja variação total foi de 852 e 669 m respectivamente, que ocorreram a taxas anuais de 27 e 21 m.ano-1. Neste período, o crescimento destas feições promoveu o deslocamento das desembocaduras de Icapara, para NE, e do Ribeira de Iguape, para SW. As componentes de transporte exibiram rumo resultante para NE em ambos pontais, com valores maiores na Praia da Juréia. Os resultados mostram a relação entre a deriva litorânea e a migração das desembocaduras, indicando sua importância relativa como processo controlador da morfodinâmica local. / The objective of this work is to evaluate the relative importance of waves and longshore drift currents in the migration process of the Icapara and Ribeira de Iguape inlets. The wave climate was obtained from the Wavewatch III model. The system migration rates were estimated through a Landsat image time series. Through the application of the numerical model Delft3D, the waves were propagated to shallow waters, near of Ilha Comprida\'s and Juréia\'s Beach sand spits. Thus, the characteristics of the waves extracted from the model allowed the estimation of longshore drift trends in these segments. The extraction of the coastline of images between June 16th 1985, and July 7th 2016, showed the continuity of Ilha Comprida Island and Juréia Beach lateral accretion process, with a total variation of 852 and 669 m respectively, which occurred at annual rates of 27 and 21 m.year-1. During this period, the growth of these features promoted the displacement of the mouths of Icapara, for NE, and the Ribeira de Iguape, for SW. The transport components exhibited a resultant NE direction at both points, with higher values at Juréia Beach. The results show the relationship between the longshore drift and the inlets lateral migration, indicating its relative importance as a controlling process of the local morphodynamics.

Cette recherche porte sur des modélisation des évolutions à long terme du trait de côtes, dans laquelle on propose un modèle qui combine à la fois une contribution des processus cross-shore et celle de processus longshore pour améliorer les capacités prédictives. Le modèle cross-shore de Splinter et al. (2014) est ré-implémenté dans un but de comparaison avec le modèle combiné. Nous présentons un modèle longshore simple basé sur une approche "one-line" moyenne dans le temps. L’analyse de ce modèle longshore donne l’orientation de la plage d’équilibre par rapport à l’orientation de l’onde incidente. Il révèle également qu’une partie de la variabilité saisonnière des positions du trait de côte est due au transport par la dérive littorale. Par conséquent, la contribution longshore du modèle combiné améliore les capacités prédictives. Les prédictions du modèle sont confrontées à des mesures des positions du trait de côte de différents types de plages, comme celles de Truc Vert, en France et des plages en baie avec courbure de Narrabeen, en Australie et de Nha Trang, au Vietnam.Cette thèse offre deux nouvelles contributions précieuses. Le premier est un modèle longshore simple et l’orientation de la plage d’équilibre. Le second est un modèle combiné de long-shore et cross-shore. / This research focuses on the long-term shoreline evolution modeling, in which a combined model comprising the shoreline change due to longshore drift in a cross-shore shoreline model is proposed to improve the predictive skills of the long-term shoreline response. The cross-shore shoreline model of cite{splinter2014} is re-implemented for a purpose of comprehensive comparison with the combined model. A simplified longshore shoreline model is developed on the basis of the one-line type approach. The analysis of this longshore model yields the equilibrium beach orientation in relation to the incident wave orientation. It also reveals that part of seasonal shoreline position variability is due to the longshore transport. Therefore, the presence of the longshore model in the combined model clearly improves the model skills. The shoreline evolution models are calibrated with data from different beach types, such as a straight open beach shoreline of Truc Vert, France and embayed beach shoreline of Narrabeen, Australia and Nha Trang, Vietnam.This thesis gives two valuable contributions. The first one is a simplified longshore model and the equilibrium beach orientation. The second one is a combined longshore cross-shore phenomenological model.

O objetivo deste trabalho é avaliar as variações espaço-temporais da dinâmica morfo-sedimentar do sistema praial de Ilha Comprida-SP. Assim, para reconhecer os padrões de onda encontrados na região, resultados do modelo global de ondas WAVEWATCH III foram utilizados. Da mesma forma, levantamentos de campo periódicos foram realizados em cinco diferentes setores com obtenção de dados morfológicos e sedimentares. Simulações com o modelo numérico MIKE21 SW foram realizadas para reconhecer as tendências de transporte e distribuição de força de onda. Os resultados mostraram uma tendência geral de transporte para NE, com maiores valores para a região sul em relação a norte, com dois setores principais de divergência residual: centro-sul e norte. A divergência centro-sul apresenta um aumento e uma migração para sul nos meses mais energéticos, enquanto que a divergência norte apresenta uma manutenção espacial ao longo das estações. A distribuição de força de onda mostrou-se mais elevada nos setores centro-sul e norte, coincidindo com os pontos de divergência. Dados granulométricos mostraram baixa variabilidade temporal, mas possuem diferenças espaciais que refletem a hidrodinâmica local. Os dados volumétricos apresentam maiores valores médios nos setores centro-norte e menores no centro-sul e norte. De modo geral, os resultados mostram que ao longo de uma linha de costa exposta a um mesmo padrão de ondas, sua variabilidade é um reflexo de alterações hidrodinâmicas locais. Tais conclusões são importantes para o conhecimento do estado atual das praias e de sua evolução. / The aim of this study is to evaluate the spatial-time variations on the beach system of Ilha Comprida-SP. Therefore, the wave reanalysis database from the global wave generation model WAVEWATCH III was used to recognize the wave pattern for the region. Furthermore, periodic field works at five different sectors have been conducted to collect morphological and sedimentological data. The numerical model MIKE 21 SW has been applied to propagate waves onshore and recognize the transport tendency and the nearshore wave power distribution. Results show a transport trend to the NE, with the southern sector being larger than the northern sector in magnitude, with two main residual longshore drift divergence spots: in the central-southern and northern regions. Moreover, the central-southern divergence spot become larger and migrated to the south during the most energetic months, while the northern divergence spot kept its position throughout the year. Wave power results show two main areas with higher values that coincide with the observed longshore divergence spots. Sediment data presents low temporal variability, although spatial variations have been found reflecting the hydrodynamic conditions. The volumetric data shows largest values in the central-northern sector, being smaller in the central-southern and northern regions. In summary, the findings show that along this wide open stretch of coastline, exposed to the same offshore wave regime, its variability is a result of local hydrodynamic conditions. These results help in further understanding the island\'s long term evolution and current state of its beaches.

L'objectif de ce mémoire est de comprendre le fonctionnement hydro-sédimentaire des embouchures tidales dominées par la marée et la construction d'une flèche sableuse à crochets perpendiculaires. Deux sites voisins ont été choisis : les embouchures de l'Orne et de la Dives sur la côte du Calvados (Normandie). L'utilisation de données d'agitation et topographiques, acquises selon plusieurs échelles spatio-temporelles, permet d'étudier la morphodynamique de ces deux embouchures.L'embouchure de l'Orne possède une évolution soumise à une forte pression anthropique causée par de nombreuses infrastructures portuaires. Elle est comparée à celle de l'embouchure de la Dives, où l'impact anthropique est plus limité. Il apparaît que ces deux embouchures partagent les mêmes mécanismes de transports sédimentaires, avec une composante transversale importante. Ce transport vers la côte est assuré par la migration de barres de swash sur les parties aval-dérive des deltas de jusant. Ces barres de swash possèdent des volumes et des vitesses de migration similaires, comprises entre 3.5 et 8.0 m/mois.Contrairement à la Dives, les côtes en amont et en aval-dérive de l'embouchure de l'Orne sont en accrétion. Si en amont, cette accrétion suit les nombreuses phases de construction du port de Caen-Ouistreham, en aval se développe depuis un peu plus d'un siècle une flèche sableuse à la morphologie atypique. En effet, cette flèche possède plusieurs crochons emboités, dont les extrémités - les crochets - sont perpendiculaires au corps à la flèche. Il est démontré que l'attachement des barres de swash à la côte est responsable de la formation d'un nouveau crochon. La diffraction des vagues au niveau de l'extrémité des barres de swash et des crochons, ainsi que les directions locales de l'agitation, expliquent la formation des crochets perpendiculaires à l'extrémité des crochons. / The aim of this thesis is to understand the mechanisms of sediment bypassing at tidal inlets in a macrotidal environment and the formation of a sandspit with perpendicular hooks. Two closed areas are studied, the Orne and Dives inlets on the coast of Normandy (France). Wave and topographic data, at several space-time scales, are used to study the inlet morphodynamics.The Orne inlet is affected by strong human impacts due to several port facilities whereas the Dives inlet knows a limited anthropogenic impact. The study of the two inlets allows to deduce the impact of the human activities in the sediment transport patterns. The Orne and Dives inlets share the same mechanisms of sediment transport. Both show a major cross-shore component of the transport, underlines by the swash bars migration over the ebb-tidal deltas. All swash bars have similar volumes and migration rates, between 3.5 and 8.0 m/month.The Orne inlet shows deposition on both sides. The accretion on the updrift coast follows the building stages of the harbour of Caen-Ouistreham. On the downdrift coast, the deposition creates the Merville spit, which has several interlocked ridges. A perpendicular hook is present on the distal part of each ridge. This work shows that the swash bar attachment at the shoreline shapes a new ridge. Wave diffraction around the distal part of the swash bars and ridges, and the local wave directions, explain the formation of perpendicular hooks.