Made available in DSpace on 2014-06-12T17:40:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo6178_1.pdf: 5817477 bytes, checksum: 04bd5e297fab3c3cf0e03323d464044c (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / Estudos sobre os processos de transporte de sedimentos que ocorrem na Bacia de Campos têm grande importância, uma vez que podem contribuir, por exemplo, para o melhor entendimento dos eventos de formação depósitos sedimentares, que são potenciais reservatórios de óleo, ou ainda fornecer elementos que auxiliem na compreensão de alterações nas formas de fundo do leito marinho em áreas onde há dutos submarinos instalados. O presente trabalho consistiu na avaliação do transporte de sedimentos total (de fundo e por suspensão) na camada limite de fundo em quatro pontos distintos da Plataforma Continental, na região próxima ao Cabo de São Tomé (22ºS), localizados em diferentes lâminas d água. Utilizou-se um modelo paramétrico 1-D que foi adaptado para calcular o transporte a partir de séries históricas simultâneas de correntes e ondas observadas. Também foram considerados dados locais da granulometria dos sedimentos, das formas de fundo e das propriedades termo-halinas da água do mar. O resultados alcançados mostraram que a direção da corrente é determinante na direção do transporte de sedimentos. A direção predominante do transporte resultante foi coerente com os alinhamentos das formas de fundo encontradas em áreas próximas. Observou-se ainda que a influência do clima de ondas, disponibilizando sedimentos para serem transportados por suspensão, diminui com o aumento da profundidade. Concluiu-se, portanto, que o modelo foi capaz de fornecer respostas coerentes com base nos modos de transporte esperados para esta região

A erosão do solo tem sido extensamente estudada dentro do ponto de vista agrícola, pois está relacionada a sérias perdas em termos de produtividade das mais variadas culturas e conseqüentemente, é causa de prejuízos econômicos. Recentemente tem-se dado atenção especial aos problemas ambientais relacionados à erosão, transporte e deposição de sedimentos, já que são, provavelmente, os mais significativos de todos os poluentes em termos de sua concentração na água e dos seus impactos e efeitos no transporte de substâncias químicas, entre elas o nitrogênio aplicado na forma de fertilizantes. O foco central do presente trabalho foi a investigação dos padrões de transporte de sedimentos por erosão hídrica e suas influências na transferência de nitrogênio aos cursos d\'água. A fonte de nitrogênio avaliada foi o sulfato de amônio aplicado superficialmente como fertilizante em um latossolo vermelho amarelo, em diferentes preparos do solo, sem cobertura vegetal e sob chuva simulada em diferentes intensidades. Os resultados permitiram identificar a fração argilosa dos sedimentos erodidos transportados em suspensão na água da enxurrada como a principal via de transporte/transferência de nitrogênio proveniente do fertilizante. Este processo de transferência deu-se mais intensamente nas primeiras chuvas. Constatou-se que os valores de perdas de solo e água não influenciam a capacidade de transporte de nitrogênio entre a área de cultivo e os cursos d\'água. O preparo do solo influenciou as concentrações de nitrogênio transportadas pela enxurrada. As concentrações de nitrogênio nos sedimentos são altas mesmo com baixo volume e intensidade de chuva. / Soil erosion has been extensively studied from the agricultural point of view, because it is related with serious damages in terms of a huge variety of plantations productivity and its consequent economic detriments. Currently, special attention is given to the environmental problems caused by erosion processes and the transport and deposition of the sediments, since they are, probably, the most significant pollutants in terms of its concentration in the water and its impacts and effects in the chemical substances transport, such as nitrogen which is applied in the form of fertilizer. The central focus of the present work was the research of the standards sediment transport origined by the water erosion and their influences in the transference of nitrogen to the water bodies. The evaluated nitrogen source was the ammonium sulphate applied superficially as a fertilizer in a latossolo vermelho amarelo soil, under different soil tillage systems, without vegetal covering and under different intensities of simulated rain. The results allowed to identified that the argillaceous fraction of the eroded sediments carried in the runoff suspension was the main way of the nitrogen transport/transference derived from the fertilizer. This transference process was more intensely observed in the first rains. It was evidenced too, that the losses values of soil and water did not influence the nitrogen transport capacity between the planted areas and the water bodies. Aditionally, soil tillage influenced in nitrogen concentrations carried by the runoff. The nitrogen concentrations in the sediments were high, in spite of the low volumes and low intensities of the rain.

Esta tese teve o objetivo de descrever e interpretar a propagação, deformação e a distribuição do potencial energético das ondas no Litoral Norte do Rio Grande do Sul, através da utilização de uma abordagem híbrida, a qual consiste em acoplar modelos de alta resolução capazes de simular os processos de transformação de ondas em águas rasas (refraction, bottom friction, shoaling, diffraction, breaking), com técnicas estatísticas de interpolação que utilizam uma relação empírica entre variáveis de águas profundas e águas rasas afetadas pelos efeitos de propagação, reduzindo o esforço computacional. Com os parâmetros das ondas e suas potenciais capacidades energéticas, também foi calculado, através de modelos numéricos, as taxas e magnitudes do transporte de sedimentos num trecho de 45 km ao longo do Litoral Norte. A caracterização do clima de ondas da região sul do Brasil, em águas profundas (3000m) ao largo da costa, e em águas rasas (17 m) na Praia de Tramandaí, foi realizada com base em duas séries temporais distintas de quatorze anos (Jan/1997-Dez/2010), analisadas separadamente. A série foi obtida através de reanálise do modelo operacional NWW3 (águas profundas), e a partir desta foi aplicada uma metodologia híbrida (dinâmica + estatística) de transferência (downsca/e), integrando modelagem numérica de ondas (dinâmica) e ferramentas matemáticas (estatística), para reconstruir a série temporal completa. A metodologia de reconstrução foi validada através da comparação com dados instrumentados medidos in situ O modelo DELFT3D-WAVE utilizado na modelagem numérica também foi calibrado com dados instrumentados. Informações sobre o regime de ondas no Brasil são escassas e sustentadas por observações de curto período, sendo os únicos trabalhos publicados com regimes de longo prazo referentes a análises realizadas com dados provenientes de reanálises globais. O presente trabalho é inédito na escala espaço temporal analisada, tendo em vista a reconstrução e posterior análise de uma série temporal de quatorze anos em águas rasas na costa sul do Brasil. Informações sobre o potencial energético das ondas no Brasil são limitadas, geradas principalmente por análises de cenários característicos de ondas ou eventos extremos isolados, não levando em consideração base de dados superiores ao período de um ano. A partir dos resultados obtidos neste trabalho foi comprovado que existe dissipação energética ao longo da propagação das ondas sobre a plataforma sul brasileira, contudo o potencial energético disponível para extração continue sendo significativo, com 76.3 MW/m e 40.9 MW/m disponíveis ao ano em águas intermediárias e na Praia de Tramandaí, respectivamente. Para a determinação das taxas e magnitudes envolvidas no transporte de sedimentos e na evolução morfológica anual ao largo da costa, foi aplicado à técnica de redução de casos de onda através do Fluxo Médio de Energia, aonde foram selecionados 36 cenários hidrodinâmicos representados pela frequência de ocorrência em relação à série temporal original Os cenários foram simulados com o modelo DELFT3DWAVE+ FLOW, e os valores ponderados pela respectiva frequência de cada cenário, possibilitando assim a quantificação das taxas anuais de transporte de sedimentos. O transporte resultante de sedimentos no litoral é para norte, apresentando uma taxa líquida de 1.098.945 m3/ano. A taxa média ao longo do ano é de 2.849 m3/m/ano. Em geral, os resultados da variação volumétrica dos perfis de praia demonstram que a maior parte da área estudada está com aporte sedimentar, provenientes do sul para norte, apresentando uma tendência acresciva, com taxa de sedimentação média de 1 ,8 m•tm ao ano. Os resultados obtidos neste trabalho condizem com estudos anteriores realizados por outros autores na área. / This thesis aimed to describe and interpret the propagation, deformation and distribution of the energy potential of the waves in the North Coast of Rio Grande do Sul, through the use of a hybrid approach, which consists of coupling high resolution models able to simulate the processes of shallow water conversion (refraction, bottom friction, shoaling, diffraction, breaking), with statistical interpolation techniques that use an empirical relationship between deep water and shallow water variables affected by propagation effects, reducing computational effort . With the parameters of the waves and their potential energetic capacities, the rates and magnitudes of the transport of sediments in a stretch of 45 km along the North Coast were also calculated through numerical models. The characterization of the wave climate of southern Brazil, in deep waters (3000m) offshore, and shallow water (17m) at Tramandaí Beach, was carried out on the basis of two distinct time serias of fourteen years (Jani1997-Dec/2010), analyzed separately. The serias was obtained through a reanalysis of the NWW3 operational model (deep waters), and from there was applied a hybrid methodology (dynamic + statistic) of downscale, integrating numerical modeling ofwaves (dynamic) and mathematical tools (statistics), to reconstruct the complete time serias. The reconstruction methodology was validated by comparison with instrumented data measured in situ The DELFT3D-WAVE model used in numerical modeling was also calibrated with instrumented data. lnformation on the wave regime in Brazil is scarce and supported by short-term observations, the only published studies being with longterm regimes concerning analyzes performed with data from global reanalysis. The present work is unprecedented in the time space scale analyzed, in view of the reconstruction and subsequent analysis of a fourteen - year time serias in shallow waters on the southern coast of Brazil. lnformation on the energy potential of waves in Brazil is limited, generated mainly by analyzes of wave-characteristic scenarios or isolated extreme events, not taking into account data bases over a period of one year. From the results obtained in this work it was verified that there is energy dissipation along the wave propagation on the Brazilian South platform, but the available energy potential for extraction continues to be significant, with 76.3 MWim and 40.9 MWim available per year in waters and in Tramandaí Beach, respectively. For the determination of the rates and magnitudes involved in sediment transport and annual morphological evolution off the coast, it was applied to the wave case reduction technique through the Medi um Energy Flow, where 36 hydrodynamic scenarios were selected, represented by frequency of occurrence in relation to the original time serias The scenarios were simulated with the DELFT3D-WAVE+FLOW model, and the values weighted by the respectiva frequency of each scenario, thus allowing the quantification of annual sediment transport rates. The sediment transport on the coast isto the north, presenting a net rate of 1.098.945 m3lyear. The average rate during the year is 2.849 m• I m I year. In general, the results of the volumetric variation of the beach profiles show that most of the studied area is sedimentary, originating from the south to the north, presenting an additional tendency, with average sedimentation rate of 1.8 m• I m per year . The results obtained in this work are consistent with previous studies carried out by other authors in the area.

El extenso litoral marítimo argentino presenta, como en diversos sitios costeros del mundo, numerosos ejemplos de áreas afectadas por procesos erosivos. En el presente Trabajo de Tesis se estudia una alternativa de obra a las tradicionalmente utilizadas para las defensas de costas, las cuales no siempre han tenido resultados favorables. Asimismo, con el estudio se busca profundizar el conocimiento de los procesos hidrodinámicos y morfológicos involucrados en las defensas de costas, lo cual tiene significativa importancia para la sustentabilidad del sistema. El presente estudio se realizó mediante la implementación de tres modelos matemáticos, calibrados y validados con un estudio real de dinámica costera y con la ejecución de un modelo físico. Las simulaciones numéricas se llevaron a cabo tanto para esquemas simplificados, como para sistemas reales combinados, y con simulaciones a corto y mediano plazo.

El continuo aumento de la actividad económica tiene por consecuencia una creciente presión sobre los recursos naturales. La cuenca del río Maipo, cercana a la ciudad de Santiago, evidencia ya las consecuencias y conflictos ambientales típicos de tal situación. La actividad en el sector de infraestructura requiere del desarrollo de una industria del árido estable y de precios moderados. Las características de drenaje del río Maipo generan depósitos de áridos cercanos a la ciudad, los cuales han sido explotados durante décadas. La magnitud de las extracciones es tal que se han declarado conflictos entre diferentes usuarios del río Maipo. El objetivo principal de este trabajo se alinea con el de una gestión integrada de cuencas moderna, considerando, de esta manera, el río como una unidad de gestión. Como primer paso en este desafío se formula y resuelve un problema de optimización que apunta a determinar el esquema de extracciones óptimo de un sistema hipotético, inspirado en el sistema Maipo. La resolución del problema planteado se consigue con el acoplamiento de un modelo de transporte de sedimentos y evolución morfológica y algoritmos genéticos. Se ha realizado un reconocimiento, utilizando imágenes satelitales gratuitas, de las diferentes zonas productivas del río Maipo e infraestructura, definiendo en total 7 zonas de acuerdo con criterio de distanciamiento mínimo. De esa manera se ha desarrollado un modelo de simulación que comparte una geometría aproximada a la del sistema real, y un modelo de gestión que conserva la disposición de la infraestrutura y la ubicación de las zonas productivas del sistema Maipo real. La formulación matemática del problema de optimización plantea la maximización de la productividad de áridos del sistema, siendo ésta restringida mediante la imposición de un descenso máximo admisible de las cotas de fondo en cualquier punto del modelo. La función objetivo (productividad total) es lineal respecto de las variables de decisión (tasas de extracción), no así las variables de estado del problema (descensos de las cotas de fondo). Se ha incluido el monitoreo de los efectos producidos sobre infraestructura contabilizando el tiempo que pasan sometidos a un descenso mayor a un umbral predefinido. Para la utilización de algoritmos genéticos ha sido necesaria la implementación de una técnica que permita simular escenarios arbitrarios de extracción. Además, dentro del algoritmo genético se ha implementado la ampliación de la ventana de búsqueda de acuerdo a la evolución observada de la función objetivo, activándose ésta en 5 oportunidades. Se ha obtenido un esquema de extracciones que activa, en la zona más baja, la restricción de descenso máximo admisible, consiguiendo una productividad que se asocia a la degradación del lecho. Las altas tasas de las primeras zonas de extracción se asocian a un fuerte cambio de pendiente del sistema, en tanto las contracciones y ensanchamientos producen también zonas de depositación. Se recomienda, para aumentar la representatividad, incluir la variabilidad longitudinal de los caudales, además de estudiar la reducción del costo computacional priorizando los eventos de arrastre de sedimentos.

Esta Tese tem como objetivo a análise da morfodinâmica da praia de Moçambique, em particular, do papel da orientação da linha de costa na influência da dinâmica dos sistemas praia-duna. A exposição da costa em relação às ondas e aos ventos exerce uma importante influência nas variações locais na altura e direção das ondas, tamanho de grão, aporte de sedimentos, transporte eólico de sedimentos, interações praia-duna e desenvolvimento da barreira costeira holocênica onde se insere a praia de Moçambique. Em uma praia de enseada com acentuada curvatura, esta influência pode ser ainda mais evidente. A praia de Moçambique, localizada na Ilha de Santa Catarina, apresenta variações ao longo de sua extensão no grau de exposição aos ventos e às ondas prevalescentes, no tipo e dimensão dos sistemas de dunas, no tipo morfodinâmico de praia, tamanho de grão e na cobertura e diversidade da vegetação. Assim, esta praia é um excelente local para a análise de qual o fator (ou combinação de fatores) é o mais importante no controle do desenvolvimento da barreira, e também para o teste de modelos existentes na literatura de interações praia-duna. O registro das ondas da região foi analisado, sendo determinado que as ondas de S-SE predominam e produzem uma deriva litorânea em direção ao norte, com um transporte máximo de sedimentos no extremo norte da praia. Perfis topográficos da praia e da duna frontal foram monitorados durante um ano e estes mostram que o volume de sedimentos transportados pelo vento aumenta do sul para o norte do embaiamento. A cobertura e a diversidade da vegetação variam ao longo da costa e estão relacionadas com a mobilidade da praia, aporte de sedimentos e energia dos ventos. Os volumes de sedimentos da barreira arenosa Holocênica foram estimados e estes aumentam em direção ao norte. A porção norte da praia de Moçambique é mais exposta à ação das ondas e dos ventos prevalescentes, os quais são transversais à esta porção da costa, favorecendo o desenvolvimento do campo de dunas. Entretanto, a porção sul da praia é abrigada e o transporte de sedimentos e o desenvolvimento da duna frontal são reduzidos. Estes diversos processos foram comparados com modelos prévios de interações praia-duna e integrados em um novo modelo conceitual. Este modelo foi extendido e testado em praias localizadas ao sul da Ilha de Santa Catarina, onde os campos de dunas transgressivas migram em sentido oposto aos campos de dunas da Ilha. De maneira geral, as conclusões indicam que os processos da praia e da zona de surfe potencialmente transportam os sedimentos para a praia e para a duna frontal, mas a ação eólica resultante, controlada pela orientação da linha de costa, é determinante do transporte de sedimentos da praia para a duna e no desenvolvimento e evolução de campos de dunas transgressivas. / This thesis examines the morphodynamics of Moçambique beach, and in particular, the role of coastline orientation in influencing the dynamics and evolution of the beach and dune systems. Coastline exposure in relation to winds and waves is important in influencing local variations in wave height and direction, grain size, sediment supply, aeolian sand transport, beach-dune interactions, and barrier development. On a headland bay beach with accentuated curvature, this influence can be very pronounced. Moçambique beach, located on Santa Catarina Island, has longshore variations in its exposure to the prevailing winds and waves, type and dimensions of the dune systems, beach/surfzone morphodynamic type, grain size, vegetation cover and diversity. Therefore, it is an excellent place to analyze which factor (or group of factors) is the most important in controlling or influencing the barrier development. It is also an excellent site to test current models of beach-dune interactions. The wave record for the region was analyzed and S-SE waves predominate, and drive a northward littoral drift system, with maximum sediment transport to the northern end of the beach. Beach and foredune topographic profiles were surveyed over one year and show that the volume of aeolian sediment supply increases from south to north. The vegetation cover and richness varies alongshore and is related to beach mobility, sediment supply and wind energy. Holocene barrier volumes were estimated and increase to the north. The northern part of Moçambique beach is most exposed and the prevailing winds and waves are onshore, favoring dunefield development. The southern portion of the embayment is sheltered and the sediment transport and foredune development are therefore reduced. The various processes were compared with previous models of beach-dune interaction and integrated into a new conceptual model. The model was extended to, and further tested on the beaches located southwards of Santa Catarina Island, where transgressive dunefields migrate in an opposite direction of those on the Island. Overall, the conclusions indicate that the beach/surfzone processes potentially supply sediments to the beach and foredune, but the resultant aeolian action is controlled by the coastline orientation, and this is critical for the sediment delivery from the beach to the foredune, and to the transgressive dunefield development and evolution.

VIEIRA, L. A. A. Verificação e comprovação das modelagens hidrodinâmica e de transporte de sedimentos na área costeira do porto do Pecém. 2007. 208 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Recursos Hídricos) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Hohana Sanders (hohanasanders@hotmail.com) on 2016-04-27T18:42:53Z No. of bitstreams: 1 2007_tese_laavieira.pdf: 3417984 bytes, checksum: 094e3339b3002fd802198246814d6126 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-27T19:25:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_tese_laavieira.pdf: 3417984 bytes, checksum: 094e3339b3002fd802198246814d6126 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T19:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_tese_laavieira.pdf: 3417984 bytes, checksum: 094e3339b3002fd802198246814d6126 (MD5) Previous issue date: 2007-01-26 / In order to understand and predict geomorphologic evolutions in coastal seas and estuaries a model is needed which describes the dynamics of the water motion, sediment movement and the evolution of erodible boundaries (like the bottom). The latter two modules require quantitative information about erosion, deposition and transport of sediment. The structures are constructed to the long one of the coast for some purposes and cause modifications in the natural environment with change of the circumstantial shoreline. The conception of the port of Pecém required of the government to study and to hinder the possible alterations of the coast line next to the constructed structures. Then, through numerical simulation, using modern software, MIKE21 and LITPACK, it was studied and one foreseen the behavior of the shoreline in the ten following years to the beginning of the construction, 1996. This work intends to verify the reality of that forecast. The results for the dynamics of the shoreline of the region of the port of Pecém had been gotten through comparisons of its evolution since the initial moment of the construction that terminal port, showing, thus, the transformations caused by the transport of the sediment in two periods of study, before and after the construction of the provisory docking, and to compare with the results determined for the numerical simulations of software, MIKE21 and of LITPACK / A fim de compreender e predizer evoluções geomorfologicas em mares e em estuários litorais necessita-se de um modelo que descreva a dinâmica do movimento da água, o movimento do sedimento e a evolução de limites erodiveis (como o fundo). Os últimos dois módulos requerem a informação quantitativa sobre a erosão, a deposição e o transporte do sedimento. As estruturas são construídas ao longo da costa para várias finalidades e causam modificações no ambiente natural com mudança circunstanciais da linha de costa. A concepção do porto de Pecém requereu do governo estudar e impedir as possíveis alterações da linha da costa próximo às estruturas construídas. Então, através de simulação numérica, utilizando-se moderno software, MIKE21 e LITPACK, estudou-se e previu-se o comportamento da linha de costa nos dez anos seguintes ao início da construção, 1996. Este trabalho pretende verificar a realidade daquela previsão. Os resultados para a dinâmica da linha de costa da região do porto de Pecém foram obtidos através de comparações da sua evolução desde o momento inicial da construção do terminal portuário, mostrando, assim, as transformações causadas pelo transporte do sedimento em dois períodos de estudo, antes e depois da construção do embarcadouro provisório, e comparar com os resultados determinados pelas simulações numéricas dos softwares, MIKE21 e LITPACK

Esta tese teve o objetivo de descrever e interpretar a propagação, deformação e a distribuição do potencial energético das ondas no Litoral Norte do Rio Grande do Sul, através da utilização de uma abordagem híbrida, a qual consiste em acoplar modelos de alta resolução capazes de simular os processos de transformação de ondas em águas rasas (refraction, bottom friction, shoaling, diffraction, breaking), com técnicas estatísticas de interpolação que utilizam uma relação empírica entre variáveis de águas profundas e águas rasas afetadas pelos efeitos de propagação, reduzindo o esforço computacional. Com os parâmetros das ondas e suas potenciais capacidades energéticas, também foi calculado, através de modelos numéricos, as taxas e magnitudes do transporte de sedimentos num trecho de 45 km ao longo do Litoral Norte. A caracterização do clima de ondas da região sul do Brasil, em águas profundas (3000m) ao largo da costa, e em águas rasas (17 m) na Praia de Tramandaí, foi realizada com base em duas séries temporais distintas de quatorze anos (Jan/1997-Dez/2010), analisadas separadamente. A série foi obtida através de reanálise do modelo operacional NWW3 (águas profundas), e a partir desta foi aplicada uma metodologia híbrida (dinâmica + estatística) de transferência (downsca/e), integrando modelagem numérica de ondas (dinâmica) e ferramentas matemáticas (estatística), para reconstruir a série temporal completa. A metodologia de reconstrução foi validada através da comparação com dados instrumentados medidos in situ O modelo DELFT3D-WAVE utilizado na modelagem numérica também foi calibrado com dados instrumentados. Informações sobre o regime de ondas no Brasil são escassas e sustentadas por observações de curto período, sendo os únicos trabalhos publicados com regimes de longo prazo referentes a análises realizadas com dados provenientes de reanálises globais. O presente trabalho é inédito na escala espaço temporal analisada, tendo em vista a reconstrução e posterior análise de uma série temporal de quatorze anos em águas rasas na costa sul do Brasil. Informações sobre o potencial energético das ondas no Brasil são limitadas, geradas principalmente por análises de cenários característicos de ondas ou eventos extremos isolados, não levando em consideração base de dados superiores ao período de um ano. A partir dos resultados obtidos neste trabalho foi comprovado que existe dissipação energética ao longo da propagação das ondas sobre a plataforma sul brasileira, contudo o potencial energético disponível para extração continue sendo significativo, com 76.3 MW/m e 40.9 MW/m disponíveis ao ano em águas intermediárias e na Praia de Tramandaí, respectivamente. Para a determinação das taxas e magnitudes envolvidas no transporte de sedimentos e na evolução morfológica anual ao largo da costa, foi aplicado à técnica de redução de casos de onda através do Fluxo Médio de Energia, aonde foram selecionados 36 cenários hidrodinâmicos representados pela frequência de ocorrência em relação à série temporal original Os cenários foram simulados com o modelo DELFT3DWAVE+ FLOW, e os valores ponderados pela respectiva frequência de cada cenário, possibilitando assim a quantificação das taxas anuais de transporte de sedimentos. O transporte resultante de sedimentos no litoral é para norte, apresentando uma taxa líquida de 1.098.945 m3/ano. A taxa média ao longo do ano é de 2.849 m3/m/ano. Em geral, os resultados da variação volumétrica dos perfis de praia demonstram que a maior parte da área estudada está com aporte sedimentar, provenientes do sul para norte, apresentando uma tendência acresciva, com taxa de sedimentação média de 1 ,8 m•tm ao ano. Os resultados obtidos neste trabalho condizem com estudos anteriores realizados por outros autores na área. / This thesis aimed to describe and interpret the propagation, deformation and distribution of the energy potential of the waves in the North Coast of Rio Grande do Sul, through the use of a hybrid approach, which consists of coupling high resolution models able to simulate the processes of shallow water conversion (refraction, bottom friction, shoaling, diffraction, breaking), with statistical interpolation techniques that use an empirical relationship between deep water and shallow water variables affected by propagation effects, reducing computational effort . With the parameters of the waves and their potential energetic capacities, the rates and magnitudes of the transport of sediments in a stretch of 45 km along the North Coast were also calculated through numerical models. The characterization of the wave climate of southern Brazil, in deep waters (3000m) offshore, and shallow water (17m) at Tramandaí Beach, was carried out on the basis of two distinct time serias of fourteen years (Jani1997-Dec/2010), analyzed separately. The serias was obtained through a reanalysis of the NWW3 operational model (deep waters), and from there was applied a hybrid methodology (dynamic + statistic) of downscale, integrating numerical modeling ofwaves (dynamic) and mathematical tools (statistics), to reconstruct the complete time serias. The reconstruction methodology was validated by comparison with instrumented data measured in situ The DELFT3D-WAVE model used in numerical modeling was also calibrated with instrumented data. lnformation on the wave regime in Brazil is scarce and supported by short-term observations, the only published studies being with longterm regimes concerning analyzes performed with data from global reanalysis. The present work is unprecedented in the time space scale analyzed, in view of the reconstruction and subsequent analysis of a fourteen - year time serias in shallow waters on the southern coast of Brazil. lnformation on the energy potential of waves in Brazil is limited, generated mainly by analyzes of wave-characteristic scenarios or isolated extreme events, not taking into account data bases over a period of one year. From the results obtained in this work it was verified that there is energy dissipation along the wave propagation on the Brazilian South platform, but the available energy potential for extraction continues to be significant, with 76.3 MWim and 40.9 MWim available per year in waters and in Tramandaí Beach, respectively. For the determination of the rates and magnitudes involved in sediment transport and annual morphological evolution off the coast, it was applied to the wave case reduction technique through the Medi um Energy Flow, where 36 hydrodynamic scenarios were selected, represented by frequency of occurrence in relation to the original time serias The scenarios were simulated with the DELFT3D-WAVE+FLOW model, and the values weighted by the respectiva frequency of each scenario, thus allowing the quantification of annual sediment transport rates. The sediment transport on the coast isto the north, presenting a net rate of 1.098.945 m3lyear. The average rate during the year is 2.849 m• I m I year. In general, the results of the volumetric variation of the beach profiles show that most of the studied area is sedimentary, originating from the south to the north, presenting an additional tendency, with average sedimentation rate of 1.8 m• I m per year . The results obtained in this work are consistent with previous studies carried out by other authors in the area.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-09-03T20:43:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) / Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-09-11T19:14:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) / Made available in DSpace on 2015-09-11T19:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) Previous issue date: 2015 / FAPES / Modelos de escoamento multifásico são amplamente usados em diversas áreas de pesquisa ambiental, como leitos fluidizados, dispersão de gás em líquidos e vários outros processos que englobam mais de uma propriedade físico-química do meio. Dessa forma, um modelo multifásico foi desenvolvido e adaptado para o estudo do transporte de sedimentos de fundo devido à ação de ondas de gravidade. Neste trabalho, foi elaborado o acoplamento multifásico de um modelo euleriano não-linear de ondas do tipo Boussinesq, baseado na formulação numérica encontrada em Wei et al. (1995), com um modelo lagrangiano de partículas, fundamentado pelo princípio Newtoniano do movimento com o esquema de colisões do tipo esferas rígidas. O modelo de ondas foi testado quanto à sua fonte geradora, representada por uma função gaussiana, pá-pistão e pá-batedor, e quanto à sua interação com a profundidade, através da não-linearidade e de propriedades dispersivas. Nos testes realizados da fonte geradora, foi observado que a fonte gaussiana, conforme Wei et al. (1999), apresentou melhor consistência e estabilidade na geração das ondas, quando comparada à teoria linear para um kh   . A não-linearidade do modelo de ondas de 2ª ordem para a dispersão apresentou resultados satisfatórios quando confrontados com o experimento de ondas sobre um obstáculo trapezoidal, onde a deformação da onda sobre a estrutura submersa está em concordância com os dados experimentais encontrados na literatura. A partir daí, o modelo granular também foi testado em dois experimentos. O primeiro simula uma quebra de barragem em um tanque contendo água e o segundo, a quebra de barragem é simulada com um obstáculo rígido adicionado ao centro do tanque. Nesses experimentos, o algoritmo de colisão foi eficaz no tratamento da interação entre partícula-partícula e partícula-parede, permitindo a evidência de processos físicos que são complicados de serem simulados por modelos de malhas regulares. Para o acoplamento do modelo de ondas e de sedimentos, o algoritmo foi testado com base de dados da literatura quanto à morfologia do leito. Os resultados foram confrontados com dados analíticos e de modelos numéricos, e se mostraram satisfatórios com relação aos pontos de erosão, de sedimentação e na alteração da forma da barra arenosa / Multiphase flow models are widely used in many fields of environmental research, such as fluidized beds, gas dispersion in liquids, dam breaks, oil spill and others physical and chemical processes that use more than one property. Thus, a multiphase model to study the dynamics of two distinct properties represented on reference Eulerian-Lagrangian was developed. In order to study the dynamics of sediment transport due to wave’s action, a non-linear wave Boussinesq model in Eulerian frame, in which the numerical formulation based on Wei et al. (1995), and a Lagrangian particle model, whose formulation is given by the Newtonian principle of motion, has been developed. In the Lagrangian particle model was added the scheme of hard-spheres particle collision. The coupling between the two models has been doing with the wave transferring momentum to sediment particles, which is carried by the flow. For the wave’s model, the wave maker, defined by a Gaussian function, piston-paddle and flap-paddle, and the effects due to the depth of the waves were tested. The Gaussian wave maker showed better consistency in the generation of waves, getting errors about 0.11% compared to the linear theory for kh   . The wave’s nonlinearity simulated by the 2nd order dispersion Boussinesq-wave model showed satisfactory results when compared with experiment of wave propagation over a trapezoidal obstacle, where the deformation of the wave on the underwater structure is in agreement with literature data. In addition to the granular model was also tested in two experiments: the first, which simulates a dam break in a tank containing water-air; and the second experiment, the dam break interact with an obstacle in the center of the tank. In both experiments, the collision model was effective in the treatment of the interaction between the particles and the wall, and allowed the evidence of physical processes that are complicated to be simulated by models that use regular grids. For the coupling of wavesediment model, the algorithm has been tested with data obtained from the literature as the morphology of the bed. The results were compared with analytical data and numerical models, and it showed a certain agreement on points of erosion, sedimentation and change in shape of the sand bar

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