Submitted by Everaldo Pereira (pereira.evera@gmail.com) on 2017-06-29T20:08:25Z No. of bitstreams: 1 Moraes (2001).pdf: 1932792 bytes, checksum: 4c526b5a73a60063dbd41caeb9e48864 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T20:08:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes (2001).pdf: 1932792 bytes, checksum: 4c526b5a73a60063dbd41caeb9e48864 (MD5) / O presente trabalho visa avaliar condições de hidrodinâmica e transporte a partir das análises granulométrica e composicional do sedimento e da distribuição, coloração e estado de preservação da fauna de foraminíferos recentes de dois recifes costeiros da Praia do Forte e de Itacimirim, litoral norte do Estado da Bahia. O estudo foi realizado a partir das análises composicional, granulométrica e faunística de 56 amostras de sedimento superficial do topo recifal e do fundo de poças obtidas em duas estações do ano. Os dados de granulometria e composição sugerem a ação da deriva litorânea das ondas de sudeste e sul-sudeste (inverno) e de leste e nordeste (verão) no transporte do sedimento, a qual também é responsável pelo teor quantitativo e qualitativo da fauna de foraminíferos. A presença de exemplares planctônicos e as características da fauna bentônica são indícios de que as testas foram transportadas de áreas de alta fertilidade preferencialmente localizadas a partir da isóbata de 30m. O pequeno número de taxa com freqüência relativa acima de 50% sugere que as espécies Amphistegina lessonii, Quinqueloculina bicarinata, Quinqueloculina lamarckiana e Quinqueloculina sp são mais resistentes às condições de transporte. Em Itacimirim, os altos percentuais de espécies acessórias e de constantes associados ao predomínio das testas amarelas e aos baixos valores de abrasão e de dissolução sugerem um ambiente deposicional mais calmo neste recife do que no de Praia do Forte, sendo esta hipótese corroborada pelos padrões de divergência e convergência das ondas de leste e sudeste na plataforma adjacente a estes recifes. O predomínio de Miliolina e Rotaliina é atribuído à resistência de suas testas, mas o estado de preservação nas subordens parece ser mais fortemente ligado ao tipo de transporte dos exemplares do que à composição de suas testas, sendo a suspensão o tipo principal de transporte dos espécimes estudados. O padrão misto desenvolvido no presente estudo foi considerado de difícil interpretação ambiental, mas de grande valia na determinação da ocorrência ou não de desgastes após a deposição das testas na área de estudo. Desse modo, a associação de dados de freqüência relativa, freqüência de ocorrência, coloração e desgaste de foraminíferos recentes constitui-se em um método de análise prático e confiável para estudos sedimentológicos e de monitoramento. / ABSTRACT Granulometric analyses and sediment composition associated with the distribution, coloration and preservation degree of recent foraminifers tests were assessed in order to evaluate their relationship with hydrodynamics and sediments transportation. Fifth-six samples of surface sediments were collected from the top and shallow pools of two coastal emergent reefs at the northern coast of the State of Bahia (Brazil). Granulometric and composition data obtained from Praia do Forte and Itacimirim reefs suggest the influence of littoral drift action, southerly and south-easterly waves during the winter and easterly and north-easterly during the summer, on the transport of sediment and forams. Planctonic species and ecologic preferences of bentonic genera are indicative that these organisms have brought over from high fertility zones located at depths higher than 30 metres. The small number of principal species suggests that Amphistegina lessonii, Quinqueloculina bicarinata , Quinqueloculina lamarckiana and Quinqueloculina sp are the most resistant to the stressing conditions imposed by the transport. Nevertheless: (i) the higher percentage of accessory and constant species, (ii) the dominance of yellow tests, (iii) the relatively small values of abrasion and dissolution recorded to Itacimirim reef, suggest that is a rather calm depositional environment than Praia do Forte. This finding is corroborated by the divergence and convergence patterns of the easterly and south-easterly waves in the adjacent shelf. The high frequencies of Miliolina and Rotaliina are due to the resistance of their tests to transportation and the degree of preservation of them suggests suspension as the main type of transport. The mix pattern developted in this study has a dificult environmental interpretation, but was important to record that the reworking of the tests occured only during transport. The association of statistics parameters and foraminifera reworking patterns is a practical and reliable method for sedimentologic and monitoring studies.

FIGUEIREDO, David de Oliveira. Dinâmica de colisão de multipartículas: simulando a hidrodinâmica de fluidos complexos através de uma aproximação de partículas. 2014. 78 f. Dissertação (Mestrado em Física) - Programa de Pós-Graduação em Física, Departamento de Física, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Edvander Pires (edvanderpires@gmail.com) on 2014-08-29T19:33:17Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_dofigueiredo.pdf: 1288977 bytes, checksum: 5724ec7a504fa2b64c8f07cf0625e1da (MD5) / Approved for entry into archive by Edvander Pires(edvanderpires@gmail.com) on 2014-08-29T20:31:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_dofigueiredo.pdf: 1288977 bytes, checksum: 5724ec7a504fa2b64c8f07cf0625e1da (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-29T20:31:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_dofigueiredo.pdf: 1288977 bytes, checksum: 5724ec7a504fa2b64c8f07cf0625e1da (MD5) Previous issue date: 2014 / Simulation techniques with a strategy based on particle dynamics are an interesting alternative approach in describing the behavior of complex fluids. In these systems, phenomena occur typically in the range of mesoscopic size (nanometers to micrometers), where the energies are of the order of the thermal energy kT. In many phenomena the microscopic detail of the interaction between the constituents of the system is crucial for the correct description of the physical processes associated, so that a "coarse-graining" approximation, used in a continuous description based on the Navier-Stokes is not appropriate. It is in this context that the method presented here becomes important. Introduced by Malevanets and Kapral in 1999, the stochastic rotation dynamics, or multiparticle collision dynamics, is a simulation method for mesoscopic fluids; which basically consists of alternating streaming and collisions steps in an ensemble of point particles. The collisions are performed by grouping the particles into cells, in which there is conservation of mass, momentum and energy, in addition to meeting the hydrodynamic equations and taking into account the thermal fluctuations of the system. In this work we aim at presenting the multiparticle collision dynamics, through a discussion of its details, features and how the implementation is done in numerical simulations. Moreover, we present some classical hydrodynamics results, obtained from the method presented in this work. / Técnicas de simulação com uma abordagem fundamentada na dinâmica de partículas são uma alternativa interessante na descrição do comportamento de fluidos complexos. Nesses sistemas, fenômenos ocorrem tipicamente na escala de tamanho mesoscópica (nanometros a micrometros), onde as energias são da ordem da energia térmica kT. Em diversos fenômenos o detalhe microscópico da interação entre os constituintes do sistema é de fundamental importância para a descrição correta dos processos físicos associados, de modo que uma aproximação do tipo "coarse-graining", usada em uma descrição contínua baseada na equação de Navier-Stokes, não é adequada. É neste contexto que o método aqui apresentado se faz importante. Introduzido por Malevanets e Kapral em 1999, a dinâmica de rotação estocástica (stochastic rotation dynamics) ou dinâmica de colisão de multipartículas (multiparticle collision dynamics), é um método de simulação para fluidos mesoscópicos que basicamente consiste em alternar etapas de fluxo (streaming) e colisões num ensemble de partículas pontuais. As colisões são realizadas agrupando as partículas em células, nas quais há conservação de massa, momento linear e energia, além de satisfazer as equações hidrodinâmicas e levar em conta as flutuações térmicas do sistema. Neste trabalho temos como objetivo a apresentação da dinâmica de colisão de multipartículas, através de uma discussão sobre seus detalhes, particularidades e como é feita a implementação em simulações numéricas. Além disso, apresentamos como exemplo alguns resultados clássicos da hidrodinâmica, obtidos a partir do método abordado neste trabalho.

O constante aumento da população tem gerado intensa ocupação das áreas costeiras em todo mundo. A exploração dos recursos naturais de forma não sustentável proporciona um desequilíbrio que dependendo das proporções pode gerar graves prejuízos ambientais e financeiros. Diante deste cenário exploratório a pesquisa dos ambientes costeiros aparece como uma maneira de entender, planejar e desenvolver estas regiões de forma mais equilibrada. O estudo sobre hidrodinâmica costeira e transporte de sedimentos tem sido aplicado com o objetivo de gerar conhecimento e desse modo auxiliar as tomadas de decisões. A dinâmica dos ambientes costeiros é complexa e o seu entendimento aborda uma serie de variáveis as quais podem afetar as regiões costeiras de formas diferentes. A área estudada nesta tese, a baia de Tijucas, é particularmente caracterizada por apresentar alta concentração de sedimentos finos, seu comportamento proporcionou ao longo do tempo o aprisionamento de grande quantidade de sedimentos formando um ambiente muito diferente das áreas em torno da baia. O papel da baia na retenção e no transporte sedimento finos para plataforma adjacente torna-se o alvo desta pesquisas que por meio de dados de campo e modelos numéricos procuram entender os efeitos das forçantes ambientais sobre a baia. A dinâmica da baia esta diretamente relacionada a intensidade dos ventos, altura das ondas e volume da descarga fluvial, neste contexto é relevante a relação com os eventos climáticos de alta transferência de energia como a passagem de frentes frias pelo estado de Santa Catarina. O presente estudo é compreendido por três artigos; o primeiro artigo busca avaliar por meio de simulação numérica o efeito dos ventos modais e descarga fluvial anual média do rio Tijucas na hidrodinâmica da baia, a troca de água entre baia e plataforma adjacente assim como o tempo de residência da água em cenários com ventos nordeste (condição típica) e ventos sudeste (condição de frente fria), o segundo artigo avalia por meio de simulação numérica e dados de campo o comportamento da pluma de sedimentos do Rio Tijucas em cenários de alta concentração e descarga de sedimentos sob condições de ventos nordeste e sudeste, já o terceiro artigo avalia através da simulação numérica de modelos acoplados o efeito das ondas no cisalhamento do fundo, na erosão, ressuspensão e deposição de sedimentos em cenários de ventos nordeste e sudeste. A baia de Tijucas apresenta um padrão de aguas calmas a maior parte do tempo, a energia envolvida na sua dinâmica esta diretamente relacionada a intensidade das forçantes e condições climáticas. Em eventos de passagem de frente frias por esta região a tendência é que haja maior descarga fluvial, ventos mais fortes e ondas mais altas, nestes períodos estas forçantes são capazes de afetar significativamente a hidrodinâmica da baia adicionando, ressuspendendo e transportando sedimento em maiores intensidades o que consequentemente proporciona maior troca de água entre baia e plataforma, estes períodos são marcados pela maior energia hidrodinâmica e transporte de sedimento baia afora. No entanto o balanço final do comportamento da baia evidencia um cenário geral de baixa troca com a plataforma adjacente. / The constant increase of population has generated intense occupation of coastal areas worldwide. The unsustainably exploitation of natural resources provides an unbalance that depending on the proportions can lead to serious environmental damage and financial. Given this exploratory scenario the research of coastal environments appears as a way to understand, plan and develop these areas more balanced. The study on coastal hydrodynamics and sediment transport have been implemented with the objective of generating knowledge and thereby assist decision. The dynamics of coastal environments is complex and its understanding addresses a series of variables which can affect coastal regions in different ways. The area studied in this thesis, the Tijucas bay, is particularly characterized by high concentration of fine sediments, their behavior provided over time trapping large amounts of sediments forming a very different environment of the areas around the bay. The role of the bay on retention and fine sediment transport to the adjacent platform becomes the target of this research that through field data and numerical models seek to understand the effects of environmental forces on the bay. The dynamics of the bay is directly related to the intensity of the winds, wave heights and volume of river discharge, in this context is relevant with respect to the climatic events of high energy transfer as the passage of cold fronts by the state of Santa Catarina. This study is comprised of three articles, the first article seeks to evaluate through numerical simulation the effect of modal winds and average annual river discharge of the river Tijucas on the bay hydrodynamics, the water exchange between bay and adjacent platform as well as time residence of water in scenarios with northeast winds (typical condition) and southeast winds (cold front condition), the second article evaluates through numerical simulation and field data the behavior of sediment plume River Tijucas in scenarios of high concentration and sediment discharge under conditions of winds northeast and southeast, already the third article evaluates through the numerical simulation of coupled models the effect of shear waves at the bottom of the bay, in erosion, in sediment deposition and resuspension on scenarios with northeast and southeast winds. The bay Tijucas shows a pattern of calm waters most of the time, energy involved in its dynamics is directly related to the intensity of the forces and climate conditions. In the event of cold front passage through this region the trend is that there is greater river discharge, strongest winds and highest waves, these periods these forces are able to significantly affect the hydrodynamics of the bay adding, resuspending and transporting sediment into the higher intensities which consequently provides greater water exchange between bay and adjacent shelf, these periods are marked by higher energy hydrodynamics and sediment transport bay outside. However the final balance of the behavior of the bay shows a general scenario of low exchange with the adjacent platform.

Submitted by Teresa Cristina Rosenhayme (teresa.rosenhayme@cprm.gov.br) on 2018-07-24T12:05:17Z No. of bitstreams: 1 Tese_Luna.pdf: 2947482 bytes, checksum: baed9939502bea0abccc269ba08f4594 (MD5) / Approved for entry into archive by Jéssica Gonçalves (jessica.goncalves@cprm.gov.br) on 2018-07-26T10:11:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Luna.pdf: 2947482 bytes, checksum: baed9939502bea0abccc269ba08f4594 (MD5) / Approved for entry into archive by Jéssica Gonçalves (jessica.goncalves@cprm.gov.br) on 2018-07-26T10:11:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Luna.pdf: 2947482 bytes, checksum: baed9939502bea0abccc269ba08f4594 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-26T10:11:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Luna.pdf: 2947482 bytes, checksum: baed9939502bea0abccc269ba08f4594 (MD5) Previous issue date: 2018

O presente trabalho investiga a hidrodinâmica do estuário do rio Itajaí-Açu em termos do comportamento da co-oscilação da maré astronômica ao longo do sistema e das trocas estuário-plataforma em baixa freqüência. Dados de nível da água foram coletados em intervalos horários, em quatro estações ao longo do estuário, a 1,5, 18, 35 e 55 km de distância a partir da desembocadura, no período de dezembro de 1999 até dezembro de 2000. Dados de velocidade e direção de correntes foram coletados em intervalos horários através de perfiladores de correntes por efeito Doppler (PACD), sendo um fundeado no baixo estuário, a 3,5 km a montante da desembocadura, e um fundeado na plataforma interna, cerca de 4 km defronte da desembocadura. Os PACDs registraram dados entre outubro de 2002 até abril de 2003. Dados horários de velocidade e direção de ventos foram obtidos com uma estação meteorologia em Itajaí. Dados de descarga fluvial em valores diários foram obtidos para o rio Itajaí-Açu junto a Agência Nacional de Águas. Os dados foram analisados através de analise harmônica de marés e transformada de ondeletas contínua. A interação estuário-plataforma foi investigada em freqüência sub-marea (FSubM), sendo calculado um parâmetro de Fluxo de Troca Estuarino (FTE) para quantificar as trocas. Os resultados mostraram que a co-oscilação da maré no estuário é fortemente modulada pela descarga fluvial. Em condições de alta descarga, a propagação da co-oscilação é fortemente friccional, com atenuação dos constituintes de maré. Em condições de baixa descarga a propagação e não-friccional, ocorrendo até a amplificação de alguns constituintes. Perturbações do nível da água produzidas por marés meteorológicas propagam-se para o interior do estuário sem perda de energia. A análise de ondeletas permitiu observar que a amplificação é maior em períodos de sizígia, enquanto que é insignificante durante períodos de quadratura. Foi possível também observar que deformação da co-oscilação responde rapidamente a elevação da descarga. As trocas estuário-plataforma em FSubM são mais intensas em períodos de baixa descarga, dirigidas primeiramente pela circulação gravitacional. Durante eventos de marés meteorológicas o efeito remoto do vento longitudinal à costa induz a elevação do nível costeiro através do mecanismo de Ekman, e uma das implicações disto é a intensificação da circulação gravitacional estuarina e aumento da FTE. Embora o estuário do rio Itajaí-Açu apresente sua dinâmica fortemente forçada pelos períodos de alta descarga fluvial, durante períodos de baixa descarga, que ocorrem durante a maior parte do tempo, as trocas com a plataforma adjacente são afetadas pelos efeitos remotos do vento. O vento local não apresentou papel relevante. / The present study assessed the hydrodynamics of the Itajaí-Açu river estuary through the investigation of the co-oscillations of the astronomical tide along the system and the investigation of the estuary-shelf exchange at low frequency. Water level data were recorded hourly at four sites along the estuary, at 1.5, 18, 35, and 55 km from the mouth, during the period from December 1999 to December 2000. Current velocity and direction were recorded hourly using acoustic Doppler current profilers (ADCP), moored at the lower estuary, at 3.5 km upstream from the mouth, and at the inner shelf, 4 km offshore in front the mouth. The ADCPs recorded from October 2002 to April 2003. Wind speed and direction were recorded hourly at a meteorological station located at Itajaí. Itajaí-Açu river discharge was obtained with the Brazilian National Water Agency at daily basis. The dataset was analyzed using tidal harmonic analysis and continuous wavelet transform. The estuary-shelf interaction was assessed at subtidal frequency (SubTF), by calculating an Estuarine Exchange Flux (EEF) in order to quantify the exchanges. The results showed that the tidal co-oscillation in the estuary is strongly modulated by river discharge. Under high discharge conditions, the cooscillation is strongly frictional, with attenuation of the tidal contituints. Under low discharge conditions, the propagation is non-frictional, with slightly amplification of some tidal constituents. Sea level perturbations caused by meteorological tides propagates up estuary with no loss of energy. The wavelet analysis allowed to observe that the amplification is higher during spring tide, meawhile is insignificant during neap tides. It was also noticeable that the tidal deformation responds quickly to the increasing of river discharge. The estuary-shelf exchanges at SubTF were intenser at low discharge periods, driven firstly by the gravitational circulation. During meteorological tides events the longshore winds produces the water level rise through the Ekman mechanism, and one implication is the intensification of the gravitational circulation and the EEF. Although the dynamics of the Itajaí-Açu river estuary is strongly forced by events of high river discharge, during the periodos of low river discharge, which lasts for longer times, the exchanges with the inner shelf are affected by remote winds. The local winds play small role in the system.

Made available in DSpace on 2015-10-06T13:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-03-10. Added 1 bitstream(s) on 2015-10-06T13:18:15Z : No. of bitstreams: 1 000848940.pdf: 4985364 bytes, checksum: 5b8016285090b64d483414e2f84d7aa1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Atualmente, devido ao grande avanço tecnológico o uso dos métodos de partículas vêm ganhando espaço nas simulações de escoamento de fluido. O primeiro método de partículas a ser desenvolvido foi o Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) que se mostrou bastante eficiente para problemas de escoamento compressível, mas ineficiente para escoamento incompressível. Desta forma, surgiu algumas estratégias para resolver problemas de escoamento incompressível como o Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) e o Moving Particle Semi-Implicit (MPS); em ambos os métodos a pressão é atualizada por um equação de Poisson. Portanto para obter uma boa aproximação das equações de Navier-Stokes é necessário antes ter uma boa aproximação da equação de Poisson. Neste trabalho são abordados os métodos de partículas Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) e Moving Particle Semi-Implicit (MPS). A discretização dos operadores diferenciais por esses métodos é feita por meio da aproximação do núcleo e também por partículas. Um estudo comparativo entre discretização foram efetuadas. Afim de saber se os parâmetros utilizados na literatura dos métodos de partículas SPH e MPS dão uma boa solução para equação de Poisson foram realizados vários testes variando os parâmetros com e sem o tratamento de fronteira. Neste trabalho também foi proposta uma estratégia para resolver o problema de oscilação na solução da equação de advecção com descontinuidade nas condições iniciais e os resultados foram bem satisfatório / Currently, due to the technological advances the use of particle methods is gaining ground in the simulations of fluid flow. The first particle method to be developed was the Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) that was very efficient for compressible flow problems, but inefficient for incompressible ones. Thus, there was some strategy to solve incompressible flow problems as the incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) and the Moving Particle Semi-Implicit (MPS); in both methods the pressure is updated by a Poisson equation. For an approximation of the Navier-Stokes equations it is first needed a good approximation for the Poisson equation. This paper discusses the following particles methods: Smoothed Particle Hydrodynamics (SPH) and Moving Particle Semi-Implicit (MPS). The discretization of differential operators by these methods is done through the approximation of the kernel and also by particles. A comparative study of different discretizations were made. In order to know if the parameters used in the literature for the SPH and MPS methods provide a good solution for Poisson equation, have been performed several tests by varying the parameters with and without the borders treatment. This work also proposed a strategy to solve the oscillation problem in advection equation with discontinuity in the initial conditions and the results were very satisfactory

O presente trabalho investiga a hidrodinâmica do estuário do rio Itajaí-Açu em termos do comportamento da co-oscilação da maré astronômica ao longo do sistema e das trocas estuário-plataforma em baixa freqüência. Dados de nível da água foram coletados em intervalos horários, em quatro estações ao longo do estuário, a 1,5, 18, 35 e 55 km de distância a partir da desembocadura, no período de dezembro de 1999 até dezembro de 2000. Dados de velocidade e direção de correntes foram coletados em intervalos horários através de perfiladores de correntes por efeito Doppler (PACD), sendo um fundeado no baixo estuário, a 3,5 km a montante da desembocadura, e um fundeado na plataforma interna, cerca de 4 km defronte da desembocadura. Os PACDs registraram dados entre outubro de 2002 até abril de 2003. Dados horários de velocidade e direção de ventos foram obtidos com uma estação meteorologia em Itajaí. Dados de descarga fluvial em valores diários foram obtidos para o rio Itajaí-Açu junto a Agência Nacional de Águas. Os dados foram analisados através de analise harmônica de marés e transformada de ondeletas contínua. A interação estuário-plataforma foi investigada em freqüência sub-marea (FSubM), sendo calculado um parâmetro de Fluxo de Troca Estuarino (FTE) para quantificar as trocas. Os resultados mostraram que a co-oscilação da maré no estuário é fortemente modulada pela descarga fluvial. Em condições de alta descarga, a propagação da co-oscilação é fortemente friccional, com atenuação dos constituintes de maré. Em condições de baixa descarga a propagação e não-friccional, ocorrendo até a amplificação de alguns constituintes. Perturbações do nível da água produzidas por marés meteorológicas propagam-se para o interior do estuário sem perda de energia. A análise de ondeletas permitiu observar que a amplificação é maior em períodos de sizígia, enquanto que é insignificante durante períodos de quadratura. Foi possível também observar que deformação da co-oscilação responde rapidamente a elevação da descarga. As trocas estuário-plataforma em FSubM são mais intensas em períodos de baixa descarga, dirigidas primeiramente pela circulação gravitacional. Durante eventos de marés meteorológicas o efeito remoto do vento longitudinal à costa induz a elevação do nível costeiro através do mecanismo de Ekman, e uma das implicações disto é a intensificação da circulação gravitacional estuarina e aumento da FTE. Embora o estuário do rio Itajaí-Açu apresente sua dinâmica fortemente forçada pelos períodos de alta descarga fluvial, durante períodos de baixa descarga, que ocorrem durante a maior parte do tempo, as trocas com a plataforma adjacente são afetadas pelos efeitos remotos do vento. O vento local não apresentou papel relevante. / The present study assessed the hydrodynamics of the Itajaí-Açu river estuary through the investigation of the co-oscillations of the astronomical tide along the system and the investigation of the estuary-shelf exchange at low frequency. Water level data were recorded hourly at four sites along the estuary, at 1.5, 18, 35, and 55 km from the mouth, during the period from December 1999 to December 2000. Current velocity and direction were recorded hourly using acoustic Doppler current profilers (ADCP), moored at the lower estuary, at 3.5 km upstream from the mouth, and at the inner shelf, 4 km offshore in front the mouth. The ADCPs recorded from October 2002 to April 2003. Wind speed and direction were recorded hourly at a meteorological station located at Itajaí. Itajaí-Açu river discharge was obtained with the Brazilian National Water Agency at daily basis. The dataset was analyzed using tidal harmonic analysis and continuous wavelet transform. The estuary-shelf interaction was assessed at subtidal frequency (SubTF), by calculating an Estuarine Exchange Flux (EEF) in order to quantify the exchanges. The results showed that the tidal co-oscillation in the estuary is strongly modulated by river discharge. Under high discharge conditions, the cooscillation is strongly frictional, with attenuation of the tidal contituints. Under low discharge conditions, the propagation is non-frictional, with slightly amplification of some tidal constituents. Sea level perturbations caused by meteorological tides propagates up estuary with no loss of energy. The wavelet analysis allowed to observe that the amplification is higher during spring tide, meawhile is insignificant during neap tides. It was also noticeable that the tidal deformation responds quickly to the increasing of river discharge. The estuary-shelf exchanges at SubTF were intenser at low discharge periods, driven firstly by the gravitational circulation. During meteorological tides events the longshore winds produces the water level rise through the Ekman mechanism, and one implication is the intensification of the gravitational circulation and the EEF. Although the dynamics of the Itajaí-Açu river estuary is strongly forced by events of high river discharge, during the periodos of low river discharge, which lasts for longer times, the exchanges with the inner shelf are affected by remote winds. The local winds play small role in the system.

A lagoa Itapeva no litoral norte do Rio Grande do Sul apresenta significativas reações hidrodinâmicas ao regime dos ventos e às cheias rápidas geradas pelos seus tributários da Serra do Mar, principalmente o rio Três Forquilhas. Os primeiros registros do monitoramento hidrometeorológico realizados na lagoa indicaram a reação rápida às rajadas de vento, provocando o que se denomina seiche: oscilações dos níveis d’água entre os extremos norte e sul da lagoa. Simulações com um modelo matemático hidrodinâmico bidimensional horizontal conseguiram reproduzir este fenômeno e elaborar o cálculo da síntese das velocidades e suas direções. Com isso, foi possível confirmar a complexidade da circulação interna da lagoa e apontar diferenças de comportamento principalmente entre as regiões sul, centro e norte. Foram analisadas as variáveis ambientais de sólidos suspensos e turbidez, selecionadas por exercerem influência nos fatores físicos, químicos e biológicos. Os resultados hidrodinâmicos de níveis e velocidades da água, gerados pelo modelo para os pontos de coleta, foram utilizados como base para o estudo de variações ambientais. Quando não foi possível estabelecer uma associação entre sólidos suspensos e turbidez, fez-se uso de outra variável hidrodinâmica, ligada às ondas, que não é simulada pelo modelo. A altura de onda calculada em função do vento foi essa terceira variável explicativa. As variáveis hidrodinâmicas explicaram de 70% a 95% das variações ambientais para cada campanha ao se utilizar valores médios de quatro horas. Ao se considerar toda a lagoa e todos os períodos de campanha chegou-se a 68% para turbidez e 49% para sólidos suspensos. O estudo hidrodinâmico e ambiental foi capaz de avaliar que a variação do nível de água em função dos aportes de água é lenta quando comparada à modificação dos níveis e às seiches criadas pelo efeito do vento sobre a lagoa e que estas variações de níveis e de velocidades têm importância significativa na variabilidade das variáveis ambientais: sólidos suspensos e turbidez.

O constante aumento da população tem gerado intensa ocupação das áreas costeiras em todo mundo. A exploração dos recursos naturais de forma não sustentável proporciona um desequilíbrio que dependendo das proporções pode gerar graves prejuízos ambientais e financeiros. Diante deste cenário exploratório a pesquisa dos ambientes costeiros aparece como uma maneira de entender, planejar e desenvolver estas regiões de forma mais equilibrada. O estudo sobre hidrodinâmica costeira e transporte de sedimentos tem sido aplicado com o objetivo de gerar conhecimento e desse modo auxiliar as tomadas de decisões. A dinâmica dos ambientes costeiros é complexa e o seu entendimento aborda uma serie de variáveis as quais podem afetar as regiões costeiras de formas diferentes. A área estudada nesta tese, a baia de Tijucas, é particularmente caracterizada por apresentar alta concentração de sedimentos finos, seu comportamento proporcionou ao longo do tempo o aprisionamento de grande quantidade de sedimentos formando um ambiente muito diferente das áreas em torno da baia. O papel da baia na retenção e no transporte sedimento finos para plataforma adjacente torna-se o alvo desta pesquisas que por meio de dados de campo e modelos numéricos procuram entender os efeitos das forçantes ambientais sobre a baia. A dinâmica da baia esta diretamente relacionada a intensidade dos ventos, altura das ondas e volume da descarga fluvial, neste contexto é relevante a relação com os eventos climáticos de alta transferência de energia como a passagem de frentes frias pelo estado de Santa Catarina. O presente estudo é compreendido por três artigos; o primeiro artigo busca avaliar por meio de simulação numérica o efeito dos ventos modais e descarga fluvial anual média do rio Tijucas na hidrodinâmica da baia, a troca de água entre baia e plataforma adjacente assim como o tempo de residência da água em cenários com ventos nordeste (condição típica) e ventos sudeste (condição de frente fria), o segundo artigo avalia por meio de simulação numérica e dados de campo o comportamento da pluma de sedimentos do Rio Tijucas em cenários de alta concentração e descarga de sedimentos sob condições de ventos nordeste e sudeste, já o terceiro artigo avalia através da simulação numérica de modelos acoplados o efeito das ondas no cisalhamento do fundo, na erosão, ressuspensão e deposição de sedimentos em cenários de ventos nordeste e sudeste. A baia de Tijucas apresenta um padrão de aguas calmas a maior parte do tempo, a energia envolvida na sua dinâmica esta diretamente relacionada a intensidade das forçantes e condições climáticas. Em eventos de passagem de frente frias por esta região a tendência é que haja maior descarga fluvial, ventos mais fortes e ondas mais altas, nestes períodos estas forçantes são capazes de afetar significativamente a hidrodinâmica da baia adicionando, ressuspendendo e transportando sedimento em maiores intensidades o que consequentemente proporciona maior troca de água entre baia e plataforma, estes períodos são marcados pela maior energia hidrodinâmica e transporte de sedimento baia afora. No entanto o balanço final do comportamento da baia evidencia um cenário geral de baixa troca com a plataforma adjacente. / The constant increase of population has generated intense occupation of coastal areas worldwide. The unsustainably exploitation of natural resources provides an unbalance that depending on the proportions can lead to serious environmental damage and financial. Given this exploratory scenario the research of coastal environments appears as a way to understand, plan and develop these areas more balanced. The study on coastal hydrodynamics and sediment transport have been implemented with the objective of generating knowledge and thereby assist decision. The dynamics of coastal environments is complex and its understanding addresses a series of variables which can affect coastal regions in different ways. The area studied in this thesis, the Tijucas bay, is particularly characterized by high concentration of fine sediments, their behavior provided over time trapping large amounts of sediments forming a very different environment of the areas around the bay. The role of the bay on retention and fine sediment transport to the adjacent platform becomes the target of this research that through field data and numerical models seek to understand the effects of environmental forces on the bay. The dynamics of the bay is directly related to the intensity of the winds, wave heights and volume of river discharge, in this context is relevant with respect to the climatic events of high energy transfer as the passage of cold fronts by the state of Santa Catarina. This study is comprised of three articles, the first article seeks to evaluate through numerical simulation the effect of modal winds and average annual river discharge of the river Tijucas on the bay hydrodynamics, the water exchange between bay and adjacent platform as well as time residence of water in scenarios with northeast winds (typical condition) and southeast winds (cold front condition), the second article evaluates through numerical simulation and field data the behavior of sediment plume River Tijucas in scenarios of high concentration and sediment discharge under conditions of winds northeast and southeast, already the third article evaluates through the numerical simulation of coupled models the effect of shear waves at the bottom of the bay, in erosion, in sediment deposition and resuspension on scenarios with northeast and southeast winds. The bay Tijucas shows a pattern of calm waters most of the time, energy involved in its dynamics is directly related to the intensity of the forces and climate conditions. In the event of cold front passage through this region the trend is that there is greater river discharge, strongest winds and highest waves, these periods these forces are able to significantly affect the hydrodynamics of the bay adding, resuspending and transporting sediment into the higher intensities which consequently provides greater water exchange between bay and adjacent shelf, these periods are marked by higher energy hydrodynamics and sediment transport bay outside. However the final balance of the behavior of the bay shows a general scenario of low exchange with the adjacent platform.

O constante aumento da população tem gerado intensa ocupação das áreas costeiras em todo mundo. A exploração dos recursos naturais de forma não sustentável proporciona um desequilíbrio que dependendo das proporções pode gerar graves prejuízos ambientais e financeiros. Diante deste cenário exploratório a pesquisa dos ambientes costeiros aparece como uma maneira de entender, planejar e desenvolver estas regiões de forma mais equilibrada. O estudo sobre hidrodinâmica costeira e transporte de sedimentos tem sido aplicado com o objetivo de gerar conhecimento e desse modo auxiliar as tomadas de decisões. A dinâmica dos ambientes costeiros é complexa e o seu entendimento aborda uma serie de variáveis as quais podem afetar as regiões costeiras de formas diferentes. A área estudada nesta tese, a baia de Tijucas, é particularmente caracterizada por apresentar alta concentração de sedimentos finos, seu comportamento proporcionou ao longo do tempo o aprisionamento de grande quantidade de sedimentos formando um ambiente muito diferente das áreas em torno da baia. O papel da baia na retenção e no transporte sedimento finos para plataforma adjacente torna-se o alvo desta pesquisas que por meio de dados de campo e modelos numéricos procuram entender os efeitos das forçantes ambientais sobre a baia. A dinâmica da baia esta diretamente relacionada a intensidade dos ventos, altura das ondas e volume da descarga fluvial, neste contexto é relevante a relação com os eventos climáticos de alta transferência de energia como a passagem de frentes frias pelo estado de Santa Catarina. O presente estudo é compreendido por três artigos; o primeiro artigo busca avaliar por meio de simulação numérica o efeito dos ventos modais e descarga fluvial anual média do rio Tijucas na hidrodinâmica da baia, a troca de água entre baia e plataforma adjacente assim como o tempo de residência da água em cenários com ventos nordeste (condição típica) e ventos sudeste (condição de frente fria), o segundo artigo avalia por meio de simulação numérica e dados de campo o comportamento da pluma de sedimentos do Rio Tijucas em cenários de alta concentração e descarga de sedimentos sob condições de ventos nordeste e sudeste, já o terceiro artigo avalia através da simulação numérica de modelos acoplados o efeito das ondas no cisalhamento do fundo, na erosão, ressuspensão e deposição de sedimentos em cenários de ventos nordeste e sudeste. A baia de Tijucas apresenta um padrão de aguas calmas a maior parte do tempo, a energia envolvida na sua dinâmica esta diretamente relacionada a intensidade das forçantes e condições climáticas. Em eventos de passagem de frente frias por esta região a tendência é que haja maior descarga fluvial, ventos mais fortes e ondas mais altas, nestes períodos estas forçantes são capazes de afetar significativamente a hidrodinâmica da baia adicionando, ressuspendendo e transportando sedimento em maiores intensidades o que consequentemente proporciona maior troca de água entre baia e plataforma, estes períodos são marcados pela maior energia hidrodinâmica e transporte de sedimento baia afora. No entanto o balanço final do comportamento da baia evidencia um cenário geral de baixa troca com a plataforma adjacente. / The constant increase of population has generated intense occupation of coastal areas worldwide. The unsustainably exploitation of natural resources provides an unbalance that depending on the proportions can lead to serious environmental damage and financial. Given this exploratory scenario the research of coastal environments appears as a way to understand, plan and develop these areas more balanced. The study on coastal hydrodynamics and sediment transport have been implemented with the objective of generating knowledge and thereby assist decision. The dynamics of coastal environments is complex and its understanding addresses a series of variables which can affect coastal regions in different ways. The area studied in this thesis, the Tijucas bay, is particularly characterized by high concentration of fine sediments, their behavior provided over time trapping large amounts of sediments forming a very different environment of the areas around the bay. The role of the bay on retention and fine sediment transport to the adjacent platform becomes the target of this research that through field data and numerical models seek to understand the effects of environmental forces on the bay. The dynamics of the bay is directly related to the intensity of the winds, wave heights and volume of river discharge, in this context is relevant with respect to the climatic events of high energy transfer as the passage of cold fronts by the state of Santa Catarina. This study is comprised of three articles, the first article seeks to evaluate through numerical simulation the effect of modal winds and average annual river discharge of the river Tijucas on the bay hydrodynamics, the water exchange between bay and adjacent platform as well as time residence of water in scenarios with northeast winds (typical condition) and southeast winds (cold front condition), the second article evaluates through numerical simulation and field data the behavior of sediment plume River Tijucas in scenarios of high concentration and sediment discharge under conditions of winds northeast and southeast, already the third article evaluates through the numerical simulation of coupled models the effect of shear waves at the bottom of the bay, in erosion, in sediment deposition and resuspension on scenarios with northeast and southeast winds. The bay Tijucas shows a pattern of calm waters most of the time, energy involved in its dynamics is directly related to the intensity of the forces and climate conditions. In the event of cold front passage through this region the trend is that there is greater river discharge, strongest winds and highest waves, these periods these forces are able to significantly affect the hydrodynamics of the bay adding, resuspending and transporting sediment into the higher intensities which consequently provides greater water exchange between bay and adjacent shelf, these periods are marked by higher energy hydrodynamics and sediment transport bay outside. However the final balance of the behavior of the bay shows a general scenario of low exchange with the adjacent platform.