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Previous issue date: 2010-12-28 / Digital Elevation Models (DEM) are numerical representations of a portion
of the earth surface. Among several factors which affect the quality of a DEM, it
should be emphasized the attention on the input data and the choice of the
interpolating algorithm. On the other hand, several numerical models are used
nowadays to characterize nearshore hydrodynamics and morphological changes in
coastal areas, whose validation is based on field data collection. Independent on the
complexity of the physical processes which are modeled, little attention has been
given to the intrinsic bathymetric interpolation built within the numerical models of the
specific application. Therefore, this study aims to investigate and to quantify the
influence of the bathymetry, as obtained by a DEM, on the hydrodynamic circulation
model at a coastal stretch, off the coast of the State of Rio Grande do Norte,
Northeast Brazil. This coastal region is characterized by strong hydrodynamic and
littoral processes, resulting in a very dynamic morphology with shallow coastal
bathymetry. Important economic activities, such as oil exploitation and production,
fisheries, salt ponds, shrimp farms and tourism, also bring impacts upon the local
ecosystems and influence themselves the local hydrodynamics. This fact makes the
region one of the most important for the development of the State, but also enhances
the possibility of serious environmental accidents. As a hydrodynamic model,
SisBaHiA? - Environmental Hydrodynamics System ( Sistema B?sico de
Hidrodin?mica Ambiental ) was chosen, for it has been successfully employed at
several locations along the Brazilian coast. This model was developed at the Coastal
and Oceanographical Engineering Group of the Ocean Engineering Program at the
Federal University of Rio de Janeiro. Several interpolating methods were tested for
the construction of the DEM, namely Natural Neighbor, Kriging, Triangulation with
Linear Interpolation, Inverse Distance to a Power, Nearest Neighbor, and Minimum
Curvature, all implemented within the software Surfer?. The bathymetry which was
used as reference for the DEM was obtained from nautical charts provided by the
Brazilian Hydrographic Service of the Brazilian Navy and from a field survey
conducted in 2005. Changes in flow velocity and free surface elevation were
evaluated under three aspects: a spatial vision along three profiles perpendicular to
the coast and one profile longitudinal to the coast as shown; a temporal vision from
three central nodes of the grid during 30 days; a hodograph analysis of components of
speed in U and V, by different tidal cycles. Small, but negligible, variations in sea
surface elevation were identified. However, the differences in flow and direction of
velocities were significant, depending on the DEM / Os modelos digitais de terreno (MDT) consistem na representa??o
matem?tica computacional da distribui??o de um fen?meno espacial que ocorre
dentro de uma regi?o da superf?cie terrestre. A qualidade da representa??o do MDT
est? influenciada, dentre outros fatores, pela origem do dado e pelo algoritmo
interpolador utilizado. A caracteriza??o da circula??o hidrodin?mica ? um dos estudos
com apelo ambiental que se utiliza dos MDTs como dado de entrada e,
independentemente da complexidade dos processos representados nos modelos
num?ricos, pode ter a qualidade de seus resultados dependente da capacidade de
reprodu??o do MDT usado para representar a batimetria da ?rea de interesse. Sendo
assim, o objetivo deste estudo ? avaliar a influ?ncia de batimetrias obtidas de
diversos MDTs, nos padr?es de circula??o hidrodin?mica via modelagem num?rica.
Para tanto, considerou-se os dados referentes ? regi?o costeira do nordeste do
Brasil, correspondente ao litoral setentrional do estado do Rio Grande do Norte,
frontal aos munic?pios de Macau, Guamar? e Galinhos. Essa regi?o se caracteriza
pela forte presen?a de processos f?sicos costeiros, com batimetria rasa e complexas
fei??es de fundo. A presen?a intensa de atividades petrol?feras faz da regi?o uma das
mais importantes para o desenvolvimento socioecon?mico do estado, mas, por outro
lado, potencializa a possibilidade de acidentes ambientais de grandes e graves
propor??es. O modelo de circula??o hidrodin?mica utilizado foi o 2DH, que faz parte
do Sistema de Hidrodin?mica Ambiental, chamado SisBaHiA?, desenvolvido pela
?rea de Engenharia Costeira e Oceanogr?fica do Programa de Engenharia Oce?nica
da COPPE/UFRJ. Os interpoladores avaliados foram Vizinho Natural, Krigagem,
Triangula??o Irregular Linear, Inverso da Dist?ncia, Vizinho mais Pr?ximo, M?nima
Curvatura, Fun??o de Base Radial, Polin?mio Local, Regress?o Polinomial, M?dia
M?vel, M?trica de Dados e M?todo de Shepard Modificado, implementados no
software comercial Surfer? para a gera??o dos MDTs. Os dados batim?tricos, que
serviram como base para a constru??o dos MDTs, s?o oriundos de campanha de
campo e de cartas n?uticas. Os resultados das modelagens foram analisados pelas
avalia??es dos campos de velocidade e eleva??o, sob tr?s aspectos: uma vis?o
espacial dos resultados, atrav?s da an?lise de tr?s perfis perpendiculares ? linha de
costa e um perfil transversal ? linha de costa; uma vis?o temporal dos resultados, ao
longo do per?odo de 30 dias, a partir de tr?s n?s centrais da malha; e finalmente uma
an?lise hodogr?fica das componentes de velocidade em U e V, em diferentes ciclos
de mar?s. Foram verificadas varia??es pouco significativas nos campos de
eleva??es, podendo as mesmas serem desprezadas, por?m no que diz respeito aos
campos de velocidade e dire??es de fluxo, notam-se varia??es associadas aos MDTs
utilizados, uma vez que todas as condicionantes hidrodin?micas foram mantidas
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/15969 |
| Date | 28 December 2010 |
| Creators | Moura, Jos? Edson de |
| Contributors | CPF:52265854972, http://lattes.cnpq.br/6556306307432176, Amaro, Venerando Eust?quio, CPF:35385839191, http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783253A6, Tabosa, Werner Farkatt, CPF:65556224404, http://lattes.cnpq.br/1313536081076361, Neves, Cl?udio Freitas, CPF:63491125715, http://lattes.cnpq.br/9463321970298852, Scudelari, Ada Cristina |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Programa de P?s-gradua??o em Engenharia Sanit?ria, UFRN, BR, Saneamento Ambiental; Meio Ambiente; Recursos H?dricos e Hidr?ulica |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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