UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR Curso de Oceanografia
Análise da sedimentologia, variação da linha de costa e perfil praial de Itapoá-SC, Brasil.
Diego Porpilho
Orientador: Rafael Sangoi Araujo, MSc
Itajaí, dezembro/2012
UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR Curso de Oceanografia
Análise da sedimentologia, variação da linha de costa e perfil praial de Itapoá-SC, Brasil.
Diego Porpilho
Monografia apresentada à banca examinadora do Trabalho de Conclusão de Curso de Oceanografia como parte dos requisitos necessários para a obtenção do grau de Oceanógrafo.
Itajaí, dezembro/2012
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EPÍGRAFE
“Um homem precisa viajar por sua conta, não por meio de histórias, imagens, livros ou TV. Precisa viajar por si, com seus olhos e pés, para entender o que é seu. Para um dia plantar suas próprias arvores e dar-lhes valor. Conhecer o frio para desfrutar o calor, e o oposto. Sentir a distância e o desabrigo para estar bem sob o próprio teto. Um homem precisa viajar para lugares que não conhece, para quebrar esta arrogância com que nos faz ver o mundo como o imaginamos, e não simplesmente como é ou pode ser. Que nos faz professores e doutores do que não vimos, quando deveríamos ser apenas alunos, e ir ver”.
AMYR KLINK
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DEDICATÓRIA
“Dedico à meus pais, Sebastião e Marilza por todo amor e carinho, e também por todo suporte que foi proporcionado, além do meu irmão Romullo, pela parceria desde a infância. E também a todos que de alguma forma estiveram presente nesta jornada”.
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AGRADECIMENTOS
Gostaria de agradecer primeiramente aos meus pais, Sebastião e Marilza por tudo que fizeram e ainda fazem. Meu irmão, Romullo, pela força.
Agradecer ao Rafael Sangoi Araujo, por ter me orientado e compartilhado seu conhecimento, me ajudando muito neste ano.
A Helia Farías, do Laboratório de Ecologia da Vegetação Costeira, por ter me apoiado sempre, e compartilhado todo seu conhecimento ao longo dos anos.
Ao Marcos Paulo Berribilli (Marquinhos), pela paciência em todas as saídas a campo e pelo conhecimento transmitido, e também a todos as pessoas que participaram dos campos, como Cristiano, Paula, Débora, Pedro e Charline.
Seu Gentil Silvestre, pelas horas nas peneiras, proporcionando boas risadas.
A prefeitura de Itapoá, a Secretaria de Estado do Planejamento e a Secretaria do Patrimônio da União, pelos dados fornecidos.
A todos os amigos da graduação, principalmente, Charline, Pi, Alemão, Cket, Camila, Marina, Paula, Carol, Japa, Mauricio, Grugy, Vegeta, Zé da Feira, Zé, entre outros.
Agradecer ao pessoal do LOG (Laboratório de Oceanografia Geológica), pelo tempo disponibilizado e a troca de idéias, fundamental para o desenvolvimento do trabalho.
Todos os professores que contribuíram para minha formação.
Agradecer à vida, pelos momentos vividos até o presente.
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RESUMO
O presente estudo teve como objetivo analisar a sedimentologia, as variações morfológicas e também a posição da linha de costa de Itapoá, litoral norte de Santa Catarina. Foram pré- determinados 10 pontos para o monitoramento, assim, a sedimentologia foi analisada através de uma única coleta no mês de março de 2012, a qual foi dividida em três regiões, sendo elas pós-praia, face da praia e praia média totalizando 30 amostras e obtendo resultados de granulometria que variaram entre 0,13 e 0,22 mm, inseridos na classe de areia fina. As variações morfológicas foram monitoradas por levantamentos topográficos com periodicidade mensal, com início em março de 2012, totalizando 7 levantamentos, acompanhando assim a morfologia, o volume e a largura de cada perfil, encontrando assim uma variação sazonal em ambos. Já a variação da posição da linha de costa foi analisada através de aerofotografias dos anos de 1957, 1978 e 2008, além da base georreferenciada de 1995 fornecida pela Secretaria do Patrimônio da União, quantificando a retração e progadação sofrida pela mesma ao longo dos anos, obtendo valores máximos de 190m de recuo e, 60m de avanço da mesma ao sul da área de estudo, estando estas variações associadas a um banco arenoso submerso em frente à praia na parte sul, também verificou- se uma retração continua ao longo dos últimos 51 anos, com media de 1,85m por ano. Assim conclui-se que a praia sofre um processo erosivo, gerando uma retração da linha de costa, além da relação da granulometria com a baixa declividade, classificando assim, como uma praia dissipativa com presença de bancos submersos paralelos a linha de costa.
Palavras-chave: Itapoá, sedimentologia, perfil praial, linha de costa.
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SUMÁRIO
1 Introdução ...... 1
2 Objetivos...... 2
2.1 Geral...... 2
2.2 Específicos ...... 2
3 Área de Estudo ...... 3
3.1 Localização...... 3
3.2 Geologia e Geomorfologia ...... 5
3.3 Clima ...... 7
3.4 Ondas e Marés ...... 7
4 Sedimentologia ...... 9
4.1 Fundamentação Teórica ...... 9
4.1.1 Análise Granulométrica ...... 9
4.1.2 Análises Estatísticas ...... 10
4.2 Metodologia ...... 11
4.2.1 Amostragem ...... 11
4.2.2 Processamento ...... 13
4.2.3 Parâmetros Estatísticos ...... 13
4.3 Resultados e Discussão ...... 15
4.3.1 Pós-praia ...... 15
4.3.2 Face da Praia ...... 17
4.3.3 Praia média ...... 18
4.4 Conclusão ...... 20
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5 Perfil Praial ...... 21
5.1 Fundamentação Teórica ...... 21
5.1.1 Ambiente Praial (Zonação) ...... 21
5.1.2 Morfodinâmica ...... 23
5.1.3 Classificação Morfodinâmica de Praias ...... 24
5.2 Metodologia ...... 25
5.2.1 Perfil Praial ...... 25
5.2.2 Referência de Nível (RN) ...... 27
5.2.3 Variações Morfológicas ...... 27
5.2.4 Processamento ...... 28
5.2.5 Cálculo da Variação de Volume e Declividade Média ...... 29
5.3 Resultados e Discussão ...... 30
5.3.1 Variações Morfológicas ...... 30
5.3.2 Volume, Largura e Declividade Média ...... 51
5.4 Conclusão ...... 52
6 Variação da Linha de Costa ...... 53
6.1 Fundamentação Teórica ...... 53
6.1.1 Variação da Linha de Costa ...... 53
6.1.2 Sensoriamento Remoto (Fotografias Aéreas) ...... 54
6.1.3 Extração da Linha de Costa ...... 54
6.2 Metodologia ...... 55
6.2.1 Aquisição de Dados ...... 55
6.2.2 Georreferenciamento e Construção de Mosaicos ...... 55
vii
6.2.3 Extração da Linha de Costa (LC) ...... 56
6.2.4 Cálculo das Taxas de Variação da Linha de Costa (DSAS) ...... 56
6.3 Resultados e Discussão ...... 57
6.3.1 Setores ...... 58
6.4 Conclusão ...... 62
7 Conclusões ...... 63
8 Considerações e Recomendações Finais ...... 63
9 Referências ...... 65
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Área de estudo, apresentando em destaque os pontos de coleta sedimentar e os perfis de monitoramento. Coordenadas UTM Datum SAD69...... 4
Figura 2: Pontos de Coleta Sedimentar, em destaque região do pós-praia, face da praia e praia média. Coordenadas UTM Datum SAD69...... 12
Figura 3: Granulometria do pós-praia ...... 16
Figura 4: Granulometria da face da praia...... 18
Figura 5: Granulometria da praia média...... 19
Figura 6: Granulometria do pós-praia, face da praia e praia média...... 20
Figura 7: Zonação hidrodinâmica e morfológica. (Adaptado de Hoefel, 1998)...... 22
Figura 8: Escalas temporais e espaciais dos processos morfodinâmicos. (Adaptado de Cowell & Thom, 1994)...... 23
Figura 9: Localização dos perfis, em destaque exemplo dos pontos 10, 6 e 2. Coordenadas UTM Datum SAD69...... 26
Figura 10: (a) Rover e Base aquisitando dados de posicionamento; e (b) Exemplo do marco...... 27
Figura 11: Representação da Bissecção...... 28
Figura 12: Fotografia panorâmica do perfil 1, em direção ao Norte (A); e Sul (B), podendo acompanhar suas características, como vegetação e estruturas rochosas...... 30
Figura 13: Levantamentos topográficos do perfil 1 em todos os meses...... 31
Figura 14: Volume e largura do perfil 1...... 31
Figura 15: Fotografia panorâmica do perfil 2, em direção ao Norte (A); e Sul Norte (B)...... 32
Figura 16: Levantamentos topográficos do perfil 2 em todos os meses...... 32
Figura 17: Volume e largura do perfil 2...... 33
Figura 18: Fotografia panorâmica do perfil 3, em direção ao Norte (A); e Sul (B)...... 34
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Figura 19: Levantamentos topográficos do perfil 3 em todos os meses...... 34
Figura 20: Volume e largura do perfil 3...... 35
Figura 21: Fotografia panorâmica do perfil 4, em direção ao Norte (A); e Sul (B)...... 36
Figura 22: Levantamentos topográficos do perfil 4 em todos os meses...... 36
Figura 23: Volume e largura do perfil 4...... 37
Figura 24: Fotografia panorâmica do perfil 5, em direção ao Norte (A); e Sul (B)...... 38
Figura 25: Levantamentos topográficos do perfil 5 em todos os meses...... 38
Figura 26: Volume e largura do perfil 5...... 39
Figura 27: Fotografia panorâmica do perfil 6, em direção ao Norte (A); e Sul (B)...... 40
Figura 28: Levantamentos topográficos do perfil 6 em todos os meses...... 41
Figura 29: Volume e largura do perfil 6...... 41
Figura 30: Fotografia panorâmica do perfil 7, em direção ao Norte (A); e Sul (B)...... 42
Figura 31: Levantamentos topográficos do perfil 7 em todos os meses...... 43
Figura 32: Volume e largura do perfil 7...... 43
Figura 33: Visão geral do perfil 8...... 45
Figura 34: Levantamentos topográficos do perfil 8 em todos os meses...... 45
Figura 35: Volume e largura do perfil 8...... 46
Figura 36: Fotografia panorâmica do perfil 9, em direção ao Norte (A); e Sul (B)...... 47
Figura 37: Levantamentos topográficos do perfil 9 em todos os meses...... 47
Figura 38: Volume e largura do perfil 9...... 48
Figura 39: Fotografia panorâmica do perfil 10, em direção ao Norte (A); e Sul (B)...... 49
Figura 40: Levantamentos topográficos do perfil 10 em todos os meses...... 49
Figura 41: Volume e largura do perfil 10...... 50
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Figura 42: Volume e largura média dos perfis, de sul (1) para norte (10)...... 51
Figura 43: Divisão dos resultados de variação de linha de costa em 3 setores, sendo o 1 ao sul e o 3 ao norte. Coordenadas UTM Datum SAD69...... 58
Figura 44: Divisão dos resultados de variação de linha de costa em 3 setores, sendo o 1 ao sul e o 3 ao norte...... 59
Figura 45: Variação no setor 1 (sul)...... 59
Figura 46: (A) Evidenciando o banco submerso a respectiva faixa de areia associada ao mesmo; e (B) A sobreposição das imagens de 1957 e 1978, para visualização do banco existente em 1957 e do outro em 1978...... 60
Figura 47: Variação no setor 2...... 61
Figura 48: Variação no setor 3...... 62
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LISTA DE QUADROS
Quadro 1: Características geomorfológicas, sedimentológicas e morfodinâmicas do litoral norte de Santa Catarina. Adaptado de Horn Filho, 2003...... 6
Quadro 2: Grau de selecionamento das amostras em função do desvio padrão...... 14
Quadro 3: Grau de assimetria...... 14
Quadro 4: Grau de curtose...... 15
Quadro 5: Resultados de Sedimentologia para a região do pós-praia...... 15
Quadro 6: Resultados de sedimentologia para a região da face da praia (espraiamento). ... 17
Quadro 7: Resultados de sedimentologia para a região da praia média...... 18
Quadro 8: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 1...... 31
Quadro 9: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 2...... 33
Quadro 10: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 3...... 35
Quadro 11: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 4...... 37
Quadro 12: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 5...... 39
Quadro 13: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 6...... 41
Quadro 14: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 7...... 43
Quadro 15: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 8...... 46
Quadro 16: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 9...... 48
Quadro 17: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 1...... 50
Quadro 18: Volume, largura e declividade média...... 51
Quadro 19: Erro Quadrático Médio ...... 56
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LISTA DE EQUAÇÕES
Equação 1 ...... 13
Equação 2 ...... 13
Equação 3 ...... 14
Equação 4 ...... 14
Equação 5 ...... 15
Equação 6 ...... 28
Equação 7 ...... 29
Equação 8 ...... 29
Equação 9 ...... 29
Equação 10 ...... 30
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1 INTRODUÇÃO
Segundo Martins et. al (2002) a maior parte das zonas costeiras em todo o mundo, e as áreas adjacentes encontram-se em um estado contínuo de mudança, em resposta a processos naturais, outras alterações, contudo, são devidas diretamente às atividades humanas, associadas muitas vezes a explotação de recursos não vivos, através de dragagens, desenvolvimento costeiro, recuperação de terras baixas, retirada de material do perfil praial, implantação de complexos urbanísticos, etc.
A morfologia de uma praia reflete a composição do seu sedimento (e.g. tamanho de grão e desvio padrão) e os processos físicos atuantes, tais como: ondas, correntes e transporte de sedimentos. O padrão de distribuição de sedimentos nas praias depende da história geológica da região (fonte de sedimento), sendo a ação de ondas e marés considerada fator secundário, apesar de serem estes que retrabalham e selecionam os sedimentos praiais (KOMAR, 1977; SHORT & Ni, 1997).
Por serem ambientes altamente dinâmicos, as praias estão constantemente sofrendo alterações morfológicas, resultantes de variações no regime energético incidente (clima de ondas) e desequilíbrios no suprimento sedimentar local (SHORT 1999; KLEIN, 2004). Segundo Wright & Short (1983) esses ambientes possuem variação no tempo, dependendo das condições de ondas e em especial, das condições ambientais.
As linhas de costa em todo o mundo estão em movimento, tanto em direção a terra quanto em direção ao mar. Estas alterações se dão por complexos processos envolvendo fatores locais, regionais e globais (CAMFIELD & MORANG, 1996).
Logo se faz necessário o acompanhamento destes ambientes para identificar e quantificar as alterações que ali ocorrem, fornecendo subsídios para planejamento urbano e até mesmo na construção de obras costeiras.
O município de Itapoá está localizado no extremo norte catarinense, sendo que sua orla possui aproximadamente 30km, com características de praias estuarinas, de mar aberto ou oceânicas e associadas à desembocadura de estuários (ANGULO & SOUZA, 2002). Sua economia baseia-se na construção civil, turismo e recentemente, na atividade portuária (ORLA, 2010).
Assim, o presente estudo tem como objetivo descrever a sedimentologia, a morfologia praial e analisar a variação da linha de costa nas praias de Itapoá - Santa Catarina, contribuindo para futuros projetos que podem vir a ser realizados na orla, na tomada de decisão e também, para aumentar o conhecimento acerca da área de estudo.
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2 OBJETIVOS
2.1 GERAL
Classificar as praias de Itapoá de acordo com a sedimentologia, variação do perfil praial e da linha de costa.
2.2 ESPECÍFICOS
Analisar a sedimentologia da região;
Analisar a variação morfológica do perfil praial a partir de levantamentos topográficos;
Analisar a variação histórica da linha de costa a partir de levantamentos aerofotográficos dos anos de 1957, 1978 e 2008, e da base georreferenciada de 1995.
3
3 ÁREA DE ESTUDO
3.1 LOCALIZAÇÃO
As praias de Itapoá se encontram no município de Itapoá, litoral norte catarinense, apresentando como limite ao norte o estado do Paraná, a oeste o município de Garuva, ao sul o município de São Francisco do Sul e a leste o Oceano Atlântico (figura 1). Segundo Angulo e Souza, (2002) possui características de praias estuarinas, de mar aberto ou oceânicas e associadas à desembocadura de estuários, com aproximadamente 32 quilômetros de extensão. Apresenta como principais atividades econômicas a construção civil, turismo e recentemente as atividades portuárias (PROJETO ORLA, 2010).
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Figura 1: Área de estudo, apresentando em destaque os pontos de coleta sedimentar e os perfis de monitoramento. Coordenadas UTM Datum SAD69.
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3.2 GEOLOGIA E GEOMORFOLOGIA
O contexto geológico regional é constituído por rochas Pré-Cambrianas do Cinturão Granitóide Costeiro (BASEI et al, 1982) e pelos depósitos marinhos e continentais do Quaternário (MARTIN et al, 1983)
A compartimentação mais recente da Província Costeira catarinense foi proposta por Diehl & Horn Filho (1996), definindo oito setores geológico-geomorfológicos: (I) Setentrional; (II) Nordeste; (III) Centro-Norte; (IV) Central; (V) Centro Sul; (VI) Sudeste; (VII) Centro Sul; (VIII) Meridional.
É constituída de duas unidades geológicas maiores: o embasamento e as bacias sedimentares marginais de Pelotas e Santos. Compreende no setor emerso, a planície costeira e o sistema praial, e no setor submerso a plataforma continental (HORN FILHO, 2003).
O embasamento no Estado de Santa Catarina é formado por rochas das províncias geológicas do Escudo Catarinense, da Bacia do Paraná e do Planalto da Serra Geral, representando em alguma regiões, quando aflorado, as terras altas da Província Costeira na forma de elevações, maciços rochosos, promontórios, pontais e ilhas continentais (SOUZA, 1999; HORN FILHO, 2003).
As bacias sedimentares marginais de Santos e Pelotas representam a margem continental sul-brasileira, a qual foi qualificada por Zembruschi (1979) apud Horn Filho (2003) como uma margem continental “deposicional” ou “construcional”, pela expressiva acumulação de sedimentos, suavização das feições morfológicas e minimização de suas declividades.
A Plataforma continental sul-brasileira possui largura média de 130 Km de extensão (CORREA et al, 1996 apud HORN FILHO, 2003); declividades de 1:500 a 1:700 nas regiões mais estreitas e 1:1.000 e 1:350 nas regiões mais largas (ZEMBRUSCKY, 1979); inclinações entre 0,5 e 0,7 ˚ (GRE, 1983 apud HORN FILHO, 2003) e profundidades de quebra entre -120 e -180m. Quanto a sedimentologia, Correa et al (1996) caracterizam sete fácies sedimentares: arenosa; areno-síltica; areno-argilosa; síltico-arenosa; síltico-argilosa; argilo-sílitica; areno-síltico-argilosa, apud Horn Filho, (2003).
As bacias de Santos e Pelotas são limitadas geograficamente na plataforma de Florianópolis (imediações do Cabo de Santa Marta), assim a bacia de Pelotas se estende em direção ao sul até a fronteira com o Uruguai e a de Santos em direção ao norte, até encontrar o flanco sul do Platô de São Paulo (HORN FILHO, 2003; BIZZI et al, 2003), e em
6 ambas os sedimentos estão associados a transgressões e regressões marinhas que ocorreram desde o Neocomiano (Cretáceo inferior) até o Quaternário.
Souza (1999) no mapeamento da planície costeira do norte catarinense no Município de Itapoá- SC diferenciou em duas unidades geológicas os depósitos sedimentares do quaternário costeiro. A unidade do Holoceno, agrupando os Terraços Marinhos Praiais e Dunas e as Planícies Paleoestuarinas e Mangues, e; a unidade do Pleistoceno, agrupando os Terraços Marinhos e os depósitos Indiferenciados.
A área de estudo está inserida na bacia de Santos (norte do Cabo de Santa Marta), a qual é composta por sedimentos clásticos continentais, transicionais e marinhos (ABREU, 1998; HORN FILHO, 2003).
O sistema praial localizado entre os sedimentos da planície costeira e da plataforma continental exibe praias diversificadas no que diz respeito às características geomorfológicas, sedimentológicas e morfodinâmicas, assim o autor agrupou alguns setores formando 3 grupos: Norte (setentrional e nordeste), Central (centro-norte, central e centro- sul) e o Sul (sudeste, sul e meridional), sendo que o Norte, localidade da área de estudo possui as seguintes características (quadro 1) (HORN FILHO, 2003).
Quadro 1: Características geomorfológicas, sedimentológicas e morfodinâmicas do litoral norte de Santa Catarina. Adaptado de Horn Filho, 2003.
Localização geográfica: entre o rio Saí-Guaçu (25°57'41") e praia Mata Camboriú (27°05'00") Folhas IBGE (1:50.000): São Francisco Sul, Garuva, Araquari, Joinville, Barra Velha, Itajaí e Gaspar Comprimento: 156km, agrupa os setores Setentrional e Nordeste (I e II) Orientação do litoral: predominante: NS; secundárias: NE-SW e NW Feições morfológicas: duna, esporão, enseada, baía, planície de maré, cordão, laguna, canal fluvial Cidades e povoados: Joinville, São Francisco do Sul, Araquari, Itajaí, Balneário Camboriú Praias: Itapoá, Enseada, Grande, Barra do Sul, Navegantes, Balneário Camboriú Planície costeira: larga, influência do sistema continental, ilha continental, maciço cristalino Embasamento: magmático, gnaisse, granito, xisto, quartzito, arenito, conglomerado, riolito Depósitos do Quaternário indiferenciado: depósito coluvial, leque aluvial e aluvial Depósitos do Pleistoceno: depósito praial marinho, eólico, lagunar (Pleistoceno superior) Depósitos do Holoceno: depósito eólico, paludial, praial marinho, lagunar, estuarino, “sambaqui” Depósitos do Quinário: aterro, rejeito industrial Fácies de plataforma: fácies arenosa>síltico-argilosa>argilo-síltica>areno-síltica>síltico- arenosa Morfossedimentologia praial: litoral retilíneo, estágio dissipativo>reflectivo a intermediário, areias fina a média
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3.3 CLIMA
O clima da região sul do Brasil depende da atuação das massas de ar Tropical Atlântica e Polar Atlântica, cuja combinação define o caráter mesotérmico, isto é, um clima predominantemente subtropical, úmido, com temperatura médias anuais que variam entre 13˚C e 25˚C (CPTEC/INPE/CLIMAANALISE, 1997 apud Souza, 1999).
É governado pelas interações de massas de ar constituídas pelos anticiclones semipermanentes do Atlântico Sul, do Pacífico Sul e Polar, e também pelo centro de baixa pressão semipermanente do Chaco. (NOBRE et al, 1986)
A massa de ar Tropical Atlântica (quente e úmida) varia de Leste para Nordeste, atuando na região praticamente durante todo o ano, enquanto que a Polar Atlântica (fria e seca) migra de Sudoeste para Nordeste e atuam principalmente nos meses de inverno. A Frente Polar, resultado do encontro dessas massas de ar, precede as frentes frias, ocasionando alterações climáticas em qualquer época do ano, cuja intensidade aumenta durante os meses de inverno e primavera (MONTEIRO, 1992, apud SOUZA, 1999).
A grande responsável pela precipitação no litoral é a Frente Polar Atlântica, a qual é controlada pela Serra do Mar, pelas Serras do Leste Catarinense e Geral. Os valores médios de precipitação estão em torno de 1600 mm por ano, não sendo inferior a 85% os valores da umidade relativa do ar (DIEHL e HORN FILHO, 1996).
Os ventos predominantes no litoral norte de Santa Catarina, nos meses de setembro a fevereiro, de Nordeste, e de março a agosto, de Sudoeste e Sudeste (HORN FILHO, 1997).
No litoral de Itapoá no período de 1996-1997 a temperatura mínima esteve em torno de 16˚C, a máxima 24˚C e a média em torno de 18˚C. A precipitação média anual foi de 141 a 150 mm, sendo o inverno a estação menos chuvosa, e o verão a mais chuvosa (CPTEC/INPE/CLIMAANALISE, 1998 apud SOUZA, 1999).
3.4 ONDAS E MARÉS
O clima de ondas na região Sul do Brasil está condicionado ao padrão de ventos do Atlântico Sul, relacionados aos centros de alta e baixa pressão. Este padrão é bastante complexo e variável, ocasionando a geração de ondas de todas as direções ao longo do ano (GOBBI, 1997).
Alves (1996), a partir de dados obtidos com um ondógrafo direcional fundeado a 18m de profundidade ao largo da Ilha de São Francisco do Sul (limite sul de Itapoá), determinou
8 um clima de ondas de verão e outono. O processamento das séries temporais realizado pelo autor apontou a predominância de ondas incidentes de Leste-Sudeste, com alturas significativas de 1,03m e período de pico de 8,85s.
Em Santa Catarina a maré possui um regime de micro-maré mista, com predominância semi-diurna, tendo uma variação de 0,4 a 1,2 metros, nas marés de quadratura e sizígia respectivamente, podendo alcançar até 1m acima do nível previsto em condições de marés meteorológicas (TRUCOLLO, 1998; TRUCOLLO et al, 2006).
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4 SEDIMENTOLOGIA
4.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
Segundo Short (1999), o tamanho de grão interagindo com as ondas controla a dinâmica e a forma da praia. Praias com ondas similares compostas por sedimentos finos, médios ou grossos interagem para formar diferentes tipos de praias.
As ondas são os principais agentes condicionantes de correntes que transportam sedimentos na praia, tanto longitudinal quanto transversalmente. As mudanças sazonais do transporte são ocasionadas por mudanças na direção e aproximação das ondas nas praias (WRIGHT & SHORT, 1983).
Segundo Komar (1998) o tamanho de grão pode sofrer consideráveis variações ao longo de um perfil praial, dependendo da energia com que está sendo transportado, bem como o ambiente. Maiores partículas são encontradas nas regiões que possuem maiores energias de quebra de onda, diminuindo à medida que se direcionam tanto para águas profundas como para o continente. Assim a distribuição dos maiores tamanhos de grão é dependente do tipo de praia, ou seja, para praias intermediárias e dissipativas as granulometrias maiores serão encontradas na zona de surfe, para praias reflectivas serão encontrados na face praial (espraiamento), onde ocorre a quebra de onda deste tipo de praia.
A composição das areias das praias é dominada por grãos de quartzo. Porém variações regionais e locais no tipo de sedimento são produzidas por clima, rochas, substrato e biota. O sedimento disponível irá determinar as dimensões globais da praia, também variações na quantidade (balanço sedimentar) irão afetar o tamanho e a ocorrência dos mesmos. Variações no tamanho do sedimento podem impactar a morfodinâmica da praia (SHORT, 1999), em função dos mesmos, mais a hidrodinâmica apresentarem um ciclo fechado, podendo ser retroalimentado positiva ou negativamente (MENEZES, 1999; KLEIN, 2004).
4.1.1 Análise Granulométrica
A análise granulométrica permite estabelecer uma expressão quantitativa da distribuição de tamanhos que, pode ser divididas em três operações: obtenção da distribuição granulométrica das partículas; representatividade das distribuições através de gráficos e diagramas e, por último, utilização de parâmetros para descrições e comparações dos sedimentos, entre si e com outros materiais fragmentados. A análise granulométrica
10 está focada em determinar a distribuição de frequência ou abundância entre as classes de tamanhos estabelecidos (SUGUIO, 1973).
De acordo com Suguio (2003) há quatro razões principais para se fazer as análises granulométricas, que possuem grande importância no estudo dos sedimentos detríticos:
- A granulometria fornece bases para uma descrição mais precisa dos sedimentos;
- A distribuição granulométrica pode ser característica de determinados ambientes deposicionais;
- O estudo detalhado da granulometria pode fornecer informações sobre os processos físicos, por exemplo, hidrodinâmicos, atuantes durante a deposição;
- A distribuição granulométrica está relacionada com outras propriedades, como porosidade e a permeabilidade, cujas modificações podem ser estimadas com base nas características granulométricas.
4.1.2 Análises Estatísticas
Medidas de Tendência Central
Tem como função caracterizar a classe de tamanhos mais frequentes, porém não pode ser aplicada a curvas assimétricas. Funciona como um indicador da ordem de magnitude dos tamanhos das partículas e é útil nas comparações de amostras coletadas, segundo o sentido de transporte dos sedimentos ao longo de uma praia (SUGUIO, 1973).
Em uma distribuição normal à média, mediana e moda são coincidentes. Diferentes valores de tamanho de grão demonstram curvas assimétricas, com média, moda e mediana em diferentes pontos (DAVIS, 1992) Sendo a média compreendida pela soma de todos valores dividido pelo total de dados; a moda, o valor mais frequente em um conjunto de dados; e a mediana, representando o valor central, separando a metade inferior da amostra, da metade superior, dos dados ordenados.
Medidas de Grau de Dispersão ou Espalhamento (Desvio Padrão)
O desvio padrão de uma amostra revela o grau de uniformidade, ou seja, se ela é bem selecionada ou não (DAVIS, 1992).
Consiste em indicar a tendência que os grãos apresentam em se distribuírem em torno de um valor médio. De maneira geral, sedimentos constituídos de uma única classe, irão apresentar um grau de seleção perfeito, porém com qualquer situação natural ocorrem
11 desvios de selecionamento devido a flutuações na velocidade de corrente, forma e densidade dos grãos (SUGUIO, 1973).
Medidas do Grau de Assimetria
Assimetria pode ser entendida como uma medida de tendência dos dados de se dispersarem para um dos lados da média, assim indicando o grau de espalhamento do tamanho dos grãos em relação a uma distribuição simétrica (SUGUIO, 1973; DAVIS, 1992). É importante calcular esse parâmetro pois quando ocorrer a presença de duas curvas com granulometria media semelhantes e mesmo grau de dispersão, essas amostras podem ainda apresentar um grau de assimetria diferenciado, indicando a tendência da mesma em direção ao grãos finos ou grossos.
Medidas do Grau de Agudez dos Picos (Curtose)
A curtose pode ser referida pelos picos de frequência ou grau de achatamento da curva, além de ser estabelecida também em relação à distribuição normal (DAVIS, 1992). Curvas podem apresentar o mesmo grau de assimetria, porem com diferentes graus (picos) de agudez.
4.2 METODOLOGIA
4.2.1 Amostragem
Em relação à sedimentologia, foi realizada uma coleta no dia 22 de Abril, a qual foi dividida em três regiões (pós-praia, face da praia e praia média) ao longo dos 10 perfis (figura 2), totalizando 30 amostras.
12
Figura 2: Pontos de Coleta Sedimentar, em destaque região do pós-praia, face da praia e praia média. Coordenadas UTM Datum SAD69.
Utilizou-se um amostrador de superfície, buscando coletar aproximadamente os 20 centímetros abaixo da camada superficial para evitar amostrar apenas os sedimentos
13 retrabalhados recentemente. As amostras coletadas foram acondicionadas em sacos plásticos e etiquetadas de acordo com a data, o número do perfil e a região coletada.
Em seguida as amostras foram levadas para o Laboratório de Geologia da UNIVALI e processadas.
4.2.2 Processamento
Pelo fato das amostras terem sido coletadas em ambientes arenosos, seu processamento foi realizado pelo método do peneiramento proposto por Suguio (1973), pois sua granulometria encontra-se dentro das frações arenosas, com um tamanho mínimo de 0.062 mm e máximo 2,00 mm de acordo com a escala de Wentworth (1922)
Em laboratório as amostras foram lavadas quatro vezes com água destilada para eliminação total dos sais solúveis, e secas em estufa a 60 ˚C a fim de retirar toda umidade. Logo após foram extraídas subamostras de 40 g para facilitar a análise e cálculo dos parâmetros estatísticos.
Essas foram submetidas à agitação mecânica por 15 minutos em peneiras com intervalos de ½ phi (escala proposta por KRUMBEIN, 1934). Após a agitação, as frações que ficaram retidas nas peneiras foram pesadas, e esses valores foram inseridos no software SIGA (Sistema Gerenciador de Amostras de Sedimento), para classificação dos parâmetros estatísticos.
4.2.3 Parâmetros Estatísticos
O SIGA fornece resultado dos dados do diâmetro médio do grão (média), desvio padrão, assimetria e curtose oriundos dos parâmetros propostos por Folk & Ward (1954), os quais são calculados de acordo com as fórmulas a seguir, além da mediana, obtida através dos momentos matemáticos.
Diâmetro médio do grão (média) =
Equação 1
Desvio padrão = +
Equação 2
14
Resultando em uma escala qualitativa que descreve o grau de seleção dos sedimentos (quadro 2):
Quadro 2: Grau de selecionamento das amostras em função do desvio padrão.
Desvio padrão gráfico Grau de selecionamento menor que 0,35 muito bem selecionado 0,35 a 0,50 bem selecionado 0,50 a 1,00 moderadamente selecionado 1,00 a 2,00 pobremente selecionado 2,00 a 4,00 muito pobremente selecionado maior que 4,00 extremamente mal selecionado
Assimetria = +
Equação 3
Resultando também em escala qualitativa que descreve o grau de assimetria dos sedimentos (quadro 3):
Quadro 3: Grau de assimetria.
Assimetria gráfica Grau de assimetria entre -1,00 e -0,30 assimetria muito negativa -0,30 e -0,10 assimetria negativa -0,10 e +0,10 aproximadamente simétrica +0,10 e +0,30 assimetria positiva +0,30 e +1,00' assimetria muito positiva
Curtose ( )=
Equação 4
15
Escala qualitativa do grau de curtose (quadro 4):
Quadro 4: Grau de curtose.
Curtose Grau de curtose menor que 0,67 muito platicúrtica 0,67 a 0,90 platicúrtica 0,90 a 1,11 mesocúrtica 1,11 a 1,50 leptocúrica 1,50 a 3,00 muito pleptocúrtica maior que 3,00 extremamente leptocúrtica
Mediana =
Equação 5
Todos os valores são expressos em phi ( ).
4.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os Resultados obtidos para as regiões do pós-praia, face da praia e praia média encontram-se nos quadros (5,6 e 7) a seguir, e estão distribuídos de sul (1) para norte (10), expressos em phi.
4.3.1 Pós-praia
Quadro 5: Resultados de Sedimentologia para a região do pós-praia.
Diâmetro médio Diâmetro médio Desvio padrão Assimetria Curtose Perfis (mm) (phi) (phi) (phi) (phi) Interpretação 1 0,15 2,73 0,41 -0,03 1,22 Areia fina
2 0,13 2,90 0,35 0,17 0,99 Areia fina
3 0,17 2,59 0,39 0,03 0,98 Areia fina
4 0,22 2,17 0,46 -0,07 1,09 Areia fina
5 0,22 2,20 0,44 -0,05 1,10 Areia fina
16
6 0,17 2,58 0,55 0,07 1,10 Areia fina
7 0,17 2,54 0,49 0,01 1,15 Areia fina
8 0,20 2,32 0,47 0,05 0,97 Areia fina
9 0,21 2,25 0,51 0,12 1,01 Areia fina
10 0,22 2,21 0,41 -0,04 1,30 Areia fina
De acordo com o quadro acima, e levando em consideração os 10 pontos como sendo 100%, verifica-se a ocorrência de sedimentos de granulometria menor no sul da área de estudo, pontos 1,2 e 3 com grãos bem selecionados, assimetria variando entre aproximadamente simétrica (20%) e positiva (10%), curtose leptocúrtica (10%) e mesocúrtica (20%) com tamanho de grão 0,15, 0,13 e 0,17 mm (2,90, 2,73 e 2,59 phi) respectivamente; para o restante dos pontos (4 – 10), encontra-se um tamanho maior, entre 0,17 e 0,22 mm (2,59 – 2,21 phi), com grãos moderadamente selecionados (20%) a bem selecionados (50%), assimetria aproximadamente simétrica (60%) e positiva (10%) com curtose mesocúrtica (50%) e leptocúrtica (20%). Todos os pontos apresentam a composição de areia fina, de acordo com a escala de Wenthworth (1922) (figura 3).
Figura 3: Granulometria do pós-praia
17
4.3.2 Face da Praia
Quadro 6: Resultados de sedimentologia para a região da face da praia (espraiamento).
Diâmetro médio Diâmetro médio Desvio padrão Assimetria Curtose Perfis (mm) (phi) (phi) (phi) (phi) Interpretação 0,39 0,05 1,22 1 0,14 2,85 Areia fina
0,84 -0,32 0,99 2 0,17 2,55 Areia fina
0,61 -0,25 0,98 3 0,15 2,76 Areia fina
0,42 0,03 1,09 4 0,19 2,38 Areia fina
0,50 -0,08 1,10 5 0,21 2,23 Areia fina
0,49 0,11 1,10 6 0,23 2,14 Areia fina
0,45 -0,08 1,15 7 0,17 2,53 Areia fina
0,61 -0,07 0,97 8 0,21 2,26 Areia fina
0,42 0,12 1,01 9 0,18 2,46 Areia fina
0,44 -0,06 1,30 10 0,18 2,45 Areia fina
Como apresentado na quadro anterior, os pontos mais ao sul, 1,2 e 3 apresentaram um tamanho de grão menor, 0,14, 0,17 e 0,15mm (2,85, 2,55 e 2,76 phi) respectivamente, variando entre moderadamente (20%) e bem selecionado (10%), com assimetria entre muito negativa a aproximadamente simétrica e curtose variando de muito pleptocúrtica a leptocúrtica; do ponto 4 ao 10, os grãos variaram de 0,18 a 0,23 mm (2,46 a 2,14 phi), moderadamente(10%) a bem (60%) selecionados, assimetria aproximadamente simétrica (50%) e positiva (20%), e curtose predominantemente mesocúrtica (60%), apenas no ponto 6, platicúrtica (10%). Todos os pontos apresentam a composição de areia fina, de acordo com a escala de Wenthworth (1922) (figura 4).
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Figura 4: Granulometria da face da praia.
4.3.3 Praia média
Quadro 7: Resultados de sedimentologia para a região da praia média.
Diâmetro médio Diâmetro médio Desvio padrão Assimetria Curtose Perfis (mm) (phi) (phi) (phi) (phi) Interpretação 1 0,13 2,93 0,62 -0,40 1,22 Areia fina
2 0,14 2,81 0,35 0,09 0,99 Areia fina
3 0,17 2,55 0,72 -0,30 0,98 Areia fina
4 0,16 2,62 0,57 -0,21 1,09 Areia fina
5 0,15 2,78 0,54 -0,16 1,10 Areia fina
6 0,18 2,50 0,52 -0,19 1,10 Areia fina
7 0,20 2,30 0,54 -0,03 1,15 Areia fina
8 0,16 2,63 0,57 -0,18 0,97 Areia fina
9 0,15 2,71 0,69 -0,31 1,01 Areia fina
10 0.17 2.522 0,60 -0,15 1,30 Areia fina
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Com um comportamento um pouco diferente das outras duas regiões, apenas os pontos 1 e 2 (sul) apresentaram uma menor granulometria, 0,13 e 0,14 mm (2,93 e 2, 81 phi), sendo o 1 moderadamente selecionado (10%), aproximadamente simétrica (10%) e muito pleptocúrtica (10%), e o 2 muito bem selecionado (10%), assimetria aproximadamente simétrica (10%) e curtose leptocúrtica (10%); do ponto 3 ao 10 apresentaram valores de grão entre 0,15 a 0,20 mm (2,78 a 2,30 phi) sendo o ponto 3 e 9 com uma assimetria muito negativa (20%), os pontos 4,5,6,8 e 10 negativa (50%) e o 7 aproximadamente simétrica (10%). A curtose apresentou um comportamento heterogêneo, sendo platicúrtica (10%) no ponto 7, mesocúrtica (30%) nos pontos 3, 8 e 10, leptocúrtica (30%) em 2,4 e 5, e muito pleptocúrtica (20%) em 1 e 9. Todos os pontos apresentam a composição de areia fina, de acordo com a escala de Wenthworth (1922) (figura 5).
Figura 5: Granulometria da praia média.
20
A seguir está representado a granulometria das três regiões (pós-praia, praia média e face da praia) (figura 6).
Figura 6: Granulometria do pós-praia, face da praia e praia média.
4.4 CONCLUSÃO
Toda praia apresenta sua granulometria dentro da faixa de areia fina, 0,125 a 0,25mm, apresentando um aumento do tamanho de grão de sul para norte, variando de moderadamente selecionado a bem selecionado.
Short (1999) afirma que o tamanho do sedimento interagindo com a ação energética das ondas controlará a forma da praia e sua dinâmica. De acordo com este autor, sedimentos finos produzem ambientes com menor declividade (entre 1˚ e 3˚), corroborando com os resultados obtidos na declividade média do perfil, discutido posteriormente, enquanto que praias com sedimentos médios e grossos possuem um grau de inclinação maior (>3˚).
Segundo King (1973) não só o padrão de distribuição do tamanho de grão, mas também o grau de selecionamento estão condicionados principalmente pela energia de ondas, que é proporcional a sua altura. Assim, o material grosso está associado com regiões mais energéticas, e sedimentos mais bem selecionados se encontram com suprimento sedimentar estático, que podem ser retrabalhados e distribuídos segundo as condições hidrodinâmicas.
21
De acordo com a classificação de Hegge et al (1996), as praias Planas possuem as mais largas faces praiais, bem como as mais extensas e planas zonas de espraiamento e surfe. Os sedimentos são finos e os menos permeáveis, sendo estes bem selecionados, com tamanho médio de grão de 0,18mm.
5 PERFIL PRAIAL
5.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
5.1.1 Ambiente Praial (Zonação)
O termo praia representa qualquer depósito formado por sedimentos inconsolidados (HOEFEL, 1998), onde os grãos são movimentados pela ação das ondas (SHORT, 1999) e que, além disso, pode sofrer modificações morfológicas e dinâmicas pela ação antrópica (KLEIN, et al, 2009) apud MONTEIRO, (2010).
As praias arenosas oceânicas apresentam-se como sistemas transicionais altamente dinâmicos e sensíveis, que constantemente ajustam-se as flutuações dos níveis de energia locais e sofrem retrabalhamento por processos eólicos, biológicos e hidráulicos (HOEFEL, 1998)
Short (1999) considera a altura e período de onda, tamanho de sedimento, variação da maré e gradiente da antepraia como parâmetros importantes que controlam as características básicas da praia, se analisada em duas dimensões. Desta forma as praias podem ser agrupadas dinamicamente em três zonas perpendiculares (crosshore) (i.e. empinamento, quebra e espraiamento de ondas); e em três dimensões devem-se considerar, além das características perpendiculares, características ao longo (longshore) do ambiente, que podem ser modificadas por processos de refração e difração de ondas e consequente geração de correntes longitudinais na zona de surfe (MONTEIRO, 2010).
22
Assim, assume-se a classificação das zonas hidrodinâmicas e morfológicas de praia proposta por Hoefel (1998) (Figura 7):
Figura 7: Zonação hidrodinâmica e morfológica. (Adaptado de Hoefel, 1998).
Sendo as mesmas divididas em:
Antepraia – região côncava do perfil praial, limitada externamente pela profundidade a qual as ondas começam a interagir com o fundo (profundidade de fechamento) e internamente pela porção onde essas ondas começam a quebrar (zona de arrebentação);
Praia média – porção do perfil sobre a qual ocorrem os processos de arrebentação e da zona de surfe, geralmente caracterizado pela presença de correntes longitudinais e transversais a praia.
Face da praia – limitada entre o degrau da praia (limite inferior) e o início da berma (limite superior), quando existente. Caracteriza-se pelo espraiamento das ondas.
Pós-praia – porção subaérea do perfil praial, que se estende desde o limite superior do espraiamento até o início das dunas fixadas pela vegetação ou outra feição fisiográfica. Caracterizada pelo domínio do vento no transporte de sedimento, porém em eventos extremos pode ser retrabalhada pela ação das ondas.
23
5.1.2 Morfodinâmica
Morfodinâmica praial é um método de estudo que integra observações morfológicas e dinâmicas numa descrição mais completa e coerente da praia e zona de arrebentação. A medida que a hidrodinâmica produz determinadas morfologias, as mesmas induzem mudanças no padrão hidrodinâmico atuante, ou seja, morfologia e hidrodinâmica evoluem conjuntamente (CALLIARI et al, 2003).
Trata-se do ajuste mútuo entre a topografia e a dinâmica dos fluidos envolvendo o transporte de sedimentos (WRIGHT & THOM, 1977), o que consiste num ciclo fechado e retroalimentado positiva ou negativamente (MENEZES, 1999; KLEIN, 2004).
Cowell & Thom (1994) agruparam os processos morfodinâmicos em quatro grandes escalas temporais (figura 8), sendo elas: (1) instantânea; (2) de eventos; (3) de engenharia ou histórica; e (4) geológica.
Figura 8: Escalas temporais e espaciais dos processos morfodinâmicos. (Adaptado de Cowell & Thom, 1994).
Segundo Wright et al (1979), a morfologia de uma praia em um dado instante é função das características dos sedimentos, das ondas presentes e antecedentes, condições de marés e ventos, e do estado antecedente da praia.
A configuração de uma praia, ou seja, sua cota em relação à distância em direção ao mar, é chamada de perfil praial, e tem sua estabilidade controlada por condições ambientais como, incidência de ondas e variações no nível do mar (KAMPHIUS, 2000). Sua morfologia, numa escala de tempo instantânea depende basicamente de dois fatores, tamanho de grão
24 e nível energético das ondas incidentes na mesma. Short, 1999 associa o tamanho de grão com a declividade do perfil, concluindo que quanto maior o grão maior a declividade da praia.
Com as variações dos níveis energéticos (i.e., eventos extremos e de calmarias) o perfil praial apresentará respostas como variações na posição da linha de costa, considerando o ambiente em 2D; ou variações volumétricas, quando considera-se o mesmo em 3D (KLEIN et al, 2009).
5.1.3 Classificação Morfodinâmica de Praias
Wright & Short (1984), com resultado de 3 anos de estudos desenvolveram uma classificação de tipos de praias a partir da dinâmica da zona de surfe em praias expostas de micro-maré. Os mesmos classificam as praias como sendo reflectivas, dissipativas e intermediárias dependendo do valor de ômega, zona de surfe, transporte de sedimentos e mudanças morfológicas que irão diferenciar cada tipo de praia.
Praias reflectivas – possuem ondas geralmente do tipo ascendente e mergulhantes, onde sua quebra é restrita a face praial, que por sua vez é caracterizada por uma declividade íngreme e linear. Possui grande estoque de sedimentos na porção subaérea e geralmente maior tamanho de grão que as dissipativas. É comum a presença de cúspides praias na zona de espraiamento, e em condições de baixa energia é notável a formação de bermas na região superior da face praial.
Praias dissipativas – extensa zona de surfe, ondas do tipo mergulhante e/ou deslizantes com alta energia, possui grande pacote sedimentar na porção submersa e os sedimentos geralmente são finos. A declividade é suave possuindo ampla zona de arrebentação com ou sem bancos.
Praias intermediarias – podem ser divididas em quatro estados de acordo com o grau de energia incidente na praia. São praias que possuem processos de praias dissipativas e reflectivas, o sedimento pode variar de areia média a grossa, o clima de ondas possui energia moderada sofrendo variações no tempo. Os quatro estados são: Banco e Cava Longitudinais (BCL) ou Longshore Bar – Trough (LBT), Banco e Praias Rítmicos (BPR) ou Rhythmic Bar and Beach (RBB), Banco Transversal e Rip (BTR) ou Transverse Bar and Rip (TBR) e Crista – Canal/terraço de Maré Baixa (CC/TMB) ou Ridge and Runnel/Low Tide Terrace (RR/LTT).
Já Hegge et al (1996) realizaram um estudo sobre o comportamento de quarenta praias arenosas protegidas da ação de ondas pela presença de ilhas, promontórios, recifes
25 ou até mesmo pela direção em que a praia se encontra no sudeste da Austrália. A classificação foi em função das características morfológicas e sedimentológicas de cada praia, gerando seis grupos distintos:
Praias côncavas – caracterizada por uma face praial e zona de espraiamento íngreme. Formadas por praias pequenas, faces praiais estreitas (< 10m), e zona de espraiamento menor que 5m. Pode ser observado um degrau com altura moderada de 0,5m. O tamanho de grão pode variar de mal a bem selecionado, tendo média de 0,26mm.
Praias íngremes – possuem declividade íngreme e linear na face da praia. A zona submersa também é frequentemente íngreme. São praias que possuem dimensões maiores que as outras (exceto praias planas). Possuem sedimento moderadamente bem selecionado com tamanho médio de grão de 0,56mm e formam as praias com maior permeabilidade.
Praias planas – suas porções próximas à praia são amplas e planas, possuindo as mais largas faces praias, bem como as mais extensas e planas zonas de espraiamento e surfe. Os sedimentos são mais finos e menos permeáveis, sendo estes bem selecionados, com tamanho médio de grão de 0,18mm.
Moderadamente côncava – similares as côncavas, porém possuem menor declividade e concavidade na antepraia (< 2m) comparadas às côncavas. Sedimentos moderadamente bem selecionado com tamanho médio de grão de 0,26 mm, sendo mais homogêneo que o primeiro grupo.
Moderadamente íngreme – antepraia possui declividade íngreme e linear, com ampla face praial (de 15 a 25m) e considerável altura da berma. Sedimento moderadamente bem selecionado com média de grão de 0,35mm.
Praias com degrau – estreito perfil praial com fácies íngremes e grande degrau submareal largo, além da face da praia. Tamanho médio de grão de 0,36mm e sedimento bem selecionado, mas não tanto quanto as praias planas, representa o segundo lugar em tamanho de grão e permeabilidade.
5.2 METODOLOGIA
5.2.1 Perfil Praial
Para o monitoramento dos perfis através de levantamentos topográficos foram adotados 10 pontos ao longo da orla, que distam aproximadamente 2 quilômetros entre si. O primeiro ponto, 01, está localizado ao sul da área enquanto o último, 10, ao norte (figura 9), totalizando 20Km, com periodicidade mensal em cada ponto, e um total de 7 campanhas com início em março de 2012.
26
Figura 9: Localização dos perfis, em destaque exemplo dos pontos 10, 6 e 2. Coordenadas UTM Datum SAD69.
27
5.2.2 Referência de Nível (RN)
Para realização dos perfis, se faz necessário à aquisição de uma Referência de Nível (RN), ou seja, uma cota determinada conhecida. No presente estudo, foi obtida através do uso de um DGPS operando no modo RTK (Real Time Kinematic), o qual foi aquisitado através da instalação do Rover (base móvel) e da Base, instrumentos de aquisição de dados x,y,z (figura 13) em um ponto central, onde os mesmos coletaram latitude, longitude e cota, oriundas de satélites, por aproximadamente 2 horas. Após este processo, foi realizado em laboratório o pós-processamento através do software livre para processamento de até 3 pontos, TOPCON TOOLS®, corrigindo os dados em relação a pontos conhecidos pelo IBGE, no caso utilizou-se Curitiba e Lages. Com os dados pós-processados, foram obtidas latitude, longitude e cota, corrigida de acordo com o nível zero (nível do mar) do IBGE. Com as coordenadas, instala-se a base novamente sobre o RN corrigido, e com o Rover inicia-se a transferência dos RN’s para os dez pontos da orla e seus respectivos pontos alternativos (alt1 e alt2), utilizados para bissecção permitindo o uso da Estação Total – TOPCON modelo GPT-7505 e/ou eventual perda de RN.
Figura 10: (a) Rover e Base aquisitando dados de posicionamento; e (b) Exemplo do marco.
5.2.3 Variações Morfológicas
Para acompanhar as variações morfológicas, o perfil praial foi realizado através da Estação Total (ET) (marca TOPCON GPT-7500), instrumento eletrônico de medição de pontos espaciais em três dimensões (latitute, longitude, cota), através de um sofisticado componente medidor de ângulos e da emissão de um feixe de laser que, ao ser refletido por um prisma espelhado, determina a posição de um ponto. Essa medição é feita através do
28 seu azimute em relação a uma direção básica e a distância medida do ponto de medição até o equipamento (HUANG et al., 2002).
Consiste em posicionar a mesma em uma posição desconhecida e o prisma óptico nos pontos já conhecidos (RN/alt’s), e com o ângulo formado entre estes e a estação, resulta em sua posição (figura 11), processo conhecido como bissecção. Após este processo, posiciona-se o prisma sobre o RN conhecido novamente, e traça-se o perfil retilíneo, auxiliado por balizas, em direção à zona de surf, assim registrando as mínimas variações presentes entre a região do pós-praia e praia média.
Figura 11: Representação da Bissecção.
5.2.4 Processamento
As informações de cada perfil eram armazenadas no próprio equipamento, e então sendo necessário baixá-las ao fim de cada campo para posterior processamento.
Como a Estação Total armazena dados X, Y e Z, essas coordenadas precisam ser ajustadas, o que consiste em subtrair os dados do RN medido em relação ao RN real (medido na primeira saída).
O processamento dos dados foi realizado no software Excel®. O resultado da subtração entre o RN real e o medido, será correspondente as distâncias, latitude e longitude corrigidas, convertendo coordenadas em distância horizontal. A transformação é realizada através da trigonometria, de acordo com as seguintes equações:
Latitude corrigida →
Equação 6
29
Longitude corrigida →
Equação 7
Distância do RN →
Equação 8 onde, X1 e Y1 representam a latitude e longitude respectivamente, de um ponto lido qualquer; os valores de XRN e YRN a latitude e longitude do RN real; e DRN a distância horizontal do ponto lido até o RN.
Por fim, os valores de distância horizontal e cota foram graficadas podendo verificar suas variações morfológicas e declividade média dos perfis. Posteriormente inseridos no software BMAP (Beach Morphology Analysis Package) para cálculo de volume.
5.2.5 Cálculo da Variação de Volume e Declividade Média
O cálculo do volume, expresso em , é realizado através da multiplicação da
área da seção transversal do perfil por uma unidade de largura (1 metro), através do cálculo das integrais definidas:
Equação 9 onde, V é o volume expresso em ; y é a função que representa o perfil praial; x1 e x2 correspondem ao ponto inicial e final, respectivamente.
No presente estudo a área transversal corresponde ao ponto do pós-praia e se estende em direção à praia média, até a cota de -0,5 m.
A declividade foi calculada pela regra do triângulo retângulo (eq.11), fundamentada na trigonometria, sendo a largura da praia o cateto adjacente e a cota o cateto oposto, adotando as distâncias entre o pós-praia e a praia média (cota -0,5m), resultando na declividade média dos perfis, expressa em graus.
30
ARCO TANGENTE =
Equação 10
5.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
Como foram monitorados 10 perfis ao longo da orla de Itapoá, foi decidido agrupar aqueles que apresentaram comportamento semelhantes em relação ao volume e largura, evitando assim certa repetição, porém suas feições e características individuais podem ser visualizadas nas figuras e quadros a seguir.
Assim sendo, agruparam-se os perfis: 1,2 e 3; 4 e 5; permanecendo 6, 7, 8, 9 e 10 analisados individualmente. Logo, os resultados serão expressos ao fim de cada grupo, quando existirem.
5.3.1 Variações Morfológicas
P01
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 12).
Figura 12: Fotografia panorâmica do perfil 1, em direção ao Norte (A); e Sul (B), podendo acompanhar suas características, como vegetação e estruturas rochosas.
31
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 13).
Figura 13: Levantamentos topográficos do perfil 1 em todos os meses.
Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 14).
Figura 14: Volume e largura do perfil 1.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 8).
Quadro 8: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 1.
Ponto Ponto Volume inicial final Largura ( /m) Data (m) (m) (m) 22-3 0 74,67 92,5 69,32 25-4 0 79,71 100,3 72,8
32
16-5 0 71,25 103,5 68,69 13-6 0 66,25 91,7 65,14 12-7 0 68,54 96,7 66,04 13-8 0 69,49 96,0 64,85 03-9 0 67,9 80,0 61,36
P02
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 15).
Figura 15: Fotografia panorâmica do perfil 2, em direção ao Norte (A); e Sul Norte (B).
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 16).
Figura 16: Levantamentos topográficos do perfil 2 em todos os meses.
33
Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 17).
Figura 17: Volume e largura do perfil 2.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 9).
Quadro 9: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 2.
Ponto Ponto Volume inicial final Largura ( /m) Perfil (m) (m) (m) 22-3 0 98,28 121,5 94 25-4 0 105,08 127,5 91,44 16-5 0 92,52 127,5 91,44 23-6 0 94,58 120,2 94,58 12-7 0 96,59 123,2 91,99 13-8 0 91,87 117,8 89,03 03-9 0 99,31 109,8 89,38
34
P03
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 18).
Figura 18: Fotografia panorâmica do perfil 3, em direção ao Norte (A); e Sul (B).
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 19).
Figura 19: Levantamentos topográficos do perfil 3 em todos os meses.
35
Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 20).
Figura 20: Volume e largura do perfil 3.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 10).
Quadro 10: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 3.
Ponto Ponto Volume inicial final Largura ( /m) Perfil (m) (m) (m) 22-3 0 89,24 86,5 82,8 25-4 0 89,32 91,6 84,55 16-5 0 89,24 89,4 88,4 13-6 0 89,32 78,4 82,82 12-7 0 89,19 84,1 82,62 13-8 0 73,35 78,9 71,61 03-9 0 79,11 66,4 68,43 Os perfis 1,2 e 3 não apresentaram grandes variações volumétricas e de largura. Possuem um padrão com o menor volume no mês de setembro, possivelmente associado com a passagem de um sistema de baixa pressão e/ou ondulação de maior energia (swell), retirando o sedimento da região monitorada, e carregando o mesmo para bancos submersos e/ou transportando-os ao longo da costa. Pode ser observado no p3 na saída do dia 13 de junho, o início da formação dos bancos submersos, ao fim do perfil, na região da praia média.
Estes possuem mais uma características em comum, onde apresentam a presença de vegetação (restinga) na região do pós-praia, que exerce vital importância na fixação e manutenção das dunas (sedimentos), tanto do transporte eólico quanto marinho (em
36 eventos extremos), frisando que ao norte do p1 há presença do ‘sea wall’, mas o mesmo não se encontra na área de monitoramento e sim paralelo a ela.
P04
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 21).
Figura 21: Fotografia panorâmica do perfil 4, em direção ao Norte (A); e Sul (B).
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 22).
Figura 22: Levantamentos topográficos do perfil 4 em todos os meses.
37
Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 23).
Figura 23: Volume e largura do perfil 4.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 11).
Quadro 11: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 4.
Ponto Ponto Volume inicial final Largura ( /m) Perfil (m) (m) (m) 22-3 0 72,1 75,36 69,76 25-4 0 72,1 76,498 67,28 16-5 0 66,3 62,199 61,85 13-6 0 35,7 44,542 32,94 12-7 0 61,0 56,027 56,31 13-8 0 61,6 58,866 59,42 03-9 0 76,9 48,392 62,48
38
P05
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 24).
Figura 24: Fotografia panorâmica do perfil 5, em direção ao Norte (A); e Sul (B).
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 25).
Figura 25: Levantamentos topográficos do perfil 5 em todos os meses.
39
Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 26).
Figura 26: Volume e largura do perfil 5.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 12).
Quadro 12: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 5.
Ponto Ponto Volume inicial final Largura ( /m) Perfil (m) (m) (m) 22-3 0 54,32 55,5 53,62 25-4 0 76,49 49,6 67,9 16-5 0 54,03 38,5 50,09 13-6 0 37,09 30,5 34,94 12-7 0 54,33 34,9 53,36 13-8 0 55,53 40,6 52,27 03-9 0 55,62 31,3 49,07 Em relação a 4 e 5, apresentam comportamento semelhante entre si, com uma certa variação no volume ao longo dos meses, e menores valores em junho e setembro, devendo os mesmos estarem associados a baixa pressão e/ou ondas de alta energia; com relação a largura, apenas o mês 4 do perfil 5, apresentou-se um pouco maior que as outras.
Como foram os pontos que apresentaram os menores volumes de toda a praia, e os únicos perfis monitorados que possuem a presença do ‘sea wall’, associa-se o seu menor volume a ação antrópica, que possivelmente alterou o balanço sedimentar no local. Também é possível visualizar o início da formação dos bancos submersos no perfil 5, no dia 25 de abril (figura 29).
40
Mais um fator que contribui para o agrupamento dos mesmos é o fato de apresentarem ‘sea wall’ como medida de contenção, mesmo que momentânea e erroneamente da erosão e consequente retração da linha de costa, interferindo no balanço sedimentar e consequentemente na morfodinâmica/hidrodinâmica.
Outra característica singular do p4 e p5, é que em algumas das saídas os mesmos apresentaram a região de espraiamento no pós-praia (sea wall) (figuras 28 A e B).
P06
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 27).
Figura 27: Fotografia panorâmica do perfil 6, em direção ao Norte (A); e Sul (B).
41
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 28).
Figura 28: Levantamentos topográficos do perfil 6 em todos os meses.
Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 29).
Figura 29: Volume e largura do perfil 6.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 13).
Quadro 13: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 6.
Ponto Ponto Volume inicial final Largura ( /m) Perfil (m) (m) (m) 22-3 0 66,73 104,9 63,87 25-4 0 100,5 113,4 94,4
42
16-5 0 89,79 108,3 87,84 13-6 0 78,58 101,2 75,05 12-7 0 66,73 113,3 65,59 13-8 0 69,95 109,3 69,24 03-9 0 87,46 106,6 82,14 Este perfil não apresentou variações muito significativas em seu volume, podendo visualizar o menor deles em junho; já sua largura apresentou certa variação ao longo do monitoramento, com menor valor em julho.
É notável a presença de bermas em quase todos os meses, com exceção de junho, quando apresenta um perfil mais retilíneo, possivelmente associado a algum evento que remobilizou e transportou os sedimentos que formavam esta feição.
P07
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 30).
Figura 30: Fotografia panorâmica do perfil 7, em direção ao Norte (A); e Sul (B).
43
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 31).
Figura 31: Levantamentos topográficos do perfil 7 em todos os meses.
Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 32).
Figura 32: Volume e largura do perfil 7.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 14).
Quadro 14: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 7.
Ponto Ponto Volume inicial final Largura ( /m) Perfil (m) (m) (m) 22-3 0 75,46 93,9 71,39 25-4 0 87,3 100,9 79,65
44
16-5 0 75,12 86,3 73,37 13-6 0 93,29 110,2 92,57 12-7 0 83,53 92,3 78,46 13-8 0 75,22 86,9 74,2 03-9 0 76,1 77,2 75,53 O p7 se comportou diferente dos perfis vistos anteriormente, apresentando seu maior volume e largura no mês de junho, onde é possível visualizar o início dos bancos submersos e com menor volume no mês de março.
O mesmo apresenta um promontório rochoso a sua direita, que pode alterar sua orientação da linha de costa através de refração e difração de ondas, e podem causar diferenças no transporte sedimentar (ARAUJO, 2008). Pode ser visualizado na figura 33B, no canto esquerdo, criando uma praia com configuração de arco nesta região, apresentando-se parcialmente protegida de ondulações dos quadrantes S/SSE, geralmente mais energéticas.
Verifica-se a ausência de dunas vegetadas, com casas construídas sobre a região do pós-praia, sem a presença dos ‘sea wall’ como visto no p3 e p4. O fato de não apresentar um menor volume pode estar associado ao promontório (tômbolo), cujo interfere na morfodinâmica/hidrodinâmica, favorecendo o depósito de sedimentos e não sua retirada. Também é possível visualizar a presença de berma na saída de maio.
45
P08
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 33).
Figura 33: Visão geral do perfil 8.
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 34).
Figura 34: Levantamentos topográficos do perfil 8 em todos os meses.
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Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 35).
Figura 35: Volume e largura do perfil 8.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 15).
Quadro 15: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 8.
Ponto Ponto Volume inicial final ( /m) Perfil (m) (m) Largura (m) 22-3 0 101,47 137,8 99,71 25-4 0 97,24 137,9 96,94 16-5 0 102,47 129,3 100,69 13-6 0 97,24 115,0 96,57 12-7 0 101,47 129,0 96,87 13-8 0 91,07 140,2 90,41 03-9 0 104,25 139,2 99,46 P8 já se comportou como os primeiros perfis discutidos, apresentando seu menor volume em junho, possivelmente associado a passagens de frentes frias, e variação pouco significativamente nos outros meses. Sua largura apresentou-se praticamente estável.
É possível observar também o início dos bancos submersos nos meses de junho e setembro, e a presença de dunas vegetadas (restinga) em seu entorno, protegendo o prisma praial. O mesmo não apresenta fotografias panorâmicas do perfil em função da chuva no hora da amostragem.
47
P09
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 36).
Figura 36: Fotografia panorâmica do perfil 9, em direção ao Norte (A); e Sul (B).
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 37).
Figura 37: Levantamentos topográficos do perfil 9 em todos os meses.
48
Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 38).
Figura 38: Volume e largura do perfil 9.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 16).
Quadro 16: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 9.
Ponto Ponto Volume inicial final ( /m) Pefil (m) (m) Largura (m) 22-3 0 86,87 133,6 85,48 25-4 0 81,04 128,2 79,57 16-5 0 100,61 127,4 96,95 13-6 0 100,61 125,5 94,59 12-7 0 86,87 139,5 85,11 13-8 0 82,36 149,3 80,99 03-9 0 95,12 132,0 94,05 Este perfil destaca-se não por apresentar um menor volume, visto que apresenta um padrão em quase todos os meses, e sim por apresentar seu maior volume no mês de agosto, destacando-se dos outros meses. A largura apresentou certa variação, apresentando seu menor valor em abril. Apresentando em suas características a presença de dunas vegetadas (restinga), favorecendo o equilíbrio sedimentar.
Pode ser visualizado o início dos bancos submersos nos meses de junho e setembro, e a presença de berma nos três primeiros monitoramentos. Sempre lembrando, que quando presente as dunas vegetadas são de vital importância para manutenção do equilíbrio no ambiente, presenciado no perfil em questão.
49
P10
Para melhor compreensão das características individuais de cada perfil, como presença ou não de restinga e estruturas de contenção (sea wall) (figura 39).
Figura 39: Fotografia panorâmica do perfil 10, em direção ao Norte (A); e Sul (B).
As variações morfológicas podem ser visualizadas a seguir (figura 40).
Figura 40: Levantamentos topográficos do perfil 10 em todos os meses.
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Variação do volume e largura ao longo dos meses (figura 41).
Figura 41: Volume e largura do perfil 10.
A seguir, pode-se acompanhar a data de realização do perfil, ponto inicial e final, volume e largura (quadro 17).
Quadro 17: Ponto inicial, final, volume, largura e os meses levantados do perfil 1.
Ponto Ponto Volume inicial final ( /m) Perfil (m) (m) Largura (m) 22-3 0 93,84 112,4 91,85 25-4 0 93,84 125,2 91,05 16-5 0 89,34 122,7 88,68 13-6 0 106,34 113,5 94,89 12-7 0 93,84 110,3 90,3 13-8 0 89,34 122,9 88,82 03-9 0 91,84 114,0 90,37 Apresentou uma pequena variação em seu volume ao longo do monitoramento, com menor valor no mês de julho, e sua largura praticamente estável.
Pode ser visualizado o início dos bancos submersos nos meses de março, maio, junho e agosto, e com configuração mais retilínea em todos os meses. Destaca-se a presença de dunas vegetadas.
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5.3.2 Volume, Largura e Declividade Média
A seguir pode ser visualizado o volume, largura e declividade média para cada ponto monitorado (1-10) (quadro 18).
Quadro 18: Volume, largura e declividade média.
Volume médio Largura média Declividade média ( /m) Perfil (m) (˚) 1 94,33 66,89 1,45 2 121,09 91,69 1,17 3 82,17 80,17 1,36 4 60,27 58,58 2,45 5 40,12 51,61 2,11 6 108,14 76,87 1,64 7 92,55 77,89 1,51 8 132,63 97,23 1,45 9 133,65 88,1 2,23 10 117,30 90,85 1,92
Relação entre volume e largura média em todos pontos monitorados (figura 42)
Figura 42: Volume e largura média dos perfis, de sul (1) para norte (10).
Possuem declividade média de 1,45˚, 1,17˚, 1,36˚, 2,45˚, 2,11˚, 1,64˚, 1,51˚, 1,45˚, 2,23˚.e 1,92˚, sendo sua declividade baixa, associadas a praias dissipativas (WRIGHT &
52
SHORT, 1984), as quais possuem seu depósito sedimentar em bancos submersos, os quais não puderam ser totalmente amostrados morfologicamente em função das limitações do método, quando realizado manualmente.
Calculou-se também a variação total do volume, onde foram levados em consideração o volume do mês final (setembro) menos o volume do mês inicial (março) de todos os perfis, gerando assim uma média para a praia, resultando num valor de -10,91m em 7 meses de monitoramento.
5.4 CONCLUSÃO
Em razão de apresentarem a declividade média entre 1˚ e 3˚, se enquadram na definição de Wright & Short (1984), onde os autores relatam que sedimentos finos produzem ambientes com menor declividade (entre 1˚ e 3˚), corroborando com os resultados de sedimentologia e declividade de Itapoá.
Ainda segundo os autores supracitados, esta pode ser classificada em praia dissipativa, as quais possuem extensa zona de surfe, ondas do tipo mergulhantes e/ou deslizantes com alta energia, grande pacote sedimentar na porção submersa e os sedimentos são finos. A declividade é suave possuindo ampla zona de arrebentação com ou sem bancos.
Estas características corroboram com as encontradas na praia em questão, visto que estes bancos submersos foram parcialmente amostrados, podendo ser visualizado o início dos mesmos em alguns levantamentos topográficos na região da praia média.
Ressalta-se a relação encontrada entre o volume e a largura média, onde apresentam uma relação diretamente proporcional, ou seja, quanto maior o volume, maior a largura e vice versa.
A praia apresentou um déficit sedimentar, quando se leva em consideração os 7 meses de monitoramento.
Observou-se também que há troca entre a parte submersa (praia média) e a parte emersa (pós-praia), conforme os gráficos de variações morfológicas, onde é possível acompanhar as variações sofridas pelos perfis, quando submetido à ação de forçantes que influenciam na sua hidrodinâmica e consequente morfologia.
53
6 VARIAÇÃO DA LINHA DE COSTA
6.1 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
6.1.1 Variação da Linha de Costa
A determinação da posição da linha de costa e seu comportamento migratório ao longo do tempo são de extrema importância para inúmeras atividades, sejam elas de pesquisa, de engenharia e de planejamento (NRC, 1990).
Boak & Turner (2005) relatam que a linha de costa está continuamente sofrendo alterações espaço-temporal, pelo transporte transversal e longitudinal de sedimentos, principalmente pela dinâmica natural do nível do mar, ação das ondas, maré e tempestades. Portanto a linha de costa pode ser considerada como uma linha móvel, corroborando com Dolan et al (1980) e Mӧrner (1996).
Segundo Camfield & Morang (1996) a linha de costa é um elemento geomorfológico que apresenta alta dinâmica espacial decorrente de respostas aos processos costeiros de diferentes magnitudes e frequências. Suas mudanças de posição são de natureza complexa, envolvendo diversos processos ligados a elevação do nível do mar em curto e longo prazo, balanço sedimentar, movimentos tectônicos entre outros.
Pode ser definida genericamente como ponto de encontro da interface física costeira e marinha (DOLAN et al, 1980; MÖRNER, 1996). Suguio (1992) definiu a mesma como sendo o limite entre o continente e o mar, onde não há efetiva ação marinha no alcance máximo das ondas (falésias, vegetação, escarpas, dunas ou mesmo construções).
Em função da dinâmica natural da linha de costa, a exata posição desta no tempo e no espaço ainda é um desafio para os pesquisadores, que para fins práticos, passaram a usar indicadores para determinar a variação da linha de costa, assim reduzindo esta dificuldade (ARAUJO et al 2009).
O indicador ideal é aquele facilmente visualizado em campo, fotografias aéreas, e em qualquer praia, e deve estar presente em todas as séries temporais caso o trabalho utilize comparações em escala temporal (BOAK & TURNER, 2005).
Vale ressaltar a diferença entre erosão e retração da linha de costa. Onde a erosão é um fenômeno de perda de volume, e por se tratar de volume, acontece em 3D ( ); já a retração se refere somente à retração propriamente dita da linha de costa, ou seja, no recuo da mesma, onde o material está sendo relocado ( ) (BRANDL, 2010).
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6.1.2 Sensoriamento Remoto (Fotografias Aéreas)
Na década de 1960 o termo sensoriamento remoto foi conceituado como uma ferramenta de obtenção e medição de um objeto sem tocá-lo, e a partir desta época tornou- se essencial nas ciências que estudam o meio ambiente (FISCHER, 1975 apud CURRAN, 1986)
Muitos métodos podem ser utilizados para determinar variações da linha de costa. A escolha de um método específico depende da escala de análise temporal e espacial e da viabilidade de dados (LELIS & CALLIARI, 2006). As avaliações da variação da linha de costa através do uso de fotografias aéreas apresentam grandes vantagens, como, um dos métodos mais acessíveis, econômicos e por não necessitar de uma extensa atividade em campo (ANDERS & BYRNES, 1991).
Araujo et al (2009) relatam que para identificação da linha de costa através de fotografias aéreas, várias feições podem ser utilizadas, como por exemplo, linha da preamar, interface vegetação/praia.
Segundo Connel & Zarillo (2004) as fotografias aéreas são distorcidas e devem ser corrigidas antes de seu uso para a extração da linha de costa. Dentre as distorções mais comuns estão: distorção radial da imagem, distorção do relevo, variações causadas pelo sobrevôo da aeronave e mudanças de altitude da mesma. Os mesmos afirmam que quando disponíveis para a área de estudo, estas são os registros mais comumente utilizados para determinar linhas de costas pretéritas.
6.1.3 Extração da Linha de Costa
De acordo com Boak & Turner (2005) a definição da linha de costa pode ser realizada de diferentes maneiras, a escolha do método vai depender das informações que se pretende extrair, da disponibilidade e qualidade dos dados, equipamentos utilizados, escalas e erros associados aos processos de aquisição e processamento das imagens.
Em decorrência da dinâmica do ambiente costeiro, são utilizados indicadores, que representam a posição real da linha de costa. Em um trabalho de revisão sobre extração da linha de costa de imagens/fotografias aéreas, estes e outros autores como Pajak & Leatherman (2002) citaram inúmeras possibilidades: linha de vegetação, escarpa, berma, linha de maré alta, linha d’água instantânea, entre outras, sendo que os mesmos devem ser facilmente identificados em toda série temporal.
55
6.2 METODOLOGIA
6.2.1 Aquisição de Dados
Para quantificar a variação da Linha de Costa foram analisadas aerofotografias dos anos de 1957, 1978 na escala 1:25.000 disponibilizados pelo setor de Geografia e Cartografia da Secretaria de Planejamento do Estado (SPE), uma base georreferenciada fornecida pela Secretaria do Patrimônio da União (SPU) de 1995 na escala 1:2.000 e outro levantamento aerofotográfico de 2008 na escala 1:12.500, disponibilizado pela prefeitura municipal de Itapoá. Ressaltando que o aerolevantamento de 1938 não pode ser utilizado em função de não apresentar Pontos de Controles satisfatórios.
6.2.2 Georreferenciamento e Construção de Mosaicos
O método de georreferenciamento consiste em relacionar as coordenadas da imagem com as coordenadas reais do local (ARAUJO et al, 2009).
Procedimento realizado através do software de Sistema de Informação Geográfica (SIG) ArcGIS® 10.0. Para a realização do mesmo é necessário uma base cartográfica georreferenciada, no presente estudo na escala de 1:2.000, para fixar os Pontos de Controle (PCs) necessários ao processo de correção. Para cada imagem foi utilizado um mínimo de 20 PCs, sendo que os mesmos devem ser feições passíveis de serem identificadas tanto na imagem quanto na base, como intersecções de estradas ou esquinas de prédios e ainda bem distribuídos em toda a imagem (BOAK & TURNER, 2005; ARAUJO et al, 2009).
Com o georreferenciamento é gerado um erro quadrático médio (EQM), que corresponde à média geométrica dos erros para todos os PCs.
Para o presente estudo foi estabelecido o erro quadrático médio limite (EQM) de acordo com os padrões da Federeal Geographic Data Committee (1998), assim o EQM gerado deve ser multiplicado por uma constante tabelada (no caso 1,7308 referente a utilização de 20 PCs), com a finalidade de obter um nível de confiança de 95% em relação a posição verdadeira dos pontos na base cartográfica. No caso o erro será referido como
EQM95, significando que 95% da imagem georreferenciada terá uma precisão igual ou maior que o EQM95, além de refletir as incertezas embutidas no processo fotogramétrico (FGDC, 1998).
Concluído o processo de georreferenciamento foi construído o mosaico de cada série temporal, possibilitando assim a extração da linha de costa dos respectivos anos, menos a de 1995, que foi extraída a partir da base georreferenciada.
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Para cada mosaico foi adotado a imagem que apresentou o maior EQM, que então foi corrigido, atingindo 95% de confiança no posicionamento espacial do mosaico, podendo ser visualizado a seguir (quadro 19):
Quadro 19: Erro Quadrático Médio
Maior EQM Ano mosaico (m) Fator EQM95 (m) 57 3,92 1,7308 6,79 78 1,82 1,7308 3,15 95 1,1 1,7308 1,90 2008 1,78 1,7308 3,08
6.2.3 Extração da Linha de Costa (LC)
As fotografias aéreas são a fonte mais comum de dados para a determinação de posições de linhas de costa pretéritas, quando disponíveis. O indicador ideal para a extração da linha de costa é aquele que apresenta melhor visualização em campo, em fotografias e imagens aéreas, devendo estar presente em todas as séries temporais (BOAK & TUENER, 2005)
Levando em conta estes fatores, a feição que melhor se apresentou foi à interface vegetação/praia, sendo assim adotada como linha de costa.
6.2.4 Cálculo das Taxas de Variação da Linha de Costa (DSAS)
O cálculo das taxas de variação entres as diferentes séries temporais se deu através da ferramenta computacional DSAS (Digital Shoreline Analysis System) desenvolvida para uso em SIG, proposto por Thieler et al (2005).
Esta utiliza o método EPR (End Point Rate) para calcular a taxa de variação linear entre duas LC’s em relação a uma linha base. Tem como princípio obter a distância de movimentação da LC entre dois períodos distintos, e ao dividi-las pelo tempo transcorrido, obtém-se assim a taxa média de migração anual, em metros.
Os aproximadamente 20km da orla foram segmentados em 211 transectos (perfis transversais), numerados de norte (1) para sul (211), e a partir destes foi calculada a taxa de variação das LC’s para cada série temporal.
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Em virtude de cada mosaico apresentar o seu EQM95, assume-se o valor de maior incerteza, ou seja, maior erro (EQM95) referente aos anos analisados. Logo não foram considerados variações totais menores ou iguais ao valor do EQM95 final.
6.3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A área foi dividida em 3 setores para melhor visualização (figura 43), sendo que a linha acima do 0 (valores positivos) indica progadação, e abaixo (valores negativos), retração da linha de costa (figura 44).
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6.3.1 Setores
Figura 43: Divisão dos resultados de variação de linha de costa em 3 setores, sendo o 1 ao sul e o 3 ao norte. Coordenadas UTM Datum SAD69.
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Figura 44: Divisão dos resultados de variação de linha de costa em 3 setores, sendo o 1 ao sul e o 3 ao norte.
6.3.1.1 Setor 1
Variação da linha de costa no setor 1 (figura 45).
Figura 45: Variação no setor 1 (sul).
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No setor 1 verificou-se a maior variação da linha de costa, ocorrendo no sul do mesmo, com uma retração máxima de 191m de uma faixa de areia existente, associada a um banco de areia submerso que havia em frente, visualizado na aerofotografia de 1957 (figura 46 A). A faixa de areia migrou para o sul (figura 46 B), não sendo possível associá-lo a migração do mesmo banco submerso pelo fato de não possuir a imagem que cobre o oceano, mas indicado no gráfico pela progadação, com valor máximo de 64m. De 1995 a 2008 também constata-se a retração da linha de costa na mesma porção da praia.
Figura 46: (A) Evidenciando o banco submerso a respectiva faixa de areia associada ao mesmo; e (B) A sobreposição das imagens de 1957 e 1978, para visualização do banco existente em 1957 e do outro em 1978.
Corroborando com Souza e Angulo (2003), onde citam a presença de um banco arenoso semi-submerso a 600m da costa nas fotografias aéreas de 1957, provocando intensa difração e refração das ondas, sendo que na região de sombra do mesmo, foi evidenciado um alargamento da praia. Angulo (1993) cita que praias associadas a desembocaduras estuarinas são muito instáveis neste setor da costa brasileira, podendo apresentar variações da linha de costa na ordem de centenas de metros.
Os autores supracitados associam estas variações a mudanças na morfologia do delta de maré vazante associado à desembocadura.
A variação apresentou valores máximos de 3,75m de recuo da linha de costa e 1,26m de avanço da mesma por ano, num total de 51 anos. Os resultados são válidos, pois o erro associado entre os anos de 1957 e 2008 foi de ±6,79m, não sendo consideradas variações iguais ou inferiores a este valor.
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6.3.1.2 Setor 2
Variação da linha de costa no setor 2 (figura 47).
Figura 47: Variação no setor 2.
O setor 2 apresentou uma tendência erosiva na parte sul, com valores máximos de 47m de retração, e 19m de progadação na porção norte. Os mesmos devem ser levados em consideração visto que o erro associado aos anos de 1957 e 2008 é de ±6,79m, resultando em uma taxa de 0,92m de retração e 0,37m de progadação em alguns pontos, por ano.
Os resultados condizem com os encontrados por Souza e Angulo (2003), onde os mesmos encontraram intensa erosão em toda a praia entres os anos de 1996 e 2000. Os mesmos associam estes resultados a dois fatores: 1) a ocorrência de fenômenos interanuais do tipo El Niño/La Niña; 2) às dragagens do canal de acesso ao Porto de São Francisco do Sul, localizado ao sul do município, pois relatam que esta variação não pode estar relacionada somente a fatores climáticos.
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6.3.1.3 Setor 3
Variação da linha de costa no setor 3 (figura 48).
Figura 48: Variação no setor 3.
O setor 3 apresentou apenas sinais de recuo da linha de costa, quando analisado as variação entre os anos de 1957 e 2008, na ordem de 22m como taxa máxima, sendo 0,43m por ano. Visto que o valor de progadação máximo foi de 4m, não sendo considerado em função de estar embutido na incerteza do método (±6,79m). Corroborando com os resultados encontrados por Souza e Angulo (2003), onde os autores dizem ter encontrado intensa erosão em toda a praia, associando a fenômenos naturais como El Nino/La Nina e também a ações antrópicas, como a dragagem do canal de acesso ao Porto de São Francisco do Sul.
6.4 CONCLUSÃO
Verificou-se que a praia toda sofreu/sofre um processo de erosão ao longo dos últimos 51 anos, corroborando com os resultados de Souza & Angulo (2003).
A maior variação foi encontrada em função da presença de um banco arenoso submerso encontrado na aerofotografia de 1957, não sendo o mesmo encontrado em outros anos, lembrando que no ano e 1978 não foi possível verificar, por falta da imagem que cobre esta parte do oceano.
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O setor 1 se apresentou mais instável, com maiores variações, e o 3 mais estável, com as menores variações, porém ambas são significativas, na casa de dezenas/centenas de metros, indicando que a praia vem sofrendo um processo de erosão.
7 CONCLUSÕES
Relacionando as conclusões individuais de cada tópico, pode-se relacionar a granulometria obtida, sendo areia fina com a baixa declividade encontrada nos perfis, característica de praias dissipativas. Outra característica visualizada na morfologia dos perfis associada a praias dissipativas é a presença de bancos arenosos submersos paralelos à linha de costa, dissipando assim a energia dos eventos de alta energia e funcionando como fonte sedimentar para a região da face da praia e pós-praia.
Quando se relaciona a variação volumétrica total referente aos perfis praiais com as taxas de variação da linha de costa as mesmas são coerentes, levando em consideração o déficit sedimentar apresentado pela variação total do volume e a taxa de retração da linha de costa, comprovando assim a tendência erosiva que a praia apresenta.
8 CONSIDERAÇÕES E RECOMENDAÇÕES FINAIS
Com relação à sedimentologia, recomenda-se realizar pelo menos duas coletas, sendo o ideal quatro, amostrando as variações sazonais, assim permitindo comparar os resultados entre si, além de associá-los aos eventos predominantes em escala sazonal, como tamanho de grão e ondas.
O perfil praial se mostrou eficiente para análise das feições morfológicas, e também com relação ao volume e largura. Entretanto, para melhor compreensão seria necessário o monitoramento de pelo menos um ano, acompanhando as variações sazonais, obtendo assim um maior conhecimento sobe o comportamento da praia em relação à resposta da mesma para diferentes condições atuantes durante o período amostral.
Vale também ressaltar, a necessidade de um monitoramento mais amplo, diminuindo os espaçamentos entre os perfis e buscando aumentar sua distância em direção à praia média (zona de surfe), buscando chegar a profundidade de fechamento interna, acompanhando assim as reais variações morfológicas, visto que a porção aérea pode ser retirada e depositada formando os bancos submersos paralelo a linha de costa, e vice-
64 versa. Ressaltando que este processo não é passível de ser realizado manualmente, necessitaria de outros recursos.
A variação da linha de costa por fotografias aérea e/ou imagens de satélites se mostrou satisfatória, por permitir acompanhar as variações sofridas no ambiente em uma larga escala temporal, lembrando sobre os erros embutidos no processo.
Para trabalhos futuros é sugerida a visualização da parte sul de 1978 que cubra o oceano, buscando visualizar se há ou não a presença do banco arenoso submerso.
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