Abstract:
Esta Tese tem como objetivo avaliar a distribuição sedimentar e o comportamento hidrodinâmico de duas áreas, uma no rio Jacuí e outra no canal São Gonçalo, onde ocorrem atividades de extração de areia para uso na construção civil. Foram utilizadas técnicas de prospecção acústica na aquisição de dados com a utilização de equipamentos geofísicos tais como o sonar de varredura lateral, perfilador de correntes por efeito Doppler e principalmente, a aplicação de um sistema de classificação automática de superfícies submersas. Na classificação acústica foi utilizado o software QTC Sideview® que utiliza como fonte de dados os sonogramas produzidos pelo sonar. Além disso, foram obtidas imagens das amostras in situ utilizando uma câmera digital com GPS acoplado, com a finalidade de comparar os resultados da classificação com a amostra real. O processo de classificação acústica de fundo definiu a existência de quatro classes principais de sedimentos, variando desde areia grossa até silte. Os arquivos com as classes obtidas são exportados no formato ASCII, podendo ser mapeadas em qualquer ferramenta SIG. Esta abordagem foi utilizada apenas na área do canal São Gonçalo, em função da melhor qualidade e uniformidade dos dados obtidos com o sonar de varredura lateral nesta região. No rio Jacuí, os sonogramas não apresentaram um padrão de qualidade suficiente para o uso no sistema de classificação automático. Mesmo assim, as imagens se mostraram adequadas para análise visual, permitindo observar estruturas naturais do fundo, além daquelas causadas pelos equipamentos mineradores, viabilizando sua utilização no gerenciamento dos procedimentos de dragagem. Dados obtidos com o perfilador acústico de correntes e de coleta de amostras de água em dois períodos distintos, de cheia (novembro 2008) e normal (fevereiro 2009), permitiram avaliar aspectos hidrodinâmicos e quantificar o material transportado em suspensão ao longo da área estudada no rio Jacuí. Os valores de velocidade de correntes obtidos em épocas diferentes permitiram caracterizar a vazão do rio em situações extremas e constatar a existência de energia suficiente para a reposição de sedimentos da classe areia. Tal constatação pode ser observada visualmente nas imagens geradas pelo sonar, nas duas áreas estudadas. O trabalho mostra a importância do uso combinado de métodos de aquisição e tratamento de dados, no auxilio e dimensionamento dos impactos ambientais causados por atividades antrópicas. Além de ampliar o conhecimento geológico e hidrodinâmico destes corpos d’água, os resultados obtidos servem como subsídio para a orientação do uso sustentável destes complexos ambientes naturais.
The aim of this thesis was to evaluate sediment distribution and hydrodynamic behavior of two areas, located at the Jacuí river and the São Gonçalo channel, where sand is extracted for use in construction. Acoustic prospection techniques were utilized for data acquisition, using geophysical equipments such as side scan sonars and acoustic Doppler current profilers, and mainly by applying a submerged surfaces automatic classification system. For acoustic classification, the QTC Sideview® software was utilized, which employs sonar-produced sonograms as the data source. Also, images of samples were obtained in situ using a digital camera with built-in GPS, in order to compare classification results with the actual samples. The acoustic bottom classification process defined the existence of four main sediment classes, varying from coarse sand to silt. Archives containing the obtained classes were exported in ASCII format, with the possibility of being mapped in any GIS tool. This approach was used only for the São Gonçalo channel, due to the higher quality and uniformity of data obtained with the side scan sonar at this region. At Jacuí river, sonograms did not present sufficient quality for use in the automatic classification system. In any case, images were adequate for visual analysis, permitting the observation of the riverbed’s natural structures as well as structures resulting from the mining equipment, and allowing their use for management of dredging procedures. Data obtained with the acoustic current profiler and water samples collected at two distinct periods, when the river was flooded (November 2008) and normal (February 2009), allowed evaluation of hydrodynamic aspects and quantification of suspended material transported along the studied area of the Jacuí river. Current velocity values obtained at different periods permitted characterization of river outflow in extreme situations, and the existence of sufficient energy for sediment (class “sand”) reposition was observed. Such observation can be noted visually in the sonar-generated images, at the two studied areas. This work shows the importance of combining different data acquisition and treatment methods, in order to aid and dimension environmental impacts caused by human activities. Besides increasing geological and hydrodynamic knowledge of these water bodies, the obtained results will also help guide a sustainable use of these natural environmental complexes.
