Sistema praia dunas frontais, variabilidade sedimentológica, morfológica e suscetibilidade à inundação no litoral norte do Rio Grande do Sul, Brasil

Abstract

Esta tese é constituída por três artigos que abordam temáticas relacionadas amorfologia, sedimentologia e suscetibilidade à inundação no litoral norte do Rio Grande do Sul.A área de estudo situa-se entre os municípios de Palmares do Sul e Torres. Modelos digitaisde superfície, produzidos a partir de dados laser scanning - LIDAR, são a base de dadoscartográficos comum aos trabalhos. O primeiro artigo aborda a cobertura vegetal das dunasfrontais. A metodologia utilizada consistiu em demarcar a área de todas as dunas frontais nosmodelos digitais de superfície. A delimitação da área vegetada foi efetuada em imagens desatélite pela técnica de classificação de imagens supervisionada (máxima verossimilhança).Os resultados demonstraram que as dunas frontais da região são bem vegetadas, compercentuais variando entre 40% a 83%. As dunas frontais correspondem aos estágiosmorfoecológicos 2, 3 e 4, sendo o 3 mais frequente. O segundo artigo versa sobre as relaçõesentre sedimentologia e morfometria do sistema praia dunas frontal. Amostras de sedimentosforam coletadas nas dunas frontais, praia subaérea e face da praia em todos os balneários daárea de estudo. As variáveis sedimentológicas determinadas foram tamanho médio do grão epercentuais de areia fina, muito fina e média. As variáveis morfológicas (altura das dunasfrontais, azimute da linha de costa, largura e declividade da praia subaérea) foram obtidas dosmodelos digitais de superfície, já os percentuais de cobertura vegetal correspondem aodeterminado no primeiro artigo. As variáveis citadas foram analisadas, para cada ambienteestudado, pela técnica estatística de componentes principais. Os tamanhos médios dos grãossão: 2,44 (dunas frontais), 2,45 (praia subaérea) e 2,36 (face da praia). Os percentuaismédios são: dunas frontais (6,9% - areia média, 90,1% - areia fina, 3,0% - areia muito fina);praia subaérea (8,0% - areia média, 88,3 % - areia fina, 3,7% - areia muito fina); face da praia(15,6% - areia média, 80,8% - areia fina, 3,4% - areia muito fina). A análise de componentesprincipais dividiu as variáveis de cada ambiente em três grupos (dunas frontais), quatro (praiasubaérea) e seis (face da praia). O terceiro artigo trata da suscetibilidade à inundação dosbalneários estudados. No mesmo são apresentados os dados meteorológicos eoceanográficos de um evento de maré meteorológica ocorrido em 28/10/2016. Também foiavaliado o volume de sedimentos erodidos nos balneários Dunas Altas (Palmares do Sul) eZona A (Cidreira). As altitudes inundadas foram obtidas identificando-se os pontos impactados,registrados em fotos e vídeos, nos modelos digitais de superfícies. As altitudes determinadasserviram para a produção de mapas de inundação com o pacote Simulate Water LevelRise/Flooding (Global Mapper V.15). No evento, a direção dos ventos foi oeste sudoeste e avelocidade chegou a 42 km/h, já as rajadas a 93 km/h. A altura significativa das ondas atingiu9,5 m e a máxima 14,8 m. O nível do Rio Tramandaí chegou a 11,25 m. O volume erodidocorresponde a 0,54 m³/m em Dunas Altas e 3,54 m³/m na Zona A. Altitudes abaixo de 2,30 mforam inundadas e as águas ultrapassaram 200 m além das dunas frontais. Os mapas deinundação demonstraram que os balneários próximos aos Rio Tramandaí e Mampituba são osmais suscetíveis. Balneários mal urbanizados, Costa do Sul e Zona A, ambos em Cidreira, sãosuscetíveis devido a urbanização inadequada no perfil ativo da praia.

This thesis consists of three articles that deal with topics related to morphology,sedimentology and susceptibility to flooding in the northern coast of Rio Grande do Sul. Thestudy area is located between the municipalities of Palmares do Sul and Torres. Digital surfacemodels, produced from laser scanning (LIDAR) data, are the cartographic database commonto the articles. The first article deals with the vegetation cover of the frontal dunes. Themethodology used consisted of demarcating the area of all the frontal dunes in the digitalsurface models. The delimitation of the vegetated area was carried out in satellite images bythe technique of supervised image classification (maximum likelihood). The results showed thatthe frontal dunes of the region are well vegetated, with cover percentages varying between40% and 83%. The frontal dunes correspond to the morphoecological stages 2, 3 and 4, being3 more frequent. The second article deals with the relationship between sedimentology andmorphometry of the beach-frontal dune system. Sediment samples were collected in the frontaldunes, subaerial beach and beach face in all the beaches of the study area. The determinedsedimentological variables were mean grain size and percentages of fine, very fine andmedium sand. The morphological variables (height of the frontal dunes, coastline azimuth,width and slope of the subaerial beach) were obtained from the digital surface models, and thepercentage of vegetation cover corresponds to that determined in the first article. The citedvariables were analyzed, for each sub- environment studied, by the statistical technique ofprincipal component analysis (PCA). The mean grain sizes is: 2.44 (frontal dunes), 2.45 (subaerial beach) and 2.36 (beach face). The average percentages are: frontal dunes (6.9%- medium sand, 90.1% - fine sand, 3.0% - very fine sand); subaerial beach (8.0% - mediumsand, 88.3% - fine sand, 3.7% - very fine sand); beach face (15.6% - medium sand, 80.8% -fine sand, 3.4% - very fine sand). The PCA method divided the variables of each environmentinto three groups for the frontal dunes, four for the subaerial beach and six for the beach face.The third article deals with the susceptibility to flooding along the studied beaches. It alsodisplay the meteorological and oceanographic data of a storm surge event occurred on octoberof 2016. The eroded sediment volume in the Dunas Altas (Palmares do Sul) and Zone A(Cidreira) beaches was also evaluated. The flooded levels were obtained by identifying theimpacted points, recorded in photos and videos, in the digital surfaces models. The determinedaltitudes were used to produce flood maps with the Simulate Water Level Rise / Flooding(Global Mapper V.15) package. During the event, wind direction was from west to southwestwith velocity of 42 km / h and gusts reaching 93 km/h. Significant wave height reached 9.5 mand the maximum 14.8 m. The level of the Tramandaí River reached 11.25 m. The erodedvolume corresponds to 0.54 m³ /m in Dunas Altas and 3.54 m³/m in Zone A. Elevations below2.30 m were flooded and water surpassed 200 m beyond the frontal dunes. Flood maps haveshown that the resorts near the Tramandaí and Mampituba Rivers are the most susceptible tobe inundated. Additionally, badly urbanized sectors such as, South Coast and Zone A, both inthe Cidreira area, are also susceptible to be flooded due to inadequate urbanization in the activezone of the beach-dune prism.