Numerical analyses of wave propagation over the inner shelf and shoreface of the southern brazilian coast: from Torres to Mostardas

Abstract

The shoreface and the inner shelf along the northern and the central coast of Rio Grande do Sul (RS) state, Brazil, between Torres and Mostardas, although displaying a homogeneous bottom relief show variations in slope and width. In the northern sector, between Torres and Pinhal, the inner shelf is wide, while the shoreface is narrow. Towards the south, these patterns are just the opposite. In this study, a model based on the parabolic approximation of the mild slope equation, REF/DIF.1, is used to simulate the wave propagation in this region. Wave refraction diagrams based on the predominant wave climate show a dominant and invariable divergent pattern for wave incidence from 90° to 135°. Numerical analyses of changes in wave energy, regarding differences in width and slope using a bottom friction coefficient fw = 0.01 in the different coastal sectors, show little influence of the bottom friction over the wave transformation processes. In general, a friction coefficient fw = 0.2 shows that wave energy reduction due to bottom friction over the wider shoreface south of Pinhal by comparison with the sector to the north is compensated by its shorter inner shelf width. The analyses show that lateral gradients of wave energy along the 10 m isobaths regarding the morphological differences between the two sectors are negligible.

A plataforma continental interna e a antepraia ao longo do litoral norte e médio do estado do Rio Grande do Sul (RS), Brasil, entre Torres e Mostardas, têm o relevo do fundo homogêneo, mas apresentam variações de inclinação e largura. No setor norte, entre Torres e Pinhal, a plataforma interna é mais larga, enquanto a largura de antepraia é mais estreita. Por outro lado, o oposto ocorre ao Sul de Pinhal. Este trabalho analisa numericamente a propagação de ondas nesta região através do REF/DIF 1, modelo que adota a aproximação parabólica da equação de declive suave. Os diagramas de refração de ondas, baseados em um clima de onda predominante, indicam que o padrão dominante é o divergente para ondas incidentes de 90° a 135°. Análises numéricas das variações de energia de ondas, investigando a influência das variações da largura da plataforma interna e da largura de antepraia, e da fricção com o fundo considerando um coeficiente de atrito fw = 0,01, revelam a pouca influência do atrito com o fundo sobre a transformação das ondas. Adotando-se um coeficiente de atrito fw = 0,2, constata-se, de forma geral, que a influência do aumento da largura da antepraia do sul de Pinhal para o norte no atrito com o fundo é compensada pela influência da diminuição da largura da plataforma continental interna. As análises mostram que os gradientes laterais da energia da onda ao longo da isobatimétrica de 10 m, mesmo considerando as diferenças morfológicas entre os dois setores, são desprezíveis.