Análise numérica da propagação de ondas na costa do Rio Grande do Sul entre Torres e Mostardas

Abstract

Ao longo do litoral norte e médio do RS, entre Torres e Mostardas, o relevo do fundo é homogêneo, suave, íngreme e com variações batimétricas e sedimentológicas da antepraia e da plataforma continental interna. Ao norte de Pinhal, a plataforma interna é mais larga, enquanto que a largura de antepraia é mais estreita. O oposto ocorre ao Sul de Pinhal. O objetivo deste trabalho é o de analisar numericamente a variação de energia de ondas nesta região, investigando a influência das variações da largura da plataforma interna e da largura de antepraia, e da fricção com o fundo nos processos morfodinâmicos costeiros. Para tal, usa-se como ferramenta de processamento o programa REF/DIF1 (Kirby e Darlymple, 1994), que é um modelo de propagação e deformação da agitação marítima em zonas de profundidade variável, baseado na aproximação parabólica da equação do declive suave. O modelo considera os efeitos de refração, difração, empolamento e dissipação de energia por atrito com o fundo e por rebentação. Baseando-se em estudos do clima de ondas da região, efetuaram-se simulações numéricas decorrentes da combinação de períodos de onda, alturas significativas e direções de propagação, com e sem atrito com o fundo. Primeiramente foi analisado o padrão de refração de ondas na região, realizando simulações de ondas de período T=9s e altura significativa de Hs=2m para diversos ângulos de incidência. Desta análise, conclui-se que o padrão dominante para essa região é o divergente. Entretanto, notaram-se convergências ao sul de Quintão, para ondas vindas dos quadrantes sudeste e sul, devido à presença do Banco da Berta, que causa um foco quase permanente. Para a análise da influência das larguras da plataforma interna e da antepraia e da fricção do fundo sobre a energia das ondas, foram propostas modelagens para onda de T=9s, Hs=2m; onda modal (T=7s, Hs=1,75m); onda de projeto (T=16s, Hs=4,8m) e onda de tempestade (T=12s, Hs=4m). Observou-se, de forma geral, um equilíbrio na atenuação da onda causada pelo atrito com o fundo ao longo da costa em estudo, indicando 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.

Along the northern and the middle coast of RS, between Torres and Mostardas, the relief of the bottom is homogeneous, smooth and steep; there are bathymetric and sedimentological variations in the backshore and the foreshore. In the north of Pinhal, the foreshore is wide, while the backshore is narrow compared to the southern part. The objective of this work is to analyze the variation of the wave energy in this area numerically, by investigating the influence of the width variations of the foreshore and the backshore, besides the bottom friction in the morphodynamic coastal processes. The software REF/DIF1 (Kirby and Darlymple, 1994) is used to carry out this task. It is a model to study the propagation and deformation of the sea agitation in zones with variable depth, based on the parabolic approach of the mild-slope equation. This model considers the effects of refraction, diffraction, shoaling, and dissipation of energy due to bottom friction and breaking. Taking into account the studies of the wave climate of the area, numeric simulations were carried out combining wave periods, significant heights and directions of propagation, with and without bottom friction. Firstly, the pattern of wave refraction was analyzed, accomplishing simulations of waves with periods T=9s and significant height Hs=2m for several angles of incidence. In this analysis, I concluded that the divergent pattern is dominant in that area. However, I have noticed that there are convergences of waves coming from the southeastern and southern quadrants in the south of Quintão, due to the presence of Berta's Bank, which causes an almost permanent focus. Secondly, modellings were proposed for a wave with T=9s, Hs=2m; a modal wave (T=7s, Hs=1,75m); a project wave (T=16s, Hs=4,8m) and a storm wave (T=12s, Hs=4m) to analyze the influence of the widths of the foreshore and the backshore, and the bottom friction on wave energy. In general, I have observed equilibrium in the wave attenuation due to the bottom friction along the coast. It shows that the influence of the increase of the backshore width from the south to the north of Pinhal in the bottom friction is compensated by the influence of the reduction of the foreshore width.