UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL - siaibib01.univali.brsiaibib01.univali.br/pdf/Gabriel Chernicharo de Sousa Lima.pdf · ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA DRAGAGEM NO CANAL DO RIO ITAJAÍ-AÇU

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR

CURSO DE OCEANOGRAFIA

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA DRAGAGEM NO CANAL DO RIO ITAJAÍ-AÇU

NA ENCHENTE DE 2011 EM ITAJAÍ – SC POR MEIO DE MODELAGEM

NUMÉRICA UTILIZANDO-SE DO SOFTWARE SISBAHIA

GABRIEL CHERNICHARO DE SOUSA LIMA

Itajaí – 2012

ii

UNIVERSIDADE DO VALE DO ITAJAÍ

CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS DA TERRA E DO MAR

CURSO DE OCEANOGRAFIA

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA DRAGAGEM NO CANAL DO RIO ITAJAÍ-AÇU

NA ENCHENTE DE 2011 EM ITAJAÍ – SC POR MEIO DE MODELAGEM

NUMÉRICA UTILIZANDO-SE DO SOFTWARE SISBAHIA

GABRIEL CHERNICHARO DE SOUSA LIMA

ORIENTADOR: PROF. DR. JOÃO LUIZ BAPTISTA DE CARVALHO

Trabalho de conclusão de curso

apresentados como parte dos requisitos para

obtenção do grau de bacharel em

Oceanografia da Universidade do Vale do

Itajaí.

Itajaí – 2012

iii

DEDICATÓRIA

Ao meu pai que encheu minha vida de

ensinamentos e valores raros na

sociedade de hoje.

iv

RESUMO

O Vale do Itajaí está situado no litoral centro norte catarinense, à aproximadamente 80 km de Florianópolis. O principal rio da região é o rio Itajaí-Açu que, em ocasiões de altas taxas pluviométricas, pode transbordar. O Vale do Itajaí vem sofrendo com os eventos de enchente e as cidades de Blumenau, Brusque e Itajaí são algumas das mais afetadas. A cidade de Itajaí está localizada na região litorânea, portanto, a maré tem grande influência na magnitude das enchentes no local. Em 2011 o Porto de Itajaí realizou obras para aprofundamento do canal de navegação que, antes da dragagem, apresentava 10 metros de profundidade e, depois da dragagem, chegou à cota de 14 metros. A enchente de 2011 em Itajaí foi considerada amena, considerando a vazão apresentada pelo rio. Este fato pode estar associado à maior profundidade do canal, decorrente da dragagem efetuada. Desta forma, o presente trabalho estimou a influência que o aprofundamento do canal na enchente de 2011, através de modelagem numérica computacional, utilizando o software SisBAHIA® – Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental. Foram definidos diferentes cenários com a inserção de diferentes vazões e com a presença e ausência de maré meteorológica. O modelo obteve uma boa validação com R2=0.92, para dados de elevação. Os resultados obtidos mostraram que o aprofundamento do canal se mostrou eficiente para diminuição do nível d’água nos diferentes cenários. Foi calculada a eficiência efetiva do aprofundamento do canal em diferentes pontos de controle do rio, apresentando eficiências entre 25% e 100%.

Palavras-chave: SisBAHIA®, Itajaí-Açu, Enchente.

v

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1: LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO (COORDENADAS: UTM / DATUM: WGS 84). FONTE: COLOMBI,

(2011). ............................................................................................................................................................ 3

FIGURA 2: BACIA DO RIO ITAJAÍ-AÇU COM RESPECTIVA ELEVAÇÃO DIGITAL (COORDENADAS: UTM / DATUM:

WGS 84). FONTE: COLOMBI, (2011). ............................................................................................................. 4

FIGURA 3: OSCILAÇÕES PERIÓDICAS E SIMÉTRICAS DE MARÉ E OS PARÂMETROS: AMPLITUDE (A), PERÍODO (

T/ ) E ALTURA (H). FONTE: ALFREDINI, (2005). ............................................................................................. 7

FIGURA 4: FORÇA CENTRÍFUGA COM MESMA DIREÇÃO E MAGNITUDE EM TODOS OS PONTOS DA TERRA, FORÇA

GRAVITACIONAL COM DIREÇÕES APONTADAS PARA A LUA E COM MAGNITUDE VARIÁVEL E A FORÇA

GERADORA DE MARÉ QUE É A RESULTANTE ENTRE A FORÇA CENTRÍFUGA E A FORÇA GRAVITACIONAL.

FONTE: MODIFICADO DE ALFREDINI, (2005). ................................................................................................. 9

FIGURA 5: RELAÇÃO ENTRE UM DIA SOLAR DE 24 H E UM DIA LUNAR DE 24 H E 50 MIN. FONTE: MODIFICADO

DE ALFREDINI, (2005)................................................................................................................................... 10

FIGURA 6: ILUSTRAÇÃO DA PRODUÇÃO DE MARÉS DESIGUAIS (MARÉ TROPICAIS) EM LATITUDES MÉDIAS

DEVIDO À POSIÇÃO DA LUA. FONTE: MODIFICADO DE ALFREDINI, (2005). ................................................... 11

FIGURA 7: MARÉ DE SIZÍGIA, (A) E (C), ONDE O SOL E LUA ATUAM NO MESMO RUMO; MARÉ DE QUADRATURA

(B) E (D), ONDE O SOL E A LUA SE ENCONTRAM EM POSIÇÃO ORTOGONAL. FONTE: MODICADO DE

USACE, (2002). ........................................................................................................................................... 12

FIGURA 8: CONVOLUÇÃO DE MARÉ ASTRONÔMICA E MARÉ METEOROLÓGICA. ...................................................... 14

FIGURA 9: ZONAÇÃO ESTUARINA PROPOSTA POR KJERFVE, (1987). FONTE: MIRANDA ET AL.,(2002). ................... 16

FIGURA 10: TIPOS DE ESTUÁRIO DE ACORDO COM A ESTRATIFICAÇÃO DA SALINIDADE. FONTE: MODIFICADO DE

PRITCHARD, (1989). ..................................................................................................................................... 17

FIGURA 11: TIPOS DE ESTUÁRIOS DE ACORDO COM A CLASSIFICAÇÃO GEOMORFOLÓGICA DE CAMERON &

PRITCHARD (1963). FONTE: MIRANDA ET AL, (2002). .................................................................................. 18

FIGURA 12: OCUPAÇÃO DESORDENADA EM UMA PLANÍCIE DE INUNDAÇÃO, ACARRETANDO RISCO DE ENCHENTE

IMINENTE PARA A POPULAÇÃO E OCUPO A ÁREA (MODIFICADO DE TUCCI, 2005). ....................................... 22

FIGURA 13: DIAGRAMA DO PROCESSO DE MODELAGEM E RECURSOS HÍDRICOS (ROSMAN, 2010). ...................... 25

FIGURA 14: ELEMENTOS ACEITOS PELO MODELO FIST3D. FONTE: ROSMAN, (2010). ............................................ 30

FIGURA 15: LOCALIZAÇÃO DOS CONTORNOS FECHADOS E DO CONTORNO ABERTO. ............................................... 31

FIGURA 16: DOMÍNIO DE MODELAGEM ................................................................................................................... 33

FIGURA 17: DISCRETIZAÇÃO ESPACIAL DO DOMÍNIO DE MODELAGEM. .................................................................. 34

FIGURA 18: BATIMETRIA REFERENTE AO ANO DE 2008 COM A PROFUNDIDADE NO PORTO DE 10 METROS E NO

CANAL DE 8 METROS. .................................................................................................................................... 37

FIGURA 19: BATIMETRIA REFERENTE AO ANO DE 2011 COM A PROFUNDIDADE NO PORTO DE 14 METROS E NO

CANAL DE 10 METROS ................................................................................................................................... 38

FIGURA 20: VARIAÇÃO DO NÍVEL D'ÁGUA DEVIDO A AÇÃO DA MARÉ ASTRONÔMICA. ................................................... 40

vi

FIGURA 21: VARIAÇÃO DO NÍVEL D’ÁGUA AO LONGO DE QUINZE DIAS. EM VERDE OBSERVA-SE A VARIAÇÃO

DEVIDO A INTERAÇÃO DA MARÉ METEOROLÓGICA E MARÉ ASTRONÔMICA. EM AZUL OBSERVA-SE A

INFLUÊNCIA QUE A MARÉ ASTRONÔMICA EXERCE NA ELEVAÇÃO DA ÁGUA. ................................................. 42

FIGURA 22: LOCALIZAÇÃO DO MARÉGRAFO QUE COLETOU DADOS PARA A VALIDAÇÃO DO MODELO .................... 43

FIGURA 23: DISPERSÃO ENTRE OS DADOS OBTIDOS POR MODELAGEM E DADOS MEDIDOS EM CAMPO, COM SEU

RESPECTIVO COEFICIENTE DE CORRELAÇÃO LINEAR. .................................................................................... 45

FIGURA 24: SÉRIE TEMPORAL DAS ELEVAÇÕES MEDIDAS (EM VERDE) E MODELADAS (EM AZUL)........................... 46

FIGURA 25: ESPECTRO DE ENERGIA DAS SÉRIES TEMPORAIS DE ELEVAÇÃO MEDIDA (VERDE) E MODELADA

(AZUL). ......................................................................................................................................................... 47

FIGURA 26: DISPOSIÇÃO DOS PONTOS DE CONTROLE AO LONGO DO RIO ITAJAÍ-AÇU E ITAJAÍ MIRIM. ................... 48

FIGURA 27: SÉRIES TEMPORAIS DE ELEVAÇÃO GERADAS PELO MODELO COM BATIMETRIA DE 2008 EM AZUL E

DE 2011 EM VERDE. ESTES RESULTADOS SÃO REFERENTES AO PONTO DE CONTROLE 1. O PRIMEIRO

GRÁFICO SE REFERE À ELEVAÇÃO PARA OS DOIS CENÁRIOS COM UMA VAZÃO DE ENTRADA DE 270 M3/S, O

SEGUNDO GRÁFICO SE REFERE À ELEVAÇÃO PARA OS DOIS CENÁRIOS COM UMA VAZÃO DE ENTRADA DE

5000 M3/S E O TERCEIRO GRÁFICO SE REFERE À ELEVAÇÃO PARA OS DOIS CENÁRIOS COM UMA VAZÃO DE

ENTRADA DE 5000 M3/S COM A PRESENÇA DE MARÉ METEOROLÓGICA. ........................................................ 50























vii









FIGURA 33: REPRESENTAÇÃO DOS VALORES DE ELEVAÇÃO OBTIDOS NO CENÁRIO COM BATIMETRIA DE 2008,

VAZÃO EXTREMA E PRESENÇA DE MARÉ METEOROLÓGICA POSITIVA. ........................................................... 56

FIGURA 34: REPRESENTAÇÃO DOS VALORES DE ELEVAÇÃO OBTIDOS NO CENÁRIO COM BATIMETRIA DE 2011,

VAZÃO EXTREMA E PRESENÇA DE MARÉ METEOROLÓGICA POSITIVA. ........................................................... 57

FIGURA 35: ESPECTRO DE ENERGIA DA ELEVAÇÃO DE 2008 EM AZUL E 2011 EM VERDE. ESTES RESULTADOS

SÃO REFERENTES AO PONTO DE CONTROLE 1. O PRIMEIRO GRÁFICO SE REFERE AOS ESPECTRO DA

ELEVAÇÃO PARA OS DOIS CENÁRIOS COM UMA VAZÃO DE ENTRADA DE 270 M3/S, O SEGUNDO GRÁFICO SE

REFERE AO ESPECTRO DA ELEVAÇÃO PARA OS DOIS CENÁRIOS COM UMA VAZÃO DE ENTRADA DE 5000

M3/S E O TERCEIRO GRÁFICO SE REFERE AO ESPECTRO DA ELEVAÇÃO PARA OS DOIS CENÁRIOS COM UMA

VAZÃO DE ENTRADA DE 5000 M3/S COM A PRESENÇA DE MARÉ METEOROLÓGICA. ....................................... 58


SÃO REFERENTES AO PONTO DE CONTROLE 2. O PRIMEIRO GRÁFICO SE REFERE AO ESPECTRO DA




















viii










FIGURA 41: SÉRIES TEMPORAIS DO MÓDULO DE VELOCIDADE GERADAS PELO MODELO COM BATIMETRIA DE

2008 EM AZUL E DE 2011 EM VERDE. ESTES RESULTADOS SÃO REFERENTES AO PONTO DE CONTROLE 1. O

PRIMEIRO GRÁFICO SE REFERE AO MÓDULO DE VELOCIDADE PARA OS DOIS CENÁRIOS COM UMA VAZÃO

DE ENTRADA DE 270 M3/S, O SEGUNDO GRÁFICO SE REFERE À AO MÓDULO DE VELOCIDADE PARA OS DOIS

CENÁRIOS COM UMA VAZÃO DE ENTRADA DE 5000 M3/S E O TERCEIRO GRÁFICO SE REFERE AO MÓDULO

DE VELOCIDADE PARA OS DOIS CENÁRIOS COM UMA VAZÃO DE ENTRADA DE 5000 M3/S COM A PRESENÇA

DE MARÉ METEOROLÓGICA. .......................................................................................................................... 65






















FIGURA 45: REPRESENTAÇÃO DOS VALORES DOS MÓDULOS DAS VELOCIDADES OBTIDOS NO CENÁRIO COM

BATIMETRIA DE 2008, VAZÃO EXTREMA E PRESENÇA DE MARÉ METEOROLÓGICA POSITIVA. ........................ 69

ix

FIGURA 46: REPRESENTAÇÃO DOS VALORES DOS MÓDULOS DAS VELOCIDADES OBTIDOS NO CENÁRIO COM

BATIMETRIA DE 2011, VAZÃO EXTREMA E PRESENÇA DE MARÉ METEOROLÓGICA POSITIVA. ........................ 70















x

LISTA DE TABELAS

TABELA 1: CONSTANTES HARMÔNICAS MAIS IMPORTANTES NA VARIAÇÃO DE NÍVEL DO MAR. ........................13

TABELA 2 : VAZÃO DOS RIOS UTILIZADA NA MODELAGEM ................................................................................39

TABELA 3: CONSTANTES HARMÔNICAS DISPONIBILIZADAS PELA FEMAR E UMA CONSTANTE FICTÍCIA,

INSERIDA PARA REPRESENTAR A MARÉ METEOROLÓGICA. .......................................................................41

TABELA 4: VALORES MÉDIOS DE VAZÃO OBTIDOS NOS CENÁRIOS COM BATIMETRIA DO ANO 2008 E 2011 COM

VAZÕES DE 270 M3/S, 5000 M

3/S E 5000 M

3/S COM A PRESENÇA DE MARÉ METEOROLÓGICA ....................49

TABELA 5: VALORES MÉDIOS DE VAZÃO OBTIDOS NOS CENÁRIOS COM BATIMETRIA DO ANO 2008 E 2011 COM

VAZÕES DE 270 M3/S, 5000 M

3/S E 5000 M

3/S COM A PRESENÇA DE MARÉ METEOROLÓGICA. ...................64

TABELA 6: TABELA COM OS VALORES OBTIDOS A PARTIR DO CALCULO DA EFICIÊNCIA DO APROFUNDAMENTO

DO CANAL PARA DIMINUIR A ELEVAÇÃO DO NÍVEL D’ÁGUA. NOS CENÁRIOS COM BATIMETRIA REFERENTE

AO ANO DE 2008 E COM BATIMETRIA REFERENTE AO ANO DE 2011, COM VAZÕES DE ENTRADA DE 270 E

5000 M3/S COM A PRESENÇA DE MARÉ ASTRONÔMICA E MARÉ ASTRONÔMICA E METEOROLÓGICA. .........74

xi

Sumário

1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................ 1

1.1 OBJETIVOS ............................................................................................................................................ 2

1.1.1 Objetivo Geral ................................................................................................................................. 2

1.1.2 Objetivos Específicos ....................................................................................................................... 2

Aplicar o modelo hidrodinâmico nos diferentes cenários; .............................................................. 2

1.2 ÁREA DE ESTUDO .................................................................................................................................. 3

1.2.1 Localização ...................................................................................................................................... 3

1.2.2 Regime De Marés ............................................................................................................................ 4

1.2.2.1 Maré Astronômica ................................................................................................................................ 4

1.2.2.2 Maré Meteorológica ............................................................................................................................. 5

1.2.3 Precipitação .................................................................................................................................... 5

1.2.4 Componente Fluvial ........................................................................................................................ 5

1.2.5 Regime de Ventos............................................................................................................................. 5

1.2.6 Ondas ............................................................................................................................................... 6

1.2.7 Estuário do Rio Itajaí-Açu ............................................................................................................... 6

2 REFERENCIAL TEÓRICO ....................................................................................................................... 7

2.1 MARÉ .................................................................................................................................................... 7

2.1.1 Maré Astronômica ........................................................................................................................... 7

2.1.1.1 Forças Geradoras de Maré .................................................................................................................... 8

2.1.1.1.1 Sistema Terra-Lua ............................................................................................................................ 8

2.1.1.1.2 Sistema Terra-Sol ........................................................................................................................... 11

2.1.1.1.3 Interação dos Sistemas Terra-Sol e Terra-Lua ............................................................................... 11

2.1.1.2 Constantes Harmônicas .......................................................................................................................... 12

2.1.2 Maré Meteorológica ...................................................................................................................... 13

2.1.3 Maré em Estuários......................................................................................................................... 14

2.2 ESTUÁRIOS .......................................................................................................................................... 15

2.2.1 Classificação dos Sistemas Estuarinos .......................................................................................... 16

2.2.1.1 Classificação de acordo com a estratificação da salinidade .................................................................... 16

2.2.1.1 Classificação de acordo com a geomorfologia estuarina .................................................................... 17

2.2.2 Dinâmica Estuarina ....................................................................................................................... 19

2.3 DRAGAGEM ......................................................................................................................................... 19

2.4 PLANÍCIES DE INUNDAÇÃO .................................................................................................................. 20

2.5 ENCHENTES E INUNDAÇÕES ................................................................................................................ 21

2.5.1 Medidas de controle de enchentes ................................................................................................. 22

2.5.1.1 Medidas estruturais ............................................................................................................................. 23

2.5.1.2 Medidas não estruturais ...................................................................................................................... 24

2.6 MODELAGEM NUMÉRICA .................................................................................................................... 24

2.6.1 Modelo SisBaHiA® ....................................................................................................................... 26

2.6.1.1 Modelo Hidrodinâmico 2DH .............................................................................................................. 27

xii

2.6.1.1.1 Formulação .............................................................................................................................. 27

2.6.1.1.2 Discretização Espaço-Temporal ............................................................................................... 30

2.6.1.1.3 Condições de contorno e condições iniciais ............................................................................. 30

2.6.1.1.4 Calibração e validação ............................................................................................................. 32

3 MATERIAIS E MÉTODOS ..................................................................................................................... 33

3.1 DOMÍNIO DE MODELAGEM ................................................................................................................... 33

3.2 DISCRETIZAÇÃO ESPACIAL .................................................................................................................. 34

3.3 DISCRETIZAÇÃO TEMPORAL ................................................................................................................ 35

3.4 DADOS DE ENTRADA ........................................................................................................................... 36

3.4.1 Rugosidade .................................................................................................................................... 36

3.4.2 Batimetria ...................................................................................................................................... 36

3.4.3 Vazões Fluviais .............................................................................................................................. 38

3.4.4 Maré Astronômica ......................................................................................................................... 39

3.4.5 Maré meteorológica ...................................................................................................................... 40

3.5 VALIDAÇÃO ........................................................................................................................................ 42

3.6 ANÁLISE DA EFICIÊNCIA ...................................................................................................................... 44

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................................................................................... 45

4.1 VALIDAÇÃO ........................................................................................................................................ 45

4.2 ANÁLISE DA DAS CARACTERÍSTICAS HIDRODINÂMICAS NOS CASOS MODELADOS ................................ 47

4.2.1 Pontos de Controle ........................................................................................................................ 48

4.2.2 Elevação ........................................................................................................................................ 48

4.2.3 Módulo da velocidade ................................................................................................................... 63

4.3 ANALISE DA EFICIÊNCIA ..................................................................................................................... 73

5 CONCLUSÕES .......................................................................................................................................... 75

6 SUGESTÕES .............................................................................................................................................. 76

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS............................................................................................................... 77

1

1 INTRODUÇÃO

O litoral é a área mais densamente povoada de todo o globo. Cerca de 70% da

população reside na faixa litorânea. Além de moradia, as regiões litorâneas são

associadas a atividades econômicas rentáveis, como a extração de petróleo, o comércio

internacional, o turismo e outras áreas que proporcionam o progresso das cidades

litorâneas (POLETTE, 2000).

Segundo Tucci (2005), este adensamento populacional exerce efeito direto sobre

a infraestrutura de água: abastecimento, esgotamento sanitário, drenagem urbana e

inundações ribeirinhas e resíduos sólidos.

A ocupação às margens do estuário do Itajaí-Açu gerou problemas com

enchentes. Este estuário está localizado no litoral centro-norte de Santa Catarina, à

aproximadamente 80 km de Florianópolis, desaguando no Oceano Atlântico. Este

estuário apresenta grande importância econômica regional, pois nele está localizado o

Porto de Itajaí, maior via de comércio do estado, além de diversos terminais portuários

menores. Diversas empresas de pesca também estão instaladas ao longo do estuário, e

são responsáveis pelo maior desembarque pesqueiro do Brasil (SCHETTINI, 2002).

O vale do Itajaí sofreu, ao longo de sua história, enchentes que causaram muitos

prejuízos sociais, econômicos e ambientais. As inundações de 1983, 1984, 2008 e 2011

são exemplos do poder destrutivo que estas representam, podendo deixar centenas de

pessoas desabrigadas e acarretar prejuízos de milhões de reais.

A cidade de Itajaí foi atingida por todos estes eventos e sofreu grandes danos.

No entanto, a enchente de 2011, mesmo que de grande magnitude, não ocasionou tantos

prejuízos como os observados nos eventos anteriores. Vários fatores podem ter sido

responsáveis pela amenização da enchente de 2011, dentre eles, a instalação de

estações de aquisição de parâmetros meteorológicos e de nível d’água em locais

estratégicos da cidade; o auxílio prestado pelo Centro de Ciências da Terra e do Mar da

Universidade do Vale do Itajaí e a recente obra de dragagem realizada para aprofundar o

canal do rio Itajaí-Açu, com finalidade de melhorias na navegação portuária.

Neste contexto, o presente trabalho visa avaliar e quantificar a eficiência do

aprofundamento do canal na prevenção ou amenização de enchentes na cidade de Itajaí

em eventos de vazões extremas, com a ação de maré astronômica e meteorológica,

utilizando o software SisBaHiA® (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental). Foi

2

utilizado o módulo de modelo hidrodinâmico bidimensional (2DH), dominado por forças

barotrópicas, no qual a estratificação da coluna d’água é desprezada, sendo que tal

limitação não é um problema, uma vez que, com vazões acima de 1000 m3/s, a

salinidade é insignificante no estuário (SCHETTINI, 2002).

1.1 OBJETIVOS

1.1.1 Objetivo Geral

Analisar a influência da dragagem no canal do rio Itajaí-Açu, no evento de

enchente de 2011.

1.1.2 Objetivos Específicos

Aplicar o modelo hidrodinâmico nos diferentes cenários:

Itajaí-Açu

Maré Astronômica

Maré Astronômica + Meteorológica

Vazão (m³/s) 270 5100 270 5100

Batimetria 2008 x x

x

Batimetria 2011 x x

x

Analisar os padrões de corrente e elevação do nível d’água nos cenários

modelados;

Calcular a eficiência do aprofundamento do canal na mitigação da enchente.

3

1.2 ÁREA DE ESTUDO

1.2.1 Localização

A área de estudo (Figura 1), situa-se na região centro-norte do estado de Santa

Catarina, distante 80 km da capital Florianópolis, deságuando no Oceano Atlântico Sul,

nas coordenadas geográficas de 26°54,7S e 048°38,1W (SCHETTINI, 2002; MIRANDA et

al.,2011).

Figura 1: Localização da área de estudo (Coordenadas: UTM / datum: WGS 84). Fonte: Colombi, 2011.

A bacia de captação do Rio Itajaí-Açu (Figura 2) possui aproximadamente

15.500 km², sendo a maior bacia da Vertente Atlântica (VA) do estado de Santa Catarina

(SCHETTINI, 2002).

4

Figura 2: Bacia do Rio Itajaí-Açu com respectiva elevação digital (coordenadas: UTM / datum: WGS 84). Fonte: Colombi, 2011.

1.2.2 Regime De Marés

A variação do nível do mar na área de estudo é controlada, predominantemente,

pela maré astronômica, que exerce influência de aproximadamente 70% da variação do

nível. Outro fator que influência na oscilação do nível do mar é a maré meteorológica, que

influência aproximadamente 30% desta variação (TRUCCULO & SCHETTINI, 2009).

1.2.2.1 Maré Astronômica

A maré astronômica na região desembocadura do estuário do Rio Itajaí-Açu é

classificada como de micro-marés (< 2 m), de acordo com a altura, variando entre 0,3 e

1,2 metros nos períodos de quadratura e sizígia, respectivamente, e a altura média é de

0,8 metros. Quanto à periodicidade, a maré astronômica tem predominância semi-diurna

SCHETTINI; CARVALHOl, 1998; SCHETTINI, 2002).

5

1.2.2.2 Maré Meteorológica

A maré meteorológica atua de forma mais errática na área de estudo e está

associada a entradas de frentes frias. Em casos extremos, a maré meteorológica pode

aumentar o nível do mar em até 1 metro, com período variando de 3 a 15 dias

(TRUCCOLO, 2009).

1.2.3 Precipitação

A precipitação é bem distribuída ao longo do ano no município de Itajaí, com

média anual de 1775 milímetros e com médias mensais de 80 milímetros, sem estação

seca bem definida. As chuvas são mais abundantes no verão e primavera, quando são

classificadas como chuvas convectivas. Já no outono e inverno, as chuvas são

classificadas como frontais e são menos abundantes.

1.2.4 Componente Fluvial

O rio Itajaí-Açu apresenta grande variabilidade anual em sua descarga fluvial,

com máximas nos meses de julho e agosto e mínimas nos meses de março e outubro. A

descarga média é de aproximadamente 228 m³/s, sendo que em períodos de enchente

ela pode chegar a 5390 m³/s, como observado na enchente de 1984, e em períodos de

estiagem a 17 m³/s (SCHETTINI, 2002).

1.2.5 Regime de Ventos

Os ventos apresentam direção predominante de nordeste, porém nas estações de

inverno e primavera os ventos de quadrante sul são de alta contribuição para o regime de

ventos do local. Isto ocorre devido ao aumento na intensidade e frequência de frentes

frias (TRUCCOLLO et al.,2009).

6

1.2.6 Ondas

Segundo Alfredini (2005) e Schettini (2002), a fixação e retificação do canal do rio

Itajaí-Açu, dificultam a entrada de ondas de gravidade, com períodos na ordem de

segundos e milissegundos, no estuário. Portanto, a intrusão de ondas geradas por ventos

é irrelevante para a variação do nível d’água no estuário e, como a pista não é suficiente

para a geração de ondas, a ação das mesmas se torna irrelevante na área de estudo.

1.2.7 Estuário do Rio Itajaí-Açu

O estuário do rio Itajaí-Açu pode ser classificado como de cunha salina, de acordo

com os padrões de distribuição de sal descritos por Pritchard (1955), e de planície

costeira de frente deltaica, de acordo com a classificação geomorfológica e fisiográfica

sugerida por Pritchard (1967).

O estuário percorre uma planície costeira com formato afunilado, estendendo-se

de Blumenau à Itajaí. Conforme se aproxima da jusante, a declividade diminui. A

extensão é de aproximadamente 70 km, com área de espelho d’água de 14 km2.

As principais forçantes hidrodinâmicas são a descarga fluvial e o regime de

marés. O principal aporte fluvial para o estuário é o próprio rio Itajaí-Açu, sendo atribuído

a ele aproximadamente 90% do aporte total, enquanto os 10% restantes são atribuídos

ao rio Itajaí-Mirim (TRUCCOLO & SCHETTINI, 2009).

Em situação de vazão baixa, a intrusão salina pode chegar a mais de 30 km à

montante da desembocadura. Por outro lado, em eventos de vazões acima de 1000 m³/s,

toda a água salgada do rio é expulsa, tornando o estuário totalmente misturado, sem

estratificação (SCHETTINI, 2002).

7

2 REFERENCIAL TEÓRICO

2.1 MARÉ

2.1.1 Maré Astronômica

A maré astronômica é, principalmente, causada pelo complexo sistema de forças

gravitacionais que os astros exercem sobre a Terra. Esta atração pode ser explicada pela

Lei da Gravitação Universal, de Isaac Newton (1642-1727). Os astros que exercem maior

influência sobre as massas de água terrestres são o Sol e a Lua (ALFREDINI, 2005;

NUNES, 2007).

As principais características deste tipo de maré são a periodicidade e a

previsibilidade da variação do nível d’água, com altura variável e com período,

geralmente, entre 12 e 42 horas, caracterizando uma onda de período longo

(ALFREDINI, 2005).

Conforme a Figura 3, as subidas e descidas do nível d’água são denominadas,

respectivamente, de enchente e vazante. Quando a elevação de maré é máxima

(preamar), temos o que chamamos de estofa de maré enchente e, quando a elevação é

mínima, temos o que chamamos de estofa de maré vazante. Durante a estofa de maré

vazante a velocidade de corrente é mínima, no entanto, quando estamos entre a estofa

de maré enchente e a estofa de maré vazante, temos a velocidade de corrente máxima

(GIOC, 2000; MIRANDA et al., 2002; ALFREDINI, 2005).

Figura 3: Oscilações periódicas e simétricas de maré e os parâmetros: amplitude (a),

período ( t/ ) e altura (h). Fonte: Alfredini, (2005).

8

2.1.1.1 Forças Geradoras de Maré

A variação da atração gravitacional que a Lua e o Sol exercem sobre a Terra é a

principal origem da força geradora de maré. A variação da posição destes astros,

associada com a força centrífuga dos sistemas Terra-Lua e Terra-Sol, regem a amplitude

e a periodicidade da maré.

A força gravitacional é definida pela equação 1, onde G é a constante universal

gravitacional, r é a distancia entre os corpos, m1 e m2 são as massas dos corpos

envolvidos na atração.

Força gravitacional =

(1)

A força geradora de maré é derivada da força gravitacional e é definida pela

equação 2.

Força geradora de maré =

(2)

Apesar de a lua ter massa 27 milhões de vezes menor que a massa do Sol, é ela

que tem maior influência na variação do nível do mar. Como a força geradora de maré é

inversamente proporcional ao cubo da distância entre os corpos, e o Sol é 390 vezes

mais longe da Terra que a Lua, esta acaba exercendo maior influência no regime de

marés terrestre (THURMAN, 1978; ALFREDINI 2005; GIOC, 2000).

2.1.1.1.1 Sistema Terra-Lua

O sistema Terra-Lua tem uma órbita elíptica e sua revolução ocorre em 27,3

dias. A força centrífuga do sistema Terra-Lua equilibra exatamente as forças de atração

gravitacional entre os dois corpos, de modo que o sistema como um todo se mantém em

equilíbrio.

As forças centrífugas apresentam direções paralelas à linha de união entre os

dois centros de massa, porém, a força gravitacional que a lua exerce sobre a Terra é

maior nos pontos que se encontram mais próximo, e os pontos mais distantes da lua

sofrem menor atração gravitacional. A resultante das forças centrífuga e gravitacional

gera o que é chamado de força geradora de maré (Figura 4) (OPEN UNIVERSITY, 1997).

9

Figura 4: Força centrífuga com mesma direção e magnitude em todos os pontos da Terra, força gravitacional com direções apontadas para a Lua e com magnitude variável e a força geradora de maré que é a resultante entre a força centrífuga e a força gravitacional. Fonte:

Modificado de Alfredini, 2005.

O período de rotação da Terra em relação à Lua é de 24 horas e 50 minutos

(Figura 5), devido ao movimento de translação que a Lua realiza enquanto a Terra

completa seu movimento de rotação. Esta é a razão pela qual a preamar de um

determinado local atrasa 50 minutos a cada dia (ALFREDINI, 2005).

10

Figura 5: Relação entre um dia solar de 24 h e um dia lunar de 24 h e 50 min. Fonte: Modificado de Alfredini, 2005.

A órbita da Lua varia em relação ao plano equatorial terrestre, portanto,

apresenta variações em sua declinação. O ângulo entre a órbita lunar e o plano

equatorial pode chegar a 28° (Figura 6). Quando a declinação é máxima (maré tropical) a

desigualdade entre os trópicos é máxima. Quando a Lua está no mesmo plano que a

linha do equador, estas desigualdades tornam-se inexpressivas (THURMAN, 1978).

Como a órbita da Lua é elíptica, as magnitudes de maré sofrem influência da sua

posição. A força geradora de maré pode sofrer um incremento de 20 % no perigeu e uma

diminuição de mesmo valor no apogeu (OPEN UNIVERSITY, 1997).

11

Figura 6: Ilustração da produção de marés desiguais (maré tropicais) em latitudes médias devido à posição da Lua. Fonte: Modificado de Alfredini, 2005.

2.1.1.1.2 Sistema Terra-Sol

O sistema Terra-Sol funciona de maneira análoga ao sistema Terra-Lua, porém

com menor influência na força geradora de maré, devido à distância entre a estrela e o

nosso planeta.

A maré solar tem período de 12 horas e a declinação solar em relação ao

equador pode atingir 23°. Por ter uma órbita elíptica, o Sol apresenta um periélio e um

afélio, influenciando na amplitude da maré (OPEN UNIVERSITY, 1997; ALFREDINI,

2005; GIOC, 2000).

2.1.1.1.3 Interação dos Sistemas Terra-Sol e Terra-Lua

A Figura 7 demonstra como o Sol e a Lua influenciam na maré astronômica

terrestre em uma ocasião de declinação nula. A maré de sizígia pode ser observada na

Figura 7 (a) e (c) onde, as forças geradoras de maré, atuam no mesmo rumo, podendo

estar em conjunção na Lua nova ou oposição na Lua cheia. A maré de sizígia é

responsável pelas maiores varações no nível do mar (OPEN UNIVERSITY, 1997;

ALFREDINI, 2005; GIOC, 2000).

12

Na Figura 7 (b) e (d) observa-se a maré de quadratura onde, as forças

geradoras de maré atuam em ângulo reto. Com isso as amplitudes de maré são

menores.

Figura 7: Maré de sizígia, (a) e (c), onde o Sol e Lua atuam no mesmo rumo; Maré de quadratura (b) e (d), onde o Sol e a Lua se encontram em posição ortogonal. Fonte:

Modificado de USACE, 2002.

2.1.1.2 Constantes Harmônicas

A série temporal de uma maré astronômica é a soma de 399 constantes

harmônicas, das quais 100 são de período longo (baixa frequência), 160 são diárias

(diurnas), 115 ocorrem duas vezes por dia (semi-diurna) e 14 ocorrem três vezes ao dia

(terc-diurna ou sobremaré) (STEWART, 2002; GIOC, 2000).

13

Tabela 1: Constantes harmônicas que mais influenciam à variação de nível do mar.

Símbolo Período (horas) Descrição Tipo

K2

S2

M2

N

K

P

O

M

M

S

11,97

12,00

12,42

12,66

23,93

24,07

25,82

327,84

661,10

4526,88

Lunar/Solar

Solar

Lunar

Lunar Elíptica

Lunar/Solar

Solar

Lunar

Lunar

Lunar

Solar

Semidiurna

Semidiurna

Semidiurna

Semidiurna

Diurna

Diurna

Diurna

Baixa frequência

Baixa frequência

Baixa frequência

De acordo com Pond & Pickard (1983), a classificação da maré, segundo o tipo

de harmônica que mais a influência, pode ser realizada a partir do número de forma (F):

( )

( ) (3)

Onde, K1 e O1 são componentes diurnas e M2 e S2 são componentes semi-

diurnas.

A partir do valor de F pode-se classificar a maré em:

0 < F < 0,25: Semi-diurna.

0,25 < F < 1,5: Mista com predominância de semi-diurna.

1,5 < F < 3,0: Mista com predominância de diurna.

F > 3: Diurna.

2.1.2 Maré Meteorológica

A maré meteorológica é definida como a resposta do nível do mar às tensões

tangenciais induzidas pelo vento e pelos campos de pressão. Estas condições

14

meteorológicas podem alterar consideravelmente a altura e o horário de determinada

maré. O efeito combinado de ventos, que empilham a água na costa, e campos de alta

pressão corresponde às marés meteorológicas positivas, as quais constituem fortes

ameaças de inundação para as áreas costeiras mais baixas. A maré meteorológica

negativa corresponde a ventos que afastam a água da costa, associados a um campo de

alta pressão, e acarretam em problemas à navegação (GIOC, 2000; ALFREDINI, 2005).

A maré meteorológica pode ser obtida a partir da diferença entre dados aferidos

e os dados obtidos pela previsão harmônica no mesmo intervalo temporal (PUGH, 1987).

A maré meteorológica, quando combinada à maré de sizígia, pode gerar níveis

d’água muito altos e acarretar em enchentes nas áreas costeiras (Figura 8).

Figura 8: Convolução de maré astronômica e maré meteorológica.

2.1.3 Maré em Estuários

A interação da onda de maré com a massa d’água estuarina gera variações no

nível d’água. Os efeitos que afetam a propagação da maré em estuários são:

Efeito morfológico, redução de profundidade e confinamento lateral,

levando a concentração de energia, gerando grandes amplitudes e

correntes de maré.

Atrito: produz dissipação de energia da onda de maré, reduzindo a

amplitude da onda de maré.

A velocidade de propagação da onda de maré depende da profundidade do leito,

portanto, a crista de maré (preamar) se move com uma velocidade maior do que a cava

da maré (baixamar). Como resultado, o período entre uma preamar e uma baixamar é

maior que o período entre uma baixamar e uma preamar (ALFREDINI, 2005).

15

Em alguns casos, a onda de maré gera perturbações na ordem de centímetros a

mais de 100 metros da desembocadura do estuário. Além de influenciar no nível d’água,

a maré interfere na vazão do corpo hídrico, podendo ser definitiva na ocorrência de

enchentes (ALFREDINI, 2005).

2.2 ESTUÁRIOS

De acordo com Pritchard (1955), estuário é um corpo de água costeiro

semifechado, com uma livre ligação com o oceano aberto, no interior do qual a água do

mar é mensuravelmente diluída pela água doce oriunda da drenagem continental.

Estuários podem ser considerados baías sujeitas a marés, trechos fluviais

sujeitos a marés ou trechos costeiros sujeitos a vazões fluviais.

Kjerfve, (1987), sugeriu um zoneamento destes corpos hídricos (Figura 9),

dividindo-os em:

Zona de maré do rio (ZR): Parte contendo apenas água doce, porém,

sofre influência da maré no nível d’água.

Zona de mistura (ZM): É o estuário propriamente dito, é caracterizado

pela mistura de água doce e salgada, consequentemente, sofre uma

variação espaço-temporal de suas propriedades. Estende-se entre a (ZR)

e a desembocadura do estuário.

Zona Costeira (ZC): Região costeira que sofre influência da pluma

estuarina e apresenta uma elevada turbidez, se comparada a regiões

adjacentes.

16

Figura 9: Zonação estuarina proposta por Kjerfve, 1987. Fonte: Miranda et al.,(2002).

2.2.1 Classificação dos Sistemas Estuarinos

Segundo Miranda (2002), existe vários esquemas de classificação de estuários.

Nestas classificações, leva-se em conta as características geomorfológicas e a

estratificação da salinidade.

2.2.1.1 Classificação de acordo com a estratificação da salinidade

Esta classificação permite definir as características de circulação na zona de

mistura, incluindo assim, a grande maioria dos estuários de planície costeira.

De acordo com a estratificação da salinidade, Officer (1977) apud Miranda

(2002), definiram os estuários da seguinte forma (Figura 10):

Estuário de cunha salina: Interface distinta entre a água doce e a água

do mar, a chamada cunha salina. Na camada superior da lâmina d’água

flui água doce em direção à desembocadura.

Estuário altamente estratificado: Campo de salinidade altamente

estratificado, apresentando diferença entre as salinidades das diferentes

17

camadas da coluna d’água. Apresenta grande gradiente vertical da

salinidade.

Estuário parcialmente estratificado: Apresenta zona de mistura com

fraca estratificação. O gradiente de salinidade entre o fundo e a superfície

é baixo.

Figura 10: Tipos de estuário de acordo com a estratificação da salinidade. Fonte: Modificado de Pritchard, 1967.

2.2.1.1 Classificação de acordo com a geomorfologia estuarina

Cameron & Pritchard (1963) apud Miranda (2002), definiram estuários da

seguinte forma (Figura 11):

Planície costeira: Estuários comumente encontrados em planícies costeiras,

formados durante a última transgressão do mar no Holoceno. São relativamente

18

rasos, apresentam alta razão largura/profundidade, além de um fundo preenchido,

basicamente, por silte e argila.

Fiordes: Sistemas estuarinos característicos de altas latitudes, em geral formados

por erosão glacial no Pleistoceno e apresentam uma diminuição em sua

profundidade. Esta característica aumenta a velocidade de fluxo da água de

origem continental, que, por sua vez impede a entrada de água doce. A razão

largura/profundidade é baixa, se comparada a estuários de planície costeira.

Construídos por Barreira: São estuários formados pela inundação de vales

primitivos durante a última transgressão marinha, porém, a recente sedimentação

acarretou a formação de barreiras na desembocadura. A zona de mistura destes

corpos se encontra em lagoas ou baías e são separadas da zona costeira pelas

barreiras citadas acima. A descarga dois rios que contribuem para este sistema

variam sazonalmente, gerando grande variação na morfologia da desembocadura.

Figura 11: Tipos de estuários de acordo com a classificação geomorfológica de Cameron & Pritchard (1963). Fonte: Miranda et al, (2002).

19

2.2.2 Dinâmica Estuarina

As propriedades deste ambiente variam em ampla escala espaço temporal. Na

escala temporal, suas propriedades podem variar em intervalo de tempo inferior ao de um

ciclo de maré ou superior ao de um ciclo sazonal anual (MIRANDA, 1984).

A dinâmica estuarina depende, essencialmente, de uma combinação de

influências da descarga de água doce, das oscilações da maré, da circulação da região

costeira adjacente, ação de parâmetros meteorológicos e as influências impostas pelas

características geomorfológicas e geológicas do estuário. Caracterizando-se assim, um

sistema muito complexo (MIRANDA, 1984).

A oscilação de maré é a principal força geradora de movimento e influencia

fortemente nos processos de mistura nos estuários. A onda de maré se propaga estuário

acima na forma de ondas largas de gravidade.

A descarga de água é proveniente da bacia de drenagem onde o estuário se

localiza. A quantidade de água doce que passa por uma secção do estuário, em um

intervalo de tempo, depende do tamanho da bacia e a pluviosidade da região em

questão.

A interação entre a maré e a descarga fluvial gera estratificação na coluna

d’água, esta estratificação gera movimentos bidirecionais que caracterizam a chamada

circulação clássica estuarina (MIRANDA et al.,2002).

2.3 DRAGAGEM

Segundo Alfredini (2005), dragagem consiste na escavação ou remoção de

sedimento em qualquer profundidade e por meio de equipamentos mecânicos ou

hidráulicos em mares, rios e estuários.

Existem dois tipos de dragagem a de implantação e a de manutenção. A primeira

é efetuada para atingir determinado gábarito geométrico (largura, profundidade e talude),

já a segunda, é feita sistematicamente para manter um determinado padrão geométrico.

A dragagem de implantação exige um maior esforço para a concretização da obra, uma

vez que, a escavação gera instabilidade nos talude que, por sua vez, pode soterrar a

área dragada.

20

Para efetuar e efetuar o pagamento do serviço de dragagem e controlar o

rendimento do serviço torna-se necessário medir o volume de sedimento retirado. Essa

medida pode ser feita por:

Medição no corte: Como o nome já diz, é a medição efetuada no buraco

efetuado pela draga. Está sujeita a imperfeições devido a: assoreamento,

retorno do material dragado, transporte sólido natural, empolamento de

fundo e aumento de volume devido alívio de pressão.

Medição no despejo: É aferida na área de despejo do material dragado.

O volume normalmente apresenta erro devido a: perda por matéria em

suspenção, compactação do material na área de depósito e recalque no

leito.

Medição na cisterna: É o tipo de medição mais eficiente. Mede-se a

espessura do material decantado e a concentração de material

particulado em suspensão por amostragem na cisterna. Nas dragas de

sucção a medição contínua da concentração de sedimento em

suspensão, associado à vazão proporcionam um cálculo do volume

dragado.

2.4 PLANÍCIES DE INUNDAÇÃO

As planícies de inundação ou planície aluvionar, se desenvolvem sobre a calha

de um vale preenchido por sedimentos aluvionares, se localizam, normalmente, no baixo

curso do rio, onde o relevo é mais desbastado pela erosão do que à montante,

apresentando um pequeno gradiente topográfico. Devido a estas características, o

ambiente apresenta baixa energia, caracterizando uma área de depósitos sedimentar.

Em ocasiões de alta pluviosidade, o nível do rio pode se elevar e inundar a região

(CHRISTOFOLETTI,1981).

A fertilidade da planície de inundação se deve às cheias periódicas. Nestes

eventos, o rio acaba por depositar matéria orgânica e nutrientes nas áreas adjacente. As

características dos solos das planícies de inundação, são de suma importância para a

agricultura e contribuíram para a evolução de muitas culturas que habitaram e

floresceram as margens de rios como o Nilo. Portanto, muitas cidades antigas e

modernas estão localizadas em planícies de inundação.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Vale

http://pt.wikipedia.org/wiki/Aluvi%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Eros%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Gradiente

21

2.5 ENCHENTES E INUNDAÇÕES

Enchentes ocorrem quando as águas dos rios, riachos ou galerias pluviais saem

do leito, devido à falta de capacidade de escoamento de um destes sistemas, e ocupa

áreas utilizadas pela população para moradia, comércio, transporte, indústria e

recreação. A várzea inunda, de acordo com as características de topografia próximas ao

rio (SOUZA, 2004; TUCCI, 2005).

Os fatores que condicionam inundações, enchentes e alagamentos em regiões

costeiras são de origem antrópica ou natural. Os condicionantes naturais são: climático

meteorológico, geológicos-geomorfológicos da bacia de drenagem, fluvio-hidrológicos e

oceanográficos, já os condicionantes de origem antrópica, podem ser: desmatamento,

obras hidráulicas, reflorestamento, o uso agrícola e a urbanização. A urbanização e o

desmatamento produzem um aumento na frequência de ocorrência das enchentes

(TUCCI, 2005; SOUZA, 2004).

Como na língua portuguesa existe grande controvérsia entre os termos enchente

e inundação, juntamente à complexidade de processos costeiros envolvidos é bem

confusa a terminologia para estes eventos. Portanto, no presente trabalho, são adotadas

a definições descritas por Souza, 2004.

Inundação costeira: causada por maré meteorológicas ou ressacas

concomitantemente à marés astronômicas elevadas (maré de sizígia).

Afetam ocupações próximas à costa, praias, estruturas costeiras e

terraços holocênicos frontais.

Inundação na planície costeira: ocorre por transbordamento de canal

fluvial, estuarino, lagunares ou de maré sobre terrenos naturais da

planície costeira. Cheia ocorre onde não existe ou é rara a ocupação

antrópica.

Enchente na planície costeira: ocorre por transbordamento de canal

fluvial, estuarino, lagunares ou de maré sobre terrenos naturais da

planície costeira. Cheia ocorre onde existe ocupação antrópica.

Inundação/Enchente relâmpago: causada por transbordamento de

canais fluviais presentes nas baixas encostas, em terrenos naturais ou

antropizados.

Alagamento: ocorre em áreas distantes dos canais, onde o acúmulo de

água se deve à precipitação e acúmulo de água em áreas antropizadas

22

com baixa percolação de água no substrato e baixo escoamento

superficial.

As inundações sempre existiram. O homem procurou se estabelecer próximo

dos rios para usá-lo como transporte, obter água para seu consumo e mesmo dispor seus

dejetos. Como as áreas próximas a rios geralmente são planas foram colonizadas sem

grandes dificuldades. Portanto, eventos naturais se tornaram problemas para a

humanidade (TUCCI, 1993;SOUZA, 2004).

Segundo Tucci, (1999) e conforme podemos observar na figura 12, a enchente

ocorre na área do presente estudo devido à ocupação desordenada das margens do rio

Itajaí-Açu. A área ocupada é caracterizada com uma planície de inundação, portanto está

sujeita a inundações periódicas, o que afeta a vida de milhares de pessoas.

Figura 12: Ocupação desordenada em uma planície de inundação, acarretando risco de enchente iminente para a população e ocupo a área. Fonte: modificado de TUCCI, 2005.

2.5.1 Medidas de controle de enchentes

Segundo Tucci, (2005), as medidas para o controle de enchentes podem ser do

tipo estrutural e não estrutural.

As medidas estruturais são aquelas que modificam a estrutura do corpo d’água

através de obras na bacia de drenagem ou no próprio canal para evitar transbordamento

do leito menor do rio para o leito maior.

23

As medidas não estruturais visam diminuir os prejuízos causados pelas

enchentes, através de medidas preventivas como o alerta de inundação, zoneamento das

áreas de risco, seguro contra inundações e medidas de proteção individual.

2.5.1.1 Medidas estruturais

As medidas estruturais são obras de engenharias feitas para diminuir o risco de

inundação. Existem dois tipos de medidas estruturais:

Extensivas: Agem na bacia de drenagem, procuram modificar as relações entre o

volume precipitado e a vazão. Um exemplo de uma medida estrutural extensiva é

a alteração na cobertura vegetal do solo, que, influencia diretamente no

assoreamento de rios e na permeabilidade do solo.

Intensivas: Agem no rio e, segundo Simeons et al.,977 apud Tucci, 2005, podem

ser classificadas em três tipos:

o Aceleram o escoamento: Construção de diques e polders, aumento na

capacidade de descarga dos rios, corte de meandros e aumento da

secção transversal do rio.

o Retardam o escoamento: Reservatórios e as bacias de amortecimento

o Desvio do escoamento: São obras como canal extravasor e canal de

desvio.

As medidas estruturais não são a garantia da ausência de enchentes e sim uma

tentativa de diminuir a sua ocorrência e magnitude. O alto custo é um empecilho à

execução das obras. Porém, os prejuízos causados pelas cheias, ultrapassam o alto

valor que as obras necessitam para serem efetuadas.

As medidas não estruturais não são feitas para prover uma proteção completa,

isto exigiria proteção contra a maior enchente possível. A alta dificuldade física, financeira

inviabiliza as medidas na maioria das situações. Além disso, as medidas estruturais criam

uma falsa sensação de segurança, gerando ocupação em áreas de risco.

24

2.5.1.2 Medidas não estruturais

As medidas não estruturais podem ser adotadas em conjunto com as anteriores

ou sem elas e, podem minimizar significativamente os prejuízos causados com um menor

custo. O custo para implementar medidas não estruturais é 1 terço do custo para se

implementar uma medida estrutural.

As principais medidas não-estruturais são do tipo preventiva como: previsão e

alerta de inundação, zoneamento das áreas de risco de inundação, seguro e proteção

individual contra inundação.

2.6 MODELAGEM NUMÉRICA

O estudo do ambiente pode ser feito de forma experimental, teórica e numérica.

A forma experimental é a que mais corresponde à realidade, porém são necessários

equipamentos, que encarecem o estudo e, muitas vezes, não conseguem representar o

meio como um todo. A forma teórica é a mais utópica, é restrita a geometria, processos

físicos simples e a problemas lineares. E a forma numérica estuda o ambiente sem

restrições de linearidade, geometria e níveis de complexidade dos processos (FORTUNA,

2000).

A simulação numérica apresentava grandes dificuldades de cálculo antes do

advento dos computadores, o que impedia a ampla utilização deste método. A partir da

década de 60, os computadores vêm evoluindo de forma acelerada, o que possibilitou

uma enorme evolução e ampla utilização das técnicas matemáticas (AMARAL et al,

2003).

As técnicas de modelagem numérica podem ser usadas em diversas áreas

científicas. Na área da oceanografia, ela é amplamente aplicada e pode-se simular

hidrodinâmica, ondas, transporte de sedimentos, transporte de poluentes e etc.

A integração de informações espacialmente dispersas, a interpolação de

informações para regiões nas quais não existe coleta, interpretar medições feitas em

estações pontuais, proporcionar o entendimento da dinâmica de processos e prever

situações simulando cenários são ações possíveis com a utilização de modelos.

25

Quando calibrados e validados, são capazes de representar fielmente os valores

nos pontos onde os dados foram medidos. Portanto, não há razão para duvidar de dados

extrapolados ou interpolados a partir destes valores.

Os modelos são apenas ferramentas, e sua utilização é perigosa. O uso de

forma inadequada pode levar a resultados enganosos e decisões importantes podem ser

tomadas a partir destes resultados. Por isso, é de suma importância que o modelador

tenha conhecimento do funcionamento do modelo e de suas limitações (ROSMAN, 2010).

O diagrama representado na figura 13 sintetiza o processo de modelagem e a

rota mais usual está destacada em amarelo.

Figura 13: Diagrama do processo de modelagem e recursos hídricos (ROSMAN, 2010).

Os fenômenos de interesse são, basicamente, os movimentos, o transporte de

substâncias e as propriedades dos corpos d’água que se deseja estudar, otimizar com

uso de um projeto ou gerir.

A observação e medição é a etapa, onde, se busca entender as causas, os

efeitos e agentes intervenientes do sistema. Após esta primeira etapa, busca-se

26

informações quantitativas e faz-se medições das grandezas das causas, efeitos e

agentes intervenientes observados.

Através destas observações e medições, desenvolve-se o modelo conceptual do

sistema. Os modelos conceptuais visão a compreensão das causas, efeitos, interações e

relevância dos agentes intervenientes na sua ocorrência. Um bom modelo conceptual

proporciona modelos matemáticos muito abrangentes.

A tradução do modelo conceptual em linguagem matemática caracteriza um

modelo matemático. Em geral, quanto melhor e mais completo o modelo conceptual,

mais complexo é o modelo matemático e a solução geral é mais difícil de ser obtida. Os

modelos mais gerais são descritos em equações diferenciais e é difícil se obter a sua

solução geral (analítica).

Os modelos matemáticos são traduzidos para modelos numéricos e são

adaptados para diferentes métodos de cálculo, como, diferenças finitas, volumes finitos e

elementos finitos. Com a evolução computacional, este se tornou o método mais fácil

para se resolver modelos matemáticos.

Os dados de entrada sofrem um pré-processamento e então são inseridos no

modelo computacional, que é a tradução do modelo numérico para uma linguagem

computacional, que possa ser compilada e executada em um computador. O modelo

computacional gera uma massa de dados que precisa de um pós-processamento para

que possa ser interpretada pelo usuário. Normalmente, estes dados quantitativos são

organizados em mapas, gráficos, tabelas e animações que variam ao longo do tempo.

A partir do processo de calibração e validação pode-se observar a coerencia dos

resultados modelados com os dados medidos. Se há coerência, o modelo está pronto e

seus resultados podem ser utilizados. Todavia, se os dados não estiverem de acordo

com com a realidade serão necessárias novas calibraçoes até que o modelo atinja uma

calibração aceitável.

2.6.1 Modelo SisBaHiA®

O SisBaHiA® (Sistema Base de Hidrodinâmica Ambiental) é um sistema

profissional de modelos numéricos computacionais elaborado pelo Programa de

Engenharia Oceânica da COPPE/UFRJ com licença de uso gratuita para fins

acadêmicos.

O software SisBaHiA® apresenta diversos módulos:

27

Modelo Hidrodinâmico 2DH/3D;

Modelo de Transporte Euleriano;

Modelo de Qualidade de Água e Eutrofização;

Modelo de Transporte de Sedimentos e Evolução Morfológica do

Fundo;

Modelo de Transporte Lagrangeano – Determinístico;

Modelo de Transporte Lagrangeano – Probabilístico;

Modelo de Campo Próximo para Emissários e Fontes Pontuais;

Modelo de Geração d Ondas;

Modelo de Propagação de Ondas.

No presente trabalho será utilizado o modelo hidrodinâmico 2DH para corpos

d’água totalmente barotrópicos.

2.6.1.1 Modelo Hidrodinâmico 2DH

O modelo utilizado pelo módulo hidrodinâmico do SisBaHiA® é o FIST3D. O

modelo resolve as equações de Navier-Stokes utilizando a aproximação de águas rasas.

A discretização espacial deve ser feita utilizando elementos finitos quadráticos e

triangulares. Como não há gradiente baroclínico nos cenários modelados, será utilizado o

módulo que calcula valores bidimensionais na horizontal (2DH). Onde são calculadas as

velocidades de corrente e a elevação da superfície livre.

Em condições favoráveis, o módulo 2DH apresenta ótimos resultados e não

exige tanto recurso computacional.

2.6.1.1.1 Formulação

As incógnitas de um modelo de escoamento 2DH integrado na vertical são

determinadas por três equações, listadas a seguir (ROSMAN, 2006):

Equação da quantidade de movimento em um escoamento 2DH

integrado na vertical, na direção x:

( )

( ( )

( )

)

(

)

∑

28

Equação da quantidade de movimento em um escoamento 2DH

integrado na vertical, na direção y:

( )

( ( )

( )

)

(

)

∑

Equação da continuidade do volume integrada na vertical.

∑ ( )

Os termos das equações (4) e (5) são descritos a seguir, tomando como

exemplo a equação da quantidade de movimento em x. Todas as descrições são

adaptadas de Rosman, 2006:

( )

Representa a taxa de variação temporal do fluxo de quantidade de movimento

2DH por unidade de massa, conhecida como aceleração local do escoamento em uma

dada posição. Em escoamentos permanentes, esse termo é igual à zero.

( )

Representam a taxa de variação espacial do fluxo de quantidade de movimento

2DH na direção x por unidade de massa a partir da aceleração advectiva do escoamento

2DH, em um determinado instante. Em um escoamento permanente esses termos são

iguais à zero.

( )

Representa a variação da pressão hidrostática no fluído, na direção x (gradiente

de pressão), devido à declividade da superfície d’água na direção x. De acordo com o

29

sinal negativo, este termo força escoamentos de lugares onde o nível de água é mais alto

para onde o nível de água é mais baixo.

( )

Representa a diferença de pressão hidrostática na direção x (gradiente de

pressão), devido às diferenças de densidade da água na direção x. Como o sinal é

negativo, o a direção do fluído é de locais com maior densidade para locais com menor

densidade.

( ( )

( )

) ( )

Representa a resultante das tensões dinâmicas turbulentas 2DH no escoamento.

Esses termos são responsáveis pela geração de vórtices horizontais em zonas de

recirculação.

( )

Representa a aceleração de Coriolis devido ao fato do referencial estar se

movimentando na superfície da Terra. Esse termo é irrelevante próximo ao equador, em

baixas latitudes e em corpos de água relativamente pequenos.

(

) ( )

Representa a tensão do vento na superfície livre por unidade de massa. Caso o

vento tenha a mesma direção do escoamento, esse termo irá acelerar o escoamento;

caso tenha direção contraria, irá retardar o escoamento.

(

) ( )

Representa a tensão de atrito no fundo atuante no escoamento 2DH por unidade

de massa. Como o sinal é negativo, esse termo tende a desacelerar o escoamento. O

termo depende do tipo de deslocamento e do material do fundo.

( ) ( )

Representa efeitos na quantidade de movimento devido à variações de massa

em função dos fluxos, por unidade de área, de precipitação qP, evaporação Qe,

infiltração qI.

30

A equação (6) representa os efeitos de continuidade, ou seja, uma massa fluida

escoa de forma incompressível, permanecendo com o mesmo volume à medida que se

movimenta.

2.6.1.1.2 Discretização Espaço-Temporal

Para discretização do domínio espacial, o modelo FIST3D utiliza tanto elementos

quadráticos quanto elementos triangulares (Figura 14). Porém, os elementos quadráticos

apresentam melhor resultado e custo-beneficio (ROSMAN, 2006). Ambos os tipos de

elementos se utilizam da formulação para elementos finitos, utilizando-se de equações

simplificadas.

Figura 14: Elementos aceitos pelo modelo FIST3D. Fonte: Rosman, (2010).

A discretização temporal utilizada pelo FIST3D é via um método implícito de

diferenças finitas, com erro de truncamento de segunda ordem.

2.6.1.1.3 Condições de contorno e condições iniciais

As equações do modelo SisBaHiA® são diferenciais parciais de primeira ordem

em relação ao tempo e diferenciais parciais de segunda ordem em relação ao espaço.

Portanto, as condições iniciais não satisfazem todos os termos presentes nas equações.

São necessárias condições de contorno para representar corretamente o meio, e o

modelo apresentar uma boa coerência (ROSMAN, 2011).

Segundo Rosman (2011), as condições de contorno podem ser de dois tipos

(Figura 15):

31

Contorno aberto: São os limites do domínio de modelagem que estão ligados ao

oceano. Portanto é neste contorno onde a imposição das forçantes de elevação

da superfície livre é prescrita.

Contorno fechado: São os contornos de terra geralmente representam as

margens do corpo de água e possíveis pontos de afluxo e efluxo, como rios e

estuários. A condição típica de contorno de terra é a atribuição de um valor de

fluxo normal à fronteira em todos os seus pontos. Quando não existe contribuição

externa à fronteira, o valor nulo é imposto.

Figura 15: Localização dos contornos fechados e do contorno aberto.

As condições iniciais são valores de velocidades de corrente, em “U” e “V”, e a

elevação da superfície livre no instante inicial. Normalmente se usa o valor nulo para as

velocidades de corrente e um valor plausível para a elevação livre da superfície.

32

2.6.1.1.4 Calibração e validação

A calibração serve como ferramenta para se obter resultados que apresentem

uma melhor validação. Caso, após a validação, o modelo não apresentar resultados

satisfatórios, será necessária uma nova calibração e, posteriormente, uma nova

validação. Este processo é repetido quantas vezes necessárias, até que os dados

modelados apresentem uma validação aceitável (ROSMAN, 2011).

Segundo Rosman (2010), importantes pontos conceituais definem uma boa

calibração em sistema de modelos hidrodinâmicos e podem ser vistas a seguir:

O primeiro passo da calibração é checar se as escalas características dos

fenômenos de interesse e as escalas de discretização do modelo são compatíveis.

O segundo passo fundamental é checar exaustivamente se a geometria do

domínio de interesse está representada da forma correta. Neste sentido, as principais

ocorrências são: discretização inadequada, sempre muito grosseira para capturar feições

geométricas que possam afetar os dados medidos e os resultados do modelo; e valores

impróprios de profundidade, especialmente ao longo dos contornos, ao longo dos nós de

ilhas e de canais estreitos.

O terceiro e igualmente fundamental passo no processo de calibração, refere-se

às condições de contorno. Deve ser feita uma verificação abrangente, pois o modelo

hidrodinâmico é muito sensível à condições de contorno. A escala dos dados de entrada

não pode ser muito diferente das condições iniciais.

O quarto passo de calibração foca nas variações dos níveis de água, ou no caso

de corpos de água costeiros, níveis de maré. Se um modelo está simulando corretamente

as variações do nível de água, em amplitudes e fases, então volumes de água estão

sendo corretamente trocados dentro do domínio do modelo. Somente se os níveis de

água estiverem sendo corretamente reproduzidos em amplitude e fase é que se pode

esperar obter valores corretos de velocidade.

O quinto passo visa os valores de corrente, os ajustes para calibração de

correntes devem ser feitos nos parâmetros de turbulência do modelo hidrodinâmico. Caso

não se obtenha boa validação, provavelmente, algum dos passos anteriores precise de

análises adicionais.

33

3 MATERIAIS E MÉTODOS

3.1 DOMÍNIO DE MODELAGEM

A definição do domínio de modelagem é importante para uma posterior

discretização espacial. As fronteiras do domínio devem estar afastadas da área de

interesse, para melhor representação dos processos físicos.

Para a confecção deste domínio, foi necessária a confecção de uma linha de

costa através de imagens obtidas pelo sensor GeoEye-1. O satélite fornece imagens

pancromáticas com 50 centímetros de resolução. O domínio compreende as cidade de

Navegantes, Itajaí e Balneário Camboriú (Figura 16).

Figura 16: Domínio de modelagem

34

3.2 DISCRETIZAÇÃO ESPACIAL

A partir das linhas de costa, foi criada uma malha numérica por meio do software

Argus-One. A grade é composta por elementos finitos quadrangulares e contem 1393

elementos quadrangulares e 6313 nós (Figura 17).

Para o tamanho dos elementos, foram levados em consideração dois critérios: a

localização do fenômeno de interesse, complexidade da linha de costa e o gradiente de

batimetria. Assim, as áreas dentro do rio Itajaí-Açu e as áreas costeiras apresentam

maior refinamento que as áreas oceânicas.

Figura 17: Discretização espacial do domínio de modelagem.

35

3.3 DISCRETIZAÇÃO TEMPORAL

A discretização temporal do modelo é referente ao passo de tempo para que cada

equação seja feita. O passo de tempo foi definido com base na variação temporal do

fenômeno de interesse e no número de Courant (Cr).

O número de Courant é um parâmetro adimensional que indica as instabilidades

do modelo. Quanto menor é o número de Courant, menor é o erro do cálculo e maior é o

tempo computacional.

√(

) (| | √ ) ( )

Onde:

∆t = passo de tempo que se deseja determinar (s);

∆x = espaçamento médio longitudinal dos nós da malha (m);

∆y = espaçamento médio transversal dos nós da malha (m);

|V| = módulo da velocidade de corrente (na prática é desprezível, pois seu valor é

muito menor que √ );

g = aceleração da gravidade (m²/s);

H profundidade média local (m)

No modelo SisBaHiA®, um bom número de Courant (Cr) varia entre 3 e 8. Estes

valores permitem que o modelo represente bem os resultados com um esforço

computacional aceitável. Sendo assim, o intervalo de tempo para descrcitização temporal

foi de 20 segundos gerando um número médio de Courant (Cr) igual a 4,2.

36

3.4 DADOS DE ENTRADA

3.4.1 Rugosidade

Segundo Rosman (2011), a rugosidade a ser inserida no modelo deve ser de

0,03 metros, pois o sedimento encontrado na área de estudo é composto, principalmente,

por silte e argila.

3.4.2 Batimetria

Os dados batimétricos referentes à área costeira foram digitalizados a partir de

cartas náuticas e disponibilizados pelo Laboratório de Oceanográfica Geológica (LOG) da

UNIVALI. A batimetria do rio Itajaí-Açu foi disponibilizada pelo Porto de Itajaí.

Dois casos de batimetria foram utilizados na modelagem. O primeiro é o cenário

corresponde à batimetria que o rio possuía no ano de 2008 antes da enchente (Figura

18), o segundo cenário corresponde à batimetria do rio para o ano de 2011, logo após a

enchente (Figura17).

Devido à escassez e baixa resolução dos dados, uma interpolação dos dados

se fez necessária. Os métodos mais utilizados para interpolação batimétrica são:

Triangulação, Inverso da Distância, Tendência, Mínima Curvatura e Krigagem. No

presente trabalho, foram testados os métodos: IDW, Natural Neighbour e Kriging, o último

apresentou os melhores resultados.

Vale lembrar que uma batimetria suavizada gera menos inconsistência no

modelo. Portanto, os dados batimétricos foram submetidos a duas interpolações, a fim de

suavizar suas curvaturas.

37

Figura 18: Batimetria referente ao ano de 2008 com a profundidade no porto de 10 metros e no canal de 8 metros.

O cenário com a batimetria de 2008 apresenta um calado máximo com

profundidade de 10 metros, na área portuária. O rio acima do porto apresenta uma

profundidade de 8 metros, já o cenário com a batimetria referente ao ano de 2011,

apresenta uma profundidade de 14 metros na área portuária, a área do rio acima do porto

apresenta uma profundidade máxima de 10 metros.

38

Figura 19: Batimetria referente ao ano de 2011 com a profundidade no porto de 14 metros e no canal de 10 metros

3.4.3 Vazões Fluviais

O modelo hidrodinâmico demanda que o modelador insira condições iniciais. Em

nós correspondentes a fronteiras terrestres, o valor de corrente é normalmente nulo,

porém, em situações em que estes nós fazem fronteira com rios, a inserção de dados de

vazão se faz necessária.

Segundo Rosman (2011), os dados de corrente podem ser inseridos tanto como

séries temporais, como valores médios. Para o presente trabalho, serão inseridos valores

médios de vazão fluvial.

39

Os rios que estão dentro do domínio de modelagem são: Itajaí-Açu, Itajaí-Mirim.

Os valores a serem utilizados correspondem à vazão média anual e ao evento de

enchente de 1984, conforme a tabela 2. O valor médio foi usado para representar a

condição normal do sistema, já os valores da enchente de 1984 foram utilizados para

representar o ambiente em condições extremas de vazão. Os dados foram

disponibilizados pelo Laboratório de Oceanografia Física da UNIVALI.

Tabela 2 : Vazão dos rios utilizada na modelagem

Vazão rio Vazão rio

Itajaí-Açu (m³/s) Itajaí Mirim (m³/s)

Vazão média anual 270 30

Vazão durante a

enchente de 1984 5000 930

3.4.4 Maré Astronômica

A maré astronômica do modelo foi modelada a partir de 30 constantes

harmônicas disponibilizadas pela FEMAR conforme a tabela 3.

Para que seja representado um ciclo de maré o modelo terá como tempo total 15

dias. A figura 20 indica a elevação da superfície livre do mar levando em conta apenas as

constantes harmônicas.

40

Figura 20: Variação do nível d'água devido a ação da maré astronômica.

3.4.5 Maré meteorológica

Para que fosse representada a maré meteorológica, foi adicionada uma constante

fictícia na tabela de constantes harmônicas. Esta constante possui valores de 1 metro

para a amplitude e de 7 dias (604800 segundos) para o período.

Como o SisBaHiA® não faz previsão datada para constantes não astronômicas, o

modelo efetuou uma previsão genérica, que começa no dia 0 no termina no dia 15

(Figura 21).

41

Tabela 3: Constantes harmônicas disponibilizadas pela FEMAR e uma constante fictícia, inserida para representar a maré meteorológica.

Constante Período (s) Amplitude (m) Fase (rad)

Mm

Q1

Sa

K2

S2

MN4

M2

OO1

L2

MK3

O1

MSN2

Ssa

M4

N2

mu2

P1

2N2

K1

J1

SN4

Mf

M3

Meteo

nu2

MS4

T2

M1

MSf

MO3

2380713.137

96726.08402

31556955.92

43082.04524

43200

22569.02607

44714.16439

80301.86711

43889.83274

29437.70388

92949.62999

47258.16272

15778458.75

22357.0822

45570.05368

46338.32748

86637.20458

46459.34813

86164.09076

83154.51637

22176.69402

1180292.288

29809.44293

604800

45453.61588

21972.0214

43259.21711

89399.69357

789085.3904

30190.69069

0.019

0.032

0.042

0.052

0.157

0.024

0.232

0.003

0.017

0.016

0.14

0.004

0.052

0.057

0.043

0.015

0.021

0.014

0.061

0.002

0.005

0.061

0.042

1

0.006

0.039

0.004

0.005

0.043

0.028

0.25

0.2944

0.3111

0.3333

0.3667

0.3722

0.3833

0.4056

0.4167

0.4222

0.4278

0.5056

0.5111

0.6444

0.65

0.65

0.7056

0.7333

0.7611

0.7611

0.7833

0.9444

0.9778

1

1.0389

1.1389

1.3

1.3444

1.5333

1.8667

42

Figura 21: Variação do nível d’água ao longo de quinze dias. Em verde observa-se a variação devido a interação da maré meteorológica e maré astronômica. Em azul observa-

se a influência que a maré astronômica exerce na elevação da água.

3.5 VALIDAÇÃO

A validação de modelos hidrodinâmicos é feita a partir da comparação entre os

dados obtidos com a modelagem e dados obtidos em in situ, a fim de verificar a

capacidade do modelo de representar o ambiente real. Segundo autores como

(ROSMAN, 2001; CHENG et al, 1991), a comparação qualitativa é usualmente

empregada.

Uma forma de quantificar esta validação segundo (CHEN, 2001) é utilizando

parâmetros estatísticos como a raiz do erro médio quadrático (RMS) e o coeficiente de

determinação (R²).

O R2 é a comparação do erro absoluto do modelo com a variância dos dados.

Serve para quantificar o quanto os dados medidos diferem dos dados obtidos por meio de

modelagem. Seu valor varia entre 0 e 1, sendo que o 1 é o valor ideal (MONTGOMERY

& RUNGER, 1999).

43

∑ ( )

∑ ( )

( )

Estes dados também foram submetidos a analise espectral, que permite

quantificar a energia do espectro em função da frequência das oscilações oscilação

(CARVALHO, 2003). O espectro de energia foi obtido em ambiente matlab através de

rotinas desenvolvidas por Carvalho (2003).

A Série de dados medidos utilizada para a validação foi obtida a partir de coleta

feita por uma estação maregráfica, situada no píer turístico de Itajaí nas coordenadas

7021990.01 m S e 732970.08 m L, entre as datas 01/09/2011 a 15/09/2011 (Figura 22).

Figura 22: Localização do marégrafo que coletou dados para a validação do modelo

44

3.6 ANÁLISE DA EFICIÊNCIA

Após a calibração e validação dos dados modelados foi realizada a análise da

eficiência do aprofundamento do leito do rio, comparando-se os níveis d’água entre os

cenários com a batimetria de 2008 (10m de profundidade) e 2011 (14m de profundidade).

Com vazões de 270 e 5000 m³/s sob a ação de maré astronômica, maré meteorológica

positiva e maré meteorológica negativa.

Portanto, o cálculo da eficiência foi utilizado para se obter a real influencia que a

profundidade do leito exerce sobre o nível d’água (SPERANDIO et al.,2003):

( ) (

) ( )

Onde:

A = elevação média com 10 m de profundidade;

B = elevação média com 14 m de profundidade.

45

4 RESULTADOS E DISCUSSÃO

4.1 VALIDAÇÃO

Neste Item, serão apresentados os resultados da validação da série temporal de

elevação obtida na modelagem numérica.

Quando comparados com resultados medidos, os resultados modelados

apresentaram uma boa correlação linear, apresentando um R2=0.9252 (Figura 23). Isto

nos indica que o modelo representa 92% dos dados medidos. Segundo Rosman (2008),

um valor de R2≥0.9 apresenta uma boa coerência com dados medidos.

Figura 23: Dispersão entre os dados obtidos por modelagem e dados medidos em campo, com seu respectivo coeficiente de correlação linear.

Na figura 24 temos a elevação modelada e a elevação medida entre os dias 01/09/2011 a

15/09/2011. Os valores obtidos a partir do modelo são ligeiramente superestimados e mais

suaves que os valores obtidos a partir de coleta de dados.

R² = 0.9261

-0.8

-0.6

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

-0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

Ele

vaçã

o M

od

ela

da

Elevação Medida

Disperção da Elevação

46

Figura 24: Série temporal das elevações medidas (em verde) e modeladas (em azul).

Na figura 25 tem-se o espectro da elevação, isto permite uma análise no domínio

da frequência. A energia encontrada a partir da elevação modelada é coerente com a

energia obtida a partir dos dados medidos.

A frequência de ocorrência é definida em ciclos por dia e a maior energia ocorre

em 2 ciclos, evidenciando a alta relevância das constantes semi-diurnas. A energia

contida na frequência de 4 ciclos por dia é proveniente de constituintes harmônicas de

águas rasas (SCHETTINI, 2002; TRUCCOLO & SCHETINNI, 2009). A energia contida

em 1 e 3 ciclos por dia refere-se, respectivamente à constantes diurnas e terc-diurnas.

47

Figura 25: Espectro de energia das séries temporais de elevação medida (verde) e modelada (azul).

4.2 ANÁLISE DA DAS CARACTERÍSTICAS HIDRODINÂMICAS NOS CASOS

MODELADOS

Neste tópico serão analisadas as séries numéricas resultantes do processo de

modelagem. Os resultados dos diferentes cenários foram agrupados de acordo com os

pontos de controle para melhorar o entendimento das mudanças ocorridas e para facilitar

a sua comparação. Os resultados a serem analisados serão: a elevação da superfície

livre e a velocidade nodal.

Vale ressaltar que a falta de capacidade de transbordamento do modelo

SisBaHiA®, acaba superestimando os valores de elevação obtidos uma vez que, sem o

processo de transbordamento, a elevação aumenta tanto quanto a vazão.

48

4.2.1 Pontos de Controle

Para que fosse possível a análise, foram dispostos pontos de controle ao longo do

estuário do rio Itajaí-Açu e do rio Itajaí Mirim. Foram escolhidos 6 locais na malha

numérica, 5 se encontram em diferentes alturas no estuário do rio Itajaí-Açu e 1 se

encontra no rio Itajaí Mirim (Figura 26).

Figura 26: Disposição dos pontos de controle ao longo do rio Itajaí-Açu e Itajaí Mirim.

4.2.2 Elevação

Nos cenários modelados com a vazão média (270 m3/s), os valores de elevação

não demonstraram grandes diferenças com a batimetria de 2008 e 2011. Segundo Tucci,

(1999) a elevação do nível d’água depende da capacidade do corpo hídrico de escoar

49

uma determinada quantidade de água, portanto, tanto o cenário com a batimetria de 2008

quanto o cenário com a batimetria de 2011, se mostraram capazes de escoar o volume

de água proposto.

Com as condições de contorno com vazão de 5000 m3/s, os valores de elevação

foram diferentes com a batimetria de 2008 e 2011. No ponto de controle mais próximo à

jusante (PC1) (Figura 27), as discrepâncias entre os valores não foram significativas,

porém, esta diferença se torna significativa conforme os pontos de controle se localizam

mais à montante do estuário, chegando a 1,5 metros (TABELA 4) no ponto mais à

montante do estuário (PC6) (Figura 32). Mais uma vez, estas diferenças nas elevações

de nível d’água encontradas ao longo do rio, se devem à capacidade de escoamento

proposta por Tucci, (1993). Como o cenário de 2011 possibilita a passagem de um maior

volume de água por unidade de tempo, os níveis d’água neste cenário são inferiores aos

níveis do cenário com batimetria de 2008. Como o Porto de Itajaí se encontra à jusante

do rio, tem-se uma área mais profunda e mais larga neste local, o que possibilita o

escoamento de um maior volume de água e consequentemente baixos valores de

elevação tanto na batimetria de 2008 quanto na de 2011.

Com a presença da maré meteorológica e uma vazão de 5000 m3/s os valores de

elevação também se mostraram diferentes com a batimetria de 2008 e 2011. A variação

da elevação ao longo do rio se deu de forma semelhante à observada no cenário com

5000 m3/s sem maré meteorológica. Quanto à influência da maré meteorológica,

podemos observar que houve grande variação do nível d’água no PC1 (Figura 27)

enquanto no ponto mais a montante do rio (PC6) (Figura 32), a variação do nível d’água

devido à ação da maré meteorológica foi mínima (TABELA 4).

Tabela 4: Valores médios (em m3/s) de elevação, obtidos nos cenários com batimetria do

ano 2008 e 2011, com vazões de 270 m3/s, 5000 m

3/s e 5000 m

3/s com a presença de maré

meteorológica

Ponto de Vazão = 270 m³/s Vazão = 5000 m³/s Vazão = 5000 m³/s

com maré meteorológica

Controle Batimetria

2008 Batimetria

2011 Batimetria 2008

Batimetria 2011

Batimetria 2008

Batimetria 2011

PC1 0,05 0,05 0,04 0,05 0,10 0,12

PC2 0,06 0,06 0,93 0,54 1,07 0,57

PC3 0,09 0,08 3,87 2,6 4,01 2,67

PC4 0,09 0,07 3,56 2,28 3,71 2,29

PC5 0,12 0,09 4,79 3,46 4,92 3,45

PC6 0,15 0,10 6,01 4,53 6,13 4,54

50

Figura 27: Séries temporais de elevação geradas pelo modelo com batimetria de 2008 em azul e de 2011 em verde. Estes resultados são referentes ao ponto de controle 1. O primeiro gráfico se refere à elevação para os dois cenários com uma vazão de entrada de 270 m

3/s, o

segundo gráfico se refere à elevação para os dois cenários com uma vazão de entrada de 5000 m

3/s e o terceiro gráfico se refere à elevação para os dois cenários com uma vazão de

entrada de 5000 m3/s com a presença de maré meteorológica.

Na figura 27, pode-se observar como a elevação se comportou nos diferentes

cenários do ponto de controle 1. A elevação se manteve praticamente constante com as

diferentes batimetrias, o aumento da vazão não influenciou o nível d’água, por outro lado

a presença da maré meteorológica influenciou a elevação positivamente, durante a maré

meteorológica positiva, e negativamente, durante a maré meteorológica negativa.

51


3/s, o




No Ponto de controle 2 é possível notar que a introdução da vazão extrema e a

presença de maré meteorológica influenciaram os valores de elevação obtidos. O

aumento dos valores de vazão influenciaram positivamente os valores de elevação e a

maré meteorológica influenciou estes valores tanto positiva como negativamente (maré

meteorológica positiva e maré meteorológica negativa). É possível observar uma maior

amplitude de maré astronômica e meteorológica nos cenários com batimetria de 2011

devido à diminuição da velocidade do rio, possibilitando uma maior intrusão das correntes

de maré (Figura 28).

Nos pontos de controle 3, 4, 5 e 6, os valores de elevação apresentam o mesmo

comportamento que o ponto de controle 2. Porém, a diferença dos valores elevação

obtidos nos cenários com batimetria de 2008 e 2011, aumenta conforme o ponto de

controle se aproxima da montante do estuário. A amplitude da maré astronômica e da

maré meteorológica, diminuí conforme à proximidade com a montante (Figuras 29, 30,

31, 32).

52


3/s, o




53

Figura 30: Séries temporais de elevação geradas pelo modelo com batimetria de 2008 em azul e de 2011 em verde. Estes resultados são referentes ao ponto de controle 4. O primeiro gráfico se refere à

elevação para os dois cenários com uma vazão de entrada de 270 m3/s, o segundo gráfico se refere à

elevação para os dois cenários com uma vazão de entrada de 5000 m3/s e o terceiro gráfico se refere à

elevação para os dois cenários com uma vazão de entrada de 5000 m3/s com a presença de maré

meteorológica.

54


3/s, o




55


3/s, o




Para uma melhor compreensão de como os valores de elevação mudaram

espacialmente, foram geradas figuras para os cenários com batimetria de 2008 e 2011

sob a ação de vazão extrema e presença de maré meteorológica positiva. Estas

condições geraram os maiores valores de elevação e nas figuras 33 e 34 podemos ver

esta variação espacial dos valores de elevação. Mais uma vez é possível notar, que os

valores de elevação encontrados no cenário com a batimetria de 2008 são maiores.

56

Figura 33: Representação dos valores de elevação obtidos no cenário com batimetria de 2008, vazão extrema e presença de maré meteorológica positiva.

57

Figura 34: Representação dos valores de elevação obtidos no cenário com batimetria de 2011, vazão extrema e presença de maré meteorológica positiva.

O espectro da energia permite uma análise da elevação da superfície d’água no

domínio da frequência.

Para a vazão de 270 m3/s todos os pontos de controle não apresentaram

mudanças entre os cenários modelados com as batimetrias de 2008 e 2011. Os picos de

energia ocorrem nas frequências de 1, 2, 3 e 4 ciclos por dia, devido respectivamente, a

ação das constantes harmônicas diurnas, semi-diurnas, terc-diurnas e quadri-diurnas

(SCHETTINI, 2002). A concentração da energia somente nessas frequências indica que,

com a vazão inserida, a elevação em todos os pontos é influenciada somente pela maré

astronômica, uma vez que a maré meteorológica não foi inserida nesse cenário (Figuras

35, 36, 37, 38, 39 e 40).

Para os casos em que a vazão inserida foi de 5000 m3/s, a variação do espectro

de energia, ao longo dos pontos de controle e entre os cenários foi acentuada. Nos

58

pontos 1 e 2 (Figuras 35 e 36) a energia se concentra nas frequências características de

um local influenciado apenas por maré. Novamente, a baixa influência da vazão extrema

inserida, na energia do espectro, se deve à alta capacidade de escoamento do local onde

os pontos de controle estão localizados (TUCCI, 1993). Nos ponto de controle 2, 3, 4, 5 e

6 (Figuras 36, 37, 38, 39 e 40) houve uma mudança na energia do espectro em função da

batimetria dos cenários de 2008 e 2011, nos cenários com batimetria de 2008 a energia

obtida foi superior, devido à maior ação da vazão inserida neste cenário. O cenário com a

batimetria de 2011 possibilitou uma maior influência da maré, tanto astronômica (1, 2, 3 e

4 ciclos por dia) quanto meteorológica (0,19 ciclos por dia), porém, os valores obtidos no

espectro de energia foram inferiores aos obtidos no outro cenário, devido a uma maior

capacidade de escoamento e assim uma menor influência da vazão na elevação da

superfície d’água.

Figura 35: Espectro de energia da elevação de 2008 em azul e 2011 em verde. Estes resultados são referentes ao ponto de controle 1. O primeiro gráfico se refere aos espectro

da elevação para os dois cenários com uma vazão de entrada de 270 m3/s, o segundo

gráfico se refere ao espectro da elevação para os dois cenários com uma vazão de entrada de 5000 m

3/s e o terceiro gráfico se refere ao espectro da elevação para os dois cenários

com uma vazão de entrada de 5000 m3/s com a presença de maré meteorológica.

Com uma vazão de 5000 m3/s e com a presença de maré meteorológica o ponto

de controle 1 (Figura 35) não apresentou variação entre os cenários e se mostrou

influenciado principalmente pela ação da maré meteorológica (0,19 ciclos por dia), e

59

astronômica(1, 2, 3 e 4 ciclos por dia). No ponto de controle 2 (Figura 36), nota-se uma

diferença entre os cenários, o cenário de 2011 possibilita uma maior influência da ação

da maré meteorológica e astronômica que o cenário com batimetria de 2008, devido a

uma à menor hidrodinâmica e a maior secção proporciona. Nos pontos de controle 3, 4 e

5 (Figura 37, 38 e 39) o cenário com batimetria de 2011 se mostrou fortemente

influenciado pela maré meteorológica e conforme os pontos de controle se aproximam da

montante, a influência da vazão ganha mais significância, enquanto o cenário com

batimetria de 2008 se mostrou mais influenciado pela ação da vazão inserida. No ponto

de controle 6 (Figura 40) ambos os cenários se mostraram fortemente influenciados pela

ação da vazão inserida, porém, o cenário de 2011 ainda se mostra fracamente

influenciado pela ação das marés meteorológica e astronômica.

Figura 36: Espectro de energia da elevação de 2008 em azul e 2011 em verde. Estes resultados são referentes ao ponto de controle 2. O primeiro gráfico se refere ao espectro





60






61






62






63






4.2.3 Módulo da velocidade

O módulo da velocidade variou fortemente nos diferentes cenários modelados e

as médias dos valores obtidos se encontram na Tabela 5.

64

Tabela 5: Valores médios de velocidade, em m/s, obtidos nos cenários com batimetria do ano 2008 e 2011 com vazões de 270 m

3/s, 5000 m

3/s e 5000 m

3/s com a presença de maré

meteorológica.

Ponto de Vazão = 270 m³/s Vazão = 5000 m³/s Vazão = 5000 m³/s

com maré meteorológica

Controle Batimetria

2008 Batimetria

2011 Batimetria 2008

Batimetria 2011

Batimetria 2008

Batimetria 2011

PC1 0,14 0,11 2,87 2,51 2,94 2,47

PC2 0,14 0,12 2,31 1,86 2,38 1,78

PC3 0,09 0,08 3,87 2,65 4,01 2,67

PC4 0,17 0,16 1,99 2,22 1,98 2,21

PC5 0,25 0,19 2,47 2,37 2,48 2,38

PC6 0,15 0,10 6,01 4,53 6,13 4,54

Sob a ação de vazão de 270 m3/s os pontos de controle 1, 2, 3, 4, 5 e 6 (Figuras

41, 42, 43, 44, 47 e 48) apresentaram baixa diferença de velocidade nos cenários com

batimetria de 2008 e 2011, os valores encontrados no cenário de 2008 foram ligeiramente

maiores, exceto no ponto de controle 4. A influência da maré astronômica é fortemente

notada em todos os pontos de controle.

Com as a introdução de uma vazão de 5000 m3s os pontos de controle 1, 2, 3, 4,

5 e 6 (Figuras 41, 42, 43, 44, 47 e 48) apresentaram alta diferença de velocidade nos

cenários modelados, o cenário com batimetria de 2008, apresentou valores médios de

velocidade de corrente mais elevados, exceto no ponto de controle 4, onde a barreira

hidráulica gerada pelo rio Itajaí mirim se mostrou mais forte no cenário com batimetria de

2011. A ação da maré astronômica influenciou a velocidade média de corrente de forma

mais amena, e com a proximidade da montante do estuário, esta influência perdeu

significância.

Quando a vazão introduzida foi de 5000 m3s e houve presença de maré

meteorológica, os pontos de controle 1, 2, 3, 4, 5 e 6 (Figuras 41, 42, 43, 44, 47 e 48),

apresentaram uma diferença significativa entre os valores de velocidade obtidos nos

diferentes cenários modelados. Os valores obtidos no cenário de 2008 continuaram se

mostrando superiores aos valores encontrados no outro cenário, exceto pelo ponto de

controle 4, onde os valores de velocidade se mostraram maiores no cenário modelado

com a batimetria de 2011. A ação da maré astronômica se comportou de forma

semelhante ao último cenário descrito. A maré meteorológica influenciou fortemente a

velocidade com que a água escoa, com uma maré meteorológica positiva, e escoamento

se deu de forma mais lenta, devido à resistência oferecida pela coluna de água que foi

65

empilhada na costa. Com uma maré meteorológica negativa a água escoou com maior

velocidade, devido à diminuição da coluna d’água na área costeira. Mais uma vez, a

influência da maré meteorológica se mostrou mais amena nos pontos mais à montante do

rio.

Figura 41: Séries temporais do módulo de velocidade geradas pelo modelo com batimetria de 2008 em azul e de 2011 em verde. Estes resultados são referentes ao ponto de controle

1. O primeiro gráfico se refere ao módulo de velocidade para os dois cenários com uma vazão de entrada de 270 m

3/s, o segundo gráfico se refere à ao módulo de velocidade para

os dois cenários com uma vazão de entrada de 5000 m3/s e o terceiro gráfico se refere ao

módulo de velocidade para os dois cenários com uma vazão de entrada de 5000 m3/s com a

presença de maré meteorológica.

66







67







68







As figuras 45 e 46 foram introduzidas no trabalho para facilitar a compreensão de

como a atuação do rio Itajaí Mirim interfere na velocidade de corrente do Rio Itajaí-Açu.

Os valores de velocidades encontrados no ponto de controle 4 não seguiram os padrões

encontrados nos outros pontos, apresentando valores maiores no cenário de 2011

(Figura 44).Portanto, a influência deste afluente, se mostrou mais forte no cenário com

batimetria de 2008, desacelerando o fluxo de água com maior eficiência, pois a

profundidade do rio Itajaí Mirim sofreu pouca variação nos cenários modelados, logo a

influência de uma mesma quantidade de água é maior onde se tem um menor volume

escoando.

69

Figura 45: Representação dos valores dos módulos das velocidades obtidos no cenário com batimetria de 2008, vazão extrema e presença de maré meteorológica positiva.

70

Figura 46: Representação dos valores dos módulos das velocidades obtidos no cenário com batimetria de 2011, vazão extrema e presença de maré meteorológica positiva.

71







72







73

4.3 ANALISE DA EFICIÊNCIA

A seguir serão apresentadas na Tabela 7, as eficiências relativas para cada

cenário modelado. Para o cenário com a presença de maré meteorológica, foi calculada a

eficiência com maré meteorológica positiva e negativa.

De forma geral, a maior profundidade do canal acarretou em uma diminuição da

elevação e os valores de eficiência se mostraram relevantes para a mitigação de cheias.

O ponto de controle 1 apresentou valores baixos devido à baixa influência que a

vazão exerce na elevação deste local. Os valores encontrados nos pontos de controle 5 e

6, podem parecer baixos, porém, como a elevação alcançou valores de 6.5 m, 25% deste

valor se refere à 1.625 m, o que pode ser a diferença entre ter um local inundado ou não.

Diferentemente da obra proposta por Colombi (2011), a ação da maré

meteorológica positiva não acarretou em valores de eficiência relativa baixos, não

invalidando assim a obra. Uma vez que 70% das cheias de Itajaí ocorrem com a

presença de maré meteorológica positiva.

74

Tabela 6: Tabela com os valores obtidos a partir do calculo da eficiência do aprofundamento do canal para diminuir a elevação do nível d’água. Nos cenários com batimetria referente ao ano de 2008 e com batimetria referente ao ano de 2011, com vazões de entrada de 270 e 5000 m

3/s com a presença de maré astronômica e maré astronômica e

meteorológica.

Ponto de Controle 1 2 3 4 5 6

Eficiência Relativa (%)

270 m³/s -1.47 2.06 17.75 16.87 25.14 30.76


5000 m³/s -15.05 41.78 31.42 35.80 27.81 24.59


5000 m³/s com maré

meteorológica

-11.74 46.60 33.42 38.16 29.76 25.95



meteorológica positiva

-1.53 25.07 28.95 32.58 27.09 24.28



meteorológica negativa

2.28 100.53 37.63 43.26 31.63 25.56

75

5 CONCLUSÕES

Após as análises dos padrões de elevação e módulo da velocidade da água, bem

como as análises da eficiência do aprofundamento do canal nos diferentes cenários

modelados, podemos concluir que:

O modelo computacional SisBaHiA® se mostrou eficiente, uma vez que os

modelos hidrodinâmicos foram bem validados e representaram bem os cenários sob ação

de diferentes vazões bem como sob ação de maré astronômica e meteorológica. É

importante ressaltar a falta de capacidade de transbordamento do modelo, gerando

resultados superestimados de elevação.

Tanto o Rio Itajaí-Açu quanto o rio Itajaí Mirim apresentaram melhor capacidade

de escoamento, no cenário com maior profundidade, resultando na diminuição da

elevação da superfície livre da água.

A vazão de entrada é a principal causa do aumento da elevação do nível d’água

nos pontos mais próximos à montante do rio Itajaí-Açu, em contrapartida a influência das

marés é a causa principal da elevação do nível d’água nos pontos mais a jusante do rio.

Porém, a elevação que causa danos à população é a que ocorre em função de vazões

extremas.

Sendo assim, a obra do aprofundamento do canal do rio Itajaí-Aço teve importante

papel na mitigação da enchente ocorrida em 2011. Onde, se a batimetria do rio fosse

correspondente à batimetria do ano de 2008, a enchente teria alcançado um nível

25,56% mais alto.

76

6 SUGESTÕES

A obtenção de resultados mais eficazes na diminuição da elevação do nível

d’água, pode ser obtida, a partir de cenários modelados com possíveis configurações de

batimetria. Assim pode-se testar varias alternativas de profundidade ao longo do rio e

definir qual é mais eficaz e menos dispendiosa.

O aprofundamento do canal se mostrou eficiente para a diminuição da elevação

do nível d’água em condições de vazão extrema, porém o rio apresenta vazões medianas

a maior parte do tempo. Como o aprofundamento do canal tente a diminuir a energia de

local, uma mudança nos padrões de sedimentação e da salinidade é possível. Portanto,

se faz necessário um estudo de como A estratificação da salinidade e a sedimentação

vão se comportar, uma vez que estes dois fatores tem grande influência no cotidiano

portuário, no abastecimento de água e irrigação de cultivares. Um modelo hidrodinâmico

3D com forçantes baroclínicas seria adequado para este estudo.

77

7 REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

AMARAL,L.J.D. et al. Estuário do rio macaé: modelagem computacional como

ferramenta para o gerenciamento integrado de recursos hídricos. Mecânica

Computacional, Bariloche, 2003. 1167-1185.

ALFREDINI, P. Obras e gestão de portos e costas: a técnica aliada ao

enfoque logístico e ambiental. 1ed. São Paulo, SP: Ed. Blucher, 2005.

CASTRO A. L. C. Manual de Desastres Naturais. Brasília p. 174. 2003.

CARVALHO, J. L. B. D. Análise dos impactos Físicos Decorrentes da Implantação

do Plano Global e Integrado de Defesa contra Enchentes (PLADE) no Estuário do

Rio Itajaí-Açu. DYNAMIS, Blumenau, v. 2, p. 125-132, Jul/Set 1994.

CHEN, X. Modeling Hydrodynamics and Salt Transport in the Alafia River

Estuary, Florida during May 1999 – December 2001. Estuarine, Costal and

Shelf Science v. 61, p. 477-490, 2004.

COLOMBI, R.M. Análise da eficiência do canal extravasor no Rio Itajaí Açu

sugerido pela Jica (Japan International Cooperation Agency), 2011 – 109f,

Trabalho de conclusão de curso de Oceanografia, Universidade do Vale do Itajaí,

Itajaí, 2011.

CHRISTOFOLETTI, A. Geomorfologia Fluvial. São Paulo: Edgard Blucher,

1981.

FORTUNA, A.O. Técnicas Computacionais para Dinâmica dos Fluidos.

São Paulo: Edusp, 2000.

GIOC (Espanha). Documento de referência . Cantábria: Universidade de

Cantabria, 2000.

78

ISDR (INTERNATIONAL STRATEGY FOR DISASTER REDUCTION).Living with

Risk. A Global Review of a Disaster Reduction Initiatives. United Nations,

Inter-Agency Secretariat. ISDR Secretariat. Preliminary Version. Geneva,

Switzerland, 384p, 2002.

KJERFVE B. Estuarine geomorphology and physical oceanography. In: Day

Jr., J J.W.;Hall C. A. S. Kemp, W. M.; Yañes-Arancibia, A. (Eds.) Estuarine

Ecology. New York, Jonh Wiley and Sons, p.47-78., 1989.

MIRANDA, L. B. Cinemática e Dinâmica dos Estuários. São Paulo, BSP. 360p.

1984

MIRANDA, L. B.; CASTRO, B. M.; KJERFVE, B. Princípios de Oceanografia

Física de Estuários. Editora da Universidade de São Paulo. 424 p. 2002.

MONTGOMERY D. C.; RUNGER G. C.; Estatística Aplicada e Probabilidade

para Engenheiros. 2 Ed. Rio de Janeiro. LTC. p. 460. 2003.

NUNES, A.L. Determinação das marés meteorológicas na região da Baia do

Espírito Santo e sua influência na drenagem de águas continentais.

Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental), Programa de Pós-Graduação

em Engenharia Ambiental da Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória,

2007.

OPEN UNIVERSITY COURSE TEAM Waves tides and shallow water

processes. Butterworth Heinemann, London. 1997.

PRESS, F. Para entender a Terra. 1ed. São Paulo, SP Ed. ARTMED, 2006.

POLETTE, M. Aplicação do modelo de desenvolvimento de balneários para

gerenciamento costeiro integrado. Balneário de Camboriú. Universidade do

Vale do Itajaí, Itajaí, 2000.

POND, S.; PICKARD, G.L. Introductory Dynamical Oceanography. 2ed.

Oxford: Butterworth-Heinemann, 1983.

PRITCHARD D. W. Estuarine Circulation Patterns. Proc. Amer. Soc. Civil Eng.,

81 (717):1-11. 1955.

79

PRITACHARD D W. Observation of Circulation in Coastal Plain Stuarines. In:

Lauf J. H. (ed). Estuarine Washington, D.C. American Association for the Advance

of Science, p 37-44. 1967.

PUGH D. T. Tides, Surges and Mean Sea-Level. New York, Jonh Wiley and

Sons, 472 p. 1987.

ROSMAN, P. C. C. Modelagem Computacional da Baia de Sepetiba – RJ

com Vistas ao Emprrendimento da XPTO - Relatório Final. Fundação

Coppetec - PENO. 2006.

ROSMAN, P. C. C. Subsídios para Modelagem de Sistemas Estuarinos. In:

Métodos Numéricos em Recursos Hídricos. p. 231-347. 1997.

ROSMAN, P. C. C. Análises de Impactos da Marina Refúgio Del Rey,

SC, Através de Modelagem Computacional - Relatório Parcial. Fundação

Coppetec- -PENO. 2006.

ROSMAN, P. C. C. Referência Técnica do SisBAHIA. PENO-COPPE.

Universidade Federal do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2010.

ROSMAN, P. C. C. Referência Técnica do SisBAHIA – Sistema Base de

Hidrodinâmica Ambiental, Programa COOPE: Engenharia Oceânica, área

de Engenharia Costeira e Oceanográfica, Rio de Janeiro, Brasil, 2000.

ÚLTIMA REVISÃO 08/05/2010.

SCHETTINI, C. A. F. Caracterização Física do Estuário do Rio Itajaí-Açu, SC.

Revista Brasileira de Recursos Hídricos, v. 7, p. 123-142, Jan\Mar 2002.

SCHETTINI, C. A. F.; CARVALHO, J. L. B. HIDRODINÂMICA E DISTRIBUIÇÃO

DE SEDIMENTOS EM SUSPENSÃO DOS ESTUÁRIOS DOS RIOS ITAPOCU,

TIJUCAS E CAMBORIÚ. Itajaí: Univali, 1998.

SOUZA, C.R.G. Risco a inundações, enchentes e alagamentos em regiões

costeiras. In: Simpósio brasileiro de desastres naturais, 1., 2004, Florianópolis.

Anais...Florianópolis: GEDN/UFSC, 2004. P. 231-247. (CD-ROM)

80

SPERANDIO D.; MENDES J. T.; SILVA L. H. M. Calcúlo Numérico.

Características Matemáticas e Computacionais dos Métodos Númericos. São

Paulo. p 353. 2003.

STEWART, R.H. Introduction to physical oceanography. Texas A & M

University, 2002.

Thurman, H. V. Introductory oceanography. 8th edição, Prentice Hall, New

Jersey,1997, 471 p

TRUCCOLO, E. C.; SCHETTINI, C. A. F. Circulação do Baixo Estuário do Rio

Itajaí. In: Estuário do Rio Itajaí-Açu, Santa Catarina: Caracterização

ambiental e alterações antrópicas. p. 13-26. Itajaí: 2009.

TRUCCOLO, E. C.; SCHETTINI, C. A. F. Condições Meteo-Oceanográficas

Costeiras na Região do Estuário Itajaí-Açu. In: Estuário do Rio Itajaí-Açu, Santa

Catarina: Caracterização ambiental e alterações antrópicas. p. 75-90. Itajaí:

2009.

TUCCI, C.E.M. Aspectos Institucionais no Controle de Inundações. In: I

Seminário de Recursos Hídricos do Centro-Oeste, 1999, Brasilia, 1999.

TUCCI, C.E.M. Gestão das inundações urbanas. Porto Alegre. p.200, 2005.

U.S. ARMY CORPS OF ENGINEERS (USACE), Costal Engineering Manual,

2002

Documents

UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL - siaibib01.univali.brsiaibib01.univali.br/pdf/Gabriel Chernicharo de Sousa Lima.pdf · ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA DRAGAGEM NO CANAL DO RIO ITAJAÍ-AÇU