5 Estuários

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Estuários 
Morfodinâmica Costeira 
Profª Débora Machado 
 
Definição 
 Pritchard (1967): 
 Um corpo de água costeiro; 
 Semi-fechado; 
 Ligação livre com o mar aberto; 
 Água do mar é diluída em quantidades 
possíveis de serem medidas juntamente com a 
água doce da drenagem continental. 
 
Definição 
 Fairbridge,1980: 
 Estuário é um “inlet do mar”, o qual entra em um 
vale de rio até o limite superior da maré; 
 Classificação fisiográfica, que pode ser 
modificada por: 
 História regional do nível do mar; 
 Fatores morfo-tectônicos; 
 Climáticos; 
 Suprimento de água doce; 
 Suprimento de sedimentos. 
 
Definição 
 Pritchard: 
 Não permanente, baseada em esquema dinâmico; 
 Limite terrestre é químico (onde a clorinidade cai 
abaixo de 0.01 ppm). 
 
 Fairbridge: 
 Considera processos duradouros, como mudanças 
climáticas e levantamento secular no nível do mar; 
 Limite terrestre é físico (o limite superior de uma maré 
possível de ser medida). 
 
Definição 
Definição 
 Resumindo: Os estuários são ambientes 
costeiros de transição entre o continente e o 
oceano e uma de suas funções é a mistura e 
diluição de sedimentos fluviais, funcionando 
como uma bacia receptora natural para a 
acumulação e armazenagem destes, princi-
palmente silte e argila em suspensão. 
Ocorrência 
 Planícies costeiras; 
 Plataformas continentais extensas; 
 Antigos vales de rios afogados; 
 Amplitude de maré moderada ou alta; 
 Costas que sofreram glaciações recentes 
(fiordes); 
 Costas arenosas que sofreram ou sofrem deriva 
litorânea e constroem esporões ou barreiras 
através de recortes costeiros ou foz de rios, 
criando estuários e lagoas costeiras. 
 
Origem 
 Variações do nível do mar: 
 Aumento ou diminuição (transgressões marinhas 
iniciadas cerca de 15 mil anos atrás e 
estabilizadas entre sete e dois mil anos atrás – 
quando o mar atingiu seu nível atual) Planícies 
costeiras e os vales dos rios foram 
gradativamente inundados, dando origem aos 
estuários, lagoas costeiras, enseadas. 
 
Origem 
 Subsidência costeira ou aumento do nível do 
mar: 
 Vale de rios afogados 
 
Origem 
Gironde - Fr 
Origem 
Baía de 
Chesapeak- 
USA 
Origem 
 Fjords 
Origem 
 Barreira arenosa 
Origem 
 Falha tectônica 
Evolução 
 Trapeadores de sedimento 
 Assoreamento; 
 Planícies de maré e marismas: 
 Aceleram o assoreamento. 
 Desenvolvimento: 
 Assoreamento x subsidência (aumento relativo do 
NM) 
 subsidência dominante: 
 Estuário persistente; 
 Bem desenvolvido; 
 Chesapeak. 
 
Evolução 
 Desenvolvimento: 
 Assoreamento x subsidência (aumento relativo do 
NM); 
 Assoreamento dominante: 
 Diminuição do tempo de vida; 
 Gironde; 
 Cabeceira: 
 Assoreamento mais intenso. 
 
Sedimentos - Distribuição 
 Depende: 
 tipos e quantidade de sedimentos disponível; 
 processos hidrodinâmicos; 
 morfologia do fundo. 
 
 Geral: 
 Sedimento mais grosso deposita primeiro; 
 Gradação de grosso fino / montante jusante. 
 
 
Sedimentos - Distribuição 
Antiqueira e Calliari, 2006. 
Sedimentos - Distribuição 
Antiqueira e Calliari, 2006. 
Sedimentos - Distribuição 
Pluma de sedimentos 
Processos Estuarinos 
 O movimento de sedimentos estuarinos consiste 
num ciclo de 4 processos: 
 1.Erosão do leito; 
 2.Transporte; 
 3.Deposição; 
 4.Consolidação. 
 Sedimentos estuarinos normalmente gran-
de concentração de sedimento coesivo. 
Processos Estuarinos 
 Sedimento Coesivo: d< 0,002mm 
 A concentração de sedimentos finos, também 
chamados lamosos ou coesivos, é normalmente alta 
nos estuários e seu transporte é afetado por 
processos específicos, tais como floculação, erosão, 
deposição e consolidação. No transporte por 
suspensão, as partículas apresentam uma relação 
peso sobre volume muito pequena de tal forma que 
elas não sedimentam. 
Processos Estuarinos 
 As propriedades elétricas desses minerais argilosos 
se alteram conforme as características da solução em 
que eles se encontram; 
 Quando a solução é salina, as forças atrativas de 
natureza elétrica entre as partículas aumentam, 
ocorrendo a formação de flocos de partículas; 
 Os flocos apresentam uma relação peso sobre 
volume bem maior que os minerais argílicos, 
possuindo flutuabilidade negativa. Assim, começam a 
sedimentar no fundo do corpo d’água, formando uma 
camada de lama (sedimento coesivo) que se 
comporta como um fluido mais denso do que a água. 
Processos Estuarinos 
 Conforme a camada de lama vai aumentando de 
espessura e de densidade, inicia-se o processo de 
formação de um solo argiloso, que recebe 
contribuição de areias e matéria orgânica presentes 
em regiões estuarinas e costeiras; 
 Dependendo das condições hidrodinâmicas do 
estuário, os sedimentos fluviais podem se depositar 
(em períodos de baixa dinâmica) ou podem ser 
exportados diretamente para a região costeira 
(períodos de grande vazão fluvial). 
Processos Estuarinos 
 Sedimentos Coesivos (lamosos) ≤ 0,002 mm 
 Estrutura em camadas e uma carga resultante 
negativa; 
 “Coesão” é o resultado da atração superficial entre 
partículas de argila; 
 Coesão reforçada por coesão orgânica (devido a 
matéria orgânica – bactérias presentes neste 
ambiente fornecem uma “gosma” ou lodo microbiano, 
estabilizando a estrutura interna da lama e fazendo 
com que as partículas se mantenham em suspensão 
por longos períodos). 
 
Processos Estuarinos 
 
Diagrama de Hjulström 
Processos Estuarinos 
 2. Transporte de fundo (bead load): 
 Movimento intermitente; 
 Em contato direto com o fundo; 
 Energia transmitida por contato intergrãos através de 
colisões rápidas ; 
 Rolamento ou pequenos saltos; 
 Taxa de movimento mais lenta que a do escoamento 
médio. 
 
Processos Estuarinos 
 2. Transporte em suspensão: 
 Partículas dentro do campo do escoamento; 
 Independentes do fundo; 
 Energia transmitida por turbulência da água; 
 Carga em suspensão se move tão rápido quanto a 
velocidade média do fluxo; 
 Usualmente a forma dominante em estuários. 
 
Processos Estuarinos 
 Pode ser: 
 Por advecção: 
 Movimento do material sem mudar o espalhamento; 
 Geralmente é um movimento resultante na horizontal. 
 Por difusão: 
 Muda o espalhamento; 
 Sedimentos de uma zona de maior concentração para 
uma zona de menor concentração; 
 Turbulência de ondas e marés são os principais 
responsáveis pelo transporte difusivo. 
 
Processos Estuarinos 
 3. Deposição / Condições: 
 Assentamento de partículas em suspensão no 
fundo, por deposição, é controlada por: 
 Concentração de sedimentos; 
 Velocidade de sedimentação; 
 Atrito do fluido. 
 No caso mais simples: sem corrente – período 
de estofa: 
Processos Estuarinos 
 3. Deposição / Condições: 
 A taxa de deposição (Rd) 
 Produto da concentração em suspensão (Cb) e a 
velocidade de deposição (Ws): 
 
 
 
 
 
Obs: Estofa – não ocorre qquer alteração do nível da superfície da água. 
 d b sR C W 
Processos Estuarinos 
 Com corrente: 
Diagrama de 
Hjulström 
Processos Estuarinos 
 3. Consolidação: 
 
 Deposição acumulação de sedimentos no 
fundo; 
 Material enterradose consolida “bedding 
down”, ou “acomodamento” de partículas; 
 Escape de águas intersticiais. 
 
Processos Estuarinos 
 Deposição e consolidação ocorrem em 4 fases 
temporais: 
 0 – 1 hora: Floculação e rápida deposição de 
flocos formando uma camada superior tipo 
“flocos” de alta concentração (2 a 10 g/l) e uma 
camada inferior de lama fluida de maior 
concentração (> 10 g/l); 
 ˃1 – 10 horas: Estrutura flocular colapsa e os 
flocos se acomodam, água escapa através dos 
interstícios dos flocos depositados; 
 
Processos Estuarinos 
 10 – 500 horas (21 dias): A água intersticial 
escapa através de furos de drenagem 
(lentamente); 
 Mais que 800 horas (33 dias): A consolidação 
continua muito lentamente a medida que o peso 
dos sedimentos sobrejacentes força a saída da 
água retida; 
 
OBS: Densidade e resistência do sedimento 
aumentam com o tempo e profundidade. 
Processos Estuarinos 
Processos Estuarinos 
 Com correntes: 
 Sem tempo para consolidação; 
 Acúmulo de camadas de suspensões densas (10 a 32 
g/l) chamada LAMA FLUIDA; 
 Até vários metros. 
 
Goulart, 2013 
Processos Estuarinos 
Goulart, 2013 
Processos Estuarinos 
Machado, 2015 
Processos Estuarinos 
 As características e a acumulação de 
sedimentos de fundo são afetados: 
 Fluxo do rio; 
 Marés; 
 Ondas; 
 Ventos; 
 Forças meteorológicas; 
Ou seja: 
 Pelos Fatores Hidrodinâmicos! 
 
 
Fatores Hidrodinâmicos 
 Domínio Fluvial: 
 Efeitos do fluxo do rio: 
 Entrada de sedimentos; 
 Manutenção de gradientes longitudinais e verticais: 
 Salinidade; 
 Temperatura; 
 Sedimentos em suspensão . 
 “Velocidade de fluxo” (flushing velocity): 
 
 
 
 1(/ )
Média anual da descarga
Velocidade de fluxo
Área da secção transversal na transição água doce salgada tomada a ppt de salinidade

Fatores Hidrodinâmicos 
 Sedimentos finos transportados em suspensão 
para o mar; 
 Areia transportada próximo ao fundo; 
 Seção transversal aumenta diminui a 
velocidade do fluxo; 
 Carga de fundo e sedimentos grossos da carga 
em suspensão; 
 “bancos arenosos alongados” ou barras ou esporões 
de vazante. 
 
Fatores Hidrodinâmicos 
 Encontro água doce e salgada: 
 Velocidade se aproxima de zero; 
 Transporte de carga de fundo é trapeado; 
 
 A carga em suspensão é amplamente 
dispersa pelas correntes de maré flutuantes 
ou pela circulação estuarina e ondas. 
 
Fatores Hidrodinâmicos 
 Efeito da Maré: 
 Elevação ou abaixamento da superfície da 
água; 
 Correntes horizontais; 
 Varia de intensidade de acordo com a 
localização. 
 
 
Fatores Hidrodinâmicos 
 Afeta os processos sedimentares através de 
três processos fundamentais: 
 a) Deformação da onda de maré à medida que se 
propaga estuário acima; 
 b) Descarga do fluxo da maré e a estabilidade do 
canal; 
 c) Flutuações cíclicas nas correntes de maré. 
 
 
Fatores Hidrodinâmicos 
a) Deformação da onda de maré: 
 “Marés se propagando em estuários rasos, 
se modificam, provocando o transporte para 
montante ou jusante.” 
 Três processos distintos: 
 a.1) Amortecimento por fricção no fundo; 
 a.2) Constrição para montante ou convergência no 
canal; 
 a.3) Reflexão sobre bancos ou cabeceiras do 
estuário. 
 
Fatores Hidrodinâmicos 
 a.1) Dissipação de energia por fricção: 
 Amplitude decresce exponencialmente para 
montante: 
 A = A0 e
-kx 
Onde: 
 A = amplitude a uma certa distância x da foz 
 A0 = amplitude na foz 
 K = coeficiente de fricção 
 
 A deformação por fricção também afeta a “simetria” 
da onda de maré. 
Fatores Hidrodinâmicos 
 Profundidade  amplitude da onda de maré; 
 Maré onda de águas rasas 
 
 
 Onde: 
 h = profundidade da lâmina d’água 
 g = gravidade 
 ɳ= altura local da superfície da onda de maré acima do nível 
 médio 
 Maré alta: ɳ > 0 C↑ 
 Maré baixa: ɳ < 0 C↓ 
 C g h  
Fatores Hidrodinâmicos 
 A crista de enchente (maré cheia) se propaga mais 
rápido que a cava. Com isso, 
 A duração de enchente é diminuída e a duração de 
vazante, aumentada. Assim, 
 A velocidade de enchente é aumentada e a 
velocidade de vazante é diminuída: 
 Maior velocidade de enchente mais erosão no fundo e 
mais transporte de sedimentos; 
 Favorece o transporte em direção a terra (para montante). 
 
Fatores Hidrodinâmicos 
Fatores Hidrodinâmicos 
 a.2) Constrição (decréscimo) na seção trans-
versal do canal: 
 Concentração de energia : “aumento de amplitude.” 
 Lei de Green (que ignora a fricção): 
 
 
Onde: 
 h = amplitude da onda 
 H = profundidade do canal 
 B = largura do canal 
 
1 1
4 2h k H B
 
  
 
Fatores Hidrodinâmicos 
Fatores Hidrodinâmicos 
 Fricção (diminui amplitude) + Convergência 
(aumenta amplitude) 
 Estuário hipersincrônico: A convergência excede a 
dissipação friccional; 
 Estuário sincrônico: A convergência é igual à fricção; 
 Estuário hiposincrônico: A convergência é menor que 
fricção. 
 
 A maioria dos estuários são hipersincrônicos. 
 
Fatores Hidrodinâmicos 
Fatores Hidrodinâmicos 
b) A descarga da maré e estabilidade do canal 
 Canais dominados por maré; 
 Prisma de maré: 
 Quantidade de água que flui para dentro ou para fora 
durante um período de enchente ou vazante: 
 
 
Onde: 
 Vx = velocidade; 
 Ax = Área de secção transversal; 
x x xQ V A 
 
Alargamento por dragagem 
causa diminuição da 
velocidade (Ax↑ - Vx↓) 
Circulação nos estuários 
 Geral 
 Presença de cunha salina na porção inferior: 
 Salinidade constante; 
 Camada superior: 
 Mistura água doce com salgada (maré); 
 Salinidade aumenta em direção ao oceano; 
 Dominada pelas diferenças de densidade. 
 
Circulação nos Estuários 
 Para um estuário com geometria constante 
(largura e profundidade), a circulação vai variar 
com: 
 A intensidade da maré (amplitude e correntes) 
 Responsável pela mistura 
 
 O fluxo de água doce 
 Responsável pela estratificação 
 
 
Circulação nos Estuários: Classificação 
 Classificação segundo a circulação: 
 R: volume de água doce num ciclo de maré; 
 V: volume de água do mar que entra num ciclo de 
maré; 
 
 
 R/V > 1 – Tipo A: Cunha Salina; 
 0.25 < R/V < 1 – Tipo B: Parcialmente Misturado; 
 R/V < 0.25 – Tipo C: Bem Misturado 
 
/R V
 
Continuando….. 
Classificação / Circulação 
 Tipo A: Cunha salina (R/V > 1) 
 Circulação dominada pelo fluxo do rio; 
 Maré desempenha um papel irrisório; 
 Água doce se espalha no topo da água salgada e 
afina em direção ao mar; 
 A camada de baixo tem forma de cunha e afina em 
direção à terra; 
 Nítida haloclina; 
 Ondas internas com advecção de sal para cima; 
 A maioria do sedimento é fluvial e se dispersa através 
da camada de cima. 
Classificação / Circulação 
 Tipo A: Cunha salina (R/V > 1) 
Classificação / Circulação 
 Tipo B – Parcialmente Misturado (0.005< R/V < 1) 
 Correntes de maré são aumentadas; 
 O fluxo do rio não domina a circulação; 
 Mistura da maré remove os limites nítidos entre as 
camadas; 
 Existe ejeção de água doce e salgada para baixo e 
para cima, respectivamente (turbulência interna devidoa maré); 
 Transporte de sedimentos em suspensão até o limite 
da intrusão salina. 
 
Classificação /Circulação 
 Tipo B – Parcialmente Misturado (0.005< R/V < 1) 
 
Classificação / Circulação 
 Tipo C – Bem Misturado (R/V < 0.005) 
 Maré forte (amplitude e correntes); 
 Ausência de estratificação vertical da salinidade; 
 A salinidade varia lateralmente dependendo do 
hemisfério: 
 Sul, olhando para a terra alta do lado direito 
 Movimento lateral e mistura lateral. 
 
Classificação / Circulação 
 Tipo C – Bem Misturado (R/V < 0.005) 
 
Classificação / Circulação 
Classificação / Circulação 
 Fluxo do rio e maré constantes 
 Tipo A C 
 Aumentando a largura (Erosão das margens); 
 Diminuindo a profundidade (sedimentação): 
 Aumentando a razão maré/fluxo do rio; 
 A maré torna-se mais efetiva no processo de mistura; 
 Velocidade do fluxo do rio é minimizada. 
 Tipo C A 
 Diminuindo a largura: 
 Intensifica o fluxo do rio; 
 Aumentando a profundidade. 
 
Turbidez Máxima 
 Turbidez Máxima (TM): 
 Altas concentrações de sedimentos em suspensão: 
 10 a 100 vezes maiores que as concentrações do rio; 
 Porção superior ou média do estuário; 
 Particularmente em estuários parcialmente mistu-
rados; 
 Enormes quantidades de sedimentos são 
retidas; 
 A TM persiste apesar da diluição e da rápida 
mistura entre a água doce e salgada. 
 
Turbidez Máxima 
 Situação teórica: 
 
 Sedimentos fluviais em suspensão são simplesmente 
diluídos por água de menor turbidez, podendo 
depositar-se a medida que entra no limite da cunha 
salina. 
 
 Situação real: 
 Altas concentrações de material em suspensão (MS) 
são encontradas. 
 
Turbidez Máxima 
 Aprisionamento na circulação estuarina: 
 Sedimentos em suspensão atingem um pico próximo 
ao limite de intrusão da água salgada; 
 Limite zona nula (de convergência dos fluxos); 
 Sedimentos (do rio, do mar ou reciclados pela 
circulação estuarina): 
 Aprisionados na zona nula. 
 
Turbidez Máxima 
 Encontro águas doce e salgada 
 Floculação; 
 Aumento da decantação; 
 Deposição no limite da intrusão salina. 
 
 
 TM? MAIS sedimento em suspensão! 
 
 
Turbidez Máxima 
 Desenvolvimento da TM no limite superior da 
ação da maré: 
 Altas velocidades com consequente maior ressus-
pensão; 
 Convergência de correntes entre o fluxo de maré para 
montante e o fluxo do rio para jusante; 
 Localização varia no ciclo de maré; 
 Assimetria da maré: 
 Tendência de transporte à montante. 
 
 
Estuário da Lagoa dos Patos 
Slides Prof. Elaine Goulart 
Estuário da Lagoa dos Patos 
Estuário da Lagoa dos Patos 
Estuário da Lagoa dos Patos 
Estuário da Lagoa dos Patos 
 
 
•Sistema lagunar Patos-Mirim 
•14 000 Km2 (10 263 Km2- Patos) 
•Bacia de drenagem: 200 000 Km2 
 
 
Descarga média 3.000 
m3/s 
Circulação 
 Maré: 
 Astronômica (0,5m); 
 Meteorológica (até 2m); 
 Fluxo do rio: 
 Varia sazonalmente; 
 Inverno: cheia; 
 Verão: seca. 
 
Circulação 
 Efeito do Vento 
Circulação 
 Efeito do Vento 
Costa (2005): 
 Ampliação/convergência dos molhes; 
 Aprofundamento do canal; 
 Impactos na hidrodinâmica; 
 Modelo TELEMAC. 
 
Cenários Estudados: 
 
 
 
 
 
 
 A - Morfologia atual; 
 B - Ampliação e convergência dos molhes; 
 C - Ampl.,converg. e aprofundamento do canal 
Efeito das modif. durante um evento de vazante 
Elevação 
Velocidades 
Efeito das modif. durante um evento de enchente 
Salinidades 
Resumão 
Artigo: Silva, M.C., 2000 
 Revista ABRH 
Representação esquemática de um estuário e 
suas zonas (ou setores) 
Sistemas aquáticos costeiros 
Tipos de Estuários – Critério de morfologia 
Tipos de Estuários – Critério dos padrão de 
circulação