praia modelos morfodinâmicos herança geológica2013 simplificado

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Praias 
 Morfologia “de equilíbrio”: atingida somente sob condições controladas 
 
 Portanto, em sistemas naturais, o perfil de praia atinge apenas condições 
de quase-equilíbrio 
 
 Complexas interações entre ondas, marés e sedimentos 
 
 As constantes alterações do perfil da praia são um mecanismo natural 
que levam as ondas a quebrar e a dissipar sua energia 
Morfologia de Praias 
Morfologia litorânea e regiões hidrodinâmicas 
 
 Zona de propagação das ondas 
 Zona de arrebentação (breaker zone) 
 Zona de translação (surf zone) 
 Zona de espraiamento (swash zone) 
 
 
 Plataforma continental interna (inner continental shelf) 
 Região da antepraia (shoreface) inferior e superior 
 Face da praia (beachface) 
 Pós-praia (backshore) 
 Outras feições: bancos arenosos, cava (ou calha), berma (s), crista da 
berma 
• Onda deslizante (spilling breaker): a 
energia é liberada gradualmente ao longo 
da zona de surfe 
 
 
 
• Onda mergulhante (plunging breaker): a 
energia é dissipada rapidamente; mais 
comum em áreas costeiras com alta 
declividade 
 
 
 
• Onda ascendente (surging breaker): 
nunca arrebenta porque jamais atinge uma 
declividade crítica. A energia é liberada em 
direção ao oceano 
Formas de arrebentação das ondas em áreas costeiras 
Relação entre tipos de onda na arrebentação, esbeltez das ondas em 
águas profundas (H0/L0) e a declividade da praia 
Horikawa (1988) 
Fatores que controlam a variabilidade dos perfis de praia 
 
 Ondas: esbeltez, tipo de arrebentação, energia (altura) 
 Granulometria: regula as taxas de percolação 
 Marés: alteram a profundidade da região da antepraia (shoreface), 
e portanto, a localização da zona de arrebentação 
 Ventos: remove frações mais finas das areias 
 Arcabouço geológico / tectônico 
 Sedimentos: 
•Fontes 
•Tipos (terrígenos, biogênicos, químicos) 
•Composição mineralógica 
•Textura (arenosa, não-arenosa, seixos) 
Variação do tamanho mediano dos sedimentos e a 
declividade das praias 
Declividade da praia 
T
a
m
a
n
h
o
 m
e
d
ia
n
o
 d
o
s
 s
e
d
im
e
n
to
s
 
(m
m
) 
Declividade da praia vs. tamanho mediano dos sedimentos 
Declividade da praia 
T
a
m
a
n
h
o
 m
e
d
ia
n
o
 d
o
s
 s
e
d
im
e
n
to
s
 
(m
m
) 
Variação da declividade da face da praia ao longo da baía 
de Half Moon, California 
Bascom, 1951 
Gradiente da praia Diâmetro mediano (mm) 
1:90 0,17 (areia fina) 
1:82 0,19 
1:70 0,22 
1:65 0,235 
1:50 0,235 
1:38 0,3 (areia média) 
1:13 0,35 
1:7 0,42 
1:5 0,85 (areia grossa) 
Variação dos perfis de praia 
Relação entre a declividade da praia, a esbeltez da onda (H/L) e o tamanho dos sedimentos 
 A declividade da praia depende não somente do tamanho médio dos sedimentos que 
a constituem, como também das condições energéticas associadas às ondas, da esbeltez 
e da altura das ondas 
H/L = esbeltez da onda 
Sand = areia 
Gravel = cascalho (seixos, 
grânulos – 2 a 20 mm) 
Modelos morfodinâmicos 
Palm Beach, Australia 
 Parâmetro ômega (, Dean 1973) 
 
 = Hb/sT 
Modelos morfodinâmicos 
onde, 
 
Hb = altura das ondas na arrebentação 
s = velocidade de decantação dos 
sedimentos 
T = período médio das ondas 
 Escola Australiana 
 Observações da grande variabilidade morfológica que acompanha mudanças dinâmicas 
 Incorporou modelos anteriores (parâmetro ômega e coeficiente de gradação do surfe 
 Convergência de estudos realizados pelos grupos liderados por L. Donelson Wright e 
Andrew Short 
 Praia 
≤ 1,5 Refletiva 
> 5,5 Dissipativa 


18
)( 2gD
w ss


Guza & Bowen (1975) e Guza & Inman (1975): 
 
Coeficiente de gradação do surfe () 



2tan
2
gT
a

 Onda Praia 
< 2,5 Ascendente Refletiva 
> 33 Deslizante Dissipativa 
ab = amplitude das ondas na arrebentação 
tg = declividade do perfil de praia 
T = período médio das ondas 
Número de Iribarren 
 
 
 Equação de Iribarren & Nogales (1949), modificada por Battjes 
(1974) para águas profundas () e para águas rasas (b) : 
2/1)/( 
 
LH
S
 2/1)/( 

LH
S
b
b
onde: 
 
S = tan() (declividade da praia) 
 indica águas profundas 
b indica condições na zona de arrebentação 
 
 
 Kaminsky & Kraus (1993), a partir da compilação de 17 trabalhos e 
experimentos em laboratório, chegaram à seguinte relação: 
27.02.1   b
 Battjes (1974) associou a classificação de Galvin (1968) ao 
número de Iribarren, estabelecendo limites para os tipos de ondas: 
 b 
Deslizante < 0,5 < 0,4 
Mergulhante 0,5 a 3,3 0,4 a 2,0 
Ascendente > 3,3 > 2,0 
Exemplo: ondas com T=12s, H=1,0m, Hb = 3m 
=7 (S=0,123) =1 (S=0,0174) 
 3,766 0,535 
b 2,663 0,3785 
L=1411.2m (segundo a Teoria Linear de Ondas) 
 Em praias naturais, as classificações acima apresentam problemas já que, 
devido ao espectro de períodos e alturas de ondas observados, a todo momento 
ocorre uma mistura de tipos de ondas na zona de arrebentação. 
 
 
 
 As classificações de Galvin (1968) e Battjes (1974) foram elaboradas com 
dados obtidos em experimentos realizados em laboratório. Sob tais condições, 
são sempre geradas ondas uniformes. 
Sistemas refletivos, intermediários ou dissipativos (Wright & Short, 1984): 
Praias dominadas por ondas, micro-maré 
Short, 1999 
Praias dominadas por ondas 
Wright & Short, 1984 
Sistemas refletivos, intermediários (4) 
ou dissipativos 
Tipo 1 (Short, 2006) 
Praia de Goolwa - Australia 
Intermediário 1 – Longshore Bar-Trough (LBT) 
Tipo 2 (Short, 2006) 
Intermediário 2 – Rhythmic Bar and Beach (RBB) 
Tipo 3 (Short, 2006) 
Intermediário 3 – Transverse Bar and Beach (TBB) 
Bancos transversais 
Tipo 4 (Short, 2006) 
Intermediário 4 – Ridge-Runnel ou Low Tide Terrace (LTT) 
Tipo 5 (Short, 2006) 
Praia de Narrabeen, Australia 
http://www.wrl.unsw.edu.au/coastalimaging/index.php?page=public/ImageAnalysis.html 
Praia de Narrabeen, Australia 
Tipo 6 (Short, 2006) 
Imagens Argus retificadas 
Praia Palm Beach - Austrália 
Ranasinghe et al. (2004) 
A: Longshore bar trough (LBT)-08/05/1996 
B: Rhythmic bar beach (RBB)-15/05/1996 
C: Transverse bar trough (TBR)-25/05/1996 
D: Low tide terrace (LTT)-11/06/1996 
Variabilidade da altura da maré, Austrália 
Cable Beach, Australia 
Parâmetro de variação relativa da maré (RTR) 
(Masselink & Short, 1993) 
 
 
RTR = MSR / Hb 
 
 
onde, 
 
MSR = mean spring tidal range (altura média da maré de sizígia) 
Figura 4 (Masselink & Short, 1993) 
Modelo conceitual do estado da praia:  versus RTR 
RTR = relative tide range 
 
RTR = TR/Hs 
 = Hs/wsT 
Parâmetro de variação 
relativa da maré (RTR): 
Praias modificadas por maré - Tipo 7 (Short, 2006) 
Reflective + Low Tide Terrace (R + LTT) 
Praias modificadas por maré - Tipo 7 (Short 2006) 
Reflective + Low Tide Terrace (R + LTT) 
Praias modificadas por maré - Tipo 8 (Short 2006) 
Reflective + Bars & Rips (R + LTR) 
Praias modificadas por maré - Tipo 8 (Short 2006) 
Reflective + Bars & Rips (R + LTR) 
Praias modificadas por maré - Tipo 9 (Short 2006) 
Ultra-dissipative (UD) 
Praias modificadas por maré - Tipo 9 (Short 2006) 
Ultra-dissipative (UD) 
Praias dominadas por maré - Tipo 10 (Short 2006) 
Beach & Sand Ridges (R + SR) 
Praias dominadas por maré - Tipo 10 (Short 2006) 
Beach& Sand Ridges (R + SR) 
Praias dominadas por maré - Tipo 11 (Short 2006) 
Beach & Sand Flats (R + SF) 
Praias dominadas por maré - Tipo 11 (Short 2006) 
Beach & Sand Flats (R + SF) 
Praias dominadas por maré - Tipo 12 (Short 2006) 
Tidal Sand/Mud Flats (RTSF) 
Praias dominadas por maré - Tipo 12 (Short 2006) 
Tidal Sand/Mud Flats (RTSF) 
Planície de maré arenosa Planície de maré lamosa 
Tipo de praia versus altura significativa da onda 
H
b
, 
m
 
Tipo de praia versus tamanho médio das areias 
D
iâ
m
e
tr
o
 m
é
d
io
, 
m
m
 
Tipo de praia versus velocidade de decantação adimensional () 
P
a
r
â
m
e
tr
o
 ô
m
e
g
a
 (

)
 
Tipo de praia versus parâmetro de variação relativa da maré (RTR) 
R
T
R
 
Levoy et al., 2000 
Praias de mega-maré – 
Normandia - França 
 Altura da maré de sizígia: 12 a 15 m 
 Onda de maré estacionária na Baía 
do Monte Saint Michel, onde atinge 
mais de 15 m de altura 
Anneville-sur-Mer (maio 2000) 
Exemplo de perfil de praia 
(Donville-les-Bains, nov. 1998) 
Praias de mega-maré 
Variação da altura e direção 
das ondas 
 A altura da onda significativa 
atinge um valor máximo de 4,2m em 
Trois Grunes e 2,8m em Videcoq 
Variação do tamanho dos sedimentos nas 
3 praias estudadas 
Envelope de variação do perfil praial – Annevile-sur-Mer 
Segmentação morfodinâmica dos perfis das praias de meso-macro maré 
Praias de mega-maré 
Merlimont, norte da França: variação da 
altura da maré, no período de sizígia, 
alcança 8,3 metros 
Perfil em 24/07/1997 
 
1: high-tide zone 
2: mid-tide zone 
3: low-tide zone 
Perfis em 02/05/1997 
Obtidos nas laterais do 
perfil central 
ESTADO MORFODINÂMICO PRAIAL NO INSTANTE DA OBSERVAÇÃO: UMA 
ALTERNATIVA DE IDENTIFICAÇÃO 
(Muehe, 1998) 
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25
Velocidade de decantação (m/s)
0.000
0.050
0.100
0.150
0.200
0.250
D
e
cl
iv
id
a
d
e
 d
a
 f
a
ce
 d
a
 p
ra
ia
Lagomar
Verão Vermelho
Massambaba Leste
Massambaba Oeste
(t
g

)
Muehe, 1998 
0 1 2 3 4
Altura da onda na arrebentação (m)
0
1
2
3
4
5
6
A
lt
u
ra
 d
o
 e
s
p
ra
ia
m
e
n
to
 d
a
 o
n
d
a
 n
a
 f
a
c
e
 d
a
 p
ra
ia
 (
m
)
Estado dissipativo
Estado intermediário
Estado refletivo
Muehe, 1998 
Herança geológica 
Herança geológica 
Arenitos de praia (beach-rocks) - Itaipuaçu - Maricá - RJ 
Muehe & Ignarra (1987) 
Tamanho mediano dos sedimentos da berma e face da praia 
Itaipuaçu-perfil#1
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
0 10 20 30 40 50 60 70
metros
m
et
ro
s
20.04.94 11.05.94 01.06.94 01.07.94 29.07.94 12.09.94 05.12.94
Itaipuaçu-perfil#3
-9
-8
-7
-6
-5
-4
-3
-2
-1
0
1
0 10 20 30 40 50 60 70
metros
m
et
ro
s
20.04.94 11.05.94 01.06.94 22.06.94 01.07.94 29.07.94 12.09.94 05.12.94
Posição dos arenitos de praia e textura dos sedimentos superficiais 
Bloco-diagrama mostrando a posição da linha de arenitos de praia 
Perfis topográficos transversais à praia (arenitos em preto) 
Oregon (R. Holman)