Aula Estuários&LagoasCosteiras

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Aula: Dinâmica de Estuários e 
Lagoas Costeiras
ECOSSISTEMAS COSTEIROS
Tópicos a serem abordados
Definição e principais características dos estuários;
Classificação e importância dos estuários;
Processos hidrodinâmicos e sedimentológicos;
Cálculo da vazão líquida
Comportamento conservativo e não conservativo;
Modelagem de Estuários
Definição de Estuário
“Um estuário é um corpo d’água semifechado na costa que possui conexão livre com o oceano e no qual a água do mar entra em contato com a água doce de origem da drenagem continental” 
(Motta, 1978). 
Características de um Estuário
Maior complexidade e dinâmica que rios;
Gradientes físico-químicos (salinidade, pH)
Variabilidade na concentração de material particulado em suspensão;
Processos hidrodinâmicos 
 complexos;
Importância dos Estuários
Fonte de alimentos.
Ocupação urbana e portuária. 
Função reguladora da entrada de material de origem terrestre para o oceano. 
Sujeito a elevadas cargas de poluentes.
Diferenças entre Rios e Estuários
 Propagação da Maré (geometria do sistema)
Gradientes Longitudinais e Verticais de Salinidade (diferenças de densidade – cunhas)
Forças de Coriolis e centrífugas induz escoamentos secundários devido a rotação da Terra e curvatura dos canais
Entrada de diversas fontes sólidas:
 Erosão da bacia nas descargas fluviais
 Correntes de maré e gradientes de densidade
 Erosão Eólica de dunas ou bancos de maré
 Decomposição de organismos, dejetos industriais/ domésticos 
Composição Hidroquímica
Íons
Média dos Oceanos
(ppm)
Sais Dissolvidos
(%)
Média dos Rios
(ppm)
Cl-
18.980
55.1
4.7
SO42-
2.650
7.7
8.5
HCO3-
140
0.41
53.8
Na+
10.560
30.6
3.9
Mg2+
1.270
3.69
3.4
Ca2+
400
1.16
7.9
K+
380
1.10
1.45
Classificação dos Estuários
Classificação de Estuários 
 Os estuários podem ser classificados em quatro tipos quanto a sua topografia (Pritchard, 1952).
Desembocadura de rio afogado (vale de um rio foi inundado pela ultima transgressão marinha, ex: Baía de Chesapeake - EUA) 
Fjord (vale glacial foi inundado pela última transgressão marinha, ex: Loch Etive - Escócia); 
Barreiras (barreiras de ilhas separam as lagoas do oceano aberto, ex: Lagoa de Araruama);
Tectônicos (formados por rebaixamentos na crosta da Terra, ex: Baía de São Francisco - EUA);
Frente Deltáicas (costa emergente com grande suprimento de sedimentos ex: Estuário do Rio Paraíba do Sul)
Quatro tipos de estuários (classificação quanto a sua topografia)
Classificação dos estuários baseado na mistura das massas d’água
 Cunha salina
 Bem misturado
 Parcialmente misturado
 Fjord
 Revertido
Lagunas e Lagoas costeiras
Lagunas: Sistema estuarino em regime de marés
Lagoas: regime de cheias–perda da ligação: doce
Corpos efêmeros (geologia) – planícies costeiras
Regime de cheias = degradação acelerada
Canal de Maré estável: fluxos (enchente/vazante) 
Obstrução do canal: instabilidade>>assoreamento
Definições básicas:
 Prisma de maré (P) volume de água do mar que entra pelo canal durante a enchente
 Área da menor seção transversal (Ac): área hidráulica do canal
 Velocidade média máxima (Vmax): máximo valor médio em Ac
 Capacidade de Resposta (Cr): é uma função que exprime a taxa de variação de agentes restauradores da estabilidade = - Vmax / Ac
Método de análise de estabilidade (Rosman, 1993):
Constrói-se uma família de curvas Vmax x Ac onde cada curva corresponde a uma dada altura de mares
Define-se os pontos de maior Cr em cada curva e os une com linha
O cruzamento da curva com a linha de máximo Cr indica tanto a Ac ótima como o valor mínimo de Vmax para manter a estabilidade
Para atingir Vmax necessário deve ocorrer altura de maré  a correspondente ao cruzamento Vmaxx Cr considerado
Ac> 150 m²
Princípio do Auto ajustamento*
(Blench, 1969) 
Canais naturais de fundo móvel tendem a se auto ajustar a valores médios da morfologia: larguras (B), prof. (H), declividade (S) e dimensões de meandros () em função unívoca das variáveis formadoras: i) descargas líquidas (QL); ii) descargas sólidas (QS) e iii) susceptibilidade à erosão/deposição (M)
* Válido para escalas temporais de décadas: útil para obras de engenharia 
Para obter uma boa estimativa da velocidade média é necessário medir em várias verticais e em vários pontos ao longo das verticais
A relação entre velocidade da água e velocidade de rotação do molinete é a equação do molinete
Vazão em canal de maré
A medição de vazão está baseada na medição de velocidade em um grande número de pontos. Os pontos estão dispostos segundo linhas verticais com distâncias conhecidas da margem (d1, d2, d3, etc.). A integração do produto da velocidade pela área é a vazão do rio.
Q é a vazão total do rio; vi é a velocidade média da vertical i; N é o número de
verticais e Ai é a área da sub-seção da vertical i
Uma medição de vazão realizada em um rio teve os resultados abaixo. A largura total do rio é de 23 m. Qual é a vazão total do rio? Qual é a velocidade média?
Para cada uma das verticais de medição determina-se a área da sub-seção correspondente. Considera-se, que as velocidades medidas na vertical ocorrem em uma região retangular de profundidade pi e largura 0,5x(di+1 – di-1) . A vazão total é dada pela soma das vazões de cada sub-seção.
1
2
3
4
5
Total
Circulação Hidrodinâmica
Forças Físicas atuantes: 
Fluxo de água continental;
Variação das marés;
Forçantes meteorológicas;
Ondas. 
Transporte Advectivo Difusivo:
 Advecção: transporte na direção do fluxo
 Difusão: Mistura causada por gradiente de concentração e turbulência = dispersão de massa 
Descarga Anual de Matéria para os Oceanos (106 ton./ano)
Pelos Rios
 Antes da Influência Humana 9.300 
 Depois da Influência Humana 24.000
Pelo Vento 60 - 360
Pelas Geleiras 100
Fontes extraterrestres 0,35 - 140
(Salomons & Förstner, 1984)
Principais Processos Não Conservativos em Estuários
Eutrofização Costeira no Brasil
O Processo de Modelagem
Rosman et al. 2001
Modelos de Qualidade da água e Eutrofização
http://www.sisbahia.coppe.ufrj.br
Reações cinéticas do modelo de qualidade da água