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Máster en Ingeniería de Costas y puertos

Mestrado em Engenharia Civil Esta dissertação aborda o tema da erosão costeira, assunto que se torna problemático principalmente na época do Inverno. A erosão costeira relaciona-se com a evolução da linha de costa, que por sua vez está diretamente relacionada com o transporte sólido longitudinal e o clima de agitação. A erosão costeira é um fenómeno que pode resultar em estragos na zona litoral, colocando em risco pessoas e bens materiais, o que significa problemas e prejuízos para as populações. Para prevenir os problemas de erosão costeira, é importante ter capacidade de previsão da posição da linha de costa ao longo do tempo, em função do clima de agitação. No entanto, analisar uma quantidade grande de registos ao longo de vários anos pode ser uma tarefa complexa. Assim, caraterizar um clima de agitação equivalente torna mais fácil e mais cómodo realizar modelação numérica, de forma a que os meios de planeamento adequem o seu trabalho em função das projeções futuras. A avaliação do transporte sólido longitudinal pode ser estimada com recurso a formulações numéricas. São diversas as formulações que se podem encontrar na literatura, pelo que neste trabalho se identificaram 4 formulações, tendo-se avaliado o desempenho entre elas. Após uma análise de sensibilidade das formulações, consideraram-se registos reais de agitação marítima e procedeu-se ao estudo e avaliação estatística da base de dados do clima de agitação da série de registos da boia ondógrafo de Leixões, tentando estimar o transporte sólido longitudinal que ocorre ao longo do litoral português, através do clima ou climas de agitação equivalentes. Os climas de agitação equivalentes que se obtiveram, têm a mesma capacidade de transporte sólido longitudinal em ano médio e foram utilizados na modelação numérica da evolução da linha de costa. Recorrendo ao programa LTC (Long-Term Configuration), aplicaram-se 3 cenários de agitação, correspondentes à onda equivalente, a classes de onda e ao ano representativo. Conhecendo o transporte sólido longitudinal, foi possível para uma zona costeira genérica, analisar o efeito destes cenários em termos de evolução da posição da linha de costa. Apesar dos cenários estudados terem a mesma capacidade de transporte sólido longitudinal, não evoluíram para posições de linha de costa iguais, apresentando alguma concordância entre o cenário da onda equivalente e das classes de onda. Não se verificou o mesmo para o ano representativo, tendo-se obtido maiores valores de recuo da posição da linha de costa neste cenário. This dissertation approaches the theme of coastal erosion, a subject that becomes problematic mainly during the Winter season. Coastal erosion is related to the evolution of the coastline, which in turn is directly related to solid longitudinal transport and the agitation climate. Coastal erosion is a phenomenon that may result in damage to the coastal zone, putting at risk people and material goods, which means problems and damage to the population. To prevent the problems of coastal erosion, it is important to be able to predict the position of the coastline over time, depending on the climate of agitation. However, analyzing a large number of data records over several years may result a complex task. Thus, characterizing an equivalent atmosphere of agitation makes it easier and more confortable to perform numerical modeling, so that the planning means adapt their work to future projections. The longitudinal solid transport evaluation can be estimated using numerical formulations. There are several formulations that can be found in the literature, so that in this work 4 formulations were identified, and the performance among them was evaluated. After a sensitivity analysis of the formulations, actual records of sea agitation were considered and the statistical study of the agitation climate database of the Leixões` directional wave buoy register series was carried out, trying to estimate the solid longitudinal transport that occurs along the Portuguese coast, through the equivalent climate or climates of agitation. The equivalent agitation climates that were obtained have the same solid longitudinal transport capacity in average year and were used in the numerical modeling of the evolution of the coastline. Using the LTC (Long-Term Configuration) program, three shaking scenarios were applied, corresponding to the equivalent wave, to wave classes and to the representative year. Knowing the solid longitudinal transport, it was possible for a generic coastal zone to analyze the effect of these scenarios in terms of evolution of the coastline position. Although the studied scenarios have the same longitudinal solid transport capacity, they did not evolve to equal coastline positions, presenting some proximity of results between the equivalent wave scenario and the wave classes. The same was not observed for the representative year, with higher values of retreat of the coastline position in this scenario.

O turbidímetros está sendo utilizado como alternativa para o monitoramento hidrossedimentológico que, quando devidamente calibrado, possibilita o armazenamento de dados contínuos contribuindo para o planejamento e gestão de bacias hidrográficas. Neste estudo, visando otimizar os serviços envolvidos no monitoramento hidrossedimentológico, instalamos e calibramos duas estações automáticas com sensor de turbidez, para uso em uma bacia hidrográfica para estudo de caso. A determinação da turbidez foi realizada com solução de formazina. A calibração do equipamento foi realizada a partir de três métodos de amostragem de sedimentos a saber: amostrador de tempo (torpedo), amostrador pontual de superfície e amostrador por integração na vertical. O método pontual e integrado se mostraram como satisfatória alternativa na estimativa da concentração de sedimentos em suspensão, obtendo medianas iguais. O método torpedo apresentou diferença entre as medianas quando comparados ao método integrado. A avaliação do transporte de massa durante os eventos apresentou distribuição uniforme dos sedimentos, que pode ser reafirmada pelo estudo dos laços de histerese em formato de oito. ABSTRACT - Turbidimeter has supported the hydro-sedimentological monitoring. Properly calibrated, this instrument continuously store data improving watershed planning and management. In this study, two automatic stations with a turbidity sensor were installed and calibrated aiming the optimization of monitoring services. Turbidity was determined using a formazine solution. Calibration of the turbidimeter was based on three different sediment sampling methods: Time-Integrated Mass (TIMs), single-point sampling, and depth-integrated sampling. The single-point and depth-integrated methods are considerable alternatives for estimating suspended sediment concentration with statistically equals medians. When compared to depth-integrated method, TIMs presented medians significantly different. The evaluation of mass transport during the events tends to have a uniform sediment distribution that can be reaffirmed by studying the eight-shaped hysteretic loops.

Mestrado em Meteorologia e Oceanografia Física O porto da Figueira da Foz localiza-se no estuário do rio Mondego e comunica com o oceano através de um canal de navegação fixado por dois molhes convergentes. Em situações de agitação marítima energética (tempestades) este sistema é afetado pela acreção de sedimentos na barra submersa junto ao molhe norte, condicionando o acesso dos navios ao porto. O objetivo desta dissertação é caracterizar a dinâmica sedimentar no trecho costeiro entre o Cabo Mondego e a praia da Leirosa, bem como descrever a morfodinâmica na embocadura do rio Mondego. Primeiramente efetuou-se uma pesquisa bibliográfica com o intuito de conhecer a zona de estudo, seguida do desenvolvimento da componente de monitorização e modelação. Realizaram-se campanhas de campo em diferentes transeptos, entre o Cabo Mondego e a praia da Leirosa. O transporte sólido em suspensão foi estimado e caracterizada a agitação marítima junto à costa. Os resultados mostram que a intensidade da velocidade média na componente longitudinal e transversal aumenta de norte para sul, isto é, da praia do Cabedelo para a praia da Leirosa, e os fluxos sedimentares longitudinais variam em função da agitação marítima incidente e aumentam para o setor mais a sul. A aplicação do modelo numérico Delft3D permitiu efetuar simulações da componente hidrodinâmica, morfodinâmica e sedimentar da região em estudo. Foi efetuado a validação das duas primeiras componentes e um estudo de sensibilidade dos resultados do módulo sedimentar. Por fim, foram impostas na fronteira um conjunto de ondas regulares representativas do clima de agitação marítima daquela região, de forma a estudar as correntes de deriva litoral e os transportes médios. Os valores simulados para a deriva litoral são coerentes com os resultados das campanhas, e aproximam-se dos valores encontrados na literatura, nomeadamente nas praias situadas a sul da embocadura (1.0x106m3/ano). Na componente morfodinâmica verificou-se que, para um evento de temporal, o modelo simula a acreção de sedimentos na barra submersa com valores da ordem de grandeza dos observados. The Figueira da Foz’s port is located at mouth of Mondego river and communicates with the ocean through a main channel fixed by two converging jetties. Under energetic wave conditions (storms) this system is affected by the accretion of sediments on sandbar formed close to the north breakwater, which limits the navigation to the port. The aim of this work is to characterize the sediment dynamics in the coastal stretch between the Mondego Cape and Leirosa beach, and describe the morphodynamics at the mouth of the Mondego river. Firstly, a bibliographic research was carried out followed by the development of monitoring and modeling components. The field campaigns were carried out in different transepts, between the Mondego Cape and Leirosa beach, which allowed to estimate the suspended sediment transport and characterized the waves near the coast. The results show that the intensity of the longitudinal and transverse velocity component increases from north to south, i.e., from the Cabedelo beach to Leirosa beach. The longitudinal sediment fluxes depend on the incoming waves and increases towards the southern sectors. The implementation of numerical model Delft3D of Deltares, allowed to perform simulations of the hydrodynamic, morphodynamic and sedimentary component of the study area. The calibration of the first two components was made as well as a sensitivity study of the sediment module results. Finally a set of regular waves representative of the wave climate of that region was imposed on the boundaries to study the mean longitudinal currents and transports. The simulated values are consistent with the results of the campaigns and similar to the values found in the literature, on the beaches located southward of the mouth (1.0x106m3/ano). The simulation of the morphodynamic changes induced by a storm event has shown that the model simulates accretion of sediment at the sandbar with an order of magnitude similar to the observations.

The aim of this work is to use GIS integration data to characterize sedimentary processes in a SubTropical lagoon environment. The study area was the Cananeia Inlet estuary in the southeastern section of the Cananeia Lagoon Estuarine System (CLES), state of Sao Paulo, Brazil (25°03′S/47°53′W). The area is formed by the confluence of two estuarine channels forming a bay-shaped water body locally called “Trapande Bay”. The region is surrounded by one of the most preserved tracts of Atlantic Rain Forest in Southwestern Brazil and presents well-developed mangroves and marshes. In this study a methodology was developed using integrated a GIS database based on bottom sediment parameters, geomorphological data, remote sensing images, Hidrodynamical Modeling data and geophysical parameters. The sediment grain size parameters and the bottom morphology of the lagoon were also used to develop models of net sediment transport pathways. It was possible to observe that the sediment transport vectors based on the grain size model had a good correlation with the transport model based on the bottom topography features and Hydrodynamic model, especially in areas with stronger energetic conditions, with a minor contribution of finer sediments. This relation is somewhat less evident near shallower banks and depositional features. In these regions the organic matter contents in the sediments was a good complementary tool for inferring the hydrodynamic and depositional conditions (i.e. primary productivity, sedimentation rates, sources, oxi-reduction rates).

A simulação de um ambiente natural através de técnicas computacionais é um tema de pesquisa bastante promissor para o planejamento e tomada de decisões ambientais. A erosão hídrica no solo inicia-se com o impacto da gota de chuva sobre sua superfície. Numa situação onde a erosividade da chuva é elevada, pode ocorrer cisalhamento hidraúlico do solo e transporte dos sedimentos. Na busca por uma melhor compreensão sobre as dimensões espaço-temporais desses fenômenos naturais, este trabalho visou a caracterização da erosão potencial de uma área inserida na Bacia Hidrográfica do Rio Ribeira de Iguape, utilizando a Equação Universal de Perdas de Solos (EUPS), através de Geotecnologias e rotinas computacionais. O período considerado na análise foi entre 1990 e 1999, dentro do qual foram comparadas áreas de ocorrência espacial simultânea de alto potencial erosivo e alto teor de Pb e As, fruto de uma anomalia natural existente neste local. Esta aplicação multitemporal mostrou a tendência evolutiva dos processos erosivos na região, principalmente os compreendidos nas áreas relacionadas às anomalias de As e Pb. Áreas com perdas de solo acima de 200 t/ha.ano foram identificadas, as quais devem ser consideradas como em processo de degradação do solo e fonte de elementos tóxicos sob dispersão no meio ambiente. The simulation of a natural environment through computational techniques is a promising research theme that can append advantages for planning and decisions on environmental issues. Hydric erosion is triggered by the impact of rain drops on the soil surface. If rain-induced erosion is high, soil undergoes through hydraulic shearing and the yielded sediments are consequently transported. In the search for a better understanding of space-time dimensions of such natural phenomena, this work aimed to characterize the potential erosion of a selected area located in the Ribeira de Iguape River Hydrographic Basin. This was achieved using the Universal Soil Loss Equation (USLE) through Geotechnologies and computational routines. The period considered in the analysis spans between 1990 and 1999, within which areas with spatial coincidence of high erosive potential and high Pb and As content in soil (associated to a pre-existing, natural As anomaly) were compared. This multitemporal application showed the evolutionary trend of the erosive processes in the region, effectively those associated to the As and Pb anomalies. Areas with soil losses above 200 t/ha.year were identified, which ought to be considered in the process of land degradation and source of toxic elements under dispersion in the environment.

The Gulf of Uraba is the largest estuary on the Caribbean coast of Colombia. The aim of this research was to analyse the oceanic, climatic and environmental variables that influence mangrove structure and composition in the gulf. Based on the availability of remote sensing, the study area was divided into western and eastern zones. The spatial pattern of environmental variables (water salinity, pH and percentage of organic matter, sand, silt and clay in the soils) and oceanic and climatic variables (winds, wave height and wave period) was analysed. The relationship of these variables with variables of vegetation structure (basal area, diameter at breast height, tree height, and abundance of seedlings of mangrove species in 1 m² subplots) was analysed in 27 plots of 500 m² containing fringe mangroves and 5 plots containing basin mangroves. Mangroves of the western zone showed a higher structural development and were dominated by Rhizophora mangle (red mangrove). This zone is supplied by fresh water and sediments, and the soils have a high content of organic matter and clay and a low degree of anthropogenic disturbance. The eastern zone was characterized by higher pore water salinity due to lower freshwater input from rivers. In this area there is a smaller impact of waves and winds, higher sedimentation rates, high anthropogenic disturbance and mangroves are dominated by Avicennia germinans (black mangrove). Although Laguncularia racemosa (white mangrove) did not show a particular spatial pattern, due to its tolerance to open canopy conditions it was commonly found in anthropogenically disturbed areas. El Golfo de Urabá es el mayor estuario en la costa caribe de Colombia. El objetivo de esta investigación fue analizar las variables oceánicas, climáticas y ambientales que influyen en la estructura y composición de los manglares en el golfo. Según la disponibilidad de información de sensores remotos, el área de estudio se dividió en una zona occidental y otra oriental. Se analizó el patrón espacial de las variables ambientales (salinidad del agua, pH y porcentaje de materia orgánica, arena, limo y arcilla en los suelos) y las variables oceánicas y climáticas (vientos, altura y período del oleaje). Se analizó la relación de estas variables con las variables estructurales de la vegetación (área basal, diámetro a la altura del pecho, altura de los árboles y abundancia de plántulas de especies de manglar en sub-parcelas de 1 m²), en 27 parcelas de 500 m² que contienen manglares de borde y 5 parcelas que contienen manglares de cuenca. Los manglares de la zona occidental mostraron un desarrollo estructural superior y fueron dominados por Rhizophora mangle (mangle rojo). Esta zona recibe gran cantidad de agua dulce y sedimentos, y los suelos tienen alto contenido de materia orgánica y arcilla, y bajo grado de perturbación antrópica. La zona oriental se caracteriza por mayor salinidad del agua debido a una menor entrada de agua dulce de los ríos. En esta zona se presenta un menor impacto de oleaje y vientos, altas tasas de sedimentación, alta perturbación antrópica y los manglares están dominados por Avicennia germinans (mangle negro). Aunque Laguncularia racemosa (mangle blanco) no mostró un patrón espacial particular, debido a su tolerancia a las condiciones abiertas de dosel, se encuentra comúnmente en áreas con mayor intervención antrópica.

The Gulf of Uraba is the largest estuary on the Caribbean coast of Colombia. The aim of this research was to analyse the oceanic, climatic and environmental variables that influence mangrove structure and composition in the gulf. Based on the availability of remote sensing, the study area was divided into western and eastern zones. The spatial pattern of environmental variables (water salinity, pH and percentage of organic matter, sand, silt and clay in the soils) and oceanic and climatic variables (winds, wave height and wave period) was analysed. The relationship of these variables with variables of vegetation structure (basal area, diameter at breast height, tree height, and abundance of seedlings of mangrove species in 1 m2 subplots) was analysed in 27 plots of 500 m2 containing fringe mangroves and 5 plots containing basin mangroves. Mangroves of the western zone showed a higher structural development and were dominated by Rhizophora mangle (red mangrove). This zone is supplied by fresh water and sediments, and the soils have a high content of organic matter and clay and a low degree of anthropogenic disturbance. The eastern zone was characterized by higher pore water salinity due to lower freshwater input from rivers. In this area there is a smaller impact of waves and winds, higher sedimentation rates, high anthropogenic disturbance and mangroves are dominated by Avicennia germinans (black mangrove). Although Laguncularia racemosa (white mangrove) did not show a particular spatial pattern, due to its tolerance to open canopy conditions it was commonly found in anthropogenically disturbed areas.

Se presenta un modelo agregado para estimar tasas medias de producción de sedimento en cuencas tropicales de montaña con información escasa, calibrado para Antioquia (Colombia); basado en la ecuación de transporte de Engelund-Hansen. Dos enfoques complementarios se proponen: (1) modelo de cauce aluvial, según caudal, pendiente y geometría hidráulica y (2) modelo de ladera, según caudal menos flujo base, pendiente, densidad de drenaje y grado de convergencia del flujo. Ambos modelos cierran con una regresión para el parámetro de Shields, en función del rendimiento sólido (t/km2/año) y un factor geológico, que se considera robusta por la diversidad de escala, morfología y clima de las 23 cuencas analizadas. Ambos enfoques del modelo predicen dentro de +/- 50% de error el rendimiento sólido del 70% de las cuencas, las de menos particularidades; corrigiéndolo con una porción por el fondo, adicional al transporte en suspensión medido, estimada analíticamente y probada con mediciones. Abstract: An aggregated model to estimate mean denudation rates of tropical mountain basins with limited data is presented, which is calibrated for Antioquia (Colombia); based on the transport equation of Engelund-Hansen. Two complementary approaches are purposed: (1) alluvial river reach model, dependent on discharge, slope and hydraulic geometry and (2) hillslope model dependent on discharge minus base flow, slope, drainage density and flow convergence degree. Both models are closed with a regression for the Shields parameter, depending on sediment yield (t/km2/yr) and a geologic factor, which is considered robust due to the diversity of scale, morphology and weather of the 23 basins analyzed. Both model approaches predicts inside a +/- 50% margin of error the sediment yields of 70% of the basins, those with less peculiarities; correcting it with a bed load portion, additional to the suspended transport measured, analytically estimated and proved with field data. Maestría

Este Trabajo Fin de Grado estudia la evolución de un aporte artificial de sedimento en Playa Granada. La regeneración se realiza para abordar el problema que le supone a la playa la pérdida de sedimento a partir de la construcción de la presa de Rules en el río Guadalfeo, una de las vías principales de aportación natural de sedimento a la playa. Para llevar a cabo este estudio se han analizado registros históricos, por un lado, y datos registrados durante el periodo de estudio, por otro. Dicho periodo de estudio empieza justo antes de los trabajos de regeneración y termina ocho meses después. Los datos recogidos son: información de clima marítimo, topografías que determinan líneas de costa y perfiles batimétricos. Estos datos se han analizado y relacionado entre sí, y además, se ha completado el trabajo con un cálculo aproximado de los volúmenes que ha ganado o perdido la playa a lo largo del periodo de estudio. Los resultados obtenidos indican que la zona presenta dos direcciones predominantes de procedencia del oleaje, para las cuales, la playa reacciona de forma diferente. La opción de regenerar esta playa mediante un aporte artificial de sedimento pasaría a ser una mala opción dadas las pérdidas de material que le supone a la playa a largo plazo, puesto que los temporales más fuertes en esta zona suelen ser de oleaje de poniente, que transporta el sedimento de la zona del delta del Guadalfeo, acumulándolo en la zona de playa cercana al Puerto de Motril., Universidad de Granada. Grado en Ingeniería Civil. Especialidad: Construcciones Civiles. Curso 2014-2015, Proyecto de investigación Morfodinámica de Playas Heterogéneas en el Litoral Andaluz del Mar de Alborán (CTM2012-32439, Secretaría de Estado de I+D+i), Grupo de investigación Dinámica de Flujos Ambientales de la Universidad de Granada (TEP-209, Junta de Andalucía)

A one-dimensional mathematical model is presented that describes the cross-shore evolution of a long linear mound of non-cohesive sediment placed in the nearshore and exposed to non-breaking waves. The equation for the transport rate accounts for wave asymmetry and gravity, and the net rate is expressed by reference to an equilibrium profile shape. Simplifications reduce the governing equation for mound evolution to the diffusion equation, for which analytical solutions are available for various initial shapes of the mound. Temporal and spatial dependencies governing mound evolution are obtained from the analytic solutions; for example, a doubling of the wave height implies a certain mound response in 1/8 of the time compared to the original conditions. The governing equation is also solved numerically in order to avoid schematization of the forcing, initial, and boundary conditions. Both the analytical and numerical models are compared with data on mound evolution from several sites around the world. Model predictions agree with trends in measurements of four mounds at widely different sites. An example is given concerning the application of the analytical model for preliminary mound design. The formulation presented also applies to infilling of dredged trenches with lengths much greater than their widths. A evolução morfodinâmica de um banco de areia existente na zona costeira do oceano antes da zona de rebentação é descrita recorrendo a um modelo matemático unidimensional. As taxas de transporte sedimentar são calculadas relativamente a um perfil de equilíbrio e têm em consideração a assimetria das ondas e o termo gravitacional. A equação de balanço que rege a evolução da morfologia do fundo, sob certas hipóteses, reduz-se a uma equação de difusão que tem solução analítica conhecida para diferentes configurações do banco. A evolução espaço temporal do banco de areia é determinada em função de diferentes parâmetros a partir da solução analítica: por exemplo, verifica-se que a duplicação da altura da onda conduz a uma evolução mais rápida da morfologia do banco (em1/8 do tempo) relativamente à situação de referência. Para condições mais gerais das condições iniciais, das condições de fronteira e dos forçamentos, a equação é resolvida numericamente. Ambas as soluções, analítica e numérica, são comparadas com dados que reportam a evolução de bancos de areia de diferentes locais no mundo. Os resultados obtidos mostram que os modelos descrevem a tendência das observações efetuadas em quatro bancos de areia distintos. Como exemplo de aplicação, o modelo analítico desenvolvido é considerado no projeto preliminar de um banco de areia. A formulação apresentada pode também ser aplicada para estudar a evolução da morfologia de escavações resultantes de dragagens com uma configuração em que o seu comprimento é maior do que a sua largura.

CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior O entendimento dos processos responsáveis pela morfodinâmica dos ambientes costeiros e de transporte sedimentar costeiro é necessário tendo em vista que tais processos assumem um importante papel na conformação e estabilização do ambiente praial. A zona costeira é uma faixa complexa, dinâmica e instável, na qual está sujeita a contínuas alterações morfodinâmicas geradas por processos meteorológicos (ventos) e hidrodinâmicos (ondas, maré e correntes associadas). Este trabalho mostra a morfodinâmica e quantifica o transporte sedimentar nas praias de macromaré da Princesa e de Fortalezinha, ambas localizadas na costa nordeste do Estado do Pará e inseridas na faixa arenosa da Ilha de Algodoal/Maiandeua (município de Maracanã), no setor costeiro da Costa Atlântica do Salgado Paraense. Foram realizadas duas campanhas de coleta de dados: (i) no período seco (15 - 19/10/2012) e; (ii) chuvoso (13 - 16/03/2013) para analisar a variação morfológica das praias e suas tendências erosivas e/ou de acreção, através de 8 perfis topográficos, sendo 4 em cada praia. Concomitantemente ao levantamento dos perfis, foram realizadas amostragem de sedimentos e medições de parâmetros hidrodinâmicos (ondas e correntes). Para quantificar o transporte de sedimento costeiro foram utilizadas: (1) armadilhas de sedimentos para o transporte eólico em cada perfil e (2) armadilhas na zona de surfe, em três setores distintos das praias para o transporte longitudinal. Estas praias são compostas predominantemente por areia fina e bem selecionadas. As praias exibiram baixa declividade (< 2°) para os dois períodos. No período seco foi possível observar na praia da Princesa um sistema calha-barra bem desenvolvido na zona de intermaré média, característico de praias dissipativas, enquanto que no período chuvoso ocorreu perda de sedimentos nesta zona, permitindo a exposição de um terraço lamoso de paleomangue no setor central. Na praia de Fortalezinha o período chuvoso foi marcado por características erosivas no setor NW, com ausência de calhas e barras, somente o setor SE apresentou características típicas de praias dissipativas. Em geral, as praias da Princesa e Fortalezinha estão submetidas a um regime de macromaré semi-diurna, com ondas dominantes do tipo deslizante de baixo período, com direção NE. A corrente costeira tem direção preferencial de NW, com variações durante o ciclo de maré. Os ventos atuantes têm direção preferencial de E no período menos chuvoso e NE no período chuvoso. Durante o período seco as praias tiveram características de praias intermediárias, com Ω entre 4,322 a 4,579 na praia da Princesa e de 4,074 a 4,668 na Praia de Fortalezinha. No período chuvoso foram caracterizadas como dissipativas, com valores de Ω variando de 5,088 a 6,763 na praia da Princesa e 5,790 a 6,174 na praia de Fortalezinha, tendo apenas o setor NE da praia da Princesa com características intermediárias. A praia da Princesa passou do estado de praia ultradissipativa (75) (período chuvoso). Entretanto, a praia de Fortalezinha teve seu estado como intermediário com sistema de calha-barra de baixa-mar (35), no período chuvoso. Nas praias ocorre transporte longitudinal bidirecional, com resultante para NW. A direção da corrente longitudinal e da deriva litorânea é influenciada, respectivamente, pela direção e intensidade dos ventos alísios de NE (período seco) e correntes de maré (período chuvoso). O transporte eólico se dá em função da intensidade e duração dos ventos e principalmente por chuvas, entretanto, no período seco este é elevado, devido aos fortes ventos, e a ausência de chuvas deixa os sedimentos da zona de espraiamento menos coesos e mais fáceis de serem transportados. A dinâmica costeira nas praias é influenciada pelas drenagens adjacentes (rios e canais de maré) principalmente durante a vazante da maré. Durante o período chuvoso, a vazão dos rios Marapanim e Maracanã é alta devido ao aumento das chuvas nas cabeceiras dos rios, que aumenta a exportação de sedimentos continentais (silte e argila) para a região costeira, e são incorporados a deriva litorânea e depositados nas praias durante os momentos de baixa energia, juntamente com os sedimentos arenosos provenientes principalmente da plataforma continental adjacente, através das correntes de maré. Understanding the processes responsible for the morphodynamics of the coastal environments and sediment transport is necessary considering that such processes play an important role in the formation and stabilization of the beach. The coastal zone is a complex, dynamic and unstable range in which is subject to continuous changes generated by coastal morphodynamic processes such as winds, waves, tides and tidal currents. This Master thesis shown the morphodynamics and transport measurement of sediment in macrotidal on the Princesa and Fortalezinha beaches (Pará coast). These beaches are part of the sandy plains, around the Algodoal/ Maiandeua island (Maracanã city), being inserted in the Salgado Atlantic Coast of Pará. Two data collection campaigns were conducted: (i) in the dry season (15 - 19/10/2012) and; (ii) in the rainy season (13 - 16/03/2013). To analyze the morphological variation of these beaches and its erosive trends and / or accretion, were executed 8 topographic profiles (4 in each beach). At the same time the survey of profiles, sediment samples and measurements of hydrodynamic parameters (waves and currents) were performed. To quantify the coastal sediment transport were used two methods: (1) “traps” for aeolian sediment transport in each profile, and (2) “portable traps” for longitudinal transport in the surf zone, over three different sectors of the beaches. These beaches are composed predominantly of fine and well selected sand. The beaches exhibited low slope ( 5)(rainy period). However, the Fortalezinha beach had its status as an intermediary with low-water channel-bar system (3 5), in the rainy season. On the beaches is bidirectional longitudinal transport however in the rainy season the beach was characterized as dissipative and no bars (3 5). On the beaches is bidirectional longitudinal transport, with resulting NW. The direction of the longitudinal current and longshore drift is influenced, respectively, by the direction and intensity of the trade winds from the NE (dry season) and tidal currents (rainy season). The aeolian transport is a function of the intensity and duration of winds and rains mainly, however, in the dry season this is high due to strong winds, and the lack of rain makes the sediments of less cohesive swash zone and easier to be transported. The coastal dynamics on the beaches is influenced by the adjacent drainages (rivers and tidal channels) especially during the ebb tide. During the rainy season, the Marapanim and Maracanã rivers flow is high, due to increased rainfall in the headwaters of rivers, increasing the export of continental sediments (silt and clay) for the coastal region, and are incorporated into coastal drift and deposited in beaches during times of low energy, along with sandy sediments mainly from adjacent continental shelf by tidal currents.

Se estudió la variación estacional de los procesos de transporte de gran escala en el embalse tropical Amaní (Colombia, 5°30’N), usando mediciones realizadas entre febrero de 2012 y abril de 2013 y simulación numérica con el modelo bidimensional Ce-Qual-W2. Se encontró que los procesos de transporte relacionados con las corrientes de densidad dominan en gran medida la dinámica del embalse y permiten oxigenar el agua que se encuentra a profundidades de hasta 160 m. Con ayuda de los resultados de la simulación fue posible mostrar cuantitativamente que ésta responde al ciclo anual de precipitación propio de la zona. En época de altas precipitaciones aumenta el caudal afluente y se reduce la temperatura de los ríos lo que disminuye la temperatura del embalse. Además, el aumento de la precipitación incrementa la nubosidad y por lo tanto disminuye la radiación incidente, esto trae consigo una reducción en la temperatura del epilimnio. La distribución vertical de variables como la conductividad, la turbiedad y oxígeno disuelto son explicadas por la interacción entre las corrientes de densidad y la extracción selectiva. Abstract: Seasonal variability of basin-scale physical processes were investigated in the tropical Amaní reservoir (Colombia, 5°30’N), using field data collected between February of 2012 and April of 2013, and numerical simulation with the two-dimensional Ce-Qual-W2 model. Transport processes related to density currents rule most of the reservoir dynamics and allow for the oxygenation of water up to 160 m depth. With the aid of the modeling results, it is demonstrated that thermal structure responds to the annual cycle of runoff. In the wet season the reservoir temperature decreases by the increase of flow rate with lower water temperature. Furthermore, the high precipitation that increases runoff is associated with high cloud cover, incident solar radiation decrease and epilimnion cooling. Vertical distribution of conductivity, turbidity and dissolved oxygen were explained by the interaction between density currents and selective withdrawal. Maestría

Se realizaron simulaciones numéricas de la dinámica marina en la región de Cartagena entre los sectores conocidos como Galerazamba (Norte) y Bocachica (Sur) aplicadas al estudio del transporte de sedimentos -- El fenómeno de la erosión costera afecta negativamente el desarrollo de esta región tanto a nivel económico como social, debido a problemáticas relacionadas con la pérdida de tierras de importante utilidad para actividades de turismo y habitación humana, así como el deterioro de diferentes infraestructuras físicas -- Sin embargo, no se cuenta con muchos estudios realizados en esta zona que permitan un total entendimiento del fenómeno, y existe poca información y pocas estaciones de monitoreo de la dinámica marina de la zona (generador principal del transporte de sedimentos) -- Lo anterior motivó la realización de simulaciones numéricas de la dinámica marina aplicadas al estudio del transporte de sedimentos -- Las simulaciones se realizaron en la plataforma Delft3D desarrollada por WL Delft Hydraulics, en la que se acoplan simultáneamente la hidrodinámica, el oleaje y el transporte de sedimentos -- Las simulaciones realizadas consideran además forzamientos externos debidos a la marea, el oleaje y la atmosfera, para los cuales se realizó un análisis detallado de distintas fuentes de información batimétrica, topográfica y meteorológica disponibles, determinando la precisión de cada una de estas para diferentes zonas y épocas climáticas -- El desempeño de las simulaciones se evaluó al confrontar el ajuste entre el oleaje direccional y las corrientes modeladas y medidas en las dos épocas climáticas características de la región (seca y lluviosa) -- En ambas campañas de medición se combinaron estaciones de medición fijas y móviles, permitiendo así ampliar la resolución temporal y espacial de las observaciones -- Los parámetros estadísticos utilizados en la evaluación de las simulaciones indicaron que éstas lograron una representación entre razonable y buena de la dinámica marina en la región de Cartagena -- Una vez verificado el buen desempeño de las simulaciones, se procedió en primera instancia a determinar el patrón característico de las corrientes y del oleaje en cada una de las épocas climáticas de la región, encontrándose que para ambas temporadas las corrientes en la mayoría del dominio se dirigen hacia el sur, y el oleaje viene predominantemente del noreste (NE) -- Se encontró que los cambios en la magnitud de las corrientes de una temporada a otra fueron mínimos con una velocidad media de las corrientes de 0.12 m/s en temporada húmeda, y una época seca que se caracterizó por presentar regímenes de oleaje de mayor intensidad con una altura de ola media de 0.83 m. -- Posteriormente se realizó el acoplamiento entre las simulaciones numéricas realizadas y el módulo de transporte de sedimentos presente en Delft3D -- Para la implementación de este módulo se utilizó la información recolectada en la campaña de medición llevada a cabo en Octubre de 2013, se compararon concentraciones de sedimentos en suspensión medidas y modeladas, donde se encontró que la simulación construida logró reproducirlas de forma acertada en la mayoría de la región -- Luego de determinar un aceptable comportamiento de las simulaciones, se realizaron balances de sedimentos a lo largo de la línea de costa a partir de los datos modelados, con el fin de determinar zonas de erosión y sedimentación para las épocas climáticas seca y húmeda, así como para el caso de un evento extremo -- Los resultados mostraron que las simulaciones lograron reproducir, para una escala temporal de días, tendencias erosivas al norte del corregimiento de Galerazamba, en los alrededores de Bocacanoas, en el norte de Punta Canoas, Bocagrande y sectores del norte de Tierrabomba, mientras que la acumulación de sedimentos se presentó en los alrededores de la parte sur de Lomarena, sur de Punta Canoas y el Laguito, lo cual concuerda con lo reportado en la literatura, corroborando que las simulaciones llevadas a cabo representan una alternativa de gran utilidad para el estudio del transporte de sedimentos en la región de Cartagena

Orientador: Tiago Zenker Gireli Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo Resumo: Os cursos fluviais são regidos por diversos fenômenos físicos que interagem influenciando as características hidromorfodinâmicas do escoamento. O transporte de sedimentos é um destes fenômenos e interfere no equilíbrio dinâmico de um rio, isto é, numa situação estável do curso d'água, material sólido é carreado e depositado sem que sejam percebidas alterações significativas nas formas fluviais. Este equilíbrio pode ser alterado por vários motivos, sendo frequente ocorrer após a construção de barramentos transversais ao curso d'água que tenham por finalidade acumular água para múltiplos usos. Um dos principais impactos associados a estas obras de infraestrutura é a diminuição drástica da capacidade de transporte do escoamento a montante e da vazão sólida a jusante. Tal processo se encontra em evolução no reservatório da Usina Hidrelétrica (UHE) de Barra Bonita localizada no rio Tietê, no estado de São Paulo, sobretudo no trecho de remanso. O objetivo desta pesquisa é verificar a aplicabilidade dos dados de campo na modelagem hidrodinâmica do reservatório da UHE de Barra Bonita-SP. Avalia-se a qualidade das informações para o processo de modelagem numérica por meio de simulações computacionais e comparações entre levantamentos de campo. Desenvolveu-se o estudo utilizando dados de batimetria e hidrológicos, ferramenta computacional específica para modelagem da hidráulica de escoamentos livres e levantamentos topográficos expeditos. Verificou-se a necessidade de executar levantamentos de dados de campo que tenham por objetivo gerar bases de dados para aplicação em modelagem hidrossedimentológica, isto é, é necessário que a coleta de dados seja feita com maior rigor e maior nível de detalhamento visando utilizá-los tanto para fins de navegação e monitoramento e operação de aproveitamentos hidrelétricos, quanto para fins de modelagem. Como resultados são apresentados e discutidos os problemas associados à modelagem numérica hidrodinâmica de reservatórios e propostos os requisitos necessários (desejáveis e mínimos) na aquisição de informações de campos para geração de base de dados com finalidade de modelagem numérica Abstract: Different physical phenomena interact influencing the hydrodynamic flows characteristics; rivers are governed by them. The sediment transport, one of these phenomena, directly interferes within the dynamic balance of a river, that is, in a stable situation, solid material is carried and deposited without substantial changes in river morphology. Many reasons could modify dynamic balance; it is usual to occur after the construction of multiple uses dams. One of the main impacts associated with these infrastructure projects is the drastic decrease in the amount of flow transport capacity and solid flow downstream. This process is evolving in the reservoir of the Hydroelectric Power Plant (HPP) of Barra Bonita, in Tietê river, in the state of São Paulo, especially in the backwater stretch This research aims to verify the applicability of field data in the hydrodynamic modeling of the Barra Bonita-SP reservoir, assessing the quality of information through numerical simulations and comparisons between field surveys. The study was conducted using real data of bathymetry and hydrology, as well as specific software for flows with free surfaces. It is necessary to gather field data aiming to generate databases for use in hydrodynamic and sediment transport modeling. That is, data collection accuracy is needed, as well as greater detailing. As a result are presented problems associated to the hydrodynamic modeling of reservoirs and are proposed the required requisites (desirable and minimum) for the field data acquisition. Keywords: River morphodynamic. Sediment transport. Siltation. Numerical model Mestrado Recursos Hídricos, Energéticos e Ambientais Mestre em Engenharia Civil CAPES

Mestrado em Meteorologia e Oceanografia Física As praias naturais apresentam uma barra que afeta significativamente alguns fenómenos como a transformação e reflexão das ondas, a dissipação de energia na rebentação e a reformação de ondas, após o atravessamento da barra. Estas transformações estão também associadas à não linearidade das ondas. Neste trabalho desenvolveu-se e aplicou-se um modelo de morfodinâmica do perfil de uma praia que engloba diferentes processos associados à propagação e rebentação da ondulação. Considerou-se como zona de estudo um perfil representativo do sector Poço da Cruz – Mira situado no litoral a sul de Aveiro. Efetuaram-se testes de sensibilidade do modelo numérico a diferentes parâmetros, como, por exemplo, às formulações de transporte para o cálculo do transporte sedimentar considerando para tal um regime de agitação marítima equivalente semelhante ao regime completo de ondas. A evolução do perfil da praia, durante um período de 14 meses, foi efectuada recorrendo ao regime de agitação marítima completo permitindo o estudo dos processos hidrodinâmicos, morfodinâmica e transporte sedimentar na evolução da barra litoral. Os resultados obtidos foram comparados aos dados obtidos em campo. Natural beaches present a breaker bar that significantly affect physical phenomena like wave transformation, wave reflexion, energy dissipation due to breaking and wave reforming through the region. These transformations are associated to nonlinear wave modifications. In this work has developed and applied a morphodynamic model of beach profile, witch englobs many different processes associated with propagation and surf curling. It was taken into account a section of the profile of Poço da Cruz – Mira, in coastal south of Aveiro. Sensitiveness tests of numerical model were made on different parameters, like transport formulations to calculate the sedimentary transportation considered for that a sea wave regime equals to the sea waves regime complete. The evolution of the beach profile was made during 14 months using a complete wave regime allowing studying de hidrodynamical, morphodynamic and sedimentary transportation processes in littoral bar evolution. The results were compared to the field data.

El objetivo de este trabajo es realizar un estudio comparativo entre diferentes formulaciones de carga de fondo (García, 2008), y su efecto en transitorios con lecho móvil, tomando como caso de estudio la rotura de presa, a través de la modificación empírica propuesta por Wu y Wang (2007). Para ello se emplean las ecuaciones de Saint-Venant para lecho móvil desarrolladas por Wu y Wang (2007), las cuales se resuelven mediante el uso de un esquema de volúmenes finitos.

Tesis (Ingeniero Civil) En el siguiente informe, se realiza una comparación de métodos estimativos para el cálculo de arrastre de sedimento de fondo en los Ríos la Ligua y Aconcagua, ubicados en la Quinta Región de Chile, destacando que el tema central de esta memoria es comprobar si es aplicable el cálculo de valores estimativos mediante la expresión empírica propuesta por Shu-Qing Yang (Sediment transport capacity in rivers, Journal of Hydraulic Research Vol. 42, No 3, 2005, pág. 131 -1 38). Se verificarán los resultados respecto a otros autores; las expresiones propuestas por estos mismos son recurrentes en esta área de estudio del arrastre de sedimento en los cauces. La expresión propuesta por Shu-Qing Yang depende de varios factores hidráulicos y granulométricos definidos por las condiciones geomorfológicas del cauce. Estos factores serán obtenidos de informes existentes, todo valor que no se presente explícitamente en los informes será obtenido mediante una metodología a explicar en el desarrollo de este documento. La base teórica del método o del transporte de sedimento en general será expuesta en el capítulo de marco teórico de modo de respaldar la investigación y, por último, se tendrá un capítulo de discusión de resultados donde se podrá concluir si es un método "aceptable" dependiendo que tan alejado esté de los valores más conservadores.

Foi desenvolvida uma ferramenta para simular a geração, o transporte e a redistribuição de sedimentos em bacias de grande escala, através da integração de uma metodologia simplificada para estimativa da distribuição espacial e temporal da perda de solo na bacia com uma metodologia de transporte de sedimentos em rios com planícies de inundação, e com o modelo hidrológico distribuído MGB-IPH. O MGB-IPH é um modelo hidrológico distribuído de grandes escalas, baseado em processos, que adota uma discretização da bacia em minibacias e o conceito de Unidades de Respostas Hidrológicas (URH). O modelo usa equações de base física para simular os processos hidrológicos, como o modelo de evapotranspiração de Pennan Monteith, e utiliza a abordagem de Muskingum-Cunge e um modelo hidrodinâmico 1D para propagar as vazões nos rios, incluindo efeitos de remanso e inundações sazonais. A integração considera a possibilidade de aplicação em bacias com escassez de dados e o uso de utilização de Sistemas de Informações Geográficas e dados espacializados. Buscou-se representar a dinâmica dos sedimentos em grandes bacias, tendo como estudo de caso a bacia do rio Madeira, caracterizada pela sua grande extensão territorial (~1,4.106 km2) e elevada produção de sedimentos. A MUSLE é utilizada para estimar a perda de solo em cada minibacia considerando um fator topográfico LS bidimensional extraído do SRTM/MDE e os demais parâmetros obtidos da literatura ou por formulações específicas. O transporte de sedimentos nos rios é realizado utilizando uma equação de advecção para partículas de silte e argila (materiais em suspensão) e uma equação da continuidade para partículas de areia (carga de fundo). Uma troca lateral de sedimentos em suspensão também é permitida entre os rios e suas planícies de inundação. As metodologias acopladas ao MGB forneceram resultados satisfatórios na bacia do rio Madeira, possibilitando uma visão distribuída da localização das principais fontes de geração de sedimentos na bacia e dos trechos de rios com maiores cargas de sedimentos transportadas. A dinâmica geral dos sedimentos, desde os principais locais de geração de sedimentos na bacia até a sazonalidade do transporte de sedimentos em suspensão nos principais rios, foi representada de forma distribuída. As concentrações e as cargas de sedimentos em suspensão simuladas foram comparadas com dados observados, nas escalas anual, mensal e diária, com ajustes satisfatórios entre elas ao longo dos principais rios da bacia. A transferência lateral de sedimentos entre rio e planície indicaram que 35% de toda a carga de sedimentos provenientes dos Andes é depositada nas planícies. Essa representação também permitiu o amortecimento dos picos e o retardo da propagação das concentrações. As concentrações e as cargas médias mensais de sedimentos em suspensão apresentaram comportamento semelhante aqueles descritos por outros estudos realizados neste bacia, os quais a avaliaram a partir de dados de campo. Apesar dos resultados satisfatórios, foi feita uma avaliação das potencialidades e limitações do modelo e fornecidas recomendações para trabalhos futuros. It was developed a tool for modelling the production, transport and redistribution of sediments for large scales river basins, by integrating a simplified methodology to predict the spatial and temporal distribution of the soil loss over the basin with a methodology to transport sediments along river with floodplains, and couple them to the MGB-IPH hydrological distributed model. The MGB-IPH is a large-scale, distributed and process based hydrological model that uses a catchment based discretization and the Hydrological Response Units (HRU) approach. It uses physical based equations to simulate the hydrological processes, such as the Penman Monteith model for evapotranspiration, and uses the Muskingum Cunge approach and a full 1D hydrodynamic model for river routing; including backwater effects and seasonal flooding. The integration considers possible applications of the model in basins with data scarcity and the use of geographic information systems and spatially distributed information. It aimed to represent the sediments dynamics of large basin using the Madeira river basin as a case study, which is a large basin (~1,4.106 km2) with high amount of sediment transportation. The MUSLE model is used to predicts basin sediment production et each catchment considering a bi-dimensional topographic LS factor extract from SRTM/DEM and values of the other parameters derived from literature or specific equations. Sediment transport along the river are performed using an advection equation for silt and clay (suspended materials) and a sediment continuity equation for sand (bed load). A lateral exchange of suspended sediments is also allowed between rivers and its floodplains. The methodologies coupled with the MGB-IPH model provided satisfactory results in the Madeira river basin, allowing a distributed view of sediment production sites over the basin and of the rivers reaches transporting large amount of sediments. General sediment dynamic was represented in a spatialized way, including the main sources of sediment productions and the suspended sediment transport seasonality. Concentrations and loads of simulated suspended sediment were compared with observed data at annual, monthly and daily scales, shown satisfactory adjustments between them along the main rivers of the basin. Lateral exchanges of suspended sediment between rivers and floodplains indicated that near 35% of all Andeans loads are deposited into floodplains. This representation also allowed the damping of the peaks and the routing delay of the concentrations and of the loads of suspended sediments. Mean monthly concentrations and loads of suspended sediments showed similar behaviors of those described by other researches at this basin using observed data. Despite the satisfactory results, an assessment was made of the potential and limitations of the model and provided recommendations for future work.

Orientador: Erick de Moraes Franklin Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica Resumo: O transporte de sedimentos por um fluido é frequentemente encontrado em rios, oceanos, escoamentos periglaciais e outros processos naturais. É também encontrado na indústria, tal como em linhas de petróleo que arrastam sedimentos, em sistemas de esgotos e em processos de dragagem, por exemplo. Nessa dissertação, o transporte de grãos em um leito granular cisalhado pelo escoamento de um líquido será investigado experimentalmente. Nos experimentos, um escoamento de água turbulento totalmente desenvolvido foi imposto sobre o leito granular de geometria conhecida. Sob as condições testadas, os grãos foram transportados como leito móvel (\textit{bed load}, em inglês), i.e., sedimentos são transportados rolando ou deslizando sobre o leito. Para diferentes vazões de água, os deslocamentos dos grãos são filmados por uma câmera rápida. Os deslocamentos e campos de velocidade dos grãos foram determinados através do tratamento das imagens. A taxa de transporte dos grãos foi então estimada e correlacionada com o escoamento do fluido Abstract: Sediment transport by a fluid flow is frequently found in rivers, oceans, periglacial flows and other natural processes. It is also commonly found in industry, such as in petroleum pipelines conveying grains, in sewer systems and in dredging lines, for example. In this thesis, the transport of grains of a granular bed sheared by a liquid flow was experimentally investigated. In the experiments, fully-developed turbulent water flows were imposed over a granular bed of known granulometry. Under the tested conditions, the grains were transported as bed load, i.e., sediment was carried by rolling and sliding over the bed. For different water flow rates, the displacements of grains were filmed by a high-speed camera. The grains displacement and velocity fields were determined by post-processing the images. The bed-load transport rate was estimated and correlated to the water flow conditions Mestrado Térmica e Fluídos Mestre em Engenharia Mecânica CAPES

La descarga de sedimentos transportados por el Río Magdalena a las bahías de Cartagena y Barbacoas y su contribución a zonas las arrecifales de las Islas del Rosario, es un tema controversial, por las implicaciones en las políticas de manejo ambiental en ecosistemas coralinos -- El aumento en las tasas de sedimentación en dichos puntos en las últimas décadas (Restrepo y Correa, 2014) es un hecho comprobado a partir de estudios sedimentológicos -- En este estudio, se aplicaron técnicas de magnetismo ambiental para 119 muestras tomadas dentro de las bahías de Cartagena y Barbacoas -- En el Laboratorio de Magnetismo y Paleomagnetismo del CIFICEN (Argentina), se midieron los parámetros magnéticos susceptibilidad magnética (X) y Magnetizaciones de remanencia anhistérica (MRA) e isotérmica (MRI), con el objetivo de caracterizar magnéticamente cada punto y relacionar las variaciones de material ferrimagnético con la contribución de sedimentos continentales en los sitios de muestreo -- Las propiedades magnéticas de los sedimentos analizados, muestran diferencias en la concentración de minerales para y ferrimagnéticos, al igual que en sus tamaños de grano magnético -- Se observa que en el sitio Periquitos (cercano a las Islas del Rosario) se obtienen valores bajos de susceptibilidad magnética, correspondientes a una importante contribución de minerales paramagnéticos, sin embargo, el parámetro magnetización remanente anhistérica muestra un importante aumento (hasta 20 veces más) para los últimos 10-20 años, lo cual indica un incremento de la concentración de minerales ferrimagnéticos finos en sitios que anteriormente no tenían un aporte directo de sedimentos terrígenos

El extenso litoral marítimo argentino presenta, como en diversos sitios costeros del mundo, numerosos ejemplos de áreas afectadas por procesos erosivos. En el presente Trabajo de Tesis se estudia una alternativa de obra a las tradicionalmente utilizadas para las defensas de costas, las cuales no siempre han tenido resultados favorables. Asimismo, con el estudio se busca profundizar el conocimiento de los procesos hidrodinámicos y morfológicos involucrados en las defensas de costas, lo cual tiene significativa importancia para la sustentabilidad del sistema. El presente estudio se realizó mediante la implementación de tres modelos matemáticos, calibrados y validados con un estudio real de dinámica costera y con la ejecución de un modelo físico. Las simulaciones numéricas se llevaron a cabo tanto para esquemas simplificados, como para sistemas reales combinados, y con simulaciones a corto y mediano plazo., Facultad de Ingeniería

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-09-03T20:43:05Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-09-11T19:14:09Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) Made available in DSpace on 2015-09-11T19:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Modelo de escoamento multifasico para estudo da interacao onda sedimento.pdf: 5609374 bytes, checksum: e7b377578e62f1a8dd61ad6f5a35b06d (MD5) Previous issue date: 2015 FAPES Modelos de escoamento multifásico são amplamente usados em diversas áreas de pesquisa ambiental, como leitos fluidizados, dispersão de gás em líquidos e vários outros processos que englobam mais de uma propriedade físico-química do meio. Dessa forma, um modelo multifásico foi desenvolvido e adaptado para o estudo do transporte de sedimentos de fundo devido à ação de ondas de gravidade. Neste trabalho, foi elaborado o acoplamento multifásico de um modelo euleriano não-linear de ondas do tipo Boussinesq, baseado na formulação numérica encontrada em Wei et al. (1995), com um modelo lagrangiano de partículas, fundamentado pelo princípio Newtoniano do movimento com o esquema de colisões do tipo esferas rígidas. O modelo de ondas foi testado quanto à sua fonte geradora, representada por uma função gaussiana, pá-pistão e pá-batedor, e quanto à sua interação com a profundidade, através da não-linearidade e de propriedades dispersivas. Nos testes realizados da fonte geradora, foi observado que a fonte gaussiana, conforme Wei et al. (1999), apresentou melhor consistência e estabilidade na geração das ondas, quando comparada à teoria linear para um kh   . A não-linearidade do modelo de ondas de 2ª ordem para a dispersão apresentou resultados satisfatórios quando confrontados com o experimento de ondas sobre um obstáculo trapezoidal, onde a deformação da onda sobre a estrutura submersa está em concordância com os dados experimentais encontrados na literatura. A partir daí, o modelo granular também foi testado em dois experimentos. O primeiro simula uma quebra de barragem em um tanque contendo água e o segundo, a quebra de barragem é simulada com um obstáculo rígido adicionado ao centro do tanque. Nesses experimentos, o algoritmo de colisão foi eficaz no tratamento da interação entre partícula-partícula e partícula-parede, permitindo a evidência de processos físicos que são complicados de serem simulados por modelos de malhas regulares. Para o acoplamento do modelo de ondas e de sedimentos, o algoritmo foi testado com base de dados da literatura quanto à morfologia do leito. Os resultados foram confrontados com dados analíticos e de modelos numéricos, e se mostraram satisfatórios com relação aos pontos de erosão, de sedimentação e na alteração da forma da barra arenosa Multiphase flow models are widely used in many fields of environmental research, such as fluidized beds, gas dispersion in liquids, dam breaks, oil spill and others physical and chemical processes that use more than one property. Thus, a multiphase model to study the dynamics of two distinct properties represented on reference Eulerian-Lagrangian was developed. In order to study the dynamics of sediment transport due to wave’s action, a non-linear wave Boussinesq model in Eulerian frame, in which the numerical formulation based on Wei et al. (1995), and a Lagrangian particle model, whose formulation is given by the Newtonian principle of motion, has been developed. In the Lagrangian particle model was added the scheme of hard-spheres particle collision. The coupling between the two models has been doing with the wave transferring momentum to sediment particles, which is carried by the flow. For the wave’s model, the wave maker, defined by a Gaussian function, piston-paddle and flap-paddle, and the effects due to the depth of the waves were tested. The Gaussian wave maker showed better consistency in the generation of waves, getting errors about 0.11% compared to the linear theory for kh   . The wave’s nonlinearity simulated by the 2nd order dispersion Boussinesq-wave model showed satisfactory results when compared with experiment of wave propagation over a trapezoidal obstacle, where the deformation of the wave on the underwater structure is in agreement with literature data. In addition to the granular model was also tested in two experiments: the first, which simulates a dam break in a tank containing water-air; and the second experiment, the dam break interact with an obstacle in the center of the tank. In both experiments, the collision model was effective in the treatment of the interaction between the particles and the wall, and allowed the evidence of physical processes that are complicated to be simulated by models that use regular grids. For the coupling of wavesediment model, the algorithm has been tested with data obtained from the literature as the morphology of the bed. The results were compared with analytical data and numerical models, and it showed a certain agreement on points of erosion, sedimentation and change in shape of the sand bar

Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-07-07T18:09:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertaçãoPedroMenandro.pdf: 1882477 bytes, checksum: 962b4730e75f97cab705d068183469c1 (MD5) Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-07-08T17:52:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertaçãoPedroMenandro.pdf: 1882477 bytes, checksum: 962b4730e75f97cab705d068183469c1 (MD5) Made available in DSpace on 2016-07-08T17:52:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) DissertaçãoPedroMenandro.pdf: 1882477 bytes, checksum: 962b4730e75f97cab705d068183469c1 (MD5) CAPES A geoacústica submarina auxilia no entendimento do comportamento da propagação e atenuação do som no sedimento, dando uma base de informações que dá suporte às principais abordagens para interpretação de dados. A detecção de depósito lamoso em registros acústicos de alta resolução é, geralmente, de fácil distinção, aparecendo normalmente como pacotes sedimentares de baixa reflexão. No entanto, essa resposta acústica depende da frequência utilizada e de outras características do depósito, até mesmo da coluna d’água. A dinâmica desses pacotes lamosos pode ter desdobramentos em várias esferas, desde engenharia, como a questão de monitoramento de portos, até a biologia, com estudos de impacto na biota bentônica. A partir daí é necessário um desenvolvimento de um método rápido e eficiente para mapeamento desses pacotes e para o conhecimento dos processos envolvidos no transporte, deposição e ressuspensão. Assim, esse trabalho tem dois enfoques principais divididos em dois estudos independentes: investigar como a resposta do sinal acústico de diferentes fontes muda de acordo com a frequência e as características do sedimento superficial (granulometria e densidade), e associar variações observadas nos registros acústicos com a mobilidade sedimentar ao longo de um ciclo de maré. A base de dados analisada é composta por registros geofísicos de alta frequência (3.5, 33, 210 kHz), propriedades físicas do sedimento superficial, densimetria in situ, correntometria e distribuição de material particulado em suspensão, os quais foram coletados na Plataforma Interna do Canal Norte do Rio Amazonas. A primeira parte dos resultados apontou que metodologias distintas sondando a mesma área podem fornecer resultados completamente diferentes. Nas análises feitas, a frequência e a densidade foram importantes propriedades para entender as relações entre sedimento superficial e atributos acústicos. Já o segundo capítulo, com enfoque que avaliou dinâmica sedimentar através de sistemas acústicos, mostrou que as alterações nos processos de transporte de sedimento foram reconhecidas pelo ADCP e pelo OBS, permitindo distinguir os registros acústicos do ecobatímetro e interpretar processos de dinâmica sedimentar. Submarine geoacoustics helps in understanding the behavior of propagation and attenuation of sound in sediment, providing an information set which assists the major data interpretation approaches. The detection of muddy deposit through high resolution acoustic records is generally easy, usually appearing as free reflection layers. However, this acoustic response depends on the frequency used and other characteristics of the deposit, even of the water column. The dynamics of these muddy layers may have influence in many areas, from engineering and harbor maintenance, to biology and studies of impact on benthic biota. The development of a rapid and efficient mapping method for these deposits seems to be a demand for knowledge advance of the processes involved in the transport, deposition and suspension. Thus, this study has two main approaches divided into two independent studies: i) investigate how the acoustic signal response from different sources changes with the frequency and sediment physical properties (grain size and density), and ii) associate variations observed in the acoustic records with sediment mobility over a tidal cycle. The dataset consists of high-frequency geophysical records ( 3.5, 33 and 210 kHz ) , sediment physical properties, in situ density , hydrodynamics and distribution of suspended particulate matter, which were collected at the North Channel of Amazon River . The first chapter showed that different survey methods at the same area can provide different results. Furthermore, the frequency and density were important properties to understand the relationship between surface sediment and acoustic features. The second chapter was an attempt to evaluate sediment dynamics through acoustic system, and showed that the changes in the processes of sediment transport were recognized by the ADCP and OBS allowing to distinguish the acoustic echo sounder records and to interpret sedimentary dynamic processes.

FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico O sistema estuarino Amazônico é influenciado pelo regime de maré e pelas variações da descarga fluvial que modificam o regime das correntes e contribuem com aportes de material particulado em suspensão (MPS) acarretando diversas modificações morfológicas ao longo do rio. A quantificação desses parâmetros fornece um entendimento sobre as taxas de exportação e importação de materiais ou volume e suas implicações na geomorfologia estuarina. O objetivo desse estudo é avaliar a hidrodinâmica, o transporte de volume e de MPS em diferentes períodos nos rios Jacaré Grande, Pará e foz do Tocantins. Coletaram-se dados de velocidade e direção da corrente, maré, turbidez, transporte de volume e MPS, ao longo de um ciclo de maré no período seco (2012) e chuvoso (2013). O rio Pará exportou volume, nos dois períodos. O rio Tocantins importou no período seco e exportou no período chuvoso. O rio Jacaré Grande influenciado pelo rio Amazonas, importou no período chuvoso e exportou no período seco. A análise dos métodos de transporte de volume mostrou uma tendência de exportação em direção ao rio Amazonas e a baía do Marajó no período seco e para baía do Marajó no período chuvoso. Os valores de MPS no período chuvoso foram maiores, sendo decrescente do rio Jacaré Grande até o rio Tocantins, respectivamente período seco e chuvoso. A turbidez seguiu a mesma tendência de MPS com a maré, tendo os valores máximos durante a enchente. Os métodos de transporte de MPS, mostrou valores similares e que obedecia a mesma direção. O rio Jacaré Grande atuou como exportador no período seco e importador no período chuvoso, o rio Pará como exportador nos dois períodos e o rio Tocantins como importador no período seco e exportador no período chuvoso. O sistema formado pelos três rios mostrou a mesma tendência de exportação nos dois períodos, tendo no período seco duas rotas de exportação, o rio Amazonas e a baía do Marajó, e no período chuvoso uma rota de exportação, a baía do Marajó. Anualmente o sistema exporta entre 5 a 7,2 milhões de toneladas, sendo que possivelmente a baía do Marajó recebe entre 3,7 a 5,8 milhões de toneladas, podendo o volume transportado para a região oceânica ser bem maior.Os fluxos de MPS associado à variabilidade das condicionantes ambientais modelam a região estuarina, como na foz do rio Tocantins e na Baía do Guajará, sendo preciso um monitoramento continuo devido a possíveis acidentes náuticos ou a derramamentos de óleo ou qualquer contaminante na região que acarrete danos ao meio. The Amazon estuary is influenced by the tide and river discharge systems variations that modify the currents and contribute with inputs of suspended particulate matter (SPM) resulting in morphological changes along the river. The quantification of these parameters provides an understanding of the rates of export and import of materials or volume and its implications in the estuarine geomorphology. The aim of this study is to evaluate the hydrodynamic, volume transport and SPM in different periods in Jacaré Grande, Pará and Tocantins rivers. Speed and current direction, tide, turbidity, volume transport and SPM data were collected over a tide cycle in the dry (2012) and rainy (2013) periods. The Pará river the exported volume in both periods, while the Tocantins river imported during the dry period and the exported in the rainy period. The Jacaré Grande river, influenced by the Amazon river, imported in the rainy season and exported in the dry period. The analysis of the volume transport methods showed a trend of export toward Amazon river and Marajó Bay in the dry season and only toward the Marajó Bay during the rainy season. SPM values were higher in the rainy season and descending from Jacaré Grande river to the Tocantins river in dry and rainy season, respectively. Turbidity followed the same trend of SPM with tide, with maximum values during the flood. SPM transportation methods showed similar values and the same direction. The Jacaré Grande river served as an exporter during the dry period and as an exporter in the dry period, the Para river as an exporter in both periods and the Tocantins river in the dry season as an importer and as an exporter during the rainy season. The system formed by the three rivers showed the same trend of export in both periods, with two exportation routes in the dry season (Amazon river and Marajó Bay), and only one exportation route in the rainy period (Marajó Bay). Annually the system exports between 5 and 7.2 million tons and possibly the Marajó Bay receives 3.7 to 5.8 million tons. The volume transported to the ocean can be much higher. SPM flows, associated with the variability of environmental conditions, molds the estuary, as seen in the mouth of the Tocantins river and Guajará Bay. Thus, it important a continuous monitoring due to the potential boating accidents, oil spills or any contamination in the region that can result in damage the enviroment.

Mestrado em Engenharia Civil A deriva litoral é a principal responsável pelo transporte de sedimentos na costa ocidental portuguesa. No entanto, na bibliografia disponível, a caracterização dos volumes de sedimentos transportados mostra-se escassa e dispersa. O conhecimento de parâmetros como a altura de onda e o respetivo ângulo de incidência, torna-se fundamental para caracterizar o clima de agitação, que reflete a capacidade de transporte sedimentar num dado trecho costeiro. Assim, procedeu-se à realização de campanhas de campo na Praia de Mira, onde foram utilizados sensores PT, para medição da altura de onda, OBS, na medição da concentração de sedimentos em suspensão e um ECM, para medição das velocidades de corrente. Os resultados obtidos nas campanhas tiveram como objetivo estimar as características de agitação, correntes e transporte sedimentar em suspensão durante um ciclo de maré. Estes elementos permitiram também validar e calibrar os modelos STWAVE e GENESIS, onde se verificou que a altura de onda não variou muito durante a propagação até à zona de rebentação, observando-se uma rotação das ondas, por efeito da refração, à medida que estas se aproximam da costa. Quanto ao transporte sedimentar longitudinal, extrapolando o valor obtido em campo, que corresponde ao transporte sólido em suspensão por metro de largura, estimou-se o caudal sólido em cerca de 0.96x104 m3/ano/m, no sentido Norte – Sul. Através do modelo GENESIS, nas condições registadas nos dias das campanhas de campo, o valor estimado para o transporte sedimentar longitudinal ao longo da largura ativa do perfil foi de 24.0x104 m3/ano, inferior aos valores obtidos pelas fórmulas de CERC e Kamphuis, 33.9x104 e 46.0x104 m3/ano, respetivamente. O trabalho desenvolvido permite apresentar um contributo na caracterização da propagação das ondas e na estimativa dos caudais sólidos em transporte. A monotorização deve continuar ao longo do tempo, para aumentar a extensão da série de dados. The littoral drift is primarily responsible for sediment transport in the Portuguese west coast. Knowledge of parameters such as wave height and the respective angle of incidence becomes essential to characterize the wave climate, which reflects the transport capacity at a coastal stretch. The data were obtained on Praia de Mira, where PT sensors were used to measure wave height, OBS, to measure the concentration of suspended sediment and ECM to measure the speeds of current. The results, aim to estimate the wave characteristics in surf zone, and the suspension sediment transport during a tide cycle. These elements used to validate and calibrate the STWAVE and GENESIS models. The models show that the wave height doesn’t change much during propagation to the surf zone and there is a rotation of wave by refraction effect, as it approaches the shore. As for the longitudinal sediment transport, the value corresponds to the solid transport in suspension for meter wide, estimated at about 0.96x104 m3/year/m in North – South direction. Through the GENESIS model, under the same conditions, the value estimated for the longitudinal sediment transport along the active profile width was 24.0x104 m3/year, lower than the values obtained by the formulas of CERC and Kamphuis, 33.9x104 and 46.0x104 m3/year, respectively. The work developed is a contribution for the characterization of wave propagation and in the estimation of sediment transport in Praia de Mira. The monitoring should continue throughout the course of time, to increase the extension of the data series.

[ES] La modelización numérica del flujo de agua en ríos es una herramienta que ayuda a dar respuesta a la legislación vigente europea y española referida a riesgo de inundación. Los modelos numéricos disponibles actualmente se encuentran en constante evolución. Mientras hace una década la modelización unidimensional era prácticamente la única alternativa, en el presente se han generalizado los modelos bidimensionales y se empiezan a utilizar los tridimensionales. Gracias a las actuales herramientas SIG, los resultados de la modelización numérica se pueden combinar con datos georreferenciados para realizar una cuantificación sistemática del riesgo de inundación. En este proceso existen aún una serie de desafíos como la consideración de los caudales sólidos y sus efectos en la morfología del cauce, una correcta descripción del flujo en puentes y estructuras, la integración de modelos hidrológicos con los modelos hidráulicos para una mejor consideración de las condiciones de contorno, y finalmente la optimización de las herramientas para disminuir los tiempos de cálculo actuales., [EN] At the present time there is a strong demand from policy makers for reliable predictions of the effects of climate and land use changes on inundation risk, in order to meet the targets specified in the EU Water Framework Directive. Numerical models are a valuable predictive tool to support decision-making related to the implementation of water and flood risk management strategies. While a decade ago one-dimensional modelling was the most commonly used tool in inundation studies, at the present time the application of two-dimensional models to river inundation modelling is generalized. Combined with GIS tools, the water depth and velocity results of a 2D model can be efficiently combined with land use data in order to quantify the potential damages caused by a certain inundation. Nevertheless, in order to improve the reliability of the numerical predictions, a number of challenges should be addressed in current models, as: modelling the interaction between hydrodynamics, solid loads, and morphologic changes during extreme flood events; a correct characterisation of head losses and flow through bridges with complex geometries; the integration of hydrological and hydraulic models for a better consideration of boundary conditions; and the implementation of efficient parallelization techniques in order to reduce the computational time and increase the scale of the problems which can be addressed with 2D and 3D models.

Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2015-04-27T20:17:49Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Rafaeli Alves.pdf: 6355415 bytes, checksum: 8bcdb9686d59dc4be27221207d5c32a9 (MD5) Approved for entry into archive by Elizabete Silva (elizabete.silva@ufes.br) on 2015-04-27T21:09:59Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Rafaeli Alves.pdf: 6355415 bytes, checksum: 8bcdb9686d59dc4be27221207d5c32a9 (MD5) Made available in DSpace on 2015-04-27T21:09:59Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertação Rafaeli Alves.pdf: 6355415 bytes, checksum: 8bcdb9686d59dc4be27221207d5c32a9 (MD5) Previous issue date: 2015-04-27 Transporte de sedimentos em bacias hidrográficas está relacionado com geomorfologia, ecologia fluvial, estabilidade das estruturas de engenharia e condições de navegação, dentre outros aspectos importantes para o planejamento e o controle de recursos hídricos. Existência de inúmeras variáveis envolvidas na mecânica de transporte de sedimentos e complexidade nas interações de processos físicos tornam difícil o estabelecimento de metodologias indiretas para estimativa de transporte de sedimentos em rios. Desta forma, não existe ainda metodologia universalmente aceita. O principal objetivo do presente trabalho é a análise comparativa de diferentes métodos empíricos disponíveis na literatura para estimativa de descargas sólidas em rios, considerando suas características específicas e resultados de aplicações às bacias dos rios Santa Joana e Santa Maria do Doce e microbacias Sossego e Santa Júlia, inseridas na porção da bacia do rio Doce localizada no Espírito Santo. Foram aplicados os métodos de estimativa indireta de descarga sólida: Einstein Modificado por Colby e Hembree (1955); Colby Simplificado (1957); Engelund & Hansen (1967); Ackers & White (1973); Yang (1973), Karim (1998) e Cheng (2002). Considerando as médias das estimativas de descarga sólida de material de leito (Qsml) relativas às campanhas realizadas em período chuvoso para a seção transversal do rio Doce, de maior porte, o método de Karim (1998), seguido pelo método de Ackers & White (1973), apresentou o maior valor, enquanto que o método de Yang (1973) apresentou o menor. Para os rios Santa Maria do Doce e Santa Joana e os córregos Santa Júlia e Sossego, verificou-se que o método de Ackers & White (1973), seguido de Karim (1998) e Yang (1973) apresentaram as maiores médias, enquanto que os métodos de Cheng (2002) e Engelund & Hansen (1967) apresentaram as menores. O método Simplificado de Colby apresentou as maiores estimativas de descargas sólidas totais (Qst) para todas as seções transversais de todos os cursos d'água monitorados. Concluiu-se que os diferentes métodos indiretos podem resultar em grandes diferenças em estimativas de transporte de sedimento em rios e que, desta forma, resultados de aplicação destes métodos devem ser considerados com muita cautela. Os resultados mostraram a grande importância de realização de campanhas de medição sedimentométricas para avaliação do transporte de sedimentos e definição dos melhores métodos indiretos de estimativa para cursos d'água específicos. Sediment transportin watersheds is related to geomorphology, river ecology, engineering structures stability and navigation conditions, among many important water resources planning and control aspects. The large number of variables involved in the mechanics of sediment transport and the existing complexity in the interactions of physical processes make it difficult to establish precise indirect methodologies for estimating sediment transport in rivers. Hence, there is still no universally accepted indirect methodology. The main objective of this work is the comparative analysis of different empirical methods available in the literature for estimating solid transportin rivers, considering their specific characteristics and results of applications to the river Santa Joana and Santa Maria do Doce, Sossego e Santa Júlia watersheds, located in the lower portion of the Doce river basin, in Espírito Santo State, Brazil. Einstein Modified by Colby and Hembree (1955); Simplified Colby (1957); Engelund & Hansen (1967); Ackers & White (1973); Yang (1973), Karim (1998) and Cheng (2002) methods for indirect estimation of solid transport were applied. Considering the average estimates of discharge of solid bed material (Qsml) for campaigns developed during rainy periods for the Doce River cross section, the method of Karim (1998), followed by the method of Ackers & White (1973), showed the highest value, while the method of Yang (1973) showed the lowest. For Santa Joana and Santa Maria do Doce rivers and Sossego and Santa Júlia creeks, it was found that the Ackers & White (1973) method, followed by Karim (1998) and Yang (1973) methods, presented the highest values, while Cheng (2002) and Engelund & Hansen (1967) methods showed the lowest. The Simplified Colby method showed the highest estimates of total solid discharges (Qst) for all cross sections of all watercourses sampled. It was concluded that the application of the different indirect methods can result in large differences in estimates of sediment transportin river sand, thus, results from application of these methods should be taken with caution. The results showed the great importance of carrying out sediment transport measurement campaigns to assess sediment transport and choose the best indirect estimation methods for specific watercourses.

Mestrado em Engenharia Civil As ondas, à medida que se aproximam das zonas costeiras vão sofrendo transformações e juntamente com as correntes marítimas provocam transporte sedimentar e alterações morfológicas na costa. O presente documento teve como principal objetivo estudar a morfodinâmica e o transporte sedimentar longitudinal na Praia de Mira. Para atingir estes objetivos foram efetuadas duas campanhas de campo na Praia de Mira, onde foram recolhidos dados que permitiram determinar o caudal sólido e analisar as variações volumétricas que a praia sofreu entre ciclos de maré sucessivos. Para poder analisar os dados adquiridos foi primeiramente necessário realizar uma revisão bibliográfica sobre a hidrodinâmica marítima e o transporte sedimentar, e sobre as principais características da zona de estudo. Posteriormente foram analisados os dados recolhidos por cada equipamento de medição e determinado o caudal sólido transportado. Desta análise pode-se constatar que em ambas as campanhas de campo existiu transporte longitudinal na direção norte-sul, sendo que o seu valor na primeira campanha de campo foi superior ao da segunda. Segundo a análise da variação volumétrica ocorreu acreção em ambas as campanhas de campo. When the wind acts on a body of water, it causes the formation of waves, and, as it approaches the coastal areas, suffers transformations which, along with ocean currents, then cause sediment transport and morphological changes in the shoreline. This document aims to study the morphodynamics and the longshore sediment transport at Praia de Mira. To achieve these goals, two field campaigns were carried out at Praia de Mira, where collected data allowed to determine the solid flow and analyse the volumetric variations that the beach suffered between succeed cycles. In order to analyse the acquired data, it was first necessary the review of literature about marine hydrodynamics and sediment transport, as well as the main characteristics of the study area. The collected data by each measuring equipment was later analysed and the solid flow transported was determined. From this analysis it can be seen that in both field campaigns there was longitudinal transport in a north-south direction, and the amount of transport that occurred in the first field campaign was superior to the second. According to the analysis of volumetric variation, accretion occurred in both field campaigns.

This paper tests the predictive power of 10 bed load formulae against bed load rates obtained for a large regulated river (River Ebro) the armor layer of which is subject to repeated cycles of break-up and reestablishment. The theoretical principles of two of the 10 formulae explicitly include the effects of river bed armoring. The results obtained showed substantial differences in equation performance but no evident relationship between predictive power and theoretical approach (e.g., discharge, stream power and probability) was found. Overall, the predictive power of the tested formulae was relatively low. The average percentages of predicted bed load discharge that did not exceed factors of 2 (0.5 < r < 2) and 10 (0.1 < r < 10) in relation to the observed discharge were 19% and 57%, respectively (where r is the discrepancy ratio between the predicted and observed values). In particular, the formulae of Yang (1984) and Parker et al. (1982) presented the better levels of agreement with the observed bed load discharges. The bed load rating curve for the lower Ebro showed a similar degree of agreement to the best-performing formulae. However, its predictive power was limited because only flow discharge acts as an independent variable and river bed dynamics, such as armoring cycles, are not contemplated This research was carried out within the framework of the research projects REN2001-0840-C02-01/HID, CGL2005-06989-C02-02/HID, CGL2006-11679-C02-01/HID, CGL2009-09770 (subprograma BTE), and SCARCE Consolider Ingenio 2010 CSD2009-00065, all funded by the Spanish Ministry of Science and Technology. The second author has benefit from a Juan de la Cierva Fellowship (JCI-2008-2910) funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation and a Ramon y Cajal Fellowship (RYC-2010-06264) funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation. Hydrological data were supplied by the Ebro Water Authorities. The Móra d'Ebre Town Council provided logistical support during fieldwork. Albert Rovira assisted during fieldwork and labwork.

Tesis (Ingeniero Civil) RESUMEN: En este documento de investigación, se presenta el estudio del transporte de sedimento de arrastre de fondo y el cálculo de dicho mecanismo, en los rfos Aconcagua y La Ligua, mediante la utilización de una expresión empfrica, cuya ecuación y metodologfa se basa en la propuesta por Shu-Qing Yang en el año 2005. Esta misma se aplica en ambos rfos, utilizando la información de los parámetros hidráulicos, necesarios para los cálculos, obtenida de informes existentes. El documento comienza con una breve introducción, que incluye antecedentes generales sobre transporte de sedimento, dando paso a los objetivos y la problemática del tema, hasta llegar al marco teórico donde se definen los conceptos que sustentan la investigación, luego se detalla la metodologfa que es utilizada para procesar los datos, y obtener resultados que serán expuestos en su apartado correspondiente, para luego concluir respecto de estos. ABSTRACT: This investigation document, presents the study of the bed load sediment transport and the calculation in the Aconcagua and La Ligua rivers, through utilization of an empiric expression, whose equation and methodology has the base in the Shu-Qing Yang proposal at the year 2005, the same applies in both rivers, using the information of the hydraulic parameters necessary for the calculation, is obtained of the existent reports. The document begin with a brief introduction, that include generals backgrounds of the sediment transport respect, giving pass to the objectives and the problematic the subject, until theoretical framework where the concepts in that based the investigation are defined, then detailed the methodology that is use in the data process, and get the results that are expose in the corresponding paragraph, and conclude respect of that.

Coastal dunes play an important role in the sediment flow of the coastal zone. The unique morphology of the Jericoacoara National Park in the northeastern Brazilian state of Ceará consists of a promontory covered by a mobile dune field consisting of large, horseshoe-shaped dunes known locally as barcanas that migrate from east to west. These dunes are responsible for the by-pass, the transport of sediments essential for the maintenance of the coastline. The present study focused on the morphodynamic evolution of these isolated mobile dunes through the recovery of multitemporal Landsat and Quickbird satellite images from the years between 1975 and 2014. The comparison of the spatio-temporal distribution of the morphology of these dunes over this 41-year period revealed significant shifts in their area, perimeter, and movement. It was possible to confirm that the flow of material and energy were linked to a process of continuous migration in the direction of the beach (sediment bypassing sector). The dynamics of the dune migration in the years following 2000, when the national park was established, indicate possible impacts of the increase in tourism within the area on the morphology of the dunes. The changes were most significant between 2001 and 2005, possibly reflecting a greater influx of tourists and thus more intense anthropogenic impacts. The different geoprocessing techniques applied to the mapping of the morphodynamic evolution of the dune field of the Jericoacoara National Park proved to be an essential tool for the production of information that will guarantee the long-term environmental planning of this integral conservation unit. Dunas costeiras exercem um importante papel na manutenção do fluxo de sedimentos da zona costeira. O Parque Nacional de Jericoacoara, localizado no estado do Ceará, região Nordeste do Brasil, possui uma morfologia pouco frequente, trata-se de um promontório associado com um campo de dunas móveis denominadas barcanas, dunas individuais, de grande porte com formato de ferraduras que se deslocam em direção L – O. Elas realizam o by-pass, o transporte de sedimentos, essencial para a manutenção da linha de costa. Neste trabalho, foi priorizada a definição da evolução morfodinâmica de dunas móveis isoladas (dunas Papai Noel, Pôr-do-Sol e Arraia), tendo como referencial teórico a análise das paisagens e como procdimento técnico principal a análise espaço-temporal do recobrimento de imagens multitemporais dos satélites Landsat e Quickbird entre os anos de 1973 a 2014. Através da comparação da distribuição espaço temporal das morfologias dunares, nesse período de 41 anos, evidenciaram-se mudanças significativas na área, perímetro e deslocamento das dunas. Foi possível constatar a ação dos fluxos de matéria e energia vinculados com migração continuada direcionada para a faixa de praia (setor de bypassing de sedimentos). A dinâmica de migração das dunas, quando analisadas após as imagens de 2000, evidenciou possibilidades de alterações dos aspectos morfológicos influenciados pelo incremento do fluxo turístico, quando instituído o PARNA de Jericoacoara. As mudanças foram mais significativas, sobretudo, entre os anos de 2001 a 2005, o que pode estar relacionado a uma maior intervenção humana (fluxo de turistas). A utilização das técnicas de geoprocessamento para o mapeamento da evolução morfodinâmica do campo de dunas do Parque Nacional de Jericoacoara constituiu- se uma ferramenta essencial para a produção de informações que certamente subsidiarão a continuidade do planejamento ambiental da referida, que se constitui como uma Unidade de Conservação de Proteção Integral.