Estudo morfodinânico de alta resolução de um sistema praia-duna no litoral norte do Rio Grande do Sul, Brasil

Abstract

As características de estabilidade, sedimentação e erosão de uma praia são influenciadas pelo estado morfodinâmico resultante da interação entre ondas, marés, correntes e topografia. Fatores como storm surges devido a tempestades extratropicais desempenham um papel crucial na transferência de energia atmosférica para o oceano, gerando ondas intensas que, quando combinadas com marés meteorológicas, podem erodir rapidamente o perfil praial, modificando a paisagem. Durante o estudo, foram analisadas as condições energéticas de ondas durante 16 meses em um segmento costeiro em Imbé, no Rio Grande do Sul. Foram também analisados os processos de erosão e deposição sedimentar na face da praia e das dunas, considerando o impacto de fenômenos mais energéticos na morfologia do sistema praia-duna. Para isso foi adotado o uso combinado de orthomosaicos de alta definição e modelos digitais de superfície, a observações visuais de parâmetros hidrodinâmicos validados através de modelos numéricos de previsão meteooceanográfica. O estudo revelou que as alturas médias das ondas variaram entre 1,54 m (método Sea Sentinels) e 1,82 m (conjunto de reanálises do ERA5), com períodos médios de 9,81 s e 7,61 s, respectivamente. Houve subestimação nas alturas e superestimação nos períodos medidos na zona de arrebentação em comparação com as reanálises do ERA5. A fricção e perda de energia ao longo da propagação foram atribuídas a esse fenômeno. O estado morfodinâmico da praia foi dissipativo, com variações na largura da praia correspondendo às mudanças sazonais de energia das ondas. A aplicação do método SfM-MVS permitiu obter imagens com resoluções e erros menores de 5 cm, destacando a mobilidade do sistema praia-duna e permitindo monitorar períodos de erosão e deposição. O regime de ventos mostrou-se crucial para as modificações no sistema praia-duna, com variações cíclicas ao longo das estações e significativo impacto na primavera, possivelmente relacionado às condições anômalas causadas pelo El Niño. Os MDS indicaram variações médias entre -0,25 e +0,25 m com perdas locais de -1,25 m e somas de até 2 m de altura. A mobilidade sedimentar deste sistema foi proporcional às variações energéticas causadas por eventos de vento e ondas, revelando a complexidade dos processos costeiros e os ajustes morfológicos do sistema estudado.

The characteristics of stability, sedimentation, and erosion of a beach are influenced by the morphodynamic state, resulting from the interaction between waves, tides, currents, and topography. Factors such as storm surges due to extratropical storms play a crucial role in transferring atmospheric energy to the ocean, generating intense waves that, when combined with meteorological tides, can rapidly erode the shoreline profile, altering the landscape and increasing coastal risks. During the study, wave energy conditions were analyzed over 16 months in a coastal segment in Imbé, Rio Grande do Sul. Processes of erosion and sediment deposition on the beach and dunes were also examined, considering the impact of more energetic phenomena on the morphology of the beach-dune system. This involved the combined use of high-definition orthomosaics and digital surface models, visual observations of hydrodynamic parameters validated through numerical models of meteorological-oceanographic forecasting. The study revealed that the average wave heights varied between 1.54 m (Sea Sentinels method) and 1.82 m (ERA5 reanalysis set), with average periods of 9.81 s and 7.61 s, respectively. There was underestimation of heights and overestimation of periods measured in the surf zone compared to ERA5 reanalyses. Friction and energy loss along the propagation were attributed to this phenomenon. The morphodynamic state of the beach was dissipative, with variations in beach width corresponding to seasonal changes in wave energy. The application of the SfM-MVS method allowed obtaining images with resolutions and errors less than 5 cm, highlighting the mobility of the beach-dune system and enabling the monitoring of erosion and deposition periods. The wind regime proved crucial for modifications in the beachdune system, with cyclic variations throughout the seasons and significant impact in spring, possibly related to anomalous conditions caused by El Niño. The MDSs indicated average variations between -0.25 and +0.25 m, with local losses of -1.25 m and sums of up to 2 m in height. The sediment mobility of this system was proportional to the energy variations caused by wind and wave events, revealing the complexity of coastal processes and the morphological adjustments of the studied system.