Processos sedimentares no canal de acesso ao estuário da Lagoa dos Patos, Brasil

Abstract

A evolução morfológica do fundo dos canais de navegação é resultado da interação de vários mecanismos que afetam a dinâmica dos sedimentos. Em cada ambiente, existem condições específicas que influenciam a configuração do fundo. Nos canais de navegação, a deposição de sedimentos é um aspecto crucial, e a identificação de padrões de sedimentação é essencial para o desenvolvimento de estratégias sustentáveis de manutenção de portos e hidrovias. No sul do Brasil, um único canal conecta o Oceano Atlântico à Lagoa dos Patos, sendo, também, o acesso marítimo ao Porto do Rio Grande. A deposição de sedimentos nesse canal resulta na necessidade de realização de dragagens periódicas. Esta tese tem como objetivo investigar a evolução do fundo do canal de acesso ao estuário da Lagoa dos Patos. Foram utilizados dados de levantamentos batimétricos realizados entre os anos de 2001 e 2020 pela Autoridade Portuária, juntamente com dados de vazão na desembocadura do estuário. A metodologia foi baseada na elaboração de modelos digitais de elevação, a partir dos quais foram calculadas taxas líquidas de sedimentação e gerados mapas de evolução do fundo. Esses dados foram avaliados conjuntamente com dados de vazão, visando identificar uma possível relação entre a dinâmica de sedimentos no fundo e o comportamento hidrológico observado na região. A análise dos dados revelou informações inéditas sobre características do fundo e padrões de sedimentação. Os resultados indicaram uma variação significativa nas taxas líquidas de sedimentação. Dentre as regiões analisadas, foram identificadas áreas propensas à deposição de sedimentos, sendo elas: (i) a porção noroeste da bacia do Porto Novo; (ii) a margem oeste do canal de acesso ao Porto Novo, adjacente à Coroa do Boi; (iii) a margem leste do canal interno, adjacente à Coroa Dona Mariana; (iv) a porção do canal localizada no domínio marinho na configuração anterior a 2009; (v) a região entre os molhes da Barra. A descarga do estuário mostrou-se como um fator importante no controle da deposição de sedimentos na porção abrigada do canal, uma vez que menores taxas líquidas de sedimentação foram associadas a períodos de fluxo de vazante mais intensos. No entanto, essa relação parece estar limitada à porção abrigada do canal, já que esse comportamento não foi observado quando analisados dados da porção do canal situada em domínio marinho. Os resultados obtidos por meio da metodologia empregada destacam, sobretudo, a importância do monitoramento do ambiente para caracterizar efetivamente seu comportamento.

The morphological evolution of navigation channels is the result of the interaction between multiple mechanisms that affect sediment dynamics. In each environment, specific mechanisms play a role and influence the configuration of the bottom. In navigation channels, sediment deposition is a crucial aspect, and the identification of sedimentation patterns is essential for the development of sustainable strategies for maintaining ports and waterways. In southern Brazil, a single channel links the Atlantic Ocean to the Patos Lagoon, also serving as the unique maritime access to Port of Rio Grande. Periodic dredging is required in this channel due to sediment deposition. This thesis aims to investigate the evolution of the access channel to the Patos Lagoon estuary. Bathymetric survey data conducted between 2001 and 2020 by the Port Authority and discharge data at the estuary's mouth were used. The methodology was based on the creation of digital elevation models, which were used to calculate net sedimentation rates and generate bed evolution maps. These data were evaluated in conjunction with discharge data to identify possible relations between sediment dynamics in the bottom and the hydrological data of the inlet’s mouth. The data analysis revealed unprecedented information about bottom characteristics and sedimentation patterns. The results indicated a significant variation in net sedimentation rates. Among the analyzed regions, areas prone to sediment deposition were identified, including: (i) the northwestern portion of the Porto Novo basin; (ii) the western margin of the access channel to Porto Novo, adjacent to Coroa do Boi; (iii) the eastern margin of the internal channel, adjacent to Coroa Dona Mariana; (iv) the portion of the channel located in the marine domain in the configuration prior to 2009; (v) the region between the jetties. Discharge was an important factor in controlling sediment deposition in the internal portion of the channel, as lower net sedimentation rates were associated with periods of more intense ebb flow. However, this relation appears to be limited to the internal portion of the channel, as this behavior was not observed when analyzing data from the portion of the channel located in the marine domain.