Revista de Gestão Costeira Integrada

Estuarine and coastal morphodynamics

Processos que controlam o ciclo sazonal de embocaduras dominadas pelas ondas

This paper reviews the physical processes controlling wave-dominated inlets, based on several studies conducted at two inlets located on the West Coast of Portugal. Once the observed hydrodynamics and morphological changes are reasonably simulated, numerical experiments are performed to explain the development of the inlet during fair weather conditions and its shoaling and closure during winter storms. The former behaviour is explained by a tidal distortion that promotes ebb-dominance while the latter is explained by the combination of several wave-related processes: (1) the bulldozer effect due to the shore-normal component of wave forces; (2) the presence of lateral barotropic pressure gradients, accelerating longshore flows towards the inlet; (3) wave blocking during the ebb and (4) a rise in mean sea level, peaking in late autumn. Recent results also suggest that infragravity waves may play a major role.

Apresenta-se uma revisão dos processos físicos que controlam a dinâmica de embocaduras dominadas pelas ondas, com base em vários estudos conduzidos em duas embocaduras localizadas na zona costeira centro de Portugal. As análises são conduzidas com modelos morfodinâmicos, que reproduzem adequadamente a hidrodinâmica e a evolução morfológica observadas. Experiências numéricas são efetuadas para explicar o desenvolvimento das embocaduras durante o verão marítimo e a sua colmatação e fecho durante tempestades de inverno. O primeiro comportamento é explicado pela distorção da maré que promove a dominância da vazante, enquanto o segundo se explica pela combinação de vários processos relacionados com a agitação marítima: (1) o efeito bulldozer devido à componente transversal à costa das forças devidas às ondas; (2) a presença de gradientes laterais de pressão barotrópica, que aceleram as correntes longitudinas em direcção à embocadura; (3) o bloqueamento das ondas durante a vazante e (4) o ciclo sazonal do nível médio do mar, cujo pico ocorre no outono. Resultados recentes sugerem ainda que as ondas infragravíticas podem ter um papel importante nesta dinâmica.

Modelação da evolução de bancos de areia na zona costeira

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.

Influência antropogênica sobre a dinâmica sedimentar de um pontal, estuário da Lagoa dos Patos, RS, Brasil

Known to be transition zones between the sea and the mainland, estuaries are recognized for their socio-economic and ecological importance as well as their complexity and vulnerability to anthropogenic influences, harbor activities included. It is reasonable to consider that these influences produce changes in the dynamics of the region, resulting in modifications related to the biota, sediment transport, and flows between the estuary and the adjacent coastal zone. The possible changes in the sediment budget of the Patos Lagoon estuary can affect fragile features present in the estuary such as sand spits. The objective of this work is to evaluate the effect of the modernization work carried out at Rio Grande Harbor access channel on a specific sand spit called Pontal Sul as an indicator of the sediment dynamics alteration in the Patos Lagoon estuary. The study is based on numerical modeling experiments with the TELEMAC-3D model and remote sensing techniques (Quickbird images). Results indicate that the Rio Grande Harbor modernization work changed the Pontal Sul erosion and deposition rates and longitudinal growth. The results suggest that the modification carried out at Rio Grande Harbor access channel changed the Patos Lagoon sediment dynamics.

Conhecidos por serem zonas de transição entre o mar e o continente, os estuários são ambientes referidos pela sua importância sócio-econômica e ecológica, além de sua complexidade e vulnerabilidade frente a influência antrópica, onde se destacam as atividades portuárias. É razoável considerar que estas influências produzam modificações nos padrões ambientais da região, podendo resultar em modificações que interferem desde a biota até o transporte de sedimentos, e nos fluxos entre a região estuarina e a zona costeira adjacente. Essa possível modificação no balanço sedimentar do Estuário da Laguna dos Patos, pode se refletir em frágeis feições presentes no estuário, como os pontais. O objetivo desse trabalho é avaliar o efeito das obras de modernização do Canal de Acesso ao Porto do Rio Grande sobre a dinâmica sedimentar do Pontal Sul, com base em técnicas de modelagem numérica e geoprocessamento. Também foi analisada a variação das áreas (erodidas e acrescidas) e da linha de costa do referido pontal. O estudo foi realizado utilizando imagens orbitais e o modelo numérico tridimensional TELEMAC-3D. Os resultados indicam que as obras de modernização do Porto do Rio Grande, alteraram as taxas de erosão e deposição no Pontal Sul, além de evidenciar uma tendência de crescimento longitudinal do pontal. Estes resultados são um indicativo do impacto da referida obra de modernização na dinâmica sedimentar do estuário da Lagoa dos Patos.

Métodos de monitorização e análise de risco de erosão costeira: dois casos de estudo portugueses

Coastal zones are naturally dynamic and mobile systems exposed to natural factors (river flows, waves and storms) as well as human interventions that continuously reshape their morphology. Erosion phenomena related to extreme weather events and sediment scarcity are common, threatening buildings and infrastructures, as well as beaches, ecosystems and valuable wetland; conditions that pose challenges to coastal security and defence. Regular monitoring of coastal areas, assessment of their morphodynamics and identification of the processes influencing sediment transport are thus increasingly important for a better understanding of changes and evolutionary trends in coastal systems. This demands a multi-disciplinary approach involving researchers with expertise in coastal processes and state- of-the-art observation technologies. In this paper state-of-the-art surveying methods for an efficient quantification of changes in coastal environments are described and evaluated, and two NW-Portuguese case studies are presented. Survey methods included: topographic surveys based on terrestrial videogrammetric mobile mapping and aerial photogrammetry; sub-tidal bathymetry with sonar imagery using an Autonomous Surface Vehicle (ASV); as well as field observations, with sediment sampling and beach characterisation. In the first case study, erosion/accretion patterns in the Douro estuary sand spit were analysed, considering its breakwater, river flow, wave and wind effects. Prior to the construction of a detached breakwater, the spits morphodynamics was related to extreme river flow events, wave and wind conditions; afterwards the spit stabilized its shape and increased its area and volume. In the second case study the coast of Vila Nova de Gaia was broadly analysed, including the shoreface, foreshore and dunes, the characterization of major features and a short-period analysis of installed dynamics. Results obtained from field data, topographical surveys and numerical wave models were combined for an erosion risk assessment, using a methodology specifically developed for the study area. Both monitoring programs achieved their proposed objectives and provided valuable information to the local authorities, as gathered and processed information constitutes a valuable database for coastal planning and for ICZM purposes. They demonstrate the potential of several approaches, supported by advanced technologies, for the study of complex coastal morphodynamic processes.

Zonas costeiras são sistemas naturalmente dinâmicos e móveis, expostos a fatores naturais (fluxos de rios, ondas e tempestades) e intervenções humanas, que alteram continuamente a sua morfologia. Fenómenos de erosão relacionados com temporais e escassez de sedimentos são comuns. Eles ameaçam construções e infraestruturas, praias, ecossistemas e zonas húmidas, o que constitui um desafio para a segurança e defesa costeiras. Uma monitorização regular de áreas costeiras, com avaliação da sua morfodinâmica e identificação dos processos que influenciam o transporte de sedimentos, visando uma melhor compreensão das alterações e tendências evolutivas nos sistemas costeiros, torna-se portanto cada vez mais importante. Para tal necessita-se de uma abordagem multidisciplinar e investigadores especializados em processos costeiros e tecnologias de observação de ponta. O presente trabalho descreve e avalia métodos de monitorização de última geração para uma quantificação eficiente de alterações em ambientes costeiros e apresenta dois estudos de caso Portugueses. Os métodos de observação incluem: levantamentos topográficos terrestres em modo cinemático baseados em videogrametria; levantamentos topográficos aéreos baseados em fotogrametria; batimetria sub-tidal e imagens de fundo obtidas com sonar a partir de um veículo autónomo de superfície; e observações de campo com análise de sedimentos e caracterização de praias. O primeiro caso de estudo refere-se à análise de padrões de erosão e acreção na restinga do estuário do Douro, tendo em conta efeitos causados pelo molhe, o caudal do rio, ondas e vento. Antes da construção de um molhe destacado, a morfodinâmica da restinga estava relacionada com eventos extremos de caudal, agitação marítima e vento. Após a construção, a forma da restinga estabilizou e observou-se um aumento da sua área e do seu volume. No segundo caso de estudo, a costa de Vila Nova de Gaia foi amplamente estudada, incluindo shoreface, foreshore e dunas, com a caracterização dos principais atributos e uma análise de curto-período da dinâmica instalada. Os resultados obtidos a partir de dados de campo, dos levantamentos topográficos e de modelos numéricos de ondas foram combinados numa análise de risco com métodos especificamente desenvolvidos para a área de estudo. Ambos os programas de monitorização atingiram os seus objetivos e geraram informação relevante para as autoridades locais. A informação recolhida e processada constitui uma base de dados valiosa para o planeamento costeiro e a Gestão Integrada de Zonas Costeiras. Os estudos demonstram o potencial das diversas abordagens, apoiadas por tecnologias avançadas, para o estudo dos processos complexos de morfodinâmica costeira.

Evolução da hidrodinâmica do estuário do Tejo (Portugal) no século XXI

The ongoing rise in sea level affects tidal propagation and circulation in estuaries, and these changes can have far reaching consequences on the sediment dynamics, water quality and extreme water levels. This study aims at anticipating the evolution of the tidal dynamics in the Tagus (Portugal) in the 21st century, in particular due to sea level rise (SLR). The existence of a resonance mode of about 8 hours in this estuary, that selectively amplifies both semi-diurnal and quarter-diurnal tidal constituents, makes the response of the Tagus estuary to SLR unique. The study was conducted with a shallow water model, forced by present and future conditions, namely higher mean sea levels and an extrapolated bathymetry based on present sedimentation rates. Model results showed that SLR will significantly affect tidal asymmetry, in particular because the intertidal area can decrease by up to 40% by the end of the 21st century. As a result, the strong ebb-dominance of this estuary will decrease significantly. This evolution of tidal asymmetry will be counteracted by the effect of sedimentation of the salt-marsh areas. Also, SLR will enhance the resonance in the Tagus estuary. As a consequence, extreme water levels will be higher than the sum of present levels with the SLR.

Evolução da hidrodinâmica do estuário do Tejo (Portugal) no século XXI A subida do nível médio do mar afeta a propagação da maré e a circulação em estuários, podendo estas alterações ter consequências significativas na dinâmica sedimentar, na qualidade da água e nos níveis de água extremos. O presente estudo visa antecipar a evolução da dinâmica de maré no estuário do Tejo (Portugal) no século XXI, em particular devido à subida do nível médio do mar (NMM). A existência de um modo de ressonância de cerca de 8 horas neste estuário, que amplifica seletivamente as constituintes semi-diurnas e quarto-diurnas, torna a resposta do estuário do Tejo à subida do NMM única. O estudo foi efetuado com um modelo hidrodinâmico, forçado por condições presentes e futuras, nomeadamente níveis médios do mar mais elevados e uma batimetria extrapolada com base em taxas de assoreamento atuais. Os resultados do modelo mostram que a subida do NMM irá afetar significativamente a assimetria da maré, em particular porque as áreas intertidais podem diminui até 40% até ao final do século. Em consequência, a forte dominância de vazante deste estuário irá diminuir significativamente. Esta evolução da assimetria da maré será parcialmente compensada pelo efeito da sedimentação nas áreas intertidais. A subida do NMM irá também amplificar o efeito de ressonância no estuário do Tejo, o que resultará em níveis extremos superiores à soma dos níveis extremos atuais com a subida do NMM.

Análise de custo benefício de obras de defesa costeira nas praias da Vagueira e do Labrego

The Portuguese northwest coast has been suffering for decades from severe erosion and important geomorphological changes, particularly in sandy stretches. This process is related to a number changes which include: a reduction of the supply of sediments, an increase in the mean sea level, an increase of storm frequency and anthropogenic transformations. The Aveiro coastal stretch is morphologically characterized by a sandy barrier-lagoon system often referred to as Ria de Aveiro; the barrier has been submitted to a continuous narrowing and topographic reduction that together potentiate a significant retreat of the coastline, an erosion of the beaches, and over washing. This paper analyses a coastal sector of approximately 3km in length, between the Vagueira and Labrego beaches, located at the south of the jetties that protect the access to the Aveiro lagoon. The study includes the behaviour of the erosion in the last 52 years, the projection of the coastline for the year 2020 and a cost-benefit analysis (ACB) for two scenarios: the present, with the existent coastal defenses, and another one with the absence of defenses. We examined aerial photographs taken in different years in order to determine the different shoreline positions, historical trends and mean shoreline retreat. The analysis of the economic viability of the scenarios was carried out based on the calculation of present value (NPV). The historical (1958-2010) coastline retreat shows a value of about -3.5m/year, and if the hydrodynamic conditions remain identical to the present, by 2020 a loss of approximately 7ha of territory is expected in semi-natural areas, assuming that the urban areas will continue to be protected. The cost-benefit analysis point out that investment in coastal defenses is not economically viable, particularly in hard defenses. This situation also occurs if nothing is to be done to preserve the natural and built areas. However, in the latter case the economic losses are smaller. Nonetheless, all scenarios and the impact of changes should be based not only on economic factors but also by taking into account the ecological and social importance of the coastal zones. Bearing in mind the present trend, and in order to continue to protect the urban front of Vagueira, the existing defenses will have to be maintained and reinforced, which will mean more investment in the near future.

A costa ocidental portuguesa e, em particular, a zona litoral de Aveiro tem sofrido nas últimas décadas profundas alterações morfológicas, devido à erosão persistente. Este processo está relacionado com o reduzido volume de sedimentos disponível neste segmento costeiro, a ação dos temporais, as ações antropogénicas e a subida do nível médio do mar. Neste contexto, a barreira arenosa, que define a laguna de Aveiro, tem experimentado um contínuo estreitamento e rebaixamento topográfico que, em conjunto, potenciam um significativo recuo da linha de costa, erosão das praias e galgamentos oceânicos. No presente trabalho é analisado o setor costeiro entre as praias da Vagueira e do Labrego, localizado a sul dos molhes que protegem o canal de acesso à laguna de Aveiro. O estudo incluiu o estudo do comportamento da linha de costa, nos últimos 52 anos, a sua projeção para o ano de 2020, e uma Análise Custo-Benefício (ACB) para duas situações, a existente na atualidade, com obras de defesa costeira e, outra, admitindo a ausência de defesa. Neste contexto, foram examinadas fotografias aéreas de diferentes anos com vista à delimitação das linhas de costa e calculado o recuo médio; a análise da viabilidade económica dos cenários foi realizada a partir do cálculo do Valor Actual Líquido (VAL). O recuo médio da linha de costa foi de -3,5m/ano, com particular expressão nas áreas não protegidas, e se as condições hidrodinâmicas permanecerem idênticas às atuais, até 2020 é esperado um recuo de cerca de 30m a que corresponde uma perda de 7ha de área semi-natural da barreira, admitindo que as áreas edificadas continuarão a ser protegidas. A Análise Custo-Benefício mostra que o investimento em obras de defesa, em particular as de natureza pesada, não é economicamente viável. Situação que também se verifica se nada for feito para preservar o património natural e edificado. No entanto, o cenário sem obras de proteção acarreta menores prejuízos económicos. Convém, contudo, não esquecer que qualquer cenário deve considerar não só fatores económicos mas, também, a importância ecológica e social das zonas afetadas. Tomando em consideração a actual tendência e de modo a continuar a proteger a frente urbana da Vagueira, as obras de defesa existentes terão que ser mantidas e reforçadas o que implicará maior investimento num futuro próximo.

Sobre extremos climáticos em gestão costeira: o caso do sistema de Rio de la Plata na costa do Uruguai

This paper deals with current storm surges (extremes) in the Uruguayan coast of the Rio de la Plata system (Argentina-Uruguay), a large (38,000 km2) microtidal (<0.5 m) river estuary. Extremes are associated with two synoptic situations able to increase water level above mean sea level (MSL) at Montevideo (=102 cm): the passage of cold fronts and extra-tropical cyclones over Atlantic coast. The assessment of coastal hazards and the reduction of the associated risks can be embedded within Coastal Management (ICZM). Infrastructure frequently does not comply with the legal 250 m setback. Thus, possible impacts due to inundation and flooding related to sea-level rise (SLR) and extremes respectively are high. Also, rapid-onset high river inflow often associated with El Niño events, are relevant due to the positive water level anomaly (> 10 cm) related to them. The existence of differences in the monthly distribution of both MSL and extremes occurrence suggest that both wind climate and river inflow (QRP) explain them. The most severe extremes (= 350 cm) at Montevideo have occurred before 1935. The frequency of events =200, 250 and 280 cm has slightly increased over 2003-2012, which is not attributed neither to SLR nor to increased inflow, but to wind regime changes. Two extreme events (March 1998 and August 2005) are presented which serve to enhance our understanding of the causality and timing of extremes and as analogues to developing scenarios under a changing climate. Some impacts are as follows: coastal stormwater and sewage systems become useless affecting beach quality, artisanal fisheries income is reduced, and sandy beaches and bars are eroded. Among the several obstacles to achieving a comprehensive ICZM in regards to extreme events is the lack of an effective monitoring network. This paper aims to increase awareness, research and application of the knowledge of extreme events on ICZM and risk-management in the face of SLR and flooding.

Neste artigo analisam-se os extremos de maré meteorológica (elevação do nível do mar de índole meteorológica) na costa uruguaia do sistema de Rio de la Plata (Argentina-Uruguai), um grande (38.000 km2) corpo estuarino com características de micro-maré (<0,5 m). Os extremos estão associados a duas situações sinóticas capazes de aumentar o nível de água acima do nível médio do mar (MSL) em Montevidéu (=102 cm): a passagem de frentes frias e de ciclones extra-tropicais sobre a costa atlântica. A avaliação de riscos costeiros e da redução dos riscos associados a tais eventos pode ser incorporado dentro de Gerenciamento Costeiro (GIZC). Com frequência, as infra-estruturas não cumprem os 250 m legais de afastamento da linha de costa. Assim, os possíveis impactos devidos a inundações relacionadas com a subida do nível do mar (SLR) e com extremos da maré meteorológica têm elevada magnitude. Além disso, há que ter em consideração as cheias fluviais relacionadas com eventos de El Niño, pois que provocam também anomalias positivas do nível de água (> 10 cm). A existência de diferenças na distribuição mensal de ambos (MSL e ocorrência de extremos de maré meteorológica) permite deduzir que tanto o vento como os fluxos fluviais (QRP) permitem explicá-las. Os maiores extremos (= 350 centímetros) registrados em Montevideo ocorreram antes de 1935. A freqüência de eventos =200, 250 e 280 centímetros aumentou ligeiramente no período 2003-2012, o que não é atribuído ao SLR nem ao aumento de fluxos fluviais, mas sim a mudanças no regime de ventos. São apresentados dois eventos extremos (Março de 1998 e Agosto de 2005) que servem para melhorar a nossa compreensão da causalidade e da temporização dos eventos extremos, constituindo bons análogos para o desenvolvimento de cenários num clima em mudança. Alguns impactos são os seguintes: sistemas costeiros de águas pluviais e de esgotos tornam-se inúteis, o que afeta a qualidade das praias, redução da pesca artesanal, e erosão das praias e bares. Entre os vários obstáculos para alcançar uma GIZC abrangente no que diz respeito a eventos extremos é a ausência de uma rede de monitoramento eficaz. Este trabalho tem como objetivo aumentar a conscientização, pesquisa e aplicação do conhecimento de eventos extremos na GIZC e da gestão de riscos perante as inundações e o aumento do nível médio do mar (SLR).

Análise da estabilidade da Praia do Janga (Paulista, PE, Brasil) utilizando ferramenta computacional

Este artigo tem por objetivo a análise de estabilidade da forma em planta das baías formadas entre os quebra-mares da praia do Janga (Paulista, Pernambuco, Brasil). No local, onde a erosão se intensificou após os anos 90, foi construída uma série de nove quebra-mares destacados no intuito de conter o processo, dando origem a uma sequência de baías artificiais. Assim, cada baía foi tratada em duas metades, de modo a estudar a estabilidade de cada enseada. Praias de enseada se caracterizam por apresentar uma linha de costa arenosa bordejada por afloramentos ou promontórios rochosos de origem natural ou artificial (como quebra-mares), a qual é modelada por processos de difração e refração de ondas. O modelo parabólico permite, por meio de uma equação empírica, que seja determinada a situação de equilíbrio morfodinâmico das praias de enseada. No intuito de permitir a aplicação do modelo parabólico de modo manual com o uso de mapas, fotografias aéreas verticais, ortofotocartas ou imagens de satélite a praias de enseadas, a partir das quais seja possível o estabelecimento dos parâmetros iniciais do modelo, foi desenvolvido o software Mepbay. Esse software foi utilizado na área de estudo para analisar a estabilidade das enseadas formadas junto à sequência de quebra-mares da Praia do Janga. Para tanto, foram utilizadas imagens verticais obtidas gratuitamente por meio do programa GoogleEarth® e de seu banco de dados associado. As imagens selecionadas foram aplicadas ao modelo com o uso do software, e os resultados obtidos foram comparados aos resultados da aplicação de relações empíricas desenvolvidas para estimar a resposta da linha de costa frente à construção de quebra-mares, a partir da geometria da obra e da sua distância até a costa. Os resultados demonstraram que a Praia do Janga pode ser classificada como instável em sua maior parte, uma vez que a configuração da linha de costa nas diversas baías geradas pela difração de ondas entre os quebra-mares ainda não alcançou a configuração da projeção gerada pelo modelo parabólico em sua totalidade. Naquelas em que a praia já está quase ajustada à projeção, pode-se dizer que está próxima do seu equilíbrio estático. A aplicação do modelo parabólico através do software Mepbay mostrou-se uma ferramenta de fácil aplicação e rápida resposta, que pode ser utilizada para predizer o ajuste da linha de costa mediante a construção de uma estrutura de proteção costeira. No entanto, o aplicativo não realiza predições acerca da morfologia final em planta (tômbolo ou saliência) que se desenvolverá a partir da difração sofrida pela onda junto à zona de sombra da estrutura de proteção. Por essa razão, uma alternativa interessante e que foi adotada neste estudo é a combinação da aplicação do software com o uso de relações empíricas. As análises aqui apresentadas, feitas de maneira visual, qualitativa e com poucos recursos, permitem concluir que o Mepbay é potencialmente útil para estudos rápidos voltados ao manejo da linha de costa.

Stability assessment of Janga Beach (Paulista, PE, Brazil) using computational tool This article aims to analyze the stability of the planform shape of the bays formed between the breakwaters located at Janga Beach (Paulista, Pernambuco, Brazil). On site, where erosion has intensified in the 90s, were constructed a series of nine detached breakwaters in order to contain the process, creating a sequence of artificial bays. Thus, each bay was treated in two halves, in order to study the stability of each bay-shaped beach. Bay-shaped beaches are characterized by having a sandy shoreline bordered by rocky headlands or outcroppings of natural or artificial origin (such as breakwaters), which is modeled by processes of wave diffraction and refraction. The parabolic model allows, by means of an empirical equation determine the type of morphodynamic stability of the beaches. In order to allow the application of the parabolic model manually with the use of maps, aerial photographs, orthophotos or satellite images from which it is possible to establish the initial parameters of the model, were developed the software Mepbay. This software was used in the study area to analyze the stability of bay-shaped beaches formed by the sequence of breakwaters at Janga Beach. For this purpose, vertical images obtained free through GoogleEarth® software and its associated database were used. The selected images were applied to the model using the software and the results were compared to the results of applying empirical relationships developed to predict the response of the shoreline opposite the construction of breakwaters, based on the structure geometry and their distance from the coast. The results showed that Janga Beach can be classified as unstable for the most part, once that the shoreline configuration in several bays generated by wave diffraction of between the breakwaters has not yet reached the setting of the projection generated by the model parabolic in its entirety. Those where the beach is almost adjusted to the projection, we can say that is close to its static equilibrium. The application of the parabolic model by Mepbay software proved to be a tool for easy application and quick response that can be used to predict the adjustment of the coastline by building a coastal protection work. However, it does not do predictions about the final morphology in plan (tombolo or salience) that will develop from the diffraction suffered by the wave near the shadow of the protective zone. For this reason, an interesting alternative, which was adopted in this study is the combination of the software application using empirical relationships. The analyzes presented here, made visually, qualitative way and with few resources, we can conclude that Mepbay is potentially useful for quick studies related to the management of the shoreline.

Vulnerabilidade costeira e perda de ambientes devido à elevação do nível do mar no litoral sul do Rio Grande do Sul

No atual cenário de mudanças climáticas globais, em que alguns dos efeitos observados são a elevação do nível médio do mar, e o aumento na frequência e intensidade de eventos extremos, regiões costeiras de todo o mundo deverão tornar-se, de forma geral mais vulneráveis. Neste contexto, a costa do Rio Grande do Sul, devido as suas características morfodinâmicas intrínsecas, tais como o alto grau de exposição à dinâmica oceânica e baixa declividade, coloca os vários ecossistemas a ela associados, como praia, dunas, marismas, campos, banhados e sangradouros, numa posição mais vulnerável às variações do nível médio do mar. Visando a um planejamento mais adequado destas áreas no cenário de mudanças climáticas globais, e a fim de determinar uma possível perda de ambientes, no caso de uma elevação do nível do mar em longo prazo (cenário 2100), os ambientes costeiros foram inicialmente classificados através da utilização do programa IDRISI, onde foram calculados os percentuais relativos de perda de cada um, para três possíveis cenários de linha de costa, projetados para 2100. Com relação aos resultados obtidos nos cálculos de perda ambiental, considerando as linhas de costa projetadas para 2100, percebemos que todos os ambientes teriam um percentual de área perdida, mesmo no melhor cenário considerado. Neste mesmo cenário onde a linha de costa projetada para 2100 encontra-se recuada 561m da posição atual e tem 70% de probabilidade de ser ultrapassada, observamos também, o maior percentual relativo de perda de área urbana. Para o cenário considerado como intermediário, onde a linha de costa projetada encontra-se recuada 695 m da atual, e tem 50% de probabilidade de ser ultrapassada, dunas representam a maior parte da área ambiental perdida, porém, dividem espaço com áreas de campos e em menor escala, áreas de matas. Já, para o pior cenário considerado, onde a linha de costa projetada encontra-se recuada 1032m da atual e com 10% de probabilidade de ser ultrapassada, houve uma inversão na perda ambiental com relação ao cenário anterior. Neste cenário, campos litorâneos e dunas aproximaram-se de 50 % e 35 % de perda ambiental, respectivamente, representando as maiores áreas impactadas. A vulnerabilidade costeira também foi avaliada através do cálculo do Índice de Vulnerabilidade Costeira (IVC), para os cenários atual e futuro (projetado para 2100). Com relação à vulnerabilidade costeira, de forma geral, os valores do IVC calculados para a região foram de 14,4 (atual) e 51,03 (futuro), o que faria com que a mesma deixasse de ser caracterizada como uma região moderadamente vulnerável, e passasse a ser considerada como uma região costeira de vulnerabilidade muito alta à elevação do nível do mar. Dessa forma, as informações aqui obtidas são úteis para planejar adequadamente a ocupação, o uso e a adaptação desta região costeira, bem como, possibilitar estudos futuros acerca do manejo dos ambientes nela encontrados, face ao atual cenário de mudanças climáticas globais.

In the current scenario of global climate change, in which some of the observed effects are: the mean sea level rise, and an increased frequency and intensity of extreme events, coastal regions around the world should in general become more vulnerable. In this context, the Rio Grande do Sul coastline, due to its intrinsic morphodynamic characteristics, such as, a low lying coastal gradient combined with a high degree of exposure to ocean dynamics, places several associated ecosystems, such as beach, dunes, marshes, fields, wetlands and washouts in a vulnerable position to changes in sea level. Model simulations of coastal response to sea level rise for the Rio Grande do Sul pointed out Cassino beach sector as being the most affected with the largest shoreline recession along the entire coast. Aiming for adequate planning of these areas under global climate change scenarios, and in order to determine the possible loss of habitats in case of a rise of mean sea level in the long term (2100), present day shoreline was digitalized at the foredune toe limit using in ArcGis, and coastal environments were initially classified using IDRISI program. In this environment, the percentages for each habitat loss were calculated for three possible coastline scenarios, designed for 2100. It was noticed that all environments would display some lost area, even at the best case scenario. In this scenario where the projected shoreline is located at 561m inland form the present day shoreline with 70% probability of being exceeded by 2100, more than half of the dune area would be lost, followed by a smaller fraction of fields. It can also be observed that in this scenario the urban area had the highest percentage loss. For the intermediate scenario where the projected shoreline is located at 695m inland from the present day shoreline with 50 % probability of being exceeded, dunes represent the largest loss in habitat, sharing space, with surrounding green fields and to a lesser extent, to forests. Yet for the worst case scenario where the projected shoreline is located at 1032m inland from the present day shoreline with10 % probability of being exceeded, there was a reversal in habitat loss with respect to the intermediate scenario. In this scenario, green fields and coastal dunes approached 50 % and 35 % loss in habitat, respectively, representing the largest impacted areas. It should be highlighted that the fresh water creeks, called washouts, in the best case scenario had its entire area lost. However, in the long term they probably should re-establish its course if topography allows. On the one hand, considering any of the simulated scenarios, as the shoreline retreats the salt marsh area would become closer to the foredune areas. On the other hand, even though not simulated here, there is also the possibility that with sea-level rise it could be inundated through the connecting channel to Patos Lagoon resulting in an increased habitat area. Coastal vulnerability was evaluated through the use of Coastal Vulnerability Index (CVI) for the present and future scenarios for 2100. Looking at coastal vulnerability in general, calculated CVI values for the study area were 14.4 and 51.03, designed for the present and for the year 2100, respectively. The results indicate that a region currently characterized as a moderately vulnerable, should become highly vulnerable in the future due to the rising of mean sea level as projected. This change would take place basically influenced by two of the index variables: shoreline erosion/accretion rates; and relative sea-level change, considered here as the controlling variables for coastal vulnerability under climate change in this area. Thus, the information obtained is critical to properly plan, land use and adaptation of this coastal region under the current scenario for global climate change, as well as enable future studies on habitat management.