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Título: Análise da influência da descarga do rio Santa Maria da Vitória sobre a propagação da onda de maré e da hidrodinâmica tridimensional da Baía de Vitória
Autor(es): Nascimento, Thiago Freitas do
Orientador: Aquije Chacaltana, Julio Tomás
Data do documento: 16-Dez-2013
Editor: Universidade Federal do Espírito Santo
Citação: NASCIMENTO, Thiago Freitas do. Análise da influência da descarga do rio Santa Maria da Vitória sobre a propagação da onda de maré e da hidrodinâmica tridimensional da Baía de Vitória. 2013. 121 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Ambiental) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Universidade Federal do Espírito Santo, Vitória, 2013.
Resumo: A onda de maré em regiões estuarinas é amortecida e progressivamente distorcida pelas forças de atrito no fundo, pela vazão fluvial, por estreitamentos/alargamentos abruptos nos canais e pela presença de áreas de vegetação. Neste trabalho é realizado um estudo para compreender a hidrodinâmica induzida pela onda de maré ao longo da Baía de Vitória e verificar a influência da vazão do Rio Santa Maria da Vitória na hidrodinâmica. O modelo hidrodinâmico MOHID é usado neste trabalho no modo barotrópico tridimensional e implantado para todo o sistema estuarino da ilha de Vitória. E o período de simulação corresponde ao ano de 2009. Como condição de contorno de maré, o modelo foi forçado por um conjunto de harmônicos, os quais foram extraídos de uma longa série de dados de maré pelo programa Pacmaré. Já os dados de vazão do rio Santa Maria da Vitória foram obtidos do website da Agência Nacional de Águas (ANA). Como condição de contorno de fundo foi utilizado valores de comprimento de rugosidade equivalente de fundo, os quais foram extraídos dos mapas faciológicos do estudo realizado por Paiva (2008). Enquanto na região de manguezal foi utilizado o valor de 3 metros, como nos trabalhos de Maciel (2004) e Nascimento et al. (2011). Foi empregada uma malha retangular na horizontal com espaçamento regular de, aproximadamente, 56x56 metros, enquanto para a discretização vertical foi utilizada uma malha do tipo sigma com 10 camadas. Dos resultados de propagação de maré encontrados para a Baía de Vitoria foi possível observar que a onda de maré ao se propagar para montante do estuário, as componentes M2 e S2 tem um comportamento diferenciado, enquanto a primeira é amplificada a segunda é reduzida. Além disso, a região da Baía de Vitória é o local onde os harmônicos de águas rasas sofrem maior influência. Durante os períodos de alta descarga fluvial a onda de maré tende a ser bloqueada, resultando em um número de harmônicos e amplitude inferiores, quando comparado com os períodos de baixa descarga fluvial, corroborando com os resultados de Goring (1984); Godin (1985); Nicoliti (2007); Nicoliti et al. (2009). Foi averiguado que ao menos 11 constituintes harmônicos são comuns ao trimestre de baixa descarga fluvial, estando ausentes no trimestre de alta descarga fluvial analisado. Para o trimestre de baixa descarga fluvial, percebeu-se a presença de vários vórtices quando se analisa as correntes residuais, sendo que tais vórtices não foram notados no trimestre de alta descarga fluvial. Assim, foi constatado que durante os períodos de alta descarga fluvial a qualidade das águas do Sistema Estuarino da Ilha de Vitória pode sofrer uma melhora substancial. Já quando se analisou a hidrodinâmica da Baía de Vitória, foi constatado que há uma diferença de fase entre as partes norte e sul, sendo que as maiores velocidades são encontradas na parte sul da baía, o que vai de encontro com os trabalhos feitos por Garção (2007) e Rigo (2004). No entanto, durante eventos de alta descarga fluvial a parte norte da baía funciona como um rio, escoando em uma única direção durante todo o ciclo de maré, e é nesta região onde são encontradas as maiores velocidades. Por fim, foi observada uma inversão de dominância na região, sendo vazante dominante nos períodos de sizígia e enchente dominante nos períodos de quadratura, resultado também encontrado por Rigo (2004). Além disso, foi notado que durante a baixamar as maiores velocidades são encontradas em subsuperfície na região central da Baía da Vitória.
The tidal wave is damped in estuarine regions and progressively distorted by frictional forces in the bottom, by river discharge, by narrowing/abrupt enlargements in the channels and by the presence of vegetation areas. In this paper the study is conducted to understand the induced tidal wave along the Porto de Vitória and check the river discharge influence of the Rio Santa Maria da Vitória in hydrodynamics. The hydrodynamic model used in this work is MOHID in three-dimensional barotropic mode and deployed throughout the estuarine system of the Ilha de Vitória. And the simulation period corresponds to the year 2009. As the tidal boundary condition, the model was forced by a set of harmonics, which were extracted from a long series of tidal data by Pacmaré program. And the data of river discharge of Santa Maria da Vitoria were obtained from the National Water Agency (ANA) website. As a boundary condition in the bottom was used length values equivalent roughness, which were extracted from the maps of study by Paiva (2008). While the mangrove region the value of 3 meters was used, as the work of Maciel (2004) and Nascimento et al. (2011). A rectangular mesh horizontally at regular intervals of approximately 56x56 meters was used, while for the vertical discretization a mesh sigma type was used with 10 layers. The results founded for the tide waves in the Baía de Vitória was observed that the tidal wave to propagate upstream of the estuary, the M2 and S2 components has a different behavior, while the first is amplified the second is reduced. Moreover, the region of Baía de Vitória is where the shallow water harmonic suffers more influence. During periods of high river discharge the tidal wave tends to be blocked, resulting in a number of harmonics and amplitude lower compared with periods of low river discharge, corroborating the results of Goring (1984), Godin (1985); Nicoliti (2007); Nicoliti et al. (2009). It was ascertained that at least 11 harmonic constituents are common to the period of low river discharge, are absent in the period of high river discharge analyzed. For the period low river discharge, we realized the presence of multiple vortices when analyzing residual streams and these vortices no was noted in the period of high river discharge. Thus, it was found that during periods of high river discharge the water quality of the estuarine system of Ilha de Vitória may suffer a substantial improvement. However, when we analyzed the hydrodynamics of the Baía de Vitória, it was found that there is a phase difference between the northern and southern parts, and the highest velocities are found in the southern part of the bay, which is aligned with the work done by Garção (2007) and Rigo (2004). However, during high river discharge events the northern part of the bay runs like a river, flowing in one direction throughout the tidal cycle, and it is in this region where the highest velocities are found. Finally, a reversal of dominance was observed in the region, in the periods of spring tide the estuary is ebb dominant and in the periods of quadrature the estuary is flood dominant, these result also was found by Rigo (2004). Furthermore, it was noted that during low tide the highest velocities are found in the subsurface in central region of Baía da Vitória.
URI: http://repositorio.ufes.br/handle/10/10294
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