Projeto RECOS/ MCT-CNPq, UFRGS 2 CECO-Geociências, UFRGS; 3 Pós- Graduação em Geociências, UFRGS

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1 CONTROLE MORFODINÂMICO NA FORMAÇÃO DAS DUNAS FRONTAIS E TRANSGRESSIVAS NO LITORAL NORTE DO RIO GRANDE DO SUL. Luiz Liberato Tabajara 1 ; Nelson S. Gruber 2, Caroline Thaís Martinho 3 1 Projeto RECOS/ MCT-CNPq, UFRGS (luiztaba@ufrgs.br); 2 CECO-Geociências, UFRGS; 3 Pós- Graduação em Geociências, UFRGS Abstract: The knowledge about Middle and Late Holocene geological evolution of the northern coast of Rio Grande do Sul indicates that, to the north of Tramandaí, the sediment budget was consumed in barrier progradation (up to 4.7 km at Curumim). To the south of Tramandaí up to Cidreira the barrier seems to have remained stable (stationary barrier) and the sediment budget of its coastal system was mainly consumed in the development of larger frontal dunes and big transgresive dunefields. This transgressive dunes formation to the south of Tramandaí is being associated to the increase of wave energy and to more dissipative beach conditions. Spatial differences on morphodynamics are related to regional contrasts in the sediment budget, with an influence on gradients of wave attenuation in the inner shelf and consequently with influence in the level of coastal erosion. The foredunes are laterally more continuous and vegetated (Curumim) and gradually to the south they change to more erosive forms (Cidreira). As a consequence, the scale of inland transport of sand by blowouts or by transgression of sand sheets increase significantly to the south. Palavras-chave: [morfodinâmica, dunas frontais, dunas transgresivas ] 1. Introdução O litoral Norte estende-se ao longo de 123 km entre os municípios de Torres e Pinhal, e é dominado por um sistema deposicional do tipo barreira/laguna (figura 1). O processo de ocupação do espaço foi sempre caracterizado pela falta de planejamento, por isso o zoneamento ecológico-econômico da região, sob a coordenação da FEPAM-RS, vem selecionando áreas prioritárias de preservação, dentre as quais, se destacam os campos de dunas mais desenvolvidos ao sul, na região de Cidreira. O setor sul, entre os municípios de Pinhal e Atlântida Sul, caracteriza-se por uma barreira costeira com largura média de 2,5 km, completamente coberta por dunas transgressivas. Em razão da ação do vento dominante de NE, a migração das dunas para SW tem colmatado e reduzido o sistema lagunar adjacente. No setor norte, entre Atlântida Sul e Torres, a barreira costeira apresenta uma largura média de 3,5 Km, com a sua superfície dominada pela morfologia de cordões litorâneos (foredune ridge). Neste setor as dunas transgressivas estão restritas a uma franja com largura máxima de 1 km a contar da linha de costa. As informações sobre a evolução geológica da área, durante o Holoceno, indicam que, ao norte de Tramandaí, o estoque de sedimentos costeiros foi consumido principalmente na progradação da barreira (até 4,7 km), enquanto que ao sul, o estoque de sedimentos costeiros foi usado para alimentar e desenvolver as dunas frontais e transgressivas, em uma condição de barreira estacionária (Dillenburg et al., 2000). Com exceção da praia Grande, no extremo Norte, que está compartimentada entre uma plataforma de basalto, onde situase o centro da cidade de Torres, e os molhes da barra do rio Mampituba, a área de estudo

2 é formada por extensas praias arenosas, abertas e retilíneas, dominadas por ondas e que seguem uma orientação geral NE-SW. Esta barreira é interceptada por um único canal de desembocadura estuarina, a laguna de Tramandaí (figura 1). dunas frontais e campo de dunas transgressivas no litoral norte do RS. 2. Métodos e Técnicas O grupo de monitoramento da erosão costeira do CECO/UFRGS (Projeto RECOS) realizou nivelamentos geométricos mensais e observações sobre a dinâmica costeira nos perfis situados na Praia Grande (Torres), Curumim, Capão da Canoa e Atlântida Sul, e também de caráter sazonal, em direção ao sul, Cidreira e Dunas Altas. A determinação do nível do mar como datum vertical para amarração dos perfis de praia foi feita com o uso de DGPS, com os valores altimétricos corrigidos ao marégrafo de Imbituba. Os dados de onda, registrados concomitantes aos perfis de praia, foram padronizados ao nível equivalente a 1/3 do varrido, a fim de eliminar o efeito do run-up das ondas incidentes (Short, 1999). 3. Resultados Figura 1- Litoral Norte do Rio Grande do Sul entre os municípios de Torres e Cidreira com a localização dos perfis de praia-duna. Sob a luz dos recentes dados morfodinâmicos obtidos pelo Projeto RECOS (Instituto do Milênio, 2003), entre abril de 2003 a março de 2005, discutimos neste trabalho, o papel da morfodinâmica das praias no controle da formação das O regime de ondas de maior energia provém do setor Sudeste e Sul, e esta associado à passagem das frentes frias e ciclones extratropicais na região. As ondas que chegam à costa sofrem modificações ao longo da plataforma interna que resultam em regimes diferentes na zona de arrebentação (Tabela 1). A energia da onda incidente diminui gradualmente para o norte, no sentido de Torres, e os parâmetros morfodinâmicos tornam-se mais refletivos. As praias ao Norte de Tramandaí (Praia Grande: PG1, PG2, PG3 e PG4, Curumim, Capão da Canoa e Atlântida Sul) apresentam certa uniformidade geral quanto as suas características morfométricas se comparadas às praias de Cidreira e Dunas Altas (Tabela 1). Por exemplo, com índices de mobilidade mais elevados estão sujeitas a maiores episódios de erosão e acreção e, portanto, uma ampla diversidade de formas ou de possibilidade de estoque de areia ao longo

3 do ano. Diferenças sutis são observadas nos parâmetros morfométricos que acompanham a tendência de aumento da energia de onda para o sul. A morfologia da praia Grande, em Torres, Curumim e Capão da Canoa são mais refletivas (intermediária de energia moderada), devido à concentração do estoque arenoso na praia-subaérea sob a forma de terraços próximos a face da praia, denominados bermas (Figura 2). A morfologia das praias ao sul de Tramandaí é intermediária de mais alta energia, ou seja; praias mais planas, pós-praia e zona de surfe alargada e com baixo declive na face da praia. A praia de Atlântida Sul está morfodinâmicamente numa transição entre estes dois setores. A praia Grande, em Torres, caracterizase por ter um extenso campo de dunas em acreção que acompanha a progradação geral da linha de costa, devido à intensa sedimentação local provocada pelo anteparo dos molhes a deriva litoral, predominante, de Sul para o Norte. As dunas do perfil de cidreira foram suprimidas na construção do passeio público e as dunas de Curumim estão superestimadas no perfil da figura 2 em relação à altura média (2 m) das dunas da região (Figura 3). Portanto, se observarmos a evolução morfodinâmica entre o extremo mais refletivo (Torres) e o extremo mais dissipativo (Dunas Altas), a morfologia das dunas frontais segue o modelo morfodinâmico de classificação de praias e dunas, descrito por Short e Hesp (1982) para a costa sudeste australiana. O aumento das dunas acompanha o padrão de aumento da energia de onda e a diminuição no tamanho de grão para o sul. As dunas frontais ganham em expressão com o aumento no potencial de transporte de areia induzido por ondas e ventos em praias mais dissipativas (Tabela 1, Figura 2). As diferenças ao modelo de interações onda - praia duna no litoral norte do Rio Grande do Sul estão relacionadas ao nível de suprimento de areia na praia disponíveis ao transporte eólico, conforme será discutido a seguir. Figura 2- Envelopes dos perfis praia duna entre Torres e Dunas Altas, litoral norte - médio do Rio Grande do Sul. 4. Discussões As diferenças espaciais na morfodinâmica estão relacionadas a contrastes regionais no estoque de sedimentos, com influência nos gradientes de atenuação de ondas e refração através da plataforma interna. No setor norte (por ex. praia de Curumim), as ondas perdem mais energia ao se deslocarem sobre fundos com gradiente de declividade mais suave. Em conseqüência, a altura da onda na rebentação é menor e os processos de circulação na zona de surfe e face da praia são mais refletivos. Nestas condições, predomina as características da onda incidente de menor energia na mobilização sedimentar em direção à costa e construção do perfil

4 subaéreo. No setor sul, a plataforma interna é mais inclinada, e as ondas ao se deslocarem estão sujeitas a uma menor atenuação sobre o fundo, resultando em ondas mais altas na zona de arrebentação. Durante as tempestades de sul e sudeste, as ondas de infragravidade predominam nos processos da zona de surfe e varrido, sendo mais freqüente a inundação do pós-praia por oscilações de longo período (ondas de set up) e escarpamento das dunas frontais (Wrigth, 1980). Figura 3- Morfologia erosiva das dunas frontais de Cidreira (a) versus a morfologia deposicional das dunas de Curumim (b). Data das fotos: maio de Destaca-se também como fator de risco à erosão, o ângulo de ataque das ondas de SE em relação à orientação da linha de costa. Cálculos feitos por Lima et al (2001) apontam para o maior valor de transporte longitudinal devido as correntes induzidas por ondas de tempestade na porção sul (1.520 x 10³m3/ano) em relação a norte (1.010 x 10³m3/ano). Existe uma íntima relação entre a morfodinâmica das praias estudadas com o comportamento dos perfis de equilíbrio da antepraia (Gruber et al, 2004), e as tendências de erosão da linha de costa. O setor ao sul de Tramandaí (Jardim do Éden) apresentou uma antepraia erosiva e dissipativa, cujo déficit dado pelo ajuste do perfil de equilíbrio (Dean, 1977, apud, Gruber et al, 2004), pode estar relacionado a balanços negativos no estoque de areia local, evidenciado pela ocorrência de lamas na zona do estirâncio, após tempestades. Da mesma forma, este perfil exibiu novo ajuste erosivo na antepraia inferior (-15 m), onde também ocorrem sedimentos finos. Este comportamento está correlacionado a uma secção de alta tendência de erosão da linha de costa, mapeada por Toldo Jr. et al, (1999). As praias do litoral norte apresentam estado morfodinâmico intermediário a dissipativo, portanto, as formas de erosão da praia subaérea são fortemente controladas pela topografia rítmica na zona de surfe adjacente. Em tempestades de energia moderada, as áreas do pós-praia e dunas associadas a embaiamentos, contendo células de retorno, são mais expostas ao ataque por ondas e freqüentemente formamse brechas nas dunas frontais (Tabajara et al, 2004). Estas formas erosivas e descontinuidades laterais no cordão de duna são importantes feições por onde as areias eólicas escapam da praia para a formação dos campos de dunas transgressivas. Na região de Cidreira, onde estão localizados os maiores campos de dunas transgressivas do litoral norte, as morfologias erosivas das praias e dunas dominam em relação às praias do setor norte, subjugadas por processos de sobrelavagem e com dissecações eólicas mais intensas, formação de corredores de alimentação e lençóis arenosos (Figura 3).

5 O potencial de deriva do vento NE soprando sobre a costa e, secundariamente, a largura da praia e o nível de umidade nos sedimentos são as variáveis mais importantes e interdependentes no controle do suprimento de areia para as dunas frontais na praia de Atlântida Sul (Tabajara et al., no prelo). No arco costeiro formado entre Torres e Pinhal deve-se considerar, ainda, as variações na disponibilidade de areia ao longo da costa, os diferentes estados morfodinâmicos e a orientação da costa em relação ao vento predominante de NE. Dependendo da orientação da linha de costa em relação ao vento predominante de NE (desde o Azimute 15º, em Pinhal, até 45 N, em Curumim), ocorre uma forte deflexão no talude da face marinha da duna, produzindo um maior transporte líquido ao longo da praia do que propriamente para dentro do continente. A medida em que o ângulo de aproximação do vento NE em relação à costa torna-se mais transversal (provavelmente, em direção ao sul, Azimute 35ºN, equivalente a praia de Atlântida Sul), a fuga das areias praiais para o interior do continente através das brechas das dunas frontais, torna-se mais efetiva. No sentido deposicional (Curumim), as areias eólicas ao interagirem com a vegetação nativa, composta principalmente por gramíneas (Spartina ciliata e Panicum rasemosum), constroem dunas embrionárias e frontais progradando a linha de costa. No sentido erosional (Cidreira), os processos de escarpamento e formação de brechas nas dunas facilitam a fuga de areia do sistema praial para o interior do campo de dunas quando o vento NE sopra a velocidades superiores a 5m/s (Figura 3). 5. Conclusões O desenvolvimento de extensos campos de dunas transgressivas ao sul de Tramandaí está fortemente associado ao aumento do espectro morfodinâmico das praias, que adquirem valores mais dissipativos tanto pelo aumento da energia das ondas como pela diminuição no tamanho dos grãos de areia. Diferenças regionais no estoque de areia produzem diferenças nas interações onda praia induzindo maior erosão por ondas de tempestades no setor sul. As dunas frontais, lateralmente contínuas e vegetadas (Curumim) vão gradualmente transicionando para morfologias mais erosivas e hummocky (Cidreira). Em decorrência, a escala de escape das areias da praia para o interior do continente, através de corredores de ventos ou transgressão de lençóis de areia, aumenta significativamente em direção ao setor sul. 6. Referências DILLENBURG, S.R.; ROY, P.S.; CONWELL, P.C.; TOMAZELLI, L.J Influence of Antecedent Topography on Coastal Evolution as Tested by the Shoreface Translations-Barrier Model (STM). Journal of Coastal Research, v.16, n.1, p GRUBER, N.L.S; TOLDO, E.E.; BARBOSA, E.G.; NICOLODI, J.L.; AYUP-ZOUAIN, R.N. (no prelo). A shoreface morphodinamic zonation and the equilibrium profile variability on the norther coastline of Rio Grande do Sul, Brazil. JCR-SI 39. INSTITUTO DO MILÊNIO, PROJETO RECOS- Uso e Apropriação de Recursos Costeiros. Subgrupo: monitoramento, modelagem, uso e ocupação do solo. Acessível em: LIMA, S.F.; ALMEIDA, L.E.S.B.; TOLDO JR., E.E Estimativa da capacidade do transporte longitudinal de sedimentos a partir de dados de ondas para a costa do Rio Grande do Sul. Pesquisas em Geociências, v. 28, n.2, p SHORT, A Handbook of Beach and Shoreface Morphodynamics. Chichester: John Wiley. 377p

6 SHORT, A.D. e HESP P.A Wave Beach and Dune Interactions in Southeastern Australia. Marine Geology, v.48, p TABAJARA, L. L., ALMEIDA, L. E. S. B., FONSECA, V.P.(no prelo). Seasonal variations and controlling factors of aelion transport at Atlântida Sul beach, Rio Grande do Sul, Brazil. JCR-SI 39. TABAJARA, L. L., ALMEIDA, L. E. S. B., MARTINS, L. R., Resposta e recomposição das praias e dunas após seqüência de ciclones extratropicais. GRAVEL, MARTINS, L.R. e BARBOSA, E. (Eds.). Porto Alegre:IOC-Unesco. v.2, CDR. TOLDO JR., E.E.; ALMEIDA, L.E.S.; BARROS, C.and MARTINS, L.R., Retreat of the Rio Grande do Sul Coastal Zone, Brazil. In: Martins, L.R. and Santana, C.I. (eds.). Non Living Resources of the Southern Brazilian Coastal Zone and Continental Margin. Porto Alegre: editora da UFRG, p WRIGTH, L.D.,1980. Beach cut in relation to surf zone morfodynamics. Proceedings of the 17 th International Coastal Engineering. Conference ASCE, Sydney. p Tabela 1. Parâmetros morfodinâmicos das praias do litoral Norte do Rio Grande do Sul. PG1 PG2 PG3 N Meses H sig (m) 1,8 1,8 1,8 1,8 2,0 2,0 2,1-2,3 H med (m) 1,7 1,7 1,7 1,7 1,8 1,9 2,0-2,1 Ω (Gourlay, 1968) 5,7 5,7 5,7 5,7 8,4 8,5 8,9-12,9- PG4 Curumim Capão da Canoa Atlântida Sul Cidreira Dunas Altas є (Guza e Inman, 1975) 10,3 5,7 20,7 7,8 17,2 18,3 19,4-52 Md (ø) 2,4 2,43 2,35 2,38 2,3 2,30 2,32 2,40 2,41 Declividade (1:m) Largura da duna (m) Volume da duna (m) Altura da duna (m) 1,8 2,1 2,1 2,4 3,1 1,4 2,7-7,6 ўb (m) σўb (m) CV % V (m³) σv (m³) V/ ўb 1,4 1,5 2,2 1,4 1,1 1,1 1,1 0,7 1,6 N: número de amostras; H sig: altura de onda significativa; H med : altura média de onda; Ω e є: parâmetros dimensionadores do tipo de praia; Md (ø): mediana dos sedimentos; Declividade: na face da praia; ўb: largura da praia subaérea; σўb: mobilidade da praia; CV: coeficiente de variação de ўb em percentuais; V: volume médio da praia subaérea; σv: desvio padrão do volume da praia subaérea.