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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.21.2020.tde-12052022-142319
Document
Author
Full name
Débora Moraes Duarte
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Siegle, Eduardo (President)
Giannini, Paulo Cesar Fonseca
Silva, Filipe Galiforni
Title in Portuguese
Interação Praia-Duna em Ilha Comprida, São Paulo, Brasil 
Keywords in Portuguese
Autômato celular
Dunas frontais
VANT
Abstract in Portuguese
No sistema praia-duna, as dunas frontais desempenham o papel de proteger a costa da ação de ondas e tempestades. Esses ecossistemas começaram a ser empregados nos planos de gerenciamento de riscos costeiros nos últimos anos. A presente pesquisa analisou a influência de parâmetros locais na variabilidade espacial do desenvolvimento de dunas ao longo de um trecho da ilha-barreira de Ilha Comprida, localizada ao sul do estado de São Paulo, que possui baixo suprimento sedimentar para as dunas. Para observar as variações morfológica das dunas foram realizadas duas saídas de campo (11/09 e 26/11) em 2018 utilizando um VANT (veículo aéreo não-tripulado) DJI Phantom 2 e um DGPS. Esses dados produziram um modelo digital de superfície (MDS) e um modelo digital de terreno (MDT) para cada saída de campo. Foram desenvolvidos quatro cenários com o autômato celular DUBEVEG para de observar a evolução a longo prazo das dunas frontais. Nas saídas de campo, foi observado que quase toda a área da praia possui entre 0 e 4º de inclinação. Porém, no mês de setembro de 2018, ocorreu uma maior variação na inclinação. No mês de setembro, a altura de cota máxima foi de 24,4 m (MDS) e 17,3 m (MDT), enquanto a altura de cota mínima foi -1,8 m (MDS/MDT). No mês de novembro, a altura de cota máxima foi de 21,6 m (MDS) e 17,2 m (MDT) e a menor elevação foi de -4,6 m (MDS) e -4,5 m (MDT). Entre setembro e novembro houve uma diminuição nas cotas na região da praia e do volume da área total. Nos resultados da modelagem numérica, a evolução se caracterizou pela separação da duna inicial em dois cordões com a formação de uma cava e aumento da altura das cristas. No cenário inicialmente sem a presença de dunas frontais, ocorreu a formação de Nebkhas e em seguida, cordões paralelos. No cenário em que ocorreu o teste de sensibilidade de diferentes coberturas vegetais, somente a partir do cenário que a vegetação corresponde a 30% da observada em campo, que dunas hummocky/nebkhas são formadas. A partir da cobertura vegetal de 60% é possível observar um cordão de duna frontal com nebkhas atrás. No teste de sensibilidade do lençol freático, os cenários com o lençol freático até 30% e o de 90% em relação a topografia sem a presença de dunas, apresentaram a mesma topografia final. Enquanto que nos cenários de 70% e 80% tem-se dunas isoladas em formato de nebkhas atrás da duna frontal em morfologia de crista. O trabalho corroborou que um autômato celular, apesar de sua relativa simplificação dos processos envolvidos, permite que variados aspectos possam ser compreendidos, comparando diversos parâmetros sob condições variadas para examinar o comportamento inerente da paisagem, o que não é possível com dados de campo limitados.
Title in English
Beach-dune interaction in Ilha Comprida, São Paulo, Brasil
Keywords in English
AUV
cellular automata
Foredune
Abstract in English
In a beach-dune system, foredunes protect the coast from the action of waves and storms. These ecosystems have started to be used in coastal risk management plans in recent years. This research analysed the influence of local parameters on the spatial variability of dune development along a stretch of the barrier island of Ilha Comprida, located in the south of the state of São Paulo, which has a low sedimentary supply towards dunes. To observe the morphological variations of the dunes, two field work (11/09 and 26/11) were carried out during 2018 using a DJI Phantom 2 UAV (unmanned aerial vehicle) and a DGPS. These data produced a digital surface model (DSM) and a digital terrain model (DTM) for each field output. Four scenarios were developed with the DUBEVEG cellular automata model in order to observe the long-term evolution of foredunes. It was observed that almost the entire area of the beach has between 0 and 4º of inclination. However, in 09/2018, there was a greater inclination range. In September, the maximum elevation was 24.4 m (DSM) and 17.3 m (DTM) and the minimum elevation was -1.8 m (DSM / DTM). In November, the maximum elevation was 21.6 m (DSM) and 17.2 m (DTM) and the lowest elevation was -4.6 m (DTM) and -4.5 m (DTM). Between September and November, there was a decrease in the beach volume. In the modelling scenario results, the evolution was characterized by the separation of the initial dune in two ridges, separated by a swale and an increase in the ridges height based on field data. In which the separation occurs through the formation of blowouts. In the initial scenario without foredunes, the formation of dunes occurs from nebkhas evolving to ridges. In the scenario which the sensitivity test of different vegetation coverings occurred, only the scenario which the vegetation coverage was 30% of field observed data, hummocky/nebkhas dunes are formed. From the 60% vegetation cover, it is possible to observe foredune ridge with nebkhas behind. In the groundwater sensitivity test, the scenarios with the water table up to 30% and 90% presented the same final topography. Whereas in the 70% and 80% vegetation coverage scenarios, behind the foredune with ridge morphology appeared isolated dunes in the shape of nebkhas. The work corroborated that a cellular automata despite of its relative simplification of the processes involved, allows different aspects to be understood, comparing different parameters under different conditions to examine the landscape's behaviour, which is not possible with limited field data.
 
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Publishing Date
2022-05-18
 
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