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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.21.2020.tde-14062021-100617
Document
Author
Full name
Julia Reid
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2020
Supervisor
Committee
Siegle, Eduardo (President)
Bernardes, Marcos Eduardo Cordeiro
Giannini, Paulo Cesar Fonseca
Mahiques, Michel Michaelovitch de
Title in Portuguese
Evolução temporal da dinâmica do sistema estuarino de Santos (SP): efeitos das alterações morfológicas 
Keywords in Portuguese
estuário
hidrodinâmica
modelagem numérica
morfologia
Abstract in Portuguese
A habilidade de compreender a morfologia e hidrodinâmica estuarina, associada à evolução temporal é essencial para o gerenciamento costeiro, navegação e para o meio ambiente. Neste trabalho, é analisada pela primeira vez a evolução morfológica e suas implicações nos processos estuarinos no Sistema Estuarino de Santos (SES) em São Paulo (SP), em especial no canal do porto. A partir da validação de um modelo numérico hidrodinâmico (Delft3D) para a situação atual, cenários com batimetrias pretéritas, de 1876 a 2014, foram elaborados para a avaliação da evolução hidrodinâmica do SES. Durante o período estudado, o SES passou por mudanças morfológicas significativas, principalmente em sua batimetria no canal do porto de Santos devido às dragagens. Foi observado que variações nos processos estuarinos ao longo dos anos ocorrem onde há mudanças na morfologia. As análises de variação de volume de água do estuário, sugerem que o volume do canal do porto aumentou 12,5x106 m3 ao longo de mais de um século, o que representa um aumento na capacidade do canal do porto de Santos em torno de 28% entre 1876 a 2014. O ano de 2014 foi o cenário onde foram observadas as maiores diferenças em relação aos demais. Houve uma maior intrusão salina no canal do porto, diminuição dos volumes de água transportados (60%) no canal de Santos, aumento da influência da maré no sistema e aumento da sua assimetria ao longo dos anos estuário acima. As mudanças temporais dos estuários e seus efeitos merecem atenção especial, e podem ser uma ferramenta para projeções futuras de cenários de aumento do nível do mar e mudanças climáticas e no auxílio no manejo desse frágil ecossistema. Os resultados inéditos da evolução hidrodinâmica do SES mostram que o gradual processo de aprofundamento dos canais em função de dragagens, resultam em alterações locais de parâmetros de circulação estuarina, como a propagação da maré e estratificação da coluna de água; e também parâmetros relacionados ao sistema estuarino como um todo, como os transportes residuais de água, e consequentemente transporte de materiais, através dos canais do SES.
Title in English
Evolution of the Santos estuarine system dynamics: effects of the morphological alterations
Keywords in English
estuary
hydrodynamics
morphology
numerical modeling
Abstract in English
The ability to understand estuarine morphology and hydrodynamics associated with temporal evolution is essential for coastal management, navigation and the environment. This pioneer study presents the morphological evolution and its implications in the estuarine processes in Santos Estuary System - SP (SES), especially in the port channel. Through the validation of a hydrodynamic numerical model (Delft3D) for current data, scenarios with earlier bathymetries (1876 to 2014) were elaborated for the evaluation of the hydrodynamic evolution of the SES. Results shows that, between 1876 and 2014, SES underwent significant morphological changes, mainly in its bathymetry in the Santos port channel due to dredging, as well as variations in estuarine processes occur where changes in morphology occur. Analyzes of the Estuary water volume variation suggests that the port channel volume has increased by 12,5x106 m3 over more than a century, representing an increase of 28% of the capacity of the Santos port channel from 1876 to 2014. The year 2014 was the scenario of greater differences compared to the others. There was a greater saline intrusion in the port channel, decreased of volumes of water transported in 60% in the channel of Santos, increased tidal influence on the system and increased asymmetry up estuary over the years. Temporal changes in estuaries and their effects ought to have special attention and may be a tool for future projections of rising sea levels and climate change scenarios and to support the management of this fragile ecosystem. The unprecedented results of the hydrodynamic evolution of the SES show that the gradual process of channel deepening due to dredging results in local changes of estuarine circulation parameters, such as tidal propagation and stratification of the water column; as well as parameters related to the entire estuarine system, such as water transport, and consequently material transport, throughout the SES channels.
 
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Publishing Date
2021-06-14
 
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