ANÁLISE DO BALANÇO SEDIMENTAR NA PRAIA BRAVA, MATINHOS-PR, A PARTIR DA MODELAGEM NUMÉRICA

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5380/bpg.v83i3.100878

Keywords:

modelagem numérica;clima de ondas;transporte de sedimentos;SMC-Brasil

Abstract

The beach environment is a complex dynamic system that responds to the action of waves and currents through a series of changes that can occur on different time scales and with the intervention of human constructions. Beach erosion poses risks in areas occupied by humans, such as Brava beach in Matinhos (Paraná state – Brazil), which is chronically affected by erosive processes. The study was carried out using the SMC (Coastal Modeling System) software as the main tool to simulate the dynamics for the coastal area of Matinhos, as well as to determine the wave climate to be applied in the simulations. Sediment transport showed a preferential south-to-north direction, with divergence in the area most susceptible to erosive processes.

Author Biographies

Lucas de Paula Soares, Universidade Federal do Paraná/Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos

Graduated in Oceanography from the Federal University of Paraná (UFPR). Experience in Physical and Geological Oceanography, with an emphasis on Sediment Transport, Numerical Modeling, and Coastal Dynamics. Postgraduate Program in Coastal and Oceanic Systems (PGSISCO) at the Federal University of Paraná, developing the master's project with an emphasis on Coastal Dynamics, Numerical Modeling, Sediment Transport and Coastal Erosion, with financial assistance from the Coordination for the Improvement of Higher Education Personnel (CAPES).

Mauricio Almeida Noernberg, Universidade Federal do Paraná/Centro de Estudos do Mar

Graduated in Oceanology from FURG (1988), Master's degree in Remote Sensing from INPE (1996), PhD in Environmental Geology from UFPR (2001), Visiting Researcher at the Center National de la Recherche Scientifique (CNRS) - France (2007), Postgraduate PhD from CNPq at Plymouth University - UK (2013), Visiting Researcher from CAPES at the University of Hamburg - Germany (2021). Full Professor at the Center for Marine Studies - UFPR. He is responsible for the Coastal Oceanography and Remote Sensing Laboratory at the Center for Marine Studies-UFPR. He coordinated the postgraduate program in Coastal and Oceanic Systems and the undergraduate course in Oceanography at UFPR. He was director of the Center for Marine Studies at UFPR between 2014-2018. He coordinates and participates in several research projects approved by CNPq and international cooperation projects, working in coastal and estuarine circulation, remote sensing, coastal processes, land-ocean interaction, Physical/biological connections, numerical modeling, and bio-optical algorithms.

References

ANGELOTTI, R; NOERNBERG, M. A. Análise Dos Riscos Ao Banho De Mar No Município De Pontal Do Paraná - PR – Temporada 2003/2004. Brazilian Journal of Aquatic Science and Technology, v. 14, n. 1, p. 65, 7 jun. 2010. Disponível em: https://doi.org/10.14210/bjast.v14n1.p65-75. Acesso em: 8 ago. 2025.

ANGULO, R. J. As praias do Paraná: problemas decorrentes de uma ocupação inadequada. Revista Paranaense de Desenvolvimento, [S. l.], n. 99, p. 97–103, 2000. Disponível em: https://ipardes.emnuvens.com.br/revistaparanaense/article/view/238. Acesso em: 8 ago. 2025.

ANGULO, R. J. et al. The State of Paraná Beaches. In: SHORT, A. D.; KLEIN, A. H. F. (eds.). Brazilian Beach Systems. Springer International Publishing, 2016. p. 419-464. ISBN 9783319303925. Disponível em: https://doi.org/10.1007/978-3-319-30394-9_16. Acesso em: 8 ago. 2025.

ANGULO, R. J. et al. Panorama da erosão costeira - Paraná. In: Muehe, D. (Org.). Panorama da erosão costeira no Brasil (vol. 1, pp. 586-640). Brasília, DF: MMA, 2018.

BAMBER, J. L. et al. Ice sheet contributions to future sea-level rise from structured expert judgment. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 116, n. 23, p. 11195-11200, 20 maio 2019. Disponível em: https://doi.org/10.1073/pnas.1817205116. Acesso em: 8 ago. 2025.

BARBIER, E. B. et al. The value of estuarine and coastal ecosystem services. Ecological Monographs, v. 81, n. 2, p. 169-193, maio 2011. Disponível em: https://doi.org/10.1890/10-1510.1. Acesso em: 8 ago. 2025.

BITTENCOURT, A. C. da S. P. et al. Tendência de longo prazo à erosão costeira num cenário perspectivo de ocupação humana: litoral norte do estado da Bahia. Revista Brasileira de Geociências, v. 40, n. 1, p. 125-137, 1 mar. 2010. Disponível em: https://doi.org/10.25249/0375-7536.2010401125137. Acesso em: 8 ago. 2025.

BOCAMAZO, L. M.; GROSSKOPF, W. G.; BUONUIATO, F. S. Beach Nourishment, Shoreline Change, and Dune Growth at Westhampton Beach, New York, 1996-2009. Journal of Coastal Research, v. 59, p. 181-191, mar. 2011. Disponível em: https://doi.org/10.2112/si59-019.1. Acesso em: 8 ago. 2025.

BOOIJ, N. Gravity waves on water with non-uniform depth e current. 1981. Thesis (Doctoral in Civil Engineering and Geosciences) – Department of Hydraulic Engineering, Delft University of Technology, Delft, 131 p.

BOOIJ, N.; RIS, R. C.; HOLTHUIJSEN, L. H. A third-generation wave model for coastal regions: 1. Model description and validation. Journal of Geophysical Research: Oceans, v. 104, n. C4, p. 7649-7666, 15 abr. 1999. Disponível em: https://doi.org/10.1029/98jc02622. Acesso em: 8 ago. 2025.

CEPAL-ONU. Dinámicas, tendencias y variabilidad climática. Documento 1 del estudio de “Efectos del cambio climático en la costa de América Latina y el Caribe”, 2015.

DEL VALLE, R; MEDINA, R; LOSADA, M. A. Dependence of Coefficient K on Grain Size. Journal of Waterway, Port, Coastal, and Ocean Engineering, v. 119, n. 5, p. 568-574, set. 1993. Disponível em: https://doi.org/10.1061/(asce)0733-950x(1993)119:5(568). Acesso em: 8 ago. 2025.

ESPEJO, A. et al. Spectral Ocean Wave Climate Variability Based on Atmospheric Circulation Patterns. Journal of Physical Oceanography, v. 44, n. 8, p. 2139-2152, 1 ago. 2014. Disponível em: https://doi.org/10.1175/jpo-d-13-0276.1. Acesso em: 8 ago. 2025.

GALGANO, F. A. Jr. Long-Term Effectiveness of a Groin and Beach Fill System: A Case Study Using Shoreline Change Maps. Journal of Coastal Research, v. 33, p.3-18, 2004.

GOBBI, E. F. A erosão nas praias Mansa e Brava de Caiobá, litoral do estado do Paraná. XIV Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos. Novembro de 2001. Disponível em: https://anais.abrhidro.org.br/job.php?Job=12425.

GOMES, G.; DA SILVA, A. C. Coastal Erosion Case at Candeias Beach (NE-Brazil). Journal of Coastal Research, v. 71, p. 30-40, set. 2014. Disponível em: https://doi.org/10.2112/si71-004.1. Acesso em: 8 ago. 2025.

GOVERNO DO ESTADO DO PARANÁ. Paraná entrega projeto da orla de Matinhos em Brasília. 22 maio 2019. Disponível em: https://www.parana.pr.gov.br/aen/Noticia/Parana-entrega-projeto-da-orla-de-Matinhos-em-Brasilia. Acesso em: 9 ago. 2025.

HEMER, M. A. et al. Projected changes in wave climate from a multi-model ensemble. Nature Climate Change, v. 3, n. 5, p. 471-476, 13 jan. 2013. Disponível em: https://doi.org/10.1038/nclimate1791. Acesso em: 9 ago. 2025.

IBGE. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Censo Demográfico de 2022. Disponível em: <https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/pr/matinhos.html>. Acesso em: agosto. 2025.

JEVREJEVA, S. et al. Coastal sea level rise with warming above 2 °C. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 113, n. 47, p. 13342-13347, 7 nov. 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1073/pnas.1605312113. Acesso em: 9 ago. 2025.

KENDALL MELVILLE, W. Energy Dissipation by Breaking Waves. Journal of Physical Oceanography, v. 24, n. 10, p. 2041-2049, out. 1994. Disponível em: https://doi.org/10.1175/1520-0485(1994)024%3C2041:edbbw%3E2.0.co;2. Acesso em: 9 ago. 2025.

KIRBY, J.T. Propagation of weakly-nonlinear surface water waves in regions with varying depth and current. Department of Civil Engineering, University of Delaware, Newark, ONR Technical Report 14, Res. Rept. CE-83-37, 327p, 1983.

KIRBY, J.T., e ÖZKAN, H.T. Combined refraction/diffraction model for spectral wave conditions. Ref/Dif s version 1.1. Center Applied Coastal Research, University of Delaware, Documentation and user’s manual, report No. CACR-94-04, 1994.

KOMAR, P. D.; INMAN, D. L. Longshore sand transport on beaches. Journal of Geophysical Research, v. 75, n. 30, p. 5914-5927, 20 out. 1970. Disponível em: https://doi.org/10.1029/jc075i030p05914. Acesso em: 9 ago. 2025.

KRAUS, N. C. et al. Field experiments on longshore sand transport in the surf zone. Coastal Engineering Proceedings, v. 1, n. 18, p. 61, 29 jan. 1982. Disponível em: https://doi.org/10.9753/icce.v18.61. Acesso em: 9 ago. 2025.

LUERSEN, D. M. et al. Sediment transport trend in an erosive sandy beach: the case of Matinhos Beach, south coast of Brazil. Ocean and Coastal Research, v. 72, suppl 1, 2024. Disponível em: https://doi.org/10.1590/2675-2824072.23093. Acesso em: 10 ago. 2025.

LUIJENDIJK, A. et al. The State of the World’s Beaches. Scientific Reports, v. 8, n. 1, 27 abr. 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1038/s41598-018-24630-6. Acesso em: 9 ago. 2025.

MASSELINK, G. et al. Extreme wave activity during 2013/2014 winter and morphological impacts along the Atlantic coast of Europe. Geophysical Research Letters, v. 43, n. 5, p. 2135-2143, 15 mar. 2016. Disponível em: https://doi.org/10.1002/2015gl067492. Acesso em: 9 ago. 2025.

MÍNGUEZ, R. et al. Directional Calibration of Wave Reanalysis Databases Using Instrumental Data. Journal of Atmospheric and Oceanic Technology, v. 28, n. 11, p. 1466-1485, 1 nov. 2011. Disponível em: https://doi.org/10.1175/jtech-d-11-00008.1. Acesso em: 9 ago. 2025.

MUEHE, D. Estado morfodinâmico praial no instante da observação: uma alternativa de identificação. Brazilian Journal of Oceanography, v. 46, n. 2, p. 157-169, 1998. Disponível em: https://doi.org/10.1590/s1679-87591998000200005. Acesso em: 9 ago. 2025.

MUEHE, D. Erosão e progradação do litoral brasileiro. Brasília, DF: Ministério do Meio Ambiente, 2006. 475 p. ISBN 8577380289. Disponível em: https://erosioncostera.furg.br/images/PDFs/livro_dieter_2006.pdf

NEREM, R. S. et al. Climate-change–driven accelerated sea-level rise detected in the altimeter era. Proceedings of the National Academy of Sciences, v. 115, n. 9, p. 2022-2025, 12 fev. 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1073/pnas.1717312115. Acesso em: 9 ago. 2025.

NOERNBERG, M. A.; ALBERTI, A. L. Oceanographic variability in the inner shelf of Paraná, Brazil: spring condition. Revista Brasileira de Geofísica, v. 32, n. 2, p. 197, 1 jul. 2014. Disponível em: https://doi.org/10.22564/rbgf.v32i2.451. Acesso em: 9 ago. 2025.

NORDSTROM, K. F. Living with shore protection structures: A review. Estuarine, Coastal and Shelf Science, v. 150, p. 11-23, out. 2014. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.ecss.2013.11.003. Acesso em: 9 ago. 2025.

NOVAK, L. P.; LAMOUR, M. R.; CATTANI, P. E. Vulnerabilidade aos processos erosivos no litoral do Paraná estabelecido pela aplicação da análise multicritérios. Raega - O Espaço Geográfico em Análise, v. 38, p. 195, 12 dez. 2016. Disponível em: https://doi.org/10.5380/raega.v38i0.42955. Acesso em: 9 ago. 2025.

PORTO LIMA, M.G. Controle da erosão em praias arenosas pelo método de recifes artificiais submersos - praia Brava de Matinhos - PR. 2006. Dissertação (Mestrado no Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos) – Centro de Estudos do Mar, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 92p.

QUADROS, C. J. L. Variações morfológicas e volumétricas associadas à incidência de sistemas frontais em duas praias arenosas do litoral paranaense. 2002. Dissertação (Mestrado no Programa de Pós-Graduação em Sistemas Costeiros e Oceânicos) – Centro de Estudos do Mar, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 69p.

RATTON, E. Parecer técnico sobre a recuperação da orla de Matinhos, controle de cheias e revitalização urbanística. 2020. Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 59p. Disponível em: https://itti.org.br/wp-content/uploads/2020/11/parecer-tecnico-recuperacao-da-orla-de-matinhos.pdf

REGUERO, B. G. et al. A Global Ocean Wave (GOW) calibrated reanalysis from 1948 onwards. Coastal Engineering, v. 65, p. 38-55, jul. 2012. Disponível em: https://doi.org/10.1016/j.coastaleng.2012.03.003. Acesso em: 9 ago. 2025.

SILVA, P. G. et al. Performance assessment of the database downscaled ocean waves (DOW) on Santa Catarina coast, South Brazil. Anais da Academia Brasileira de Ciências, v. 87, n. 2, p. 623-634, 8 maio 2015. Disponível em: https://doi.org/10.1590/0001-3765201520140329. Acesso em: 8 ago. 2025.

SIMÓ, D. H. & HORN FILHO, N. O. Caracterização e distribuição espacial das “ressacas” e áreas de risco na ilha de Santa Catarina, SC, Brasil. Gravel, v. 2, p. 93-103. 2004 ISSN 1678-5975

SNAREY, M. et al. Comparison of algorithms for dissimilarity-based compound selection. Journal of Molecular Graphics and Modelling, v. 15, n. 6, p. 372-385, dez. 1997. Disponível em: https://doi.org/10.1016/s1093-3263(98)00008-4. Acesso em: 9 ago. 2025.

TOLMAN, H.L. The numerical model WAVEWATCH: a third-generation model for the hindcasting of wind waves on tides in shelf seas, Communications on Hydraulic and Geotechnical Engineering, Delft Univ. of Techn., ISSN 0169-6548, 89(2), 72p, 1989.

U.S. Army Corps of Engineers (USACE). Shore Protection Manual. Engineer Manual. U.S. Army Corps of Engineers, Washington. D.C., 1984.

VOUSDOUKAS, M. I. et al. Global probabilistic projections of extreme sea levels show intensification of coastal flood hazard. Nature Communications, v. 9, n. 1, 18 jun. 2018. Disponível em: https://doi.org/10.1038/s41467-018-04692-w. Acesso em: 9 ago. 2025.

Downloads

Published

2025-09-12

How to Cite

de Paula Soares, L., & Almeida Noernberg, M. (2025). ANÁLISE DO BALANÇO SEDIMENTAR NA PRAIA BRAVA, MATINHOS-PR, A PARTIR DA MODELAGEM NUMÉRICA. Boletim Paranaense De Geociências , 83(1), 1–22. https://doi.org/10.5380/bpg.v83i3.100878

Issue

Vol. 83 (2025)

Section

Artigos

License

Direitos Autorais para artigos publicados nesta revista são do autor, com direitos de primeira publicação para a revista. Em virtude da aparecerem nesta revista de acesso público, os artigos são de uso gratuito, com atribuições próprias, em aplicações educacionais e não-comerciais.