HIDRODINAMICA Y TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN EL ESTUARIO DEL RIO AMAZONAS
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HIDRODINAMICA Y TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN EL ESTUARIO DEL RIO AMAZON...
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HIDRODINAMICA Y TRANSPORTE DE SEDIMENTOS EN EL ESTUARIO DEL RIO AMAZONAS
UFRJ AECO/PEnO COPPE
….PROYECTO ACADEMICO DE LARGO PLAZO RECURSOS FINANCIEROS / DATOS • CAPES / CNPq • FINEP/CT-Hidro • FINEP/CT-Aqua • PIATAM mar (PETROBRAS) • DHN (Marina de Brasil) • Proyectos Hibam & Amasseds
GRUPO DE TRABAJO • Susana Beatriz Vinzon (COPPE) • Afonso M. Paiva (COPPE) • Benoit Le Guennec (IRD) Pos-doc • Benoit Waeles Doctorado • Marcos Nicolas Gallo • Maximiliano Strasser • Leonardo Dardengo • Adriana Dantas Medeiros Maestria • Felipe Augusto Melo de Oliveira • Rodrigo Duarte Fernandes COLABORACION • IEPA y SEMA (AP) • UFPA (PA) • DHN • CNPq=IRD (IRD, IFREMER, Francia) • DELFT HYDRAULICS (Holanda)
• Características generales del sistema • Modelación de la propagación de la marea, acoplamiento agua-sedimento (trabajos concluidos) • Retención de sedimentos finos en la región estuarina (trabajos en desarrollo)
El sistema (1/3) 3350
Forzantes…
3300
2,5 m
3250
•Caudal fluvial
3200 3150 3100 3050 3000 15/2/94 0:00
100 000 to 300 000 m3/s
1 año
j u
n
/ 7
6
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/ 7
7
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8
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/ 7
9
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0
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/ 8
1
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/ 8
2
j u
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/ 8
20/2/94 0:00
25/2/94 0:00
2/3/94 0:00
7/3/94 0:00
12/3/94 0:00
17/3/94 0:00
22/3/94 0:00
3
•Marea •Vientos alísios •Corriente Norte del Brasil
El sistema (2/3)
bifurcación SANDY BOTTOM expansión
0
10
Depth SNMM (m)
20
30
40
50
60
OBIDOS 70
Perfil longitudinal del lecho de Gallo, 2004
RIVER BRANCHING I. GURUPA
MOUTH
FOZ
MUDDY
Región BOTTOM de turbidez máxima
El Sistema (3/3) ….propagación de la marea, reversión de corrientes, frente salina…
onda de marea estacionaria RESONANCIA
Qmin Qmax
onda de marea progresiva CONVERGENCIA
frente salina
Modelación ... (1/6) Modelación numérica como herramienta de análisis y de integración de informaciones Estudio de la propagación de la marea: Modelo 2DH (SisBahia/UFRJ)barotrópico 800000 200 km
600000
Canal Norte 400000
Macapa Ilha de Gurupa
Canal Sul
200000
Belem
Obidos
0 0
200000
400000
600000
800000
1000000
1200000
Modelación ... (2/6) ESTACIONES MAREGRÁFICAS (DHN e Hibam)
Modelación ... (3/6) Estudios realizados por el grupo sobre propagación de la marea em el estuario, utilizando modelo 2DH: Generación de componentes de aguas someras (asimetría de la marea, variaciones en el nivel medio), estacionalidad (variaciones en el caudal del río). Desarrollo de metodología para la reducción de levantamientos batimétricos (auxilio a la navegación) Impacto del barro (sedimentos finos acumulados sobre la plataforma continental) en la hidrodinámica.
Modelación ... (4/6) 14 12 10 8 6
4 2
Depth (m)
0
10 8 6
4
MODIS image gently provided by Edson de Faria
2
Data by Amasseds project (Kineke, 1994)
0
Sediment FLUXES (kg/m2s)
Modelación ... (4/6) 14 AMBIENTE SATURADO, PRESENCIA DE LUTOCLINA, LAMINARIZACIÓN, DRASTICA 12 REDUCCIÓN DE LA FRICCIÓN 10 8 6
4 2
Depth (m)
0
10 8 6
4
MODIS image gently provided by Edson de Faria
2
Data by Amasseds project (Kineke, 1994)
0
Sediment FLUXES (kg/m2s)
Modelación ... (5/6) Propagación de la marea (M2): Nivel del agua
Modelación ... (6/6) Impacto de los sedimentos en suspensión sobre la hidrodinámica: Em ambientes de altas concentraciones de sedimentos en suspensión (ambiente saturados) ocurre un fuerte acoplamiento entre la hidrodinámica y la dinámica de los sedimentos Este ejercicio de modelación refuerza el concepto de que si aumentamos la base física, reducimos el margen de variación de los parámetros
Retención … (1/3)
0.25 109 ton/year transported north (Eisma et al 1991)
Un balance posible de sedimentos
0.65 109 ton/year deposited over the Shelf
Consecuencias:
(Kuehl et al. 1986)
•Retención de sedimentos sucede principalmente en la región de turbidez máxima •Tiempo de residencia seria del orden de un año, no podemos ‘ver’ la estacionalidad del aporte fluvial •Precisamos de mecanismos de retención de sedimentos para la formación da región de turbidez máxima.
~1 109 ton in suspension (Amasseds)
1 109 ton/year discharged by the river (Meade, 1982) Sedimentation rate determined using 210Pb (KUEHL et al., 1986)
Retención … (2/3) Mecanismos de retención: - FLOCULACION (REDUCCIÓN DE LA TENSIÓN DE CORTE) - ASPECTOS MORFOLÓGICOS (RECIRULACIÓN / PLANICIES DE MAREA) - ASIMETRIA DE LA MAREA - CIRCULACIÓN ESTUARINA - ACCIÓN DE OLAS
Retención … (3/3) TRABAJOS EN DESARROLLO (modelos y mediciones): Transporte y destino de los sedimentos finos (modelo 3D baroclinico). Hidrodinámica de las llanuras de inundación y de las planicies de marea. Evaluación de los diferentes mecanismos de retención de los sedimentos. APLICACIONES: Impactos a derrames de petróleo Seguridad a la navegación en la Barra Norte
