A influência da circulação gravitacional e ação das ondas no transporte de sedimentos por arrasto na Baía de Todos os Santos

Abstract

O canal de Salvador, na entrada da Baía de Todos os Santos (BTS), tem sua hidrodinâmica forçada, em sua maior parte, pela maré astronômica. O canal tem fundo arenoso, com formas de leito com decímetros de altura, indicando intenso processo de transporte de sedimentos. Na BTS a assimetria de maré é reconhecidamente favorável à geração de correntes de vazante mais fortes, responsáveis pela formação de feições sedimentares como o Banco de Santo Antônio. Este estudo investiga a variabilidade e estrutura da circulação de água, e o transporte de sedimentos de fundo, no canal de Salvador, tendo como base uma extensa série de dados obtidos com perfilador de correntes Doppler, fundeado a 30 m de profundidade, e resultados de modelagem numérica. Os resultados mostram que as correntes da maré astronômica previstas transportam sedimentos preferencialmente para fora da baía, mas que as correntes medidas geram um transporte residual para dentro da BTS. Isto ocorre devido à ação da circulação gravitacional, responsável por imprimir maior velocidade no fluxo de enchente junto ao fundo. A inclusão das ondas nos cálculos de transporte aumenta em 6% a taxa de sedimentos transportados para dentro da baía e reduz em 27% o transporte de sedimento para fora da baía. Os resultados do modelo numérico reproduzem adequadamente o fluxo barotrópico da maré astronômica e mostram que as correntes de maré vazante preponderam sobre as de enchente em toda a área do Canal de Salvador. Estes resultados sugerem que o transporte resultante de sedimentos para dento da BTS calculado localmente deve representar a tendência para a região do Canal de Salvador com profundidades superiores a 13m, onde a corrente gravitacional tem importante papel na aceleração dos fluxos de maré enchente junto ao fundo.

ABSTRACT- The hydrodynamics of the Todos os Santos Bay inlet, or Salvador Channel, is significantly forced by barotropic tidal currents. The predominantly sandy bottom has large areas covered with bedforms indicating active sediment transport, that so far has been understood as most influenced by ebb tidal currents that are accounted for the development of a large ebb-tidal delta called Banco de Santo Antônio. This study investigates the variability and structure of the water circulation, and the resulting bedload sediment transport, in the Salvador Channel using results of a numerical model and a one-year time series of current and wave data obtained with a Doppler current profiler deployed at 30 m of depth. Calculated bedload sediment transport by predicted tidal currents alone is seaward directed throughout the time at the mooring station. However, it becomes inland directed if real current readings are used in the calculation. This is ascribed to the impact of the gravitational circulation upon the tidal flow, which enhances the speed of both flood-tidal currents at the bottom and ebb-tidal currents at the surface. The inclusion of surface wave propagation in the calculations raised the flood-directed net sediment transport by 6%, while decreasing the ebb-direct transport in 27%. The results of the numerical model were in good agreement with the observations and indicate that barotropic ebb tidal currents prevail throughout the bottom of Salvador Channel. Therefore, it is suggested that the effects of the vertically stratified gravitational circulation might reverse the ebb-dominance and cause inland-directed net sediment transport at any site deeper than 13m, where vertical shear of the mean flow is observed.