Dinâmica costeira dos campos petrolíferos Macau/Serra, litoral do estado do Rio Grande do Norte /

Resumo: Esta tese contempla a caracterização da dinâmica costeira dos campos petrolíferos de Macau e Serra, localizados no litoral setentrional do Estado do Rio Grande do Norte. Estes campos petrolíferos estão inseridos em uma costa de mesomaré sob a ação da erosão costeira. As instalações do campo...

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Detalhes bibliográficos
Principais autores:	Chaves, Marcelo dos Santos., Vital, Helenice, Universidade Federal do Rio Grande do Norte.
Formato:	Tese
Publicado em:
Assuntos:	Geodinâmica litorânea - Macau (RN) - Tese. Monitoramento ambiental - Hidrodinâmica costeira - Praias - Perfis - Littoral geodynamics. Coastal hydrodynamic. Beaches.
Endereço do item:	http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/18355
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description	Resumo: Esta tese contempla a caracterização da dinâmica costeira dos campos petrolíferos de Macau e Serra, localizados no litoral setentrional do Estado do Rio Grande do Norte. Estes campos petrolíferos estão inseridos em uma costa de mesomaré sob a ação da erosão costeira. As instalações do campo Macau foram construí das no início dos anos 80 do século passado a uma distância de aproximadamente 800 m do mar. Atualmente, encontram-se localizadas na linha de costa, sob ataque constante dos processos costeiros (ondas, correntes, marés), que promovem uma intensa variabilidade morfodinâmica. Diversas medidas têm sido aplicadas para proteger esta linha de costa contra a erosão nos poços petrolíferos. Entretanto, estudos de monitoramento não haviam sido efetuados anteriormente. A metodologia utilizada envolveu a utilização de dados de sensoriamento remoto (tratamento digital de imagens orbitais e fotografias aéreas), processos costeiros (ventos, correntes, ondas e marés, inclusive o padrão de circulação local), perfis praiais, análises sedimentológicas e geofísicas (batimetria) para caracterização da dinâmica costeira local em diferentes períodos (mensal, ciclo lunar, semestral) em três pontos distintos (P01, P02 e P03). Os resultados deste estudo mostram que enquanto a praia na região da Ponta do Tubarão apresentou-se estável com tendência a deposição, na região do Macau5 e Barra do Corta-Cachorro ocorreu uma tendência à erosão. Isto é confirmado através da evolução desta linha de costa realizada com base nas imagens Landsat de 2000, 2001, 2002 e 2003 (monitoramento anual). Observa-se também que durante o ciclo lunar de março 2002 (início do período chuvoso) a área em estudo não apresentou diferenças durante as quatro fases da lua. Entretanto, no ciclo lunar de outubro 2003 (período seco e ventos fortes), apenas o Perfil 01 não apresentou diferenças significativas. O Perfil 02 apresentou maior deposição na fase de lua cheia e o Perfil 03 uma maior deposição na lua nova, com presença de barras arenosas. Os resultados da hidrodinâmica costeira mostraram que na região da Ponta do Tubarão, devido à proteção exercida pela ilha-barreira, as ondas são atenuadas e as correntes de maré exercem um papel importante no interior da laguna. No período de maré vazante as correntes mostraram uma direção geral para NW, coincidindo com o sentido da deriva litorânea, enquanto no período de maré enchente ocorre uma inversão no sentido da corrente para E-NE. Na área do Macau5 e Barra do Corta-Cachorro, que não são abrigadas pela ilha-barreira, os valores de temperatura, condutividade e velocidade da corrente aumentaram com a profundidade e o sentido preferencial das correntes foi para NW, independente da fase de maré. O volume de sedimentos transportados pela deriva litorânea é da ordem de uma centena de metros cúbicos ao dia. A análise mensal dos dados granulométricos indica, no geral, uma grande homogeneidade nos resultados obtidos (acima de 90%), mostrando que não houve modificações no tamanho dos grãos em relação à sazonalidade (período de chuvas e período seco). Nos três perfis'monitorados (P01, P02 e P03), tanto a pós-praia quanto o estirâncio, foram classificados pela média como areia fina a média. Apenas a antepraia é classificada como areia fina a muito fina. Os grãos são predominantemente esféricos, sub-angulosos a sub-arredondados. Composicionalmente quartzo é o mineral predominante, podendo ocorrer também micas, feldspatos, fragmentos de rocha e minerais pesados < de 5% (cada), bem como componentes bióticos. Quanto a morfodinâmica a área em estudo foi classificada como reflexiva (erosiva) nos meses de outubro a abril e como intermediária (instável) nos meses de maio a setembro, tanto no Perfil 02 (Macau5), como no Perfil 03 (Barra do Corta-Cachorro). Aplicando o modelo de Masselink e Tumer (1999) para uma variação média de maré de sizígia de 3 m, a variação relativa de maré - R TR (Relative Tide Range) obtida para as praias da área em estudo esteve na sua maior parte entre 4 e 15, permitindo ser classificadas como praias mistas, denotando a influência das ondas e marés para a região. Na zona submersa próxima à costa as linhas batimétricas apresentam um trend principal paralelo à linha de costa na porção oeste da área, enquanto que na porção leste, apresenta uma variação, pela complexidade morfológica influenciada pela Ponta do Tubarão. Na baixa-mar é possível observar os bancos de areia expostos. O entendimento das causas da erosão costeira e monitoramento dos processos costeiros obtidos nesta tese permitiu a quantificação e caracterização das mudanças na linha de costa, essenciais para elaboração de mapas de sensibilidade ambiental ao derramamento de óleo.#$&Abstract: This thesis describes the general behavior of the northern shore of the State of Rio Grande do Norte re1ating beach profile morphology with hydrodynamic and sedimentological parameters. The Macau and Serra Oil Field are inserted on this area and are under accelerated coastal erosion. At these oil fie1ds are installed oil wells from PETROBRAS, nowadays located directly in the shoreline, under constant attacks of coastal processes (e.g. waves, tides and currents), which promote an intense morphodynamic variability of this sandy coast. The area was monitored for 24 months in three different stations (P01, P02 and P03). The methodology applied involved current techniques of beach profiles, hydrodynamical processes, remote sensing and geophysics. A synthesis of results obtained through the use of different time scales (monthly, lunar cycle, seasonal, annual) from a coastal dynamics study is presented. The average wind direction corresponded to 77° Az (NE). The steepness of the berm and of the shoreface, as well as coastal current direction, do not present major changes, with an average of 36° for the steepness of the berm, 15° for the shoreface and 15° for the coastal current direction. . This data set allows us to infer that the months of larger coastal erosion were November/2000 and April/2001, because of the largest wave parameter during this time. The months of worse coastal erosion in this area are related with the increasing wavy energy. This in turn, seems to be related to seasonal c1imatic variations, with the wave energy and tide currents speed increasing during months of minor precipitations (June to January). The months of worse coastal erosion were September and November, when the largest wave parameters and speed currents are measured in the area. Since these months are inc1uded on the period of minor precipitations, we related the coastal erosion to seasonal c1imatic variations. The results obtained during these 24 months of monitoring confirms a situation of accentuated erosion, mainly in Profile 03 (Barra do Corta-Cachorro), where the wave height, period, and coastal current speed are always larger than the values found in Profile 02 (Macau5). Probably these values are more expressive in Profile 03, because it does not present any natural structure of protection against the wave impacts, as the barrier island located at Ponta do Tubarão, or the sand banks in front of Macau5. The transport of the sediments occurs from East to West, and the sand accumulation is more pronounced on Profile 03 intertidal zone, where there are embrionary dunes in dryer months. The tidal currents speed, on the other hand, is more accentuated in the Macau5 area (Profile 02). At Ponta do Tubarão, the tidal currents presented a preferential direction for NE, at times of flood, currents and for NW, at times of ebb current; at Barra do Corta-Cachorro the direction of the currents were predominant1y for NW, independent of the tide phase, coinciding with the preferential direction of the longshore current. This currents inversion at Ponta do Tubarão is attributed to the presence of the Ponta do Tubarão island barrier and by the communication channe1 of the lagoon with the sea. The tide currents are better observed in protected areas, as in the Ponta do Tubarão, when they present inversion in their direction accordingly to the flood and ebb tide. In open areas, as in Barra do Corta-Cachorro, the tide currents are overprinted by the longshore currents. Sediment analysis does not show important modifications in grain size related to seasonality (dry- and rainy seasons). On the foreshore and backshore zones, the sediments vary from fine to medium sand, while in the shoreface they very from fine to very sands. The grains are most1y spheres, varying from sub rounded to sub angled. Quartz is the main component alongside Feldspat and heavy minerals as accessory components. Biogenic content is also present and mainly represented by mollusks The calculated sediment transport show values around 100 m3/day. The morphodynamic studies indicated that this is a reflexive area from October to April, and intermediate from May to September. The Relative Tide Range-RTR for this area is 4 < RIR < 15, and so c1assified in the mixed wave-tide group. Having this exposed we can affirm that the more active natural factors in this area are the currents, followed by the tides and the winds. The anthropic factors are exclusively local and punctual (Macau and Serra Oil Field). Taking in account the economic importance of the area, as well as the intensity of coastal processes acting on this shore, it is important a continuity of the monthly environmental monitoring looking for variations on longer-period cyc1es. These data have been stored on the geo-referenced database of the projects MARPETRO and PETRORISCO (REDE 05), aiming to model the coastal and sea environment, susceptible to oil spills and their derivatives. fragments.
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Atualmente, encontram-se localizadas na linha de costa, sob ataque constante dos processos costeiros (ondas, correntes, marés), que promovem uma intensa variabilidade morfodinâmica. Diversas medidas têm sido aplicadas para proteger esta linha de costa contra a erosão nos poços petrolíferos. Entretanto, estudos de monitoramento não haviam sido efetuados anteriormente. A metodologia utilizada envolveu a utilização de dados de sensoriamento remoto (tratamento digital de imagens orbitais e fotografias aéreas), processos costeiros (ventos, correntes, ondas e marés, inclusive o padrão de circulação local), perfis praiais, análises sedimentológicas e geofísicas (batimetria) para caracterização da dinâmica costeira local em diferentes períodos (mensal, ciclo lunar, semestral) em três pontos distintos (P01, P02 e P03). Os resultados deste estudo mostram que enquanto a praia na região da Ponta do Tubarão apresentou-se estável com tendência a deposição, na região do Macau5 e Barra do Corta-Cachorro ocorreu uma tendência à erosão. Isto é confirmado através da evolução desta linha de costa realizada com base nas imagens Landsat de 2000, 2001, 2002 e 2003 (monitoramento anual). Observa-se também que durante o ciclo lunar de março 2002 (início do período chuvoso) a área em estudo não apresentou diferenças durante as quatro fases da lua. Entretanto, no ciclo lunar de outubro 2003 (período seco e ventos fortes), apenas o Perfil 01 não apresentou diferenças significativas. O Perfil 02 apresentou maior deposição na fase de lua cheia e o Perfil 03 uma maior deposição na lua nova, com presença de barras arenosas. Os resultados da hidrodinâmica costeira mostraram que na região da Ponta do Tubarão, devido à proteção exercida pela ilha-barreira, as ondas são atenuadas e as correntes de maré exercem um papel importante no interior da laguna. No período de maré vazante as correntes mostraram uma direção geral para NW, coincidindo com o sentido da deriva litorânea, enquanto no período de maré enchente ocorre uma inversão no sentido da corrente para E-NE. Na área do Macau5 e Barra do Corta-Cachorro, que não são abrigadas pela ilha-barreira, os valores de temperatura, condutividade e velocidade da corrente aumentaram com a profundidade e o sentido preferencial das correntes foi para NW, independente da fase de maré. O volume de sedimentos transportados pela deriva litorânea é da ordem de uma centena de metros cúbicos ao dia. A análise mensal dos dados granulométricos indica, no geral, uma grande homogeneidade nos resultados obtidos (acima de 90%), mostrando que não houve modificações no tamanho dos grãos em relação à sazonalidade (período de chuvas e período seco). Nos três perfis'monitorados (P01, P02 e P03), tanto a pós-praia quanto o estirâncio, foram classificados pela média como areia fina a média. Apenas a antepraia é classificada como areia fina a muito fina. Os grãos são predominantemente esféricos, sub-angulosos a sub-arredondados. Composicionalmente quartzo é o mineral predominante, podendo ocorrer também micas, feldspatos, fragmentos de rocha e minerais pesados < de 5% (cada), bem como componentes bióticos. Quanto a morfodinâmica a área em estudo foi classificada como reflexiva (erosiva) nos meses de outubro a abril e como intermediária (instável) nos meses de maio a setembro, tanto no Perfil 02 (Macau5), como no Perfil 03 (Barra do Corta-Cachorro). Aplicando o modelo de Masselink e Tumer (1999) para uma variação média de maré de sizígia de 3 m, a variação relativa de maré - R TR (Relative Tide Range) obtida para as praias da área em estudo esteve na sua maior parte entre 4 e 15, permitindo ser classificadas como praias mistas, denotando a influência das ondas e marés para a região. Na zona submersa próxima à costa as linhas batimétricas apresentam um trend principal paralelo à linha de costa na porção oeste da área, enquanto que na porção leste, apresenta uma variação, pela complexidade morfológica influenciada pela Ponta do Tubarão. Na baixa-mar é possível observar os bancos de areia expostos. O entendimento das causas da erosão costeira e monitoramento dos processos costeiros obtidos nesta tese permitiu a quantificação e caracterização das mudanças na linha de costa, essenciais para elaboração de mapas de sensibilidade ambiental ao derramamento de óleo.#$&Abstract: This thesis describes the general behavior of the northern shore of the State of Rio Grande do Norte re1ating beach profile morphology with hydrodynamic and sedimentological parameters. The Macau and Serra Oil Field are inserted on this area and are under accelerated coastal erosion. At these oil fie1ds are installed oil wells from PETROBRAS, nowadays located directly in the shoreline, under constant attacks of coastal processes (e.g. waves, tides and currents), which promote an intense morphodynamic variability of this sandy coast. The area was monitored for 24 months in three different stations (P01, P02 and P03). The methodology applied involved current techniques of beach profiles, hydrodynamical processes, remote sensing and geophysics. A synthesis of results obtained through the use of different time scales (monthly, lunar cycle, seasonal, annual) from a coastal dynamics study is presented. The average wind direction corresponded to 77° Az (NE). The steepness of the berm and of the shoreface, as well as coastal current direction, do not present major changes, with an average of 36° for the steepness of the berm, 15° for the shoreface and 15° for the coastal current direction. . This data set allows us to infer that the months of larger coastal erosion were November/2000 and April/2001, because of the largest wave parameter during this time. The months of worse coastal erosion in this area are related with the increasing wavy energy. This in turn, seems to be related to seasonal c1imatic variations, with the wave energy and tide currents speed increasing during months of minor precipitations (June to January). The months of worse coastal erosion were September and November, when the largest wave parameters and speed currents are measured in the area. Since these months are inc1uded on the period of minor precipitations, we related the coastal erosion to seasonal c1imatic variations. The results obtained during these 24 months of monitoring confirms a situation of accentuated erosion, mainly in Profile 03 (Barra do Corta-Cachorro), where the wave height, period, and coastal current speed are always larger than the values found in Profile 02 (Macau5). Probably these values are more expressive in Profile 03, because it does not present any natural structure of protection against the wave impacts, as the barrier island located at Ponta do Tubarão, or the sand banks in front of Macau5. The transport of the sediments occurs from East to West, and the sand accumulation is more pronounced on Profile 03 intertidal zone, where there are embrionary dunes in dryer months. The tidal currents speed, on the other hand, is more accentuated in the Macau5 area (Profile 02). At Ponta do Tubarão, the tidal currents presented a preferential direction for NE, at times of flood, currents and for NW, at times of ebb current; at Barra do Corta-Cachorro the direction of the currents were predominant1y for NW, independent of the tide phase, coinciding with the preferential direction of the longshore current. This currents inversion at Ponta do Tubarão is attributed to the presence of the Ponta do Tubarão island barrier and by the communication channe1 of the lagoon with the sea. The tide currents are better observed in protected areas, as in the Ponta do Tubarão, when they present inversion in their direction accordingly to the flood and ebb tide. In open areas, as in Barra do Corta-Cachorro, the tide currents are overprinted by the longshore currents. Sediment analysis does not show important modifications in grain size related to seasonality (dry- and rainy seasons). On the foreshore and backshore zones, the sediments vary from fine to medium sand, while in the shoreface they very from fine to very sands. The grains are most1y spheres, varying from sub rounded to sub angled. Quartz is the main component alongside Feldspat and heavy minerals as accessory components. Biogenic content is also present and mainly represented by mollusks The calculated sediment transport show values around 100 m3/day. The morphodynamic studies indicated that this is a reflexive area from October to April, and intermediate from May to September. The Relative Tide Range-RTR for this area is 4 < RIR < 15, and so c1assified in the mixed wave-tide group. Having this exposed we can affirm that the more active natural factors in this area are the currents, followed by the tides and the winds. The anthropic factors are exclusively local and punctual (Macau and Serra Oil Field). Taking in account the economic importance of the area, as well as the intensity of coastal processes acting on this shore, it is important a continuity of the monthly environmental monitoring looking for variations on longer-period cyc1es. These data have been stored on the geo-referenced database of the projects MARPETRO and PETRORISCO (REDE 05), aiming to model the coastal and sea environment, susceptible to oil spills and their derivatives. fragments. 1 2022-10-05T15:03:27Z 2022-10-05T15:03:27Z 2005. Tese 551.351(813.2) C512d TESE 84811 http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/18355 http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/18355

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