Mariela Gabioux
Resumo
Densas camadas de lama em suspensão próximas ao fundo (com concentrações da ordem de 101 a 102 g/l e espessura média de 2 m) foram observadas durante o projeto AmasSeds, na plataforma Amazônica. A presença destas camadas de lama incrementa a viscosidade e densidade do fluido próximo ao leito, reduzindo a tensão de atrito no fundo (τB), o que afeta a estrutura vertical do escoamento e a propagação da maré. Os objetivos desta tese são: a) investigar o efeito da lama sobre o escoamento mediante a implementação de uma parametrização de τB utilizando um modelo de camada limite viscosa oscilatória; b) investigar a importância das camadas de lama sobre a propagação da maré na plataforma Amazônica. Utilizou-se um modelo numérico hidrodinâmico barotrópico, bidimensional integrado na direção vertical, em elementos finitos, configurado para a região em estudo, e simulou-se a propagação da componente principal M2 para diferentes distribuições de sedimento. Verificou-se que o modelo foi capaz de reproduzir as características gerais da propagação da onda de maré e o padrão de correntes associado. A parametrização viscosa oscilatória permitiu obter uma correta simulação das amplitudes de maré observadas, a partir de uma adequada representação do processo físico em estudo, demonstrando que a redução da dissipação de energia nas regiões com lama exerce um papel essencial na dinâmica local.
Abstract
Dense layers of suspended fine sediments (concentrations of the order of 101 a 102 g/l) were observed, during the AmasSeds project, within the lower ~2 meters of the water column on the adjacent Amazon continental shelf. The presence of these dense layers leads to an increase in the fluid viscosity and density, and has been suggested to reduce the effective bottom shear stress, thus affecting the tidal wave propagation. The objectives of the present study are: a) to investigate the effects of suspended sediments upon the fluid flow, including a parameterization of the bottom shear stress considering a viscous oscillatory boundary layer and; b) to investigate the importance of the fluid mud upon the tidal propagation in the Amazon mouth and shelf. A two dimensional, vertically integrated, finite element numerical model has been configured to the region. Both the classical turbulent shear stress parameterization, and a viscous model for the oscillatory boundary layer, have been implemented. The parameterization using the viscous boundary layer model significantly improves the numerical simulation of the tidal propagation of the M2 component. The experiments performed have shown that the presence of fluid mud represent an important factor in the local dynamics, by lowering the energy dissipation and allowing larger tidal amplitudes to occur.
