Influence of waves on the transport and fate of sediments from a submarine sewage outfall in shallow coastal waters

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2023
Autor(a) principal: Casas, Diego
Orientador(a): Bleninger, Tobias Bernward, 1972-
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: eng
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Ondas oceanicas
Sedimentos em suspensão
Recursos Hídricos
Link de acesso: https://hdl.handle.net/1884/82595
Resumo: Orientador: Prof. Dr. Tobias Bleninger
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spelling Gobbi, Maurício Felga, 1969-Baptistelli, Silene CristinaUniversidade Federal do Paraná. Setor de Tecnologia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e AmbientalBleninger, Tobias Bernward, 1972-Casas, Diego2023-05-16T14:17:26Z2023-05-16T14:17:26Z2023https://hdl.handle.net/1884/82595Orientador: Prof. Dr. Tobias BleningerCoorientadores: Prof. Dr. Maurício Gobbi e Dra Silene BaptistelliDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Recursos Hídricos e Ambiental. Defesa : Curitiba, 03/02/2023Inclui referências: p. 36-46Resumo: O presente trabalho visa estudar os efeitos das ondas sobre o transporte e destino de sedimentos oriundos de emissários submarinos de esgotos em águas relativamente rasas. Um modelo hidrodinâmico com e sem efeitos de ondas foi implementado, calibrado e validado para um estudo de caso na Baixada Santista, estado de São Paulo, Brasil. Foram incluídas em ambos os casos descargas de sedimento suspenso de cinco emissários. Para estudar a influência das condições de ondas, foram definidos três períodos correspondentes a ondas leves, médias e fortes. Os resultados dos modelos de apenas correntes e onda-corrente foram comparados para identificar diferenças no transporte e destino do sedimento dos emissários devido à ação das ondas. Verificou-se que, se as ondas não forem consideradas, o modelo simula um processo de deposição contínua que resulta em acúmulo irrealista de sedimentos no leito. Foi observada ressuspensão significativa induzida por ondas nas proximidades dos difusores dos emissários, mesmo durante condições de ondas leves. Sob condições de ondas médias e fortes, o sedimento afetado pode ser transportado por correntes litorâneas e se assentar longe do local da descarga, chegando às costas e canais próximos. Os eventos de ressuspensão observados são controlados por movimentos orbitais de onda próximos ao leito, que agitam os sedimentos. Em geral, os resultados indicam que os modelos acoplados de onda-corrente podem ajudar a entender melhor o destino dos poluentes associados aos sedimentos oriundos de emissários e a identificar áreas de preocupação ambiental a longo prazo. Em conclusão, sugere-se que futuros estudos considerem os efeitos potenciais das ondas superficiais sobre o projeto e as condições operacionais de emissários submarinos de esgotos, especialmente para emissários que descarregam em águas relativamente rasas.Abstract: The present work aims to study the effects of waves on the transport and fate of sediments from submarine wastewater outfalls in relatively shallow waters. A hydrodynamic model both with and without wave effects was implemented, calibrated and validated for a case study in Baixada Santista, São Paulo state, Brazil. Suspended sediment discharges from five outfalls were included in both cases. To study the influence of wave conditions, three periods corresponding to mild, mean and strong waves were defined. The results from current-only and wave-current models were compared to identify differences in the transport and fate of outfall effluent sediments due to wave action. It was found that, if waves are not considered, the model simulates a continuous deposition process that results in unrealistic bed sediment accumulation. Significant wave-induced resuspension was observed in the vicinity of the outfall diffusers, even during mild wave conditions. Under mean and strong wave conditions, the affected sediment can be transported further by longshore currents and settle far away from the discharge location, reaching nearby coasts and channels. The observed events of resuspension are controlled by near-bed wave orbital motions that stir up bed sediments. Overall, results indicate that coupled wave-current models can help to better understand the fate of sediment-attached pollutants from outfalls and to identify areas of long-term environmental concern. In conclusion, it is suggested that future studies consider the potential effects of surface waves on the design and operational conditions of submarine sewage outfalls, especially for outfalls that discharge in relatively shallow waters.Resumen: El presente trabajo tiene como objetivo estudiar los efectos del oleaje en el transporte y destino de sedimentos procedentes de emisarios submarinos de aguas residuales en aguas relativamente poco profundas. Se implementó, calibró y validó un modelo hidrodinámico con y sin efectos de oleaje para un estudio de caso en Baixada Santista, estado de São Paulo, Brasil. En ambos casos se incluyeron descargas de sedimento en suspensión procedentes de cinco emisarios. P ara estudiar la influencia de las condiciones de oleaje, se definieron tres períodos correspondientes a oleaje leve, medio y fuerte. Se compararon los resultados de los modelos de solo corriente y de oleaje-corriente para identificar las diferencias en el transporte y el destino de los sedimentos de los emisarios debido a la acción de las olas. Se comprobó que, si no se tiene en cuenta el oleaje, el modelo simula un proceso de deposición continua que da lugar a una acumulación de sedimentos poco realista en el lecho. Se observó resuspensión significativa inducida por el oleaje en las proximidades de los difusores de los emisarios, incluso en condiciones de oleaje leve. En condiciones de oleaje medio y fuerte, el sedimento afectado puede ser transportado por corrientes litorales y asentarse lejos del lugar de descarga, alcanzando costas y canales cercanos. Los fenómenos de resuspensión observados son controlados por movimientos orbitales del oleaje cerca del lecho que agitan los sedimentos. En general, los resultados indican que los modelos acoplados de oleaje y corrientes pueden ayudar a comprender mejor el destino de los contaminantes adheridos a los sedimentos procedentes de emisarios y a identificar zonas de preocupación medioambiental a largo plazo. En conclusión, se sugiere que en futuros estudios se tengan en cuenta los efectos potenciales del oleaje sobre el diseno y las condiciones operativas de emisarios submarinos de aguas residuales, especialmente en el caso de emisarios que descargan en aguas relativamente poco profundas.1 recurso online : PDF.application/pdfOndas oceanicasSedimentos em suspensãoRecursos HídricosInfluence of waves on the transport and fate of sediments from a submarine sewage outfall in shallow coastal watersinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisengreponame:Repositório Institucional da UFPRinstname:Universidade Federal do Paraná (UFPR)instacron:UFPRinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALR - D - DIEGO ANDRES CASAS TORO.pdfapplication/pdf20335496https://acervodigital.ufpr.br/bitstream/1884/82595/1/R%20-%20D%20-%20DIEGO%20ANDRES%20CASAS%20TORO.pdf66c4fc0e1e992fe97eb6830bcb734bbeMD51open access1884/825952023-05-16 11:17:27.084open accessoai:acervodigital.ufpr.br:1884/82595Repositório InstitucionalPUBhttp://acervodigital.ufpr.br/oai/requestinformacaodigital@ufpr.bropendoar:3082023-05-16T14:17:27Repositório Institucional da UFPR - Universidade Federal do Paraná (UFPR)false
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