Abstract Disarticulated shells of three bivalve mollusk species (Anomalocardia brasiliana, Codakia orbicularis, and Divaricella quadrisulcata) were experimentally tested in laboratory flumes to determine the threshold of motion and final orientation of the valves. A total of 150 current flow experiments were conducted on single shells resting on a fixed sand bed. This study demonstrated that shells in the convex-up position are more resistant to flow when the umbo is pointing downstream rather than upstream. Moreover, species with higher frontal areas were more likely to be entrained at lower flow velocities. Results of dimensionless shear stress exhibited values far below the threshold of grains movement for beds of uniform roughness (Shields curve). It was observed that circular shells in convex-up positions were mostly orientated with the umbo pointing downstream. Conversely, elliptical shells in convex-up position tended to align their longer axis parallel to the flow with the posterior side of the valve pointing downstream. These results are not only directly applicable in interpretations of incipient shell motions and in paleocurrent analyses from field and sample data, but also support construction of accurate geological models.

RESUMO Este artigo tem o objetivo de estimar o run-up em praias de enseada a partir de estudo realizado na Enseada do Itapocorói, localizada em uma costa de micromarés no sul do Brasil utilizando o parâmetro de similaridade de surf (surf similarity parameter) e altura de ondas no ponto de quebra. A metodologia aplicada foi dividida em quatro etapas: 1) medição direta de ondas (34 dias), medidas de wave run-up (19 dias em 7 pontos da baía), medições topo-batimétricas; 2) testes com as fórmulas disponíveis na literatura para cálculo do run-up; 3) uso do modelo espectral SWAN para simular a propagação das ondas e obter os parâmetros de ondas no ponto de quebra no momento das medições do run-up e; 4) desenvolvimento de uma nova abordagem para estimar o run-up em praias de enseada (aplicável às áreas protegidas e expostas da enseada). Os resultados demonstram que, durante os experimentos, a altura significativa de onda variou entre 0,5 e 3,01 m, o período médio entre 1,79 e 7,76 s (o período de pico entre 2,95 e 17,19 s), a direção média entre 72,5° e 141,9° (a direção de pico entre 39,2° e 169,8°) e a declividade da face da praia (tan β) entre 0,041 e 0,201. A fórmula proposta apresenta boa concordância com os dados medidos para diferentes condições de ondas e graus de proteção da praia. Como conclusão destaca-se que, apesar do R² variar entre 0,52 e 0,75, a distribuição das medições de run-up apresentou boa concordância com o modelo proposto, como demonstrado pela análise quantil-quantil (R²=0,98 a 0,99). Os erros observados em casos individuais podem estar relacionados a erros das medições, do modelo e aos processos não lineares presentes na zona de espraiamento, como as ondas de infragravidade.

ABSTRACT This paper presents a new approach for estimating run-up on embayed beaches based on a study of the microtidal coast of Itapocorói Bay, Southern Brazil using the surf similarity parameter and wave height at break location. The four step methodology involved: 1) direct wave measurement (34 days), wave run-up measurement (19 days at 7 points within the bay), measurement of bathymetry and beach topography in the entire bay; 2) tests on available formulae to calculate wave run-up; 3) use of the SWAN spectral wave model to simulate wave parameters at breaking at each wave run-up measurement point and; 4) development of a new formula/approach to assess wave run-up on embayed beaches (in both exposed and protected areas). During the experiments the significant wave height varied from 0.5 m to 3.01 m, the mean wave period from 2.79 s to 7.76 s (the peak period varied between 2.95 s and 17.18 s), the mean wave direction from 72.5° to 141.9° (the peak direction varied from 39.2° to 169.8°) and the beach slope (tan β) from 0.041 to 0.201. The proposed formula is in good agreement with measured data for different wave conditions and varying degrees of protection. The analysis demonstrates that although R² varies from 0.52 to 0.75, the wave run-up distribution over the measurements agreed well with the proposed model, as shown by quantile-quantile analysis (R²=0.98 to 0.99). The errors observed in individual cases may be related to errors of measurements, modeling and to non-linear processes in the swash zone, such as infragavity waves.

As trocas de água e materiais através das desembocaduras de estuários são de difícil quantificação e são de fundamental importância para o entendimento do funcionamento de estuários e da zona costeira. A hidrodinâmica e transporte de sedimentos em suspensão no estuário do rio Camboriú foram estudados através da realização de duas campanhas de campo em 1998 cobrindo as condições de quadratura e sizígia. O período do levantamento foi anterior à obra de construção do molhe em 2003 que alterou a morfologia da desembocadura, fornecendo assim importantes informações base sobre o sistema. Cada experimento cobriu dois ciclos de maré com medições horárias de correntes, salinidade, concentrações de sedimentos em suspensão e nível de água. Os resultados mostram que o estuário é parcialmente misturado com estrutura vertical variando em função da amplitude e fase da maré. A estrutura dinâmica do estuário é balanceada entre os efeitos estabilizadores gerados pelo gradiente vertical de densidade, que permite produzir fluxo de empuxo e estratificação, e os efeitos turbulentos gerados pelo gradiente vertical de velocidade, que gera mistura vertical. A principal fonte de sedimentos para a coluna de água são os sedimentos de fundo, periodicamente resuspendidos pelas correntes de maré. O transporte advectivo de sal e sedimentos em suspensão foi diferente entre condições de quadratura e sizígia, sendo mais complexo durante a sizígia. A circulação gravitacional e a deriva de Stokes apresentam um papel secundário nos processos de transporte estuarinos.

Estuarine hydrodynamics is a key factor in the definition of the filtering capacity of an estuary and results from the interaction of the processes that control the inlet morphodynamics and those that are acting in the mixing of the water in the estuary. The hydrodynamics and suspended sediment transport in the Camboriú estuary were assessed by two field campaigns conducted in 1998 that covered both neap and spring tide conditions. The period measured represents the estuarine hydrodynamics and sediment transport prior to the construction of the jetty in 2003 and provides important background information for the Camboriú estuary. Each field campaign covered two complete tidal cycles with hourly measurements of currents, salinity, suspended sediment concentration and water level. Results show that the Camboriú estuary is partially mixed with the vertical structure varying as a function of the tidal range and tidal phase. The dynamic estuarine structure can be balanced between the stabilizing effects generated by the vertical density gradient, which produces buoyancy and stratification flows, and the turbulent effects generated by the vertical velocity gradient that generates vertical mixing. The main sediment source for the water column are the bottom sediments, periodically resuspended by the tidal currents. The advective salt and suspended sediment transport was different between neap and spring tides, being more complex at spring tide. The river discharge term was important under both tidal conditions. The tidal correlation term was also important, being dominant in the suspended sediment transport during the spring tide. The gravitational circulation and Stokes drift played a secondary role in the estuarine transport processes.

Desde o início dos anos 30 perfis de praia foram classificados em um dos dois tipos: perfis de tempestade ou perfis de ondulação associados, respectivamente, com ondas de alta e baixa esbeltez. Mudanças no perfil praial envolvem muitas variáveis, tornando muito difícil a formulação de modelos de prediçâo de comportamento praial. Somente a partir da década de 70, as características dos sedimentos c os processos de transformação de ondas operantes na plataforma interna e antepraia, acoplados com a morfologia tridimensional e a hidrodinâmica da praia, começaram a ser estudados de maneira integrada. Tais estudos levaram a um melhor entendimento do comportamento de sistemas praiais e zonas de arrebentação e também à formulação de modelos seqüenciais de comportamento morfodinâmico daqueles sistemas. Apresenta-se aqui uma breve síntese dos principais trabalhos e modelos introduzidos pela escola australiana de geomorfologia costeira na área de morfodinâmica praial e o resultado de sua aplicação em algumas praias do sul e sudeste do Brasil.

Since the early 1930's, beach profiles have been broadly classified in one of the two types: storm profiles or swell profiles associated, respectively, with steep or low waves. Changes in beach profiles involves so many variables that becomes very difficult to obtain a model which can account for a sucessfull explanation or prediction of these changes. Only in the early 1970's. the sediment characteristics, the process of wave transformation in shallow waters and the coupling between the three-dimensional morphology and the hydrodynamics were sistematically analyzed in order to get a better understanding of the processes responsible for beach changes and its evolutionary sequences. In this paper a brief review about the sucessfull beach morphodynamic models developed by the Australian school of coastal geomorphology is presented as well as some results of this approach applied to some of the southern and southeastern Brazilian beaches.