Circulação secundária atípica em meandro fluviomarinho como parâmetro hidrodinâmico em ecossistema aquático amazônico

Abstract

A circulação lateral (CL) em curvaturas de rios é influenciada pela morfologia dos canais, sendo relevante em processos de mistura que interferem na variação da qualidade da água. O objetivo desta pesquisa é avaliar CL a partir do escoamento hidrodinâmico, curvatura e geometria de um rio fluviomarinho amazônico. O escoamento foi quantificado em uma seção transversal do Rio Araguari-Amapá/Brasil cujas características geométricas são consideradas ideais para testar CL em trechos curvos (raio de curvatura ≈5900 m). As medidas ocorreram trimestralmente durante ciclos de marés semidiunos (12,5h), em Junho, Setembro e Dezembro/2013 e Março/2014 e 2015, utilizando um perfilador de corrente acústico (ADCP). Este trecho apresenta perturbação hidrodinâmica de um afluente próximo a montante de uma expansão lateral do canal, que varia de 850 para 1750 m e, posteriormente, de 1750 para 2900 m. Os perfis hidrodinâmico e geométrico foram processados nos softwares Matlab e Tecplot, permitindo avaliar e comparar o padrão das linhas de corrente do escoamento formador da CL com informações similares da literatura. Os resultados indicaram ausência de um padrão helicoidal típico. Assim, na maré vazante as linhas de corrente fluem da margem externa para a interna em descendente da superfície para o fundo. Na maré enchente, ocorreu o oposto, com linhas de corrente fluindo da margem interna para a externa em ascendência. Testes estatísticos de hipótese mostraram que fatores físicos além da curvatura (rio a montante, expansão geométrica, fases das marés e sazonalidade) restringiram a formação do padrão helicoidal esperado na seção de estudo. Concluímos que apesar destes fatores a intensidade do fluxo secundário foi mais influenciada pela fase da maré, onde o menor valor de Vy((Transversal)/Vx(Longitudinal) ocorreu na fase vazante (≈ 0,091) e o maior na fase enchente (≈ 0,169). Assim, CL variou no intervalo [≈10% ≤ CL ≤ ≈17%], representando uma considerável forçante física de mistura no escoamento, mesmo em rios com curvaturas relativamente baixas como a apresentada no Rio Araguari no presente estudo.

Experimentation, modelling, and simulation of hydrochory in an Amazonian river

“…Furthermore, local geomorphology is important in the generation of secondary currents (helical flows). Although this phenomenon is little studied, it is very common in rivers with intense currents and accentuated curvatures or close to meanders that tend to alter, even imperceptibly, the lateral dispersal behaviour of the propagules at these critical flow points (Santos & Cunha, 2021).…”