Devido à sua grande extensão latitudinal, a costa brasileira é influenciada por diferentes regimes climáticos e oceanográficos. Adicionalmente, a distribuição da população brasileira é caracterizada por uma alta concentração nas capitais litorâneas. Todos esses fatores levam à construção de inúmeras estruturas de engenharia que podem, de alguma forma, impactar o transporte de sedimento e, consequentemente, o balanço sedimentar de algumas praias. Uma das formas de recuperar esse balanço sedimentar é a alimentação artificial de praias, com sedimentos provenientes da plataforma continental com características semelhantes. Os métodos geofísicos acústicos permitem mapear de forma eficiente o fundo e o subfundo marinho para a busca de áreas fontes. O objetivo deste estudo é a identificação de padrões geoacústicos, a partir de análises quantitativas e qualitativas dos tons de cinza observados nos registros sonográficos, para a caracterização de áreas fontes de areias siliciclásticas compatíveis com sedimentos de praias em erosão na cidade do Rio de Janeiro. O mapeamento foi realizado na plataforma continental interna do Rio de Janeiro, em área adjacente à praia de Itaipuaçu (Maricá, RJ). Através da análise dos registros sonográficos, de forma qualitativa e quantitativa, foi possível a identificação de 5 padrões geoacústicos distintos. Com a análise dos parâmetros sedimentológicos e de distribuição granulométrica, foram encontradas correlações entre a granulometria e o selecionamento dos grãos com o sinal acústico derivado do sonar. As análises evidenciaram depósitos, localizados entre 19 e 30 metros, mais profundos que a profundidade de fechamento, em condições ideais para a recomposição de praias do Rio de Janeiro. Dados complementares de sísmica rasa de alta resolução indicam que, assumindo características conservadoras, existe material suficiente para recuperar grande parte das praias urbanas do Rio de Janeiro caso venham a apresentar perda de areia, seja em decorrência de falta de aporte, seja em decorrência de elevação do nível do mar.

The Brazilian coast is affected by different oceanographic characteristics, mainly due to its large latitudinal extension. Additionally, the distribution of the Brazilian population is characterized by a high concentration in the coastal capitals. Consequently a large number of coastal engineering structures where constructed in these areas with impact over the sediment transport and consequently over the sediment budget. Natural processes as temporary alterations of longshore sediment transport have resulted in loss of beach sediments and the need of restoration as was the case of the Leblon Beach in Rio de Janeiro. Considering also the expected modification of climate and sea level rise the need of beach restoration will become an option to be considered. For this, the beach restoration through nourishment with sand extracted from the continental shelf is frequently the best option to consider. To find suitable sediments for dredging in the shelf, the use of geophysical methods for the mapping of the bottom and sub bottom environments represent an adequate tool. Therefore the objective of this study is the application of geophysical methods for the identification of geoacoustics patterns, following qualitative and quantitative analyzes, in order to identify suitable source areas of siliciclastic sands for the restauraration of urban beaches in Rio de Janeiro city. The mapping was done in the shelf in front of Itaipuaçu beach (Maricá, RJ). From geophysical data analysis, by quantitative and qualitative form, five geoacoustics patterns where identified which in turn where correlated with grain size parameters obtained through sieve analysis. The quantitative results showed well sorted suitable median grain size sand placers seaward of the closure depth, located between 19 and 30 meters, while reflection seismic data indicated an availability of enough material for the restoration of most of the urban ocean beaches of Rio de Janeiro.

A urbanização da orla costeira do litoral leste e sul-oriental do estado do Rio de Janeiro vem sofrendo uma ocupação continuada, devido à expansão da zona urbana, principalmente das cidades como Niterói, Cabo Frio e Macaé, impulsionada pela facilidade de acesso após à construção da ponte sobre a baía da Guanabara entre Rio de Janeiro e Niterói em 1974, pela atração de trabalhadores decorrentes da exploração de petróleo na Bacia de Campos e pelo crescimento do turismo e da segunda residência. Essa ocupação, regra geral, não obedece a um critério de segurança contra eventos oceanográficos extremos, de modo que há uma tendência de construção muito próxima da orla oceânica com episódios de destruição de estradas e residências sob condições de tempestades. A vulnerabilidade da orla tenderá, no entanto, a aumentar em decorrência de um aumento de intensidade e frequência de tempestades e de um aumento do nível do mar por efeito das mudanças climáticas. Nesse sentido a possibilidade de proteção por meio de alimentação artificial de praias tem sido aventada com alguma frequência, ficando a questão da falta de identificação de fontes de sedimentos. O presente trabalho apresenta uma primeira abordagem na identificação de potenciais jazidas de areia na plataforma continental interna defronte ao litoral leste e sul-oriental do estado do Rio de Janeiro, considerando as características granulométricas das diferentes praias urbanas e dos sedimentos da zona submarina, para o direcionamento subsequente de estudos mais detalhados de avaliação do potencial das jazidas. Para este fim foram coletadas e analisadas granulometricamente amostras da face da praia nas principais praias urbanas da área de estudo e comparado com as caraterísticas granulométricas de amostras da plataforma continental interna, obtidas ao longo de uma série de expedições precedentes. A identificação da adequação de sedimentos da plataforma com os de cada praia considerada foi feito através do emprego do diagrama de James (1975) que, a partir do diâmetro médio e desvio padrão dos sedimentos avalia o volume dos mesmos que permanecerão na praia e o que será transportado, permitindo assim avaliar a adequação ou não da potencial fonte de empréstimo. Ao longo de todo o setor, de cerca de 200km de extensão, foram identificadas onze áreas, próximas à isóbata de -20m, representando potenciais estoques de material para utilização em projetos de recuperação.

The occupation of the coast of Rio de Janeiro State, eastward of the Guanabara Bay, have been submitted to a strong and continuous occupation, first due to the expansion of second residences as in Armação dos Buzios, Cabo Frio, Arraial do Cabo, Saquarema and Maricá with a sharp increase after the construction of a bridge over the Guanabara Bay on 1974, allowing an easy and rapid connection between the city of Rio de Janeiro and the east coast, stimulating the tourism, the expansion of the metropolitan area of Niteroi and the urbanization of the coastal area in general. Northward of Cape Frio, the exploration of offshore oil in the Campos Basin at the end of the decade of 1970, with the city of Macaé as the main hub, triggered an additional boom of occupation with expansion to the town of Rio das Ostras. The construction of houses and buildings in the immediate proximity to the beaches, as a valued location in the urbanization process, resulted in a vulnerability which became apparent after the localized destruction of proprieties through coastal erosion after a few extreme events. The coastal vulnerability tends to increase with climate changes due to the expected increase of intensity and frequency of storms as also the increase of the sea level. In this sense, the possibility of protection through beach nourishment has been suggested with some frequency which focuses on the necessity of an inventory of suitable sources of sand. This paper presents an initial approach to identify potential sources of suitable material on the inner continental shelf in front of the east and south-eastern coast of the state of Rio de Janeiro. For this purpose the grain size characteristics of sands of the different urban beaches were compared with the characteristics of bottom sediments of the inner continental shelf. Sediments were collected at the beach face of the potentially most endangered beaches and submitted to a conventional grain size analysis through dry sieving. The grain size distribution of the inner continental sediments where already available from prior expeditions. The comparison and classification of compability was made through the applications of the overfill ratio diagram from James (1975) which allows an evaluation of the amount of borrow material which will be retained on the beach in relation of the amount of sand deposited, considering the mean grain size and standard deviation of the beach and of the borrow material. Eleven areas offshore of the 200 km long coastline were identified, representing areas to be submitted to a detailed investigation through seismic profiling and coring in order to evaluate the amount of material available for beach nourishment followed by an evaluation of the impact of the morphological modification of the sea floor over the wave propagation as also over the impact of dredging to the benthic community.

A extensão de perfis topográficos da praia para a zona submarina através de nivelamento convencional se limita à distância que o portador da mira topográfica consegue avançar mar-a-fora, necessitando de acoplamento com perfilagem ecobatimétrica para o levantamento de segmentos mais distantes e profundos da zona submarina adjacente. O emprego de uma embarcação para o levantamento batimétrico implica em custos e às vezes longos percursos até o local do levantamento, inviabilizando este tipo de levantamento de forma rotineira. O presente trabalho apresenta o resultado do emprego de um caiaque, que pode ser lançado diretamente ao mar na área de interesse, juntamente com utilização de um GPS e ecobatímetro portátil, permitindo a realização de perfis para a caracterização morfológica da antepraia, assim como a comparação entre perfis sucessivos e a comparação com o perfil de equilibrio teórico.

The extension of topographic beach profiles toward offshore is limited to the depth the level rod can be read as also the ability to carry the rod through the surf and breaker zone. To avoid the high cost of a bathymetric survey by a conventional boat in order to extend the profiles to the entire shoreface, the survey may be done using a kayak, which can be launched directly in the research area with measures made using a handheld fish finder together with a hand held GPS. The measurements are made on previously defined waypoints along a line perpendicular to the shoreline with subsequent correction of deviations through the projection of each segment between waypoints to the direction of the profile in order to avoid distortions in length and declivity. In spite of the imprecision of the positioning as also the depth measurement due to the influence of waves, the method is sufficiently accurate to allow the comparison between profiles and the characterization of the morphology of the shoreface in terms of bathymetric gradients and comparison with the equilibrium profile.

Para a determinação do estado morfodinmico modal de algumas praias do estado do Rio de Janeiro, foram realizados perfis topográficos transversais acompanhado de medições oceanográficas e sedimentológicas durante vinte e quatro campanhas mensais em condições de baixa-mar de sizígia em quatro praias. estando duas localizadas a norte e duas a oeste do Cabo Frio. As mesmas se diferenciaram pelo clima de ondas, pelas suas características sedimentológicas expressas em termos de velocidade de decantação e conseqüentemente pelo estado modal. A utilização do parmetro Ω de Dean para a identificação do estado morfodinmico no momento da observação apresentou resultados geralmente insatisfatórios, com exceção do estado refletivo, devido à baixa correlação entre a velocidade de decantação dos sedimentos da face da praia e o gradiente topográfico. Uma nova abordagem de determinação do estado morfodinmico, no momento da observação, é proposta através da inferência da morfologia da praia e zona de surfe e arrebentação por meio da comparação da altura e período da onda significativa na zona de arrebentação externa e a altura e duração do espraiamento da onda na face da praia.

Determinations of the morphodynamic state of beach and surf zone were made on four beaches in Rio de Janeiro state, with two beaches located northward and two westward of Cabo Frio. Twenty four monthly measurements of beach and surf zone profiles associated to measurements of wave height and period, sediment settling velocity as well as swash climate were made during low spring tide. The beaches were classified by their modal morphodynamic state, a differentiation due to different wave climate and sediment characteristics. With exception for the reflective state, low correlation between the predicted and observed Morphodynamic State were obtained using Dean's parameter (Ω). This is a consequence of the low correlation between the grain size (and settling velocity) of the beach face sediments and the topographic gradient, when applied to a single beach. A new approach for the identification of the Morphodynamic State is proposed by inferring the beach and nearshore morphology through the comparison of the wave height and period in the outer breaker zone to the height and semi-period of wave in the swash zone.

A plataforma continental interna defronte à restinga da Massambaba - um sistema de duplos cordões litorâneos localizados entre Saquarema e Arraial do Cabo, com 48 km de extensão - apresenta topografia regular, interrompida por raros afloramentos de rochas do embasamento cristalino e por ocorrências localizadas de arenitos de praia. Um amplo afloramento destes últimos ocorre na faixa batimétrica de 48 a 60 m, correspondendo à posição da linha de costa cerca de 10.000 anos atrás. Outro afloramento de arenitos de praia, de reduzida dimensão, ocorre próximo ao perfil S-4, à distância de 50 m da face da praia, em profundidade de 4 m. A cobertura sedimentar, sem aporte significativo de sedimentos terrígenos, é constituída predominantemente por areias quartzosas reliquiares. O gradiente batimétrico apresenta declividade elevada, atípica para uma plataforma passiva, atingindo o limite distai da plataforma continental interna, a isobatimétrica de 60 m, a uma distância da ordem de 4 milhas náuticas da linha de praia. O padrão de distribuição granulométrico apresenta gradientes de decréscimo em direção a leste, isto é, em direção ao Cabo Frio, e em direção a maiores profundidades. A diminuição do tamanho granulométrico em direção ao Cabo Frio é atribuída como sendo resultado do aporte de sedimentos terrígenos através de um sistema de drenagem pleistocênico, interrompido pela construção do cordão litorâneo mais interiorizado, e à remobilização dos sedimentos por ação de ondas e correntes com transporte residual em direção a leste.

The inner continental shelf in front of the Massambaba beach, an East-West striking, 48 km long, double barrier beach, located between the towns of Saquarema and Arraial do Cabo presents a monotonous topography with only few outcrops of crystaline rocks, patches of beach rocks and a sediment cover of mainly relict quartz sand. The topographic gradient, steeper as expected for a passive shelf, reaches the 60 m isobath at a distance of about 4 nautical miles from the shoreline. A large outcrop of beach rock occurs at depths between 48 to 60 m, corresponding to the position of the shoreline of possibly 10,000 years ago. A small outcrop, near the profile S-4, at a depth of 4 m and distant 50 m from the beachface, is a good indication of shoreline retreat. The pattern of grain size shows a decreasing gradient both toward the East as also toward deeper waters. Input of continental sediments to the shelf is almost absent. Consequently the pattern of sediment distribution must primarily be due to the introduction of sediments trough an ancient Pleistocene drainage system, interrupted by the construction of a barrier beach, and to the reworking of sediments due to waves and currents. The interpretation of existing current measurements, as also of the grain size distribution parameters, indicate that net sediment movement is directed to the East.