How the Effects of Small and Flexible Seagrass (Zostera Noltii) on Flow Modify Erosion and Deposition Processes

Source: ICHE Conference Archive - https://mdi-de.baw.de/icheArchiv

Observations in situ des états de mer depuis l'embouchure jusqu'à l'intérieur du Bassin d'Arcachon : mers de vent, houles et ondes infragravitaires

Les embouchures tidales sont des environnements très dynamiques soumises à la fois aux forçages associés aux vagues, aux courants de marée et à l'hydrologie continentale. L'association de ces dynamiques rend la compréhension fine des processus hydrosédimentaires et l'expression des aléas érosion ou submersion particulièrement complexes. Or, et de surcroît en conditions énergétiques lors de la période hivernale, il existe peu de données hydrodynamiques in situ du fait des complexités logistiques liées à l'étendue, à l'accessibilité, à la rapidité et l'ampleur des évolutions morphosédimentaires. Cette contribution détaille les données acquises dans le cadre du projet ARCADE, lors de deux campagnes de mesures long terme réalisées pendant les hivers 2021 et 2022. Les données de vagues, de courants et de marée ont été acquises de manière simultanée depuis le large jusqu'à l'intérieur du Bassin d'Arcachon. Ces jeux de données permettent d'améliorer les connaissances sur la complexité des processus associés à la propagation des vagues et leurs transformations du large vers l'intérieur de la lagune. Un effort particulier est mis ici sur la caractérisation des ondes infragravitaires (ondes longues allant de plusieurs dizaines de secondes à plusieurs minutes) depuis l'embouchure jusqu'au fond du Bassin et du clapot (ondes courtes générées localement dont les longueurs d'ondes sont inférieures à 4 s) dans le bassin lors de différentes conditions de forçage de vent, de marée et de houle au large

Seagrass Impact on Sediment Exchange Between Tidal Flats and Salt Marsh, and The Sediment Budget of Shallow Bays

Author Posting. © American Geophysical Union, 2018. This article is posted here by permission of American Geophysical Union for personal use, not for redistribution. The definitive version was published in Geophysical Research Letters 45 (2018): 4933-4943, doi:10.1029/2018GL078056.Seagrasses are marine flowering plants that strongly impact their physical and biological surroundings and are therefore frequently referred to as ecological engineers. The effect of seagrasses on coastal bay resilience and sediment transport dynamics is understudied. Here we use six historical maps of seagrass distribution in Barnegat Bay, USA, to investigate the role of these vegetated surfaces on the sediment storage capacity of shallow bays. Analyses are carried out by means of the Coupled‐Ocean‐Atmosphere‐Wave‐Sediment Transport (COAWST) numerical modeling framework. Results show that a decline in the extent of seagrass meadows reduces the sediment mass potentially stored within bay systems. The presence of seagrass reduces shear stress values across the entire bay, including unvegetated areas, and promotes sediment deposition on tidal flats. On the other hand, the presence of seagrasses decreases suspended sediment concentrations, which in turn reduces the delivery of sediment to marsh platforms. Results highlight the relevance of seagrasses for the long‐term survival of coastal ecosystems, and the complex dynamics regulating the interaction between subtidal and intertidal landscapes.2018-10-3

Impact of seagrass meadows (Zostera noltii) on the sediment dynamics of the Arcachon Lagoon

Les estrans du bassin d’Arcachon sont en grande partie colonisés par des herbiers de Zostera noltii. La surface de ces herbiers connaît actuellement une régression importante. Il est donc essentiel de comprendre le rôle des herbiers de Zostera noltii sur les processus hydrodynamiques et sédimentaires afin d’anticiper les conséquences de la régression sur les bilans morpho-sédimentaires du bassin d’Arcachon.Des expérimentations en canal sur herbiers naturels ont mis en évidence une importante atténuation de la vitesse près du fond, associée à une augmentation de la turbulence, diminuant au cours du développement des herbiers. Il en résulte dans le même temps, une augmentation de l’effet de protection contre l’érosion et des flux de dépôt.Des tests d’érodabilité ont montré une variation saisonnière de la résistance des sédiments face à l’érosion, associée à la modification des sédiments superficiels. La stabilisation induite par la présence de la rhizosphère et sa saisonnalité a également été mise en évidence. Un paramétrage satisfaisant de la loi d’érosion a été obtenu.Un suivi in-situ du niveau sédimentaire, des paramètres sédimentaires et biométriques a mis en évidence des tendances nettes au dépôt en présence d’herbier, et à l’érosion en l’absence d’herbier. En présence d’herbiers, l’évolution des caractéristiques des sédiments superficiels est corrélée au cycle de croissance des herbiers. Les sédiments deviennent plus fins durant la période de croissance alors qu’un enrichissement en sable intervient durant la période de dégénérescence automnale.Le modèle hydrodynamique MARS-3D a été exploité pour simuler finement les profils de vitesse en présence des herbiers, en prenant en compte la flexibilité de leurs feuilles.The intertidal flats in the Arcachon lagoon are extensively colonized by seagrass meadows of Zostera noltii. The last ten years these meadows experienced a drastic regression of their surface area. Understanding the impact of seagrass on hydrodynamics and sediment dynamics is required to anticipate the consequences of meadows regression on the sediment dynamics of the Arcachon lagoon.Flume experiments with natural seagrass highlighted a strong velocity attenuation associated with a turbulence increase near the bed within seagrass canopies. An increase in sediment protection from erosion and in deposition fluxes related to the seagrass growth was found.Erosion tests showed seasonal variability of sediment resistance against erosion associated with changes in sediment characteristics. The bed stabilization induced by the root system and its seasonality was also observed. A parameterization of the erosion law was found.The in-situ survey of sediment altimetry, sediment and biometric characteristics showed a significant trend to sediment deposition on colonized sites, while erosion occurred on the unvegetated site. On the vegetated sites, surface sediment evolutions are correlated to the seagrass growth. Sediment became finer during the growth while the sand content rose during the end-of-season die-off.The hydrodynamic model MARS-3D was modified to take into account for seagrass and its flexibility on hydrodynamics and produced good simulation of velocity profiles in presence of seagrasses

Impact of seagrass meadows (Zostera noltii) on the sediment dynamics of the Arcachon Lagoon

Les estrans du bassin d’Arcachon sont en grande partie colonisés par des herbiers de Zostera noltii. La surface de ces herbiers connaît actuellement une régression importante. Il est donc essentiel de comprendre le rôle des herbiers de Zostera noltii sur les processus hydrodynamiques et sédimentaires afin d’anticiper les conséquences de la régression sur les bilans morpho-sédimentaires du bassin d’Arcachon.Des expérimentations en canal sur herbiers naturels ont mis en évidence une importante atténuation de la vitesse près du fond, associée à une augmentation de la turbulence, diminuant au cours du développement des herbiers. Il en résulte dans le même temps, une augmentation de l’effet de protection contre l’érosion et des flux de dépôt.Des tests d’érodabilité ont montré une variation saisonnière de la résistance des sédiments face à l’érosion, associée à la modification des sédiments superficiels. La stabilisation induite par la présence de la rhizosphère et sa saisonnalité a également été mise en évidence. Un paramétrage satisfaisant de la loi d’érosion a été obtenu.Un suivi in-situ du niveau sédimentaire, des paramètres sédimentaires et biométriques a mis en évidence des tendances nettes au dépôt en présence d’herbier, et à l’érosion en l’absence d’herbier. En présence d’herbiers, l’évolution des caractéristiques des sédiments superficiels est corrélée au cycle de croissance des herbiers. Les sédiments deviennent plus fins durant la période de croissance alors qu’un enrichissement en sable intervient durant la période de dégénérescence automnale.Le modèle hydrodynamique MARS-3D a été exploité pour simuler finement les profils de vitesse en présence des herbiers, en prenant en compte la flexibilité de leurs feuilles.The intertidal flats in the Arcachon lagoon are extensively colonized by seagrass meadows of Zostera noltii. The last ten years these meadows experienced a drastic regression of their surface area. Understanding the impact of seagrass on hydrodynamics and sediment dynamics is required to anticipate the consequences of meadows regression on the sediment dynamics of the Arcachon lagoon.Flume experiments with natural seagrass highlighted a strong velocity attenuation associated with a turbulence increase near the bed within seagrass canopies. An increase in sediment protection from erosion and in deposition fluxes related to the seagrass growth was found.Erosion tests showed seasonal variability of sediment resistance against erosion associated with changes in sediment characteristics. The bed stabilization induced by the root system and its seasonality was also observed. A parameterization of the erosion law was found.The in-situ survey of sediment altimetry, sediment and biometric characteristics showed a significant trend to sediment deposition on colonized sites, while erosion occurred on the unvegetated site. On the vegetated sites, surface sediment evolutions are correlated to the seagrass growth. Sediment became finer during the growth while the sand content rose during the end-of-season die-off.The hydrodynamic model MARS-3D was modified to take into account for seagrass and its flexibility on hydrodynamics and produced good simulation of velocity profiles in presence of seagrasses

Réhabilitation du Domaine Public Maritime du Bassin d’Arcachon – Secteur de Bourrut : Bilan d’activité 2019

Le projet IDHEBARC s’intéresse à l’impact potentiel des travaux maritimes (nettoyage des friches ostréicoles, dragage des ports, …) sur les herbiers de zostères du Bassin d’Arcachon. Ce rapport traite des premiers résultats du suivi réalisé dans le secteur de Bourrut où des travaux de réhabilitation du Domaine Public Maritime ont été initiés début 2020

IDHEBARC 2022 : Bilan d'activité. Secteur de La Teste de Buch

Le projet IDHEBARC s’intéresse à l’impact potentiel des travaux maritimes (nettoyage des friches ostréicoles, dragage des ports, …) sur les herbiers de zostères du Bassin d’Arcachon. Ce projet pluriannuel comporte des actions de modélisation hydrosédimentaire visant à cartographier l’intensité des impacts potentiels, et un suivi de l’évolution de l’emprise et du recouvrement des herbiers et de la composition de leur fond sédimentaire. Ce rapport présente les premiers résultats du suivi réalisé dans le secteur de La Teste de Buch (Bassin d’Arcachon) où des travaux de dragage ont été réalisés début 2021

Réhabilitation du DPM: Bilan d'activité 2021. Secteur du Tès

Le projet IDHEBARC s’intéresse à l’impact potentiel des travaux maritimes (nettoyage des friches ostréicoles, dragage des ports, …) sur les herbiers de zostères du Bassin d’Arcachon. Ce projet pluriannuel comporte des actions de modélisation hydrosédimentaire visant à cartographier l’intensité des impacts potentiels, et un suivi de l’évolution de l’emprise et du recouvrement des herbiers et de la composition de leur fond sédimentaire. Ce rapport présente les résultats du suivi réalisé dans le secteur du Tès (Bassin d’Arcachon) où des travaux de réhabilitation du Domaine Public Maritime ont été réalisés entre février 2022 et mai 2022

Réponse de l'Ifremer à la la demande d'expertise sur la présence d'herbiers de Zostera marina et Z. noltei à l'échelle des ZMEL du Bassin d'Arcachon

Expertise de l’Ifremer concernant la présence d’herbiers de zostères naines et de zostères marines dans les ZMEL (zones de mouillages et d'équipements légers) du Bassin d'Arcachon, afin d'aider les gestionnaires vers la mise en place de mouillages de moindres impacts écologiques