Effect of shellfish culture on phytodetritus vertical fluxes in tropical waters: southern Brazil

Mussel culture is an expanding activity in shallow and sheltered bays along the coast of Santa Catarina, southern Brazil. Although mussel culture generates benefits, several environmental impacts are associated with this kind of activity. Its success depends on. factors which inc1ude the environmental impact and the carrying capacity of the system. One conspicuous effect of mussel culture is the enhancement of vertical particle flux to the bottom sediment and depletion of water column phytoplankton biomass. Phytodetritus vertical fluxes was evaluated in a mussel culture area by collecting partic1es with sediment traps and analysing plant pigment by high performance liquid chromatography (RF-HPLC). Results showed that mussel culture, in average, enhances almost 5 times the vertical phytodetritus flux as compared to the reference site. Pheophorbide like pigments were the main chlorophyll-a degradation products collected by the traps. Given the high phytodetritus production, compared to the low water column phytoplankton biomass observed, it is suggested that allocthonous phytoplankton advected to the cultured area is an important process to sustain the mussel growth in the area.O cultivo de moluscos ao longo da costa de Santa Catarina tem crescido de forma acelerada nos últimos anos. Embora os benefícios sejam muitos, vários tipos de impactos ambientais podem ser decorrentes do cultivo de moluscos. Desta forma, o sucesso da atividade depende de fatores que envolvem a capacidade suporte do meio e do grau que o ambiente é impactado. Um dos mais evidentes impactos associados ao cultivo de moluscos marinhos é o aumento da taxa de fluxo vertical de partículas associado a redução da biomassa fitoplanctônica na coluna de água. O fluxo vertical de fitodetritos produzidos em uma área de cultivo foi avaliado por meio de análise por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) de pigmentos fotossintéticos e produtos de degradação do material coletado por armadilhas de sedimento. Os resultados indicam que o cultivo de moluscos aumenta em média 5 vezes o fluxo vertical de fitodetritos, sendo que a maior parte da degradação da c1orofila-a ocorre na forma de feoforbideos. Dado o expressivo fluxo vertical de fitodetritos, comparado a pequena biomassa na coluna de água, sugere-se que o fitopl ncton a1OOono, trazido por processos advectivos, é importante para a manutenção do crescimento dos moluscos na área estudada

Hydrodynamics and suspended sediment transport in the Camboriú estuary - Brazil: pre jetty conditions

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.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.CNP

Hydrodynamics and suspended sediment transport in the Camboriú estuary - Brazil: pre jetty conditions

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

Variabilidade temporal da posição dos bancos arenosos da praia do Cassino (RS): uma análise através de imagens de vídeo

Beaches are dynamic systems where natural elements like winds, water waves and sand interact resulting in complex hydrodynamical and sedimentary processes. Among the many morphological features presented at those environment, the sandbars are one of the most common features. In this context the main objective of the present study was to discuss the Cassino beach (RS) sandbars behavior at different temporal scales using for such purpose a two years time series of their position. To achieve the main goal, this paper used remote sense techniques such as video imaging. Analysis of the time series showed that Cassino beach presents a multiple bar system composed mainly by three bars. In addition, the emergence of a new bar by the split of the second (intermediate) one in two was observed, in an unprecedented manner in the scientific literature. During this period of time, before the total disappearance of the most offshore sandbar, the system was characterized as a four sandbars system. The analysis also indicated the presence of different temporal components such as seasonal, sub-seasonal, monthly and weekly components, in which the last has the greatest representation of the total variance as well as a significant correlation with significant wave height variability.As praias constituem sistemas dinâmicos onde ondas, marés, correntes e ventos interagem com sedimentos resultando em complexos processos hidro e morfodinâmicos,  sendo os bancos arenosos uma das feições mais comuns nesses ambientes. O principal objetivo do presente trabalho foi analisar a variabilidade temporal da posição dos bancos da praia do Cassino (RS) com base em observações de alta resolução espaço-temporal utilizando técnicas de vídeo imageamento. A base de dados utilizada compreende o período entre abril de 2005 até abril de 2007. Os resultados indicam que a praia do Cassino é formada por um sistema de múltiplos bancos, com ocorrência mais comum de três bancos. Em especial foi registrado um evento de surgimento de um banco a partir da divisão do banco intermediário, acompanhado da gradual migração do banco externo costa afora até seu desaparecimento. Durante este processo a praia apresentou quatro bancos. As séries de dados indicaram diferentes componentes temporais, entre elas a subsazonal, a sazonal, a mensal e a semanal, sendo que esta última demonstrou maior representatividade na variabilidade total dos dados, apresentando ainda correlação significativa com a variabilidade diária da altura das ondas

Descarga sólida em suspensão do sistema fluvial do Guaíba, RS, e sua variabilidade temporal

The suspended load of the Guaíba fluvial system and its temporal variability were assessed. A dataset was assembled gathering river discharge daily data from the main rivers that form the Guaíba (Jacuí, Sinos and Caí rivers), and water turbidity data from a water treatment plant of Water and Sewage Municipal Department (DMAE), recorded at 30 minutes interval. The turbidity data were converted to suspended sediment concentration (SSC) throughout calibration procedures with samples of suspended sediments from the Guaíba. The turbidity monitoring station was also validated for representativeness to the Guaíba waters, with synoptic sampling.  The turbidity data were reduced do mean daily values. The function of the SSC (kg.m-3 ) as function of river discharge (Q, m3 .s-1) was built given the rating curve SSC(Q) = 0.0057 + 0.00450,2884 Q with r2 = 0,68. The suspended load was directly obtained by the product of river discharge and SSC. The results indicated that the suspended load varies considerably along the time, mainly during short period discharge peaks. The major ity of suspended load is carried with river discharge between 1,000 and 3,000 m3 .s-1 , representing 47.2% of the total. The averaged suspended load to Patos Lagoon for the 2003-2006 period was of the order of 1,1 x 106 t/yr, or, of about 400.000 m of sediments (2650 kg/m3 ) from the Guaíba's drainage basin towards the lagoon depositional sites, and further the continental shelf.O presente trabalho apresenta uma avaliação da variação temporal da descarga sólida em suspensão no sistema fluvial do Guaíba. Foi utilizada uma base de dados históricos entre 2003 a 2006, constituída de vazões diárias dos rios afluentes (rios Jacuí, Sinos e Caí), e da turbidez da água monitorada em intervalos de 30 minutos na estação de tratamento de água do Departamento Municipal de Água e Esgoto (DMAE). Os dados de turbidez foram convertidos em concentração de sedimentos em suspensão (CSS) através da calibração do sensor de turbidez com amostras de sedimentos em suspensão coletadas no Guaíba. Também foi realizada uma validação da estação de monitoramento para verificar se os dados obtidos a partir da estação representavam as condições simultâneas no Guaíba. Os dados de turbidez foram reduzidos para médias diárias. Foi elaborada a curva chave de CSS (em kg.m-3) em função da vazão (Q em m3.s-1), representada por CSS(Q) = 0,0057 + 0,0045 Q 0,2884 com r2 = 0,68. A descarga sólida em suspensão foi obtida pelo produto simples entre a vazão e a CSS. Os resultados demonstraram que a descarga sólida em suspensão varia consideravelmente ao logo do tempo, principalmente durante eventos de alta vazão de curta duração. A maior parte dos sedimentos em suspensão é transportada com valores de vazões entre 1.000 e 3.000 m3.s-1 e representou 47,2% do total. O valor médio de descarga sólida transportada para a Lagoa dos Patos entre os períodos de 2003 a 2006 foi da ordem de 1,1 x 106 t/ano, o que representa uma exportação da ordem de 400.000 m3 de sedimentos (2.650 kg/m3) da bacia de drenagem do rio Guaíba para os sistemas deposicionais lagunares e, posteriormente a plataforma continental adjacente

Transporte de sedimentos em suspensão em um estuário altamente estratificado sob condições de descarga fluvial transiente

The present paper assesses the hydrodynamics and suspended sediment transport in the Araranguá river estuary in response to a flood peak. A field survey was carried out in May, 2006, when water level, current velocity and direction, salinity and suspended sediment concentration (SSC) were recorded. Current data were obtained through a moored acoustic Doppler current profiler, from which the SSC were estimated based on the acoustic backscattering. The field survey was carried out just after a flood 3 -1 peak, during the waning phase of the hydrogram, when the discharge decreased from 120 to 30 m s in a 50-hour period. The longitudinal salinity distribution was strongly affected as well as the currents and SSC. The currents responded to the flood peak by changing from a barotropic regime downstream to a two layer baroclinic, with downstream currents at surface layer and upstream currents at the bottom layer. The suspended sediment transport was directly related to the currents, changing from an exportation phase during the flood peak to an importation phase through the bottom layer.O presente trabalho investiga o regime hidrodinâmico e o transporte de sedimentos em suspensão no estuário do rio Araranguá sob condições de descarga fluvial transiente após um pico de vazão. Uma campanha de campo foi realizada em maio de 2006 durante a qual foram registrados dados de nível da água, velocidade e direção de correntes, salinidade e concentração de sedimentos em suspensão (CSS). Dados de correntes foram obtidos com o fundeio de um perfilador de correntes por efeito Doppler, a partir do qual foi também estimada a CSS através do retro-espalhamento acústico. A campanha foi realizada durante a fase de recessão do hidrograma de cheia, com a descarga fluvial diminuindo de 120 para 30 m3s-1 em um período de 50 horas. Durante este período ocorreu uma significativa mudança da distribuição longitudinal da salinidade, bem como das correntes e da CSS. As correntes responderam ao pico de descarga passando de um regime barotrópico com sentido a jusante para um regime baroclínico em duas camadas, com correntes com sentido a jusante na camada superficial, e sentido a montante na camada de fundo. O transporte de sedimentos em suspensão foi diretamente relacionado com as correntes, passando de um regime de exportação durante o pico de descarga para um regime de importação na camada de fundo