Hydrodynamics and suspended sediment transport in the Camboriú Estuary - Brazil : prejetty conditions

Abstract

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.