Estimation of material fluxes in an estuarine cross section: A critical analysis of spatial measurement density and errors1

Kjerfve, Björn; Stevenson, L. Harold; Proehl, Jeffrey A.; Chrzanowski, Thomas H.; Kitchens, Wiley M.

doi:10.4319/lo.1981.26.2.0325

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“…A troca de sedimento de fundo entre os dois eixos principais do Complexo Estuarino de Paranaguá é restrita, devido à presença de um extenso banco arenoso na região de união destes dois ramos, que recebem descargas de bacias de drenagem distintas (Soares & Barcelos, 1995;Soares etal., 1997 propriedades é efetuado num referencial fixo ao longo do tempo (Dyer, 1986;KjerfVe, 1990 Kjerfve et al (1981), analisando a variação na porcentagem de erro em função do número de estações laterais de medição num canal de morfologia complexa (320 m de largura) em um estuário bem misturado, verificaram erros de 10% para números entre 3 e 5 estações e, de 5%, para números entre 6 e 9 estações. Kjerfve et al (1982), comparando a variação do erro amostrai em função do número de estações e do intervalo de tempo entre as medições, encontraram erros de 13,6% quando utilizavam 5…”

Section: Sedimentos De Fundounclassified

“…As cinco estações de medição na seção A foram posicionadas de modo a representarem as principais regiões batimétricas (ver Figura 2.4 no item 2.3.3), como recomendado na literatura (Kjerfve et al, 1981(Kjerfve et al, , 1982Kjerfve & Wolaver, 1988;Miranda, 1996 Devido às oscilações temporais da maré durante o período de medição, a profundidade local é função do tempo, sendo descrita por: h(t) = h + 'l(t), onde li corresponde a profundidade média local e T/ à variação da altura da maré, ambas em m. Para corrigir as distorções ocasionadas na profundidade de amostragem (za, computada a partir da superfície), esta foi transformada numa profundidade adimensional Z, definida por:…”

Section: Sedimentos De Fundounclassified

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Caracterização Da Dinâmica Hídrica E Do Material Particulado Em Suspensão Na Baía De Paranaguá E Em Sua Bacia De Drenagem

Mantovanelli¹

2002

GEO

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A dinâmica hídrica e do material particulado em suspensão (MPS) e suas principais funções motrizes (maré e aporte de água doce) foram analisadas nas baías de Antonina e Paranaguá. Utilizaram-se dados de 8 monitoramentos efetuados numa seção transversal, durante ciclos semidiurnos de maré e de 20 perfis longitudinais de medição ao longo destas baías, realizados em diferentes estágios do ciclo maré (estofa, enchente, vazante). Estas medições incluem ciclos de sizígia e quadratura, em condições de reduzido (inverno) e elevado aporte de água doce (verão). Paralelamente, quantificaram-se o aporte de água doce e a carga MPS dos principais rios da bacia de drenagem deste sistema estuarino. Os aportes médios de águadoce e MPS provenientes da drenagem continental foram cerca de 4 vezes superiores durante o verão, em função do maior excedente hídrico (~3,5 vezes) e potencial de erosividade pela chuva (~8 vezes), observados neste período em relação ao inverno. A maior parte da carga de MPS (50-80%) foi introduzida no sistema em curtos períodos de tempo (5-11%). A variação sazonal do aporte de água doce exerceu forte controle na salinidade média, no posicionamento do limite de intrusão de sal e na magnitude de estratificação vertical de salinidade ao longo das baías de Antonina e Paranaguá . Entretanto, o gradiente horizontal médio de salinidade foi próximo nos dois períodos (inverno e verão), sofrendo uma intensificação na baía de Antonina, sujeita a uma maior influência da descarga continental. As correntes, a estratificação de salinidade e as concentrações de MPS apresentaram uma acentuada variação entre os ciclos de sizígias e de quadraturas. O grau de mistura ou estratificação vertical foi primariamente governado pela intensidade das correntes de maré e, secundariamente, pelo aporte de água doce. A baía de Paranaguá (numa seção em frente a esta mesma cidade) foi classificada como um estuário parcialmente misturado, do tipo 2, do diagrama estratificação-circulação, proposto por Hansen & Rattray (1966). O aumento da estratificação vertical de salinidade, concomitante à redução da velocidade média das correntes, intensificou a circulação gravitacional, diminuindo a fração de sal transportada por difusão. Em condições extremas de alta estratificação do sistema, observadas particularmente nas quadraturas, o transporte de sal estuário acima ocorreu quase exclusivamente por advecção. Nos ciclos com reduzido aporte de água doce e com fontes correntes, predominaram os processos difusivos e a circulação residual orientou-se preponderantemente estuário acima ou abaixo. O efeito combinado das assimetrias nas velocidades médias de correntes e na duração entre os estágios de enchente e vazante explicou a magnitude e o sentido da circulação residual e do transporte de volume resultante do sistema. A dinâmica do MPS relacionou-se intrinsecamente aos processos cíclicos de erosão, ressuspensão e sedimentação condicionados pelas correntes de maré. A intensidade e estrutura vertical das correntes (gradiente de velocidade) exerceram influência no montante ressuspendido e, o grau de turbulência, na dispersão do MPS ao longo da coluna d´água. A ressuspensão foi mais pronunciada nas sizígias, sob fortes correntes, enquanto nas quadraturas houve o predomínio da advecção. Identificaram-se defasagens entre as máximas velocidades de corrente e as concentrações de MPS, sendo esta histerese mais pronunciada nas vazantes de sizígia. A zona de máxima turbidez (ZMT) situou-se entre os quilômetros 30 e 40 a montante da desembocadura da baía de Paranaguá nas enchentes e estofas da alta e, entre os quilômetros 16 e 36 nas vazantes e estofas da baixa, particularmente nas regiões de afunilamento do canal estuarino, onde ocorre uma intensificação das correntes. Encontrou-se uma segunda região de altas concentrações de MPS na interface entre a água doce e a salgada, que pode estar associada ao processo de circulação gravitacional vertical. Embora a turbidez tenha sido elevada nesta região, as concentrações de MPS não se sobressaíram em relação aos outros locais da baía, sujeitos à forte ressuspensão.

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Section: Sedimentos De Fundounclassified

Caracterização Da Dinâmica Hídrica E Do Material Particulado Em Suspensão Na Baía De Paranaguá E Em Sua Bacia De Drenagem

Mantovanelli¹

2002

GEO

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“…These measurements were made with current crosses (Kjerfve 1982), with flow directions estimated using a surface streamer and compass. Instantaneous water discharge estimates through the BCT were made by decomposing the velocity vectors into an along-channel u-flow component (positive for ebb) and an across-channel v-flow component (positive toward the northern bank; Kjerfve et al 1981, Kjerfve & Wolaver 1988. A cubic spline was fitted to each individual vertical u-component velocity profile and 11 equidistant velocity values were interpolated.…”

Section: Methodsmentioning

confidence: 99%

Bly Creek ecosystem study - nitrogen exchange within a euhaline salt marsh basin of North Inlet, South Carolina

Wolaver¹,

Whiting²,

Dame³

et al. 1988

Mar. Ecol. Prog. Ser.

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Nitrogen exchange within the Bly Creek basin (North Inlet, South Carolina, USA) was studied during 34 tidal cycles between 20 June 1983 and 19 June 1984. Estimates of tidally mediated transport were made along with annual estimates of nitrogen input to the basin via streamwater, groundwater, and rainwater. Withln the basin, effects of the vegetated marsh, oyster reef community, and the tidal creek on material transport were assessed. There was a small, but statistically insignificant (a = 0.05) NH,+ export from the basin through the tidal creek of 433 kg N yr-' (0.65 g N m-' yr-l); inputs into the basin via streamwater, groundwater, and rain totalled 78 kg NH,+-N yr-'. The NH4+ mass balance suggests the basin is not a source or a sink for this constituent to the surrounding estuary. However, since the vegetated marsh surface imports ca l500 kg NH4+-N yr-l, the tidal creek subsystem must act as a source. It is suggested that remobilization of NH4+ within the tidal creek water column and/or benthic community produces the ammonium necessary to satisfy the input of this constituent to the vegetated marsh. There was also a small, insignificant import of nitrate + nitrite into the basin through the tidal creek of 158 kg N yr-' (0.23 g N m-'yr-'). The vegetated marsh is capable of removing all the nitrate + nitrite potentially imported into this system via tidal water, streamwater, groundwater, and rain. There was a significant (a = 0.05) dissolved organic nitrogen (DON) export from the basin of 7782 kg N yr-' or 11.7 g N m-2 yr-l, whereas there was a statistically insignificant import of particulate nitrogen (PN) (1541 kg N yr-' or 2.3 g N m-' yr -l ) . The vegetated marsh withm the basin appears to be the main source of DON material to the basin as a significant amount of DON was exported both during tidal inundation and via runoff during tidal exposure. Due to the lack of statistical significance in the tidally mediated PN flux, it is difficult to state whether the basin is a source or sink for this constituent. However, a negative association between tidally mediated PN flux and maximum tidal height suggests that the marsh surface is important in removing PN during high tide conditions.

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“…Estimates of the yearly average volumes flowing through the creeks are approximately 1.7 X 107, 3.3 X 106, and 6.9 X 10' m3 per tidal cycle for Town, North Jones, and South Jones Creeks respectively (calculated according to Kjerfve et al, 1981).…”

Section: Descriptive Statistics Summarymentioning

confidence: 99%

“…The Town Creek transect was sampled from 3 boats and both Jones Creek transects (hereafter North Jones Creek and South Jones Creek) were sampled from 2 boats each. Boats were positioned so data would accurately reflect material flows through the transects (for a detailed discussion of station placement, see Chrzanowski et al, 1979 andKjerfve et al, 1981).…”

Section: Sampling Proceduresmentioning

confidence: 99%

Transport of Particulate Organic Carbon Through the North Inlet Ecosystem

Chrzanowski¹,

Stevenson²,

Spurrier³

1982

Mar. Ecol. Prog. Ser.

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Tidal fluctuations and transports of particulate organlc carbon (POC) were investigated at 3 marsh creeks (near Georgetown, South Carolina, USA) comprising the major transfer points between the North Inlet Marsh and the adjoining aquatic ecosystems. Two creeks, Town and North Jones, form the inlet mouth and are the only marsh-ocean exchange points. The third creek, South Jones, connects to a brackish water embayment. The creeks were simultaneously sampled every 1.5 h for 50 consecutive hours during neap tides (4 tldal cycles) and 50 consecutive hours during corresponding spring tides of each season. At the inlet. POC concentrations fluctuated in-phase with the tide during the winter and out-of-phase with the tide during the summer Combinations of in-phase and out-of-phase patterns occurred in spring and fall. The fluctuations at the brackish water location were irregular POC concentrations were similar in each season with values averaging about 1.4 g mP3. Net transports varied from tidal cycle to tidal cycle with regard to direction of transport (import or export) and magnitude, ranging from a net import of 240 g POC S-' to a net export of 228 g POC S-'. Annual budgets revealed Town Creek to export POC at a rate of 2.6 ? 0.5 X log g yr-'; North Jones Creek imported POC at a rate of 3.8 ? 0.7 X 10a g yr-l; and South Jones Creek exported POC at a rate of 5.5 k 0.8 X 108 g yr-' The 3222 ha North Inlet marsh serves as a source of POC to the ocean at a rate of 87 2 16 g of POC per m2 yr-l.

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Estimation of material fluxes in an estuarine cross section: A critical analysis of spatial measurement density and errors1

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Caracterização Da Dinâmica Hídrica E Do Material Particulado Em Suspensão Na Baía De Paranaguá E Em Sua Bacia De Drenagem

Caracterização Da Dinâmica Hídrica E Do Material Particulado Em Suspensão Na Baía De Paranaguá E Em Sua Bacia De Drenagem

Bly Creek ecosystem study - nitrogen exchange within a euhaline salt marsh basin of North Inlet, South Carolina

Transport of Particulate Organic Carbon Through the North Inlet Ecosystem

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