Hydrodynamics of a tropical estuary: Buranhém River, Porto Seguro, Brazil

• Published in: Revista brasileira de recursos hídricos 2018-01, Vol.23
• Main Authors: Silva, Ana Carolina Rodrigues de Sá, Bernardes, Marcos Eduardo Cordeiro, Assireu, Arcilan Trevenzoli, Siegle, Eduardo, Sousa, Paulo Henrique Gomes de Oliveira, Brown, Dustin
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: ENGINEERING, ENVIRONMENTAL; ENGINEERING, GEOLOGICAL; ENGINEERING, MARINE; ENGINEERING, OCEAN; Salinity; Stratification; Tide
• ISSN: 1414-381X; 2318-0331; 2318-0331
• DOI: 10.1590/2318-0331.0318170141

ABSTRACT Estuaries are dynamic environments that are highly vulnerable to anthropogenic influences, especially when adjacent to urban areas. In this study it is assessed for the first time the hydrodynamic characteristics of the Buranhém estuary (Northeast Brazil). The aim is to define the salt transport mechanisms and the hydrodynamics and stratification patterns of this tropical estuary, under both spring and neap tidal conditions. Fieldwork was carried out during 8 days covering varying tidal range conditions (July 30th to August 7th, 2015). Salinity and temperature were continuously monitored at moored stations at both the surface and bottom, whereas velocity profile was sampled by a bottom-mounted instrument. Average velocity in the water column was 0.46 m.s-1 during flood tides and 1.0 m.s-1 during ebb tides. Residual currents were seaward, with ebb dominance. The dominant salt transport mechanism is turbulent diffusion. Most of the layer Richardson values did not exceed 2, indicating well mixed conditions mainly during spring tides. Stratification varies with tide condition, with spring tides being able to further mix the vertical structure. Vertical velocity gradients that generate vertical mixing overcome the stabilizing effects generated by vertical density gradients. RESUMO Estuários são ambientes dinâmicos e altamente vulneráveis às influências antrópicas, em especial, nas áreas urbanas. Neste estudo, avalia-se pela primeira vez as características hidrodinâmicas do estuário do rio Buranhém (Nordeste do Brasil). Objetiva-se definir os mecanismos de transporte de sal e os padrões hidrodinâmicos e de estratificação desse estuário tropical, sob condições de maré de sizígia e quadratura. O trabalho de campo foi realizado durante 8 dias cobrindo uma variedade de condições de altura de maré (entre 30 de julho e 07 de agosto de 2015). A salinidade e a temperatura foram monitoradas continuamente na superfície e no fundo, enquanto o perfil de velocidade foi monitorado por um instrumento no fundo do canal. As velocidades médias foram de 0.46 m.s-1, durante a maré de enchente, e 1.0 m.s-1, durante a maré de vazante. As velocidades residuais foram no sentido de saída do estuário, com o domínio da vazante. O mecanismo de transporte de sal dominante foi difusão turbulenta. A maioria dos valores de número de Richardson por camada foi inferior a 2, indicando que o estuário é bem misturado, principalmente, durante a maré de sizígia. A estratificação varia de aco