Hydrodynamic response of a shallow and microtidal estuary : Alfacs Bay. From high to low frequency processes

Abstract

Using both observations and modelling tools, it is investigated the main hydrodynamic response mechanisms of a microtidal and shallow bay in the Mediterranean Sea: Alfacs Bay. Main objectives are considered using differenttim e-scales approximations: from high frequency processes (corresponding periods of 1 to 3h), through tidal and daily wind influence, to low frequency and average response (days and weeks ). Results revealed a clear circulation dominated by seiches on high frequency scales, demonstrating the effects on water column stratification. Moreover, spatial wind variability becomes a relevant mechanism influencing the hydrodynamic response under energetic wind events. The response at low frequency scales is determined by the combined effects of winds and gravitational circulation mainly due to the fres hwater inputs. Both Bay's geometry -shape and shallow depths- and stratification are found to be much relevant in all the hydrodynamics mechanisms analysed. The results allow the better understanding of main hydrodynamics patterns of an area with strong anthropogenic pressure and notably social and economic role in the region, and being applicable to similar domains. As such, these bodies of water are exposed to several environmental and management problems and need to be considered for pollution protection issues .

A partir de l’ús combinat d’obs ervacions i eines de modelat numèric s'han investigat els principals mecanismes de resposta hidrodinàmica en una badia micromareal i poc profunda de la mar Mediterrània: la badia dels Alfacs. Els principals objectius van des de l’anàlisi de processos fís ics d’alta freqüència (períodes associats de 1 a 3h), passant per l’anàlis i de les marees i els vents, fins l’anàlisi del comportament hidrodinàmic de baixa freqüència. Els resultats mostren un clar domini de les seiches en les corrents d’alta freqüència, demostrant la influencia d’aquest fenomen sobre l’estratificació en la columna d’aigua. La variabilitat es pacial dels vents es devé un mecanisme rellevant alhora de considerar la resposta de la badia als esdeveniments més energètics. Finalment, la resposta en baixa freqüència es veu fortament condicionada per la interacció entre els vents i la circulació gravitacional induïda per les aportacions d'aigua dolça. Tant la geometria de la badia (forma i escassa profunditat) com l’estratificació tenen una importància cabdal en els mecanismes hidrodinàmics descrits. Els resultats obtinguts permeten conèixer millor la hidrodinàmica en una zona de forta pressió antropogènica i amb una rellevància social i econòmica important, sent les conclusions extrapolables a dominis similars. Així mateix, aquest tipus d’entorn es troba contínuament exposat a impactes ambientals i problemes de gestió, i el correcte coneixement de les seves característiques resulta indispensable per a les corresponents polítiques de protecció i conservació