Seasonal sediment transport pathways in Lirquen Harbor, Chile, as inferred from grain-size trends

Abstract

En junio y diciembre de 1997 se realizaron dos campañas de muestreo sedimentológico en un puerto afectado por el embancamiento (Puerto Lirquén, Región del Biobío, Chile) con el fin de determinar la circulación sedimentaria del área de estudio a través de la aplicación de tres metodologías basadas en el análisis de los câmbios espaciales de los parámetros granulométricos de los sedimentos. Se estudia la relación entre los regímenes meteorológicos-oceanográficos y de transporte de sedimentos, los resultados de este análisis indican que la movilidad de los sedimentos está asociada a los eventos altamente energéticos que afectan a la Región. Los patrones de transporte obtenidos mediante las metodologías de McLaren-Bowles (1985), Gao-Collins (1992) y Le Roux (1994b), se comparan con el patrón residual de circulación de las aguas y con fotografías aéreas del área de estudio. Los resultados mostrados por las dos últimas metodologías reconocen una variación estacional en el patrón de transporte de sedimentos, concordando así con la variabilidad estacional de las condiciones meteorológicas y hidrodinámicas prevalecientes. Por lo tanto, se sugiere que los patrones de transporte obtenidos a través de las metodologías de Gao-Collins y Le Roux estarían representando la circulación de sedimentos a una mesoescala espacial. Sobre la base de los patrones de transporte de sedimentos inferidos, los datos analizados de viento, corrientes y oleaje en conjunto con fotografías aéreas se propone para Puerto Lirquén un modelo conceptual de transporte neto anual de sedimentos.

Bottom sediment samples were collected in June and December 1997 at 166 stations on a rectangular grid in a small port (Lirquén Harbor, BíoBío Region, Central Southern Chile) facing siltation problems with a view to determining local seasonal sediment transport pathways through the application of three different methodologies based on grain-size trends. Measured winds and near-bottom currents together with hindcast wave allowed to establishing the influence of the prevailing meteorological and hydrodynamic conditions on local sediment circulation. The results suggest that transport of deep and shallow water sediments occur rarely under high-energy conditions. The current data suggest that tidal asymmetry would be an important agent of sediment transport in Lirquen Harbor. The sediment transport pathways inferred from grain-size trends are compared with the measured water circulation of the study area and sediment dispersal patterns on aerial photographs. The results yielded by the grain-size trend methodologies of Gao-Collins (1992) and Le Roux (1994b) indicate a possible seasonal variation in transport pathways agreeing with the prevailing meteo-hydrodynamic conditions, whereas the McLaren-Bowles (1985) approach does not show a significant difference. It is suggested that the latter methodology may represent transport on a spatial macroscale as opposed to the mesoscale patterns yielded by the other two techniques. Based on the results of the three grain-size trend methodologies, the observed current and wind data, the hindcast wave data and aerial photographs a conceptual model of net annual sediment transport is proposed for Lirquén Harbour.