Μελέτη της υδροδυναμικής κυκλοφορίας σε περιοχή μυδοκαλλιεργειών στην παράκτια λεκάνη της Χαλάστρας (ΒΔ Θερμαϊκός κόλπος)

Abstract

The hydrodynamic circulation in a marine coastal zone containing mussel cultures (Chalastra basin in NW Thermaikos Gulf, NW Aegean Sea) is studied in this work. The research is also focused on the relation between the hydrodynamics and the long line mussel cultures (units) cultivated in the basin. These units behave as a barrier and therefore as a mechanical brake to the flow due to the friction caused by the presence of mussels socks in the water column. The study was based on field measurements concerning current data recorded by means of mechanical current recorders submerged in the water column. Wind and density differences constitute the basic factors that influence the hydrodynamic circulation in the greater area of Thermaikos Gulf while tidal influence is of secondary importance. The study well documents that wind stresses constitute the main factor causing the water masses’ movement in the study area, thus, wind data have been collected from a meteorological station and associated with the sea currents. The fieldwork was conducted during one year’s time and carried out in periods of four days, each, a time scale that is considered to be quite representative for cases of wind episodes developed in a few days’ time. Three stations, M1, M2 and M3, inside the mussel cultures’ area, have been representatively selected for the research and one more, the M4, without mussel unit. Concerning the prevailing winds in the basin, it was found that north and northwestern winds were the most frequent and strong ones, which is in agreement with the general historical data. The research revealed currents flowing out parallel to the coastlines under the influence of northwestern winds. Concerning the current intensity, the highest values of current velocity were recorded in M4 station, followed by M1, M3 and M2 station. More specifically, the recorded currents in the center of the units was found to vary between 0 and approx. 20 cm/s with mean values of 8 cm/s, 3.6 cm/s and 4.5 cm/s for the stations M1, M2 and M3 respectively (corresponding to data recorded at a distance from surface 4.5 m), while the currents’ velocity for the station M4 was much higher. These findings indicate that the kinetic energy and consequently the mixing in the water column of unit M1 are larger than the other stations where the mussel units are located. The reduction of the currents’ velocity, between the positions outside and inside the units was at least 30%. The above hydrodynamic features are suitable for further analysis in order to improve environmental and biological management for mussel culture’s located at Chalastra’s basin.

Η παρούσα εργασία αναφέρεται στην υδροδυναµική κυκλοφορία σε θαλάσσια παράκτια ζώνη µε καλλιεργούµενους πληθυσµούς µυδιών (Λεκάνη Χαλάστρας στο Β∆ Θερµαϊκό της στο Β∆ Αιγαίο). Η µελέτη αφορά επίσης την υδροδυναµική όπως αυτή διαµορφώνεται µε την παράλληλη επίδραση από τις πλωτές µονάδες µυδοκαλλιέργειας. Οι µονάδες αυτές αποτελούν εµπόδιο στη ροή των ρευµάτων και κατά συνέπεια µειώνουν την ένταση της ροής εξαιτίας της δηµιουργούµενης τύρβης που προκαλείται από την παρουσία των αρµαθιών των µυδιών που βρίσκονται αναρτηµένες στη στήλη του νερού. Η µελέτη βασίστηκε σε µετρήσεις πεδίου που αφορούσαν ρευµατογραφικά δεδοµένα καταγεγραµµένα µε µηχανικούς ρευµατογράφους ποντισµένους στη θάλασσα. Ο άνεµος και οι διαφορές πυκνότητας αποτελούν τους κυριότερους παράγοντες διαµόρφωσης υδροδυναµικής κυκλοφορίας στην ευρύτερη περιοχή του Θερµαϊκού ενώ η επίδραση της παλίρροιας είναι δευτερεύουσας σηµασίας. Βάση του πρωταρχικού ρόλου του ανέµου στην υδροδυναµική της περιοχής ανεµολογικά δεδοµένα από κοντινό µετεωρολογικό σταθµό αναλύθηκαν και συσχετίστηκαν µε αντίστοιχα δεδοµένα για τα θαλάσσια ρεύµατα. Η εργασία στο πεδίο κάλυψε τη χρονική περίοδο ενός έτους ενώ τα δεδοµένα χωρίστηκαν σε περιόδους των τεσσάρων ηµερών οι οποίες θεωρούνται αντιπροσωπευτικές για την εκδήλωση των διαφόρων ανεµολογικών επεισοδίων. Επιλέχθηκαν αντιροσωπευτικοί σταθµοί δειγµατοληψίας που αντιστοιχούσαν σε µονάδες µυδοκαλλιεργειών (Μ1, Μ2 και Μ3) και ένας σταθµός δειγµατοληψίας όπου δεν υπήρχε µονάδα (Μ4). Όσον αφορά του επικρατούντες ανέµους στην λεκάνη διαπιστώθηκε ότι οι βόρειοι και οι βορειοδυτικοί ήταν οι δυνατότεροι µε τη µεγαλύτερη συχνότητα πράγµα το οποίο επιβεβαιώνεται από γενικά ιστορικά στοιχεία. Οι προαναφερθέντες άνεµοι προκάλεσαν παράλληλα εξερχόµενα ρεύµατα µε τις ακτές της λεκάνης. Οι µεγαλύτερες εντάσεις θαλασσίων ρευµάτων καταγράφηκαν στο σταθµό Μ4 και ακολούθησαν µε φθίνουσα σειρά έντασης οι σταθµοί Μ1, Μ3 και Μ2. Πιο συγκεκριµένα εντός των πλωτών µονάδων µυδοκαλλιέργειας το εύρος των τιµών έντασης ήταν από 0 έως 20 περίπου εκατοστά ανά δευτερόλεπτο µε µέσες τιµές 8, 3,6 και 4,5 (σε βάθος 4,5 µέτρων από την επιφάνεια) για τους σταθµούς Μ1, Μ2 και Μ3 αντίστοιχα ενώ στο σταθµό Μ4 ήταν οι υψηλότερες. Η έρευνα αποκαλύπτει µεγαλύτερη κινητική ενέργεια και κατά συνέπεια φαινόµενα µίξης του νερού για τη µονάδα του σταθµού Μ1. Το ποσοστό µείωσης της έντασης του διερχόµενου των µονάδων θαλασσίου ρεύµατος όπως διαπιστώθηκε από παράλληλες µετρήσεις εντός και εκτός των αυτών ήταν τουλάχιστον 30%. Τα παραπάνω υδροδυναµικά στοιχεία διατίθενται προς αξιοποίηση για την καλύτερη περιβαλλοντική και βιολογική διαχείριση της περιοχής µυδοκαλλιεργειών της λεκάνης της Χαλάστρας.