Analysis of sedimentation problems at the entrance to Mar del Plata Harbor

Abstract

Mar del Plata Harbor is an important center for the fishery industry in Argentina, and it has become an attractive sitefor international tourism because of the recent construction of a cruiser ship terminal. However, further development ofthis port halted several years ago because of the recurrent sedimentation problems in the access channel and basins. Thissite is characterized by advancement of the shoreline south of the harbor and a sandbank that develops across the accesschannel, while downdrift erosion and the associated shoreline retreat are due to partial blockage of the sedimenttransport caused by the harbor breakwaters. The mechanisms responsible for these sedimentation and erosion processesare examined using a coastal area morphological modeling system, MIKE 21/3 Coupled Model Flexible Mesh, developedby DHI. The morphological model was calibrated and validated against measured bathymetric changes. The model wasthen applied to a medium-term simulation with particular interest in the assessment of the effectiveness of reestablishingthe design depth of the access channel through dredging. This morphological modeling allowed enhancedunderstanding of the main hydrodynamic and sedimentological processes occurring around the harbor entrance, as wellas obtainment of information potentially useful for maintenance dredging. It was determined for the presenthydrosedimentological conditions that the sandbank moves toward the access channel with high sedimentation rate.This means the navigation channel requires regular maintenance dredging or the construction of additional sedimentretention interventions such as sediment traps, extension of the breakwater(s), etc. The efficiency of any interventionfrom the point of view of reducing sediment deposition at the harbor access should be verified before its implementation.In all cases, the northward transport wouldEl puerto de Mar del Plata es un importante centro para la industria pesquera en Argentina y se ha convertido en un lugar atractivo para el turismo internacional debido a la reciente construcción de una terminal de cruceros. Sin embargo, el desarrollo de este puerto se encuentra detenido hace varios años debido a persistentes problemas de sedimentación en su canal de acceso y dársenas. Debido a la obstrucción parcial del transporte de sedimentos que provoca la escollera Sur del puerto, el área costera se caracteriza por el avance de la línea de costa aguas arriba, el desarrollo de un banco de arena a través del canal de acceso y significativos procesos de erosión en las playas ubicadas al Norte del puerto. Los mecanismos responsables de estos procesos fueron evaluados mediante el Sistema de Modelación Morfológica MIKE 21/3 de malla flexible desarrollado por la empresa DHI. El modelo morfológico fue calibrado y validado mediante relevamientos batimétricos realizados en el entorno del acceso portuario. El modelo fue aplicado con una simulación a mediano plazo (tres años), con especial interés en la evaluación de la eficacia que tendría una obra de dragado para restablecer la profundidad de diseño del canal. Esta modelación morfológica permitió una mayor comprensión de los principales procesos hidrodinámicos y sedimentológicos que ocurren alrededor de la entrada del puerto, así como la obtención de información potencialmente útil para el diseño de estructuras y la planificación del dragado de mantenimiento. Se determinó que para las presentes condiciones hidrosedimentológicas el banco de arena se mueve hacia el canal de acceso con altas tasas de sedimentación, por lo cual requiere un mantenimiento regular, o la construcción de obras complementarias tales como trampas de sedimentos, espigones, la extensión de la Escollera Sur, etc. Desde el punto de vista de la reducción de la sedimentación, la eficacia de cualquier intervención debe ser verificada antes de su aplicación. En todos los casos, el transporte de sedimentos siempre será bloqueado, con lo cual debe considerarse el bypass artificial de arena con el fin de proteger las playas ubicadas al norte del puerto.