Aquatic Placement: Successful dredged material management in Long ...

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Aquatic Placement: Successful dredged material management in Long Island Sound

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CLIS CS-2 18

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CLIS FVP !

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CLIS-94

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CLIS-86

CS-90-1

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CLIS-91 !

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NHAV-93

CLIS-03 !

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! 18

CLIS SP !

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NWK

CLIS-99 19

! CLIS-88 17

CLIS CS-1

CLIS-02

STNH-N !

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CLIS-87 CLIS-92

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CLIS-90

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CLIS-89

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CLIS-01 ! CLIS-00

! 16

NHAV-74 !

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CLIS-97/98 !

CLIS 04 20

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CLIS 08

19 20 ! CLIS-95/96

MQR ! 19

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NHAV-83 20

STNH-S ! 21

Central Long Island Sound Disposal Site

Drew A. Carey, CoastalVision 21 Christopher Wright; CR Environmental Stephanie Wilson, Aaron Hopkins; AECOM Steven Wolf, 22 Tom Fredette; USACE

Long Island Sound Long Island Sound is an estuary with an ESE‐WNW axis and distinctly different  margins.  The northern margin has extensive bedrock and glacial deposits  drained by river systems that extend as much as 655 km north and discharge  fine sediment into small harbors.  The southern margin is a glacial moraine  with rocky shoreline and very small drainage basins that discharge sand. 

Eastern Basin Central Basin Western Basin

The complex geological history of the Sound has left three distinct basins separated by  shallow ridges or sills.  Each basin contains several important commercial ports and  many small harbors that support commercial fishing and recreational boating

Long Island Sound Dredging Needs The region is expected to dredge over 38 million cy of harbor  sediments in the next 30 years The majority of the  sediments are from Corps  Projects located in  Connecticut on the  northern shore of the  Sound.   Much smaller volumes of  largely non‐federal projects  are projected for the coast  of Long Island, New York

Dredged Material Management Placement alternatives will be defined through a regional  Dredged Material Management Plan (DMMP) including upland,  nearshore, beneficial use and aquatic placement.

Central

Western

Upland, Beneficial Use and  Dewatering Sites Considered

Ocean Dredged Material Disposal Sites

Ocean Dredged Material Disposal Site:  Central Long Island Sound Disposal Site (CLDS) 

Disposal Area Monitoring System: DAMOS DAMOS has been monitoring dredged material disposal in the Sound  since 1978 and an extensive knowledge base has allowed critical  evaluation of placement and capping techniques and physical, chemical  and biological responses to placement of dredged material on the  seafloor.  The program utilizes a formal tiered monitoring protocol to  assess potential effects of dredged material placement and guide  management actions.

Standard Survey Techniques: Sequential bathymetric  surveys to characterize the  height and spread of discrete  dredged material deposits or  mounds. Sediment profile imaging (SPI)  surveys to evaluate benthic  habitat conditions and  recovery from disturbance.

Innovative Survey Techniques: Plan view imaging Side‐scan sonar Towed video Sediment coring Grab sampling for biology and bulk chemistry

What have we learned? Recent advances in acoustic and optical data collection, processing, and analysis have  allowed detailed mapping and characterization of dredged material placement sites,  including: • the assessment of the stability of silt caps, sand caps, and containment berms;  • the spread of dredged material following placement of single barge loads and  placement of an entire season of material;  • consolidation of dredged material after placement;  • and recovery of benthic habitat conditions.  

Backscatter

What have we learned? Sites in the Sound have employed a management practice of placing dredged  material at taut‐wire buoys and logging disposal activities so that dredged  material forms distinctive mounds each season and can be followed through  time.  This unique time history and spatial distribution of placed dredged  material has provided a record of the results of placement techniques,  material handling, and environmental responses that spans over thirty years. Well‐selected placement sites and careful management create highly  stable mounds on the seafloor  • Variations in mound shape and surface texture can be related to  placement techniques, dredged material properties (grain size, water  content, geotechnical condition) • Variations in seafloor around placement sites can be monitored to assess  fluctuations in sediment transport, benthic habitat conditions, hypoxia,  organic loading and sediment deposition that may affect site management • Stability of mounds can be inferred from consistent bathymetric  expression and evidence of deposition of surface sediment •

Dredged Material: Time Series

Mound stability and presence of dredged material from high resolution bathymetry

Mound stability and presence of dredged material from side‐scan sonar

Sediment texture and presence of dredged material from acoustic backscatter

Mound stability and presence of dredged material from depth difference

What have we learned? •

Benthic habitats converge with reference area conditions within one to  two years after material is placed on the seafloor

Less recovery

Recovered

Reference

What have we learned? •

Distinctive properties of dredged material can be identified in some  disposal mounds

What have we learned? •

Improved resolution of imaging systems reveal new evidence of seafloor  biological processes

Beggiatoa form bacterial colonies in  anaerobic sediments.  Their  characteristic ‘bloom’ on the surface  is strong evidence of near bottom  hypoxia and organic loading of  sediments. Organic‐rich sediments in Long Island  Sound have incipient ‘threads’ of  Beggiatoa in dredged material and  reference area sediments. Monitoring their presence and  relative density may provide further  insight into biogeochemical  processes in surface sediments

Aquatic Placement: Conclusions • Properly selected aquatic placement sites can retain deposits of dredged material for decades with negligible change in volume or surface characteristics • Dredged material that has passed testing supports rapid benthic recolonization • High resolution acoustic and optical imaging of seafloor at placement sites provides insight into large and small-scale processes • Dredged material placement can be closely monitored with imaging of placement patterns and surface textural characteristics • Aquatic placement of dredged material continues to be a viable alternative if managed closely