Siltation

SILTATION

• Siltation is the pollution of water by fine particulate terrestrial clastic material, with a particle size dominated by silt or clay. It refers both to the increased concentration of suspended sediments, and to the increased accumulation (temporary or permanent) of fine sediments on bottoms where they are undesirable. Siltation is most often caused by soil erosion or sediment spill.

The origin of the increased sediment transport into an area may be erosion on land, or activities in the water.

In water the main pollution source is sediment spill from dredging, from the transportation of dredged material on barges, and the deposition of dredged material in or near water.

• The sediment transport in open water is estimated by measuring the turbidity, correlating turbidity to sediment concentration. To distinguish the spill contribution, the background turbidity is subtracted from the spill plume turbidity. Since the spill plume in open water varies in space and time, an integration over the entire plume is required, and repeated many times to get acceptably low uncertainty in the results. These measurements are made close to the source, in the order of a few hundred meters.

Measurement and monitoring

• One may distinguish between measurements at the source, during transport, and within the affected area. Source measurements of erosion may be very difficult, since the lost material may be a fraction of a millimeter per year. Therefore the approach taken is typically to measure the sediment in transport in the stream, by measuring the sediment concentration and multiplying that with the discharge; for example, 50 mg/L times 30 m3/s gives 1.5 kg/s.

• Also sediment spill is better measured in transport than at the source. The sediment transport in open water is estimated by measuring the turbidity, correlating turbidity to sediment concentration (using a regression developed from water samples that are filtered, dried, and weighed), multiplying the concentration with the discharge as above, and integrating over the entire plume. To distinguish the spill contribution, the background turbidity is subtracted from the spill plume turbidity. Since the spill plume in open water varies in space and time, an integration over the entire plume is required, and repeated many times to get acceptably low uncertainty in the results. These measurements are made close to the source, in the order of a few hundred meters.

• Anything beyond a work area buffer zone for sediment spill is considered the potential impact area. In the open sea the impact of concern is almost exclusively with the sessile bottom communities, since empirical data show that fish effectively avoid the impacted area. The siltation chiefly affects the bottom community in two ways: The suspended sediment may interfere with the food gathering of filtering organisms, and the sediment accumulation on the bottom may bury organisms to the point that they starve or even die. Only if the concentration is extreme will it decrease the light level sufficiently for impacting primary productivity. An accumulation of as little as 1 mm may kill coral polyps.

• While the effect of the siltation on the biota (once the harm is already done) can be studied by repeated inspection of selected test plots, the magnitude of the siltation process in the impact area may be measured directly by monitoring in real time. Parameters to measure are sediment accumulation, turbidity at the level of the filtering biota, and optionally incident light.[2]

• Siltation of the magnitude that it affects shipping can also be monitored by repeated bathymetric surveys.