Impacts of the Sea Dike and Reclamation Project in Isahaya Bay on Baroclinic Structure in the Ariake Sea, Japan

Abstract

In 1997 the Isahaya Sea Dike was built in the head of Isahaya Bay which is a branch of the Ariake Sea, Japan, with the aim of reclaiming land for agriculture and flood control.
This study examines how the Isahaya Sea Dike has affected the baroclinic structure and development of hypoxic waters in the Ariake Sea by focusing on the spatial change of freshwater discharge, the temporal change of freshwater discharge and the vertical mixing. To accomplish this modelling in Delft3D-FLOW was used to simulate the three scenarios: conditions without the dike (1), conditions with the dike (2) and conditions with the dike but with the Honmyo River discharge from the North Gate (3).
The results show that the spatial change and the temporal change of freshwater due to the construction of the dike has no significant effect on the baroclinic structure in the Ariake Sea. The results also confirms the results by Yano and Nishimura (2014) that the dike has caused weakened vertical mixing in Isahaya Bay. To determine the cause of the development of hypoxic waters in the Ariake Sea further studies are needed.

Abstract (Swedish)

År 1997 byggdes en havsvall i Isahaya bukten i Ariake havet, Japan, för att återta land för lantbruk och översvämningskontroll.
Den här studien undersöker hur havsvallen har påverkat den barokliniska strukturen i Ariake havet och bildandet av hypoxiskt vatten i Ariake havet genom att fokusera på påverkan från förflyttningen av utflödet av färskvatten, den tidsmässiga förändringen för utflödet av färskvatten samt den vertikala omblandningen. För att åstadkomma detta användes modellering i Delft3D-FLOW för att simulera tre scenarier: förhållanden utan havsvallen (1), förhållanden med havsvallen (2) och förhållanden med havsvallen men med utflöde från Honmyo floden från den norra porten (3).
Resultaten visar att den rumsliga förändringen och den tidsmässiga förändringen av färskvatten på grund av byggandet av havsvallen inte har någon signifikant effekt på den barokliniska strukturen i Ariake havet. Resultaten bekräftar också resultaten från Yano och Nishimura (2014) att havsvallen har orsakat försvagad vertikal omblandning i Isahaya bukten. För att fastställa orsaken till utvecklingen av syrefattiga vatten i Ariake havet så behövs ytterligare studier.

Popular Abstract (Swedish)

Kan en havsvall påverka miljön i havet negativt?
I Ariake havet, som ligger i södra delen av Japan, har havsmiljön försämrats. Kan det bero på att en vall har byggts i en inbuktning av havet för att skapa mer åkermark och skydda mot översvämningar?
På senare år har havsmiljön i Ariake havet försämrats. Mängden fisk i havet har minskat och skördarna av odlat sjögräs, som bland annat används till sushi, har blivit sämre. I det här examensarbetet har det studerats om bygget av en vall i Isahaya bukten, en mindre havsbukt i Ariake havet, har påverkat miljön i havet. Vallen byggdes 1997 för att hålla ute havsvattnet och på så sätt skapa ny odlingsmark där det tidigare har varit vatten samt för att skydda området från översvämning. Vallen kan ses som motsatsen till en damm, istället för att hålla vattnet inne så håller det vattnet ute. Liksom en damm har vallen två portar för att släppa ut vatten.
Resultaten visade att vallen har minskat omblandningen av vatten i området nära vallen men inte längre ut i havet. Den minskade omblandningen kan vara en av orsakerna bakom den brist på syre som finns i botten av havet nära vallen. Brist på syre är i sin tur negativt för fisken i havet. Resultaten visade också att den förändring som har skett på grund av vallen vad gäller inflödet av vatten till havet inte har påverkat mängden eller distributionen av salt mellan botten och ytan.
De här resultaten kan användas till fortsatta studier i varför miljön i Ariake havet har försämrats så att miljön, och därmed fisket samt skörden av odlat sjögräs, kan förbättras i framtiden. Studien gjordes genom att modellera och simulera olika scenarion i Delft3D-FLOW, vilket är en datormodell som kan användas för att studera hav och flöden.

• author: Ranlund, Camilla
• supervisor: Magnus Larson
• organization: Division of Water Resources Engineering
• course: VVR820 20171
• year: 2017
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Stratification, modelling, hypoxia, sea dike, simulation, Ariake Sea
• publication/series: TVVR 17/5006
• report number: 17/5006
• ISSN: 1101-9824
• language: English
• additional info: Examiner: Hans Hanson
• id: 8905640
• date added to LUP: 2017-06-09 15:32:06
• date last changed: 2019-04-01 13:27:57