Rapp. Comm. int. Mer Médit., 37,2004

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RISE OF EFFLUENT FROM AN UNDERWATER SEWAGE DIFFUSER IN THE SOUTHERN PART OF THE

GULF OF TRIESTE (NORTHERN ADRIATIC) DURING THE BORA EVENT

Vlado Malacic

National Institute of Biology, Marine Biology Station, Piran, Slovenia - malacic@mbss.org

Abstract

Initial dilution and rise of effluent from diffusers of a submarine sewage outfall for the town of Piran (15000 PE) is simulated with a

numerical model. CTD vertical profiles conducted during the ‘Bora’wind in autumn of 1997 were re-analysed by calculating the

overturning length scale. The tail of the patch of the overturning length scale is roughly elongated in the direction of the in?ow into the

Gulf of Trieste, and the height of its peak coincides with the height of the peak of bacteria, as well as with the height of a plume predicted

by the numerical model.

Keywords: overturning length scale, sewage dilution

The sewage outfall for the town of Piran accounts for only 7% of

the sewage load that arrives in the Gulf of Trieste (1). The statistics of

the analysis of eight dominant nutrient compounds during 1997-1999

showed that only ammonia followed the increase of bacteria (2) in a

layer of neutral buoyancy, with a correlation factor of 0.58. There was

no significant correlation between bacteria and the ?uorescence

signal, nor with dissolved oxygen, both being recorded with the

multiparameter CTD probe. The initial rise and dilution was modeled

numerically with a calibrated model (3), that was previously applied

in the planning of future discharges (4). 

Vertical CTD profiles conducted during the survey that took place

on the autumn morning of 26 September 1997, during the ‘Bora’

wind, were re-analysed by calculating the overturning length scale.

The Bora wind forced the convection, as well as the horizontal

circulation. The overturning length scale was calculated from

temperature, salinity and from density vertical profiles that were

obtained with a fine-scale CTD probe that retrieves the data with a

vertical resolution of 2.5 cm during the free-fall. Results of the

numerical model for the initial rise of effluent were compared with the

vertical distribution of faecal coliforms at the central position of the

near-field, as well as with the distribution of the overturning length

scale.

The distribution of the overturning length scale was affected by the

forced convection that originated at the sea-surface. However, there

are indications that there was a core of turbulent effluent at the

pycnocline above the bottom boundary layer, where a local maximum

of the overturning length scale was found. The depth of the subsurface

local peak of the overturning length scale, that is calculated from the

density profile in the center of the sewage near-field, matches with the

depth of the peak of faecal coliforms, and with the height of the

simulated plume rise. The 3D space distribution of the overturning

length scale indicates a spread of a structure with enhanced

overturning activity below the surface mixed layer over an area of

1km

2

, and could be attributed to an effluent that erupts turbulently

from diffusers. 

Wind and current-meter observations during winter 2002-2003

have shown that a wind driven circulation during the Bora has an

out?ow current in a thin surface layer in the direction of the wind.

Below is an in?ow of the water mass in the Gulf of Trieste, that

governs the transport of the water mass through the water column. The

distribution of the overturning length scale confirms that the effluent,

which remains well below the surface spreads in this direction of the

in?ow.

References

1-Olivotti, R., Faganeli J., and Malej A., 1986. Impact of ‘organic’

pollutants on coastal waters, Gulf of Trieste. Water Sci. Technol., 18:57-

86.

2-Mozetic, P., Malacic V., and Turk V., 1999. Ecological characteristics

of seawater in?uenced by sewage outfall. Annales, 9:177-190.

3-Malacic, V. 2001. Numerical modelling of the initial spread of sewage

from diffusers in the Bay of Piran (northern Adriatic). Ecol. Model., 138:

173-191. 

4-Malacic, V., Petelin, B., Vukovic A., and Potocnik, B., 2000. Municipal

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