Rapporten omhandler: LOKALITETSRAPPORT STIGVIKA REGNR Side 1 av 20. Iht. NS9415:2009 For GIFAS. Utført av Asle R.

Transkript

1 Side 1 av 20 Rapporten omhandler: LOKALITETSRAPPORT STIGVIKA REGNR Iht. NS9415:2009 For GIFAS. Utført av Asle R. Seljeseth oom a s. com

2 Side 2 av 20 Oversikt topografi på lokalitet med piler som viser høyeste miljølaster. Miljølaster fra N - NV : 50 års strøm mot 180 : 5m= 50cm/s, 15m= 13c m/s. 50 års Vind & bølge fra : v = 31 m/s, Hs = 1. 2 m, Tp = 3.1 s v = 34 m/s, Hs = 0,6 m, Tp = 1,8 s Miljølaster fra S - SØ : 50 års strøm mot : 5m= 0.50cm/s, 15m= 26c m/s. 50 års Vind & bølge fra : v = 27 m/s, Hs = 0.8 m, Tp = 2.3 s v = 34 m/s, Hs = 0,6 m, Tp = 1,8 s Tabell 1.1 Oppsummering av bølge - og strømparametre med 10 og 50 års returperiode (bølger kommer fra, og strøm går mot retning). Mot retning: N NØ Ø SØ S SV V NV Strøm 10 år 5m [ c m/s]: Strøm 50 år 5m [ c m/s]: Strøm 10 år 15m [ c m/s]: Strøm 50 år 15m [ c m/s]: Fra retning: S SV V NV N NØ Ø SØ Bølger 10 år Bølger 50 år Hs [m] Tp [s] Ua [m/s] Hs [m] Tp [s] Ua [m/s] R etning på strøm kan avvike inntil 22.5 grader fra definerte hovedretninger i tabell over (s e tabell er i Kap. 4 for detaljer ). Utarbeidet av : Asle R. Seljeseth Kontroll: For konstruksjon ARS For kommentar Revisjon Nr. Dato Utarbeid. Kontroll Godkj

3 Side 3 av 20 Innhold sfortegnelse 1.0 Formål Introduksjon Metode Strøm Strømmåler Strømdata Bølger Generelt Beregning av bølger ut fra strøklengde Miljølaster Strøm Målt strøm, resultat Kommentar strømmåling Vindstrøm Tidevannsstrøm Trykkd revet strøm, blant annet utbrudd av kyststrøm Vårflom - snø og is smelting Bølger Beregnet bølgehø yder, resultat Befaring og kjentmann, harmonisering Havsjø og andre bølgepåvirkninger Tidevann Bruk av bølgekart Br uk av vinddata fra meteorlogiske stasjoner Påvirkning mellom strøm og bølger Påvirkning av is Nedising av anlegg Drivis og innfrysing Bunntopografi og anleggsplassering ved lokalitet Bunntopografi Dataredige ring og kvalitetskontroll Strøm Bølger Bunnkartlegging og anleggstegning Kvalitetskontroll Litteraturliste Vedlegg

4 Side 4 av Formål Formålet med rapporten er å dokumentere og beskrive hvilke mi ljølaster som opptrer på lokalitet i form av parametre hentet fra topografi og eksponeringsgrad for å beregne miljølaster på et anlegg. 2.0 Introduksjon Lokaliteten Stigvika li gger i Gildeskål kommune. Koordinater for midtpunkt i anlegg er: N, Ø. Resultatene oppgis med 10 - og 50 års r eturperiode for strøm og bølger. Alle fremgangsmåter som er benyttet for å fremskaffe parametrener omtalt i rapporten. Den ne lokaliteten har det vært drift på tidligere og det er lang erfaring fra lokaliteter i nær området for øvrig. Teoretiske utregninger og andre registreringe r blir kontrollert og vurdert opp mot de e rfaringer som er for lokaliteten. L okalitetsrapport en er utført i henhold til kravene i NS9415: Metode 3.1 Strøm Strø mmåler Strømmåler modell: Aandrea Instruments Recording Current Meter 9(RCM9). Dette måleinstrumentet består av en vanntett beholder som inneholder batteri, datalogger og datalagringsenhet. Sensorene som er tilknyttet datalagringsenhet via datalogger er montert på lokket til beholderen. Instrumentet er robust og tåler måledyp på opptil 2000m vanndyp.

5 Side 5 av 20 RCM9 er en profilerende strømmåler som måler strøm på forhåndsprogrammerte dyp. Instrumentet måler vannstrøm ved å sende ut høyfrekvente akustiske signaler som blir reflektert fra plankton, sedimenter, bobler samt andr e element/objekt som antas å bevege seg med samme hastighet som vannmassene. Strømhastigheten både retning og fart, beregne så på bakgrunn av doppler - skiftet i det reflekterte signalet. S tr ømmåleren har flere celler/kanale r og kan måle s trøm i flere ulik e dybdesjikt. Måleren var plassert like under vannoverflaten og var progra mmert til å måle øyeblikksstrøm for 1m, 7m og 15m dybde. Ut fra disse data er det gjort en interpolering for å fastsette strøm for 5m dybde. Ved bruk av RCM9 og andre typer strømmålere skal målte verdier kvalitetssikres slik at eventuelle feilmålinger blir eliminert. Dette gjør at strømverdier blir mest mulig lik de faktiske forholdene fra lokaliteten. Typiske elementer som kan forårsake feilregistreringer er: fisk, fortøyningsliner, lite partikler i vannet, lave tilbakesignaler (Hz). Kompasset i måleinstrumentet fungerer som urviseren, dersom 270 grader oppgis, tilsvarer dette strøm mot vest (270 grader). Målerne ble utplassert av GIFAS AS i henhold til forskr iftene for lokalitetsundersøkelser over en måleperiode på 1 månefase. 4 ukers sammenhengende varighet Strømdata Registreringer av strøm er gjort på flere nivåer. Det ble gj ort målinger på 1m og 15m dyp 21. feb 28. mar Verdier for 5m dyp er li njert interpolert ut fra disse resultatene. Rapporten inneholder strømverdier med 10 (faktor 1.65) og 50 (faktor 1.85) års returperioder og justering av strømhastigheten etter kravene i standarden (hvis det er behov). Hvis høyeste dimensjonerende strømhast ighet med en returperiode på 50 år, basert på en måling i en måned blir lavere enn 0,5 m/s, skal den dimensjonerende strømhastigheten settes til 0,5 m/s. De andre verdiene i strømrosen skal justeres tilsvarende. Dette er justert prosentvis i o ppsummering, tabell 1.1 og 4.1. Det blir ikke foretatt noen justering av strømdata hvis strøm på ett av måledypene har høyere strømmåling enn 0,5 m/s inkl. 50 års returperiode. Hvis begge målingene er under 0,5 m/s inkl 50 års returperiode blir det benyttet samme fakt or for justering på begge dypene. Øvrige verdier i strømrosen(e) blir oppjustert med samme faktor på begge måledyp. Det kan bli tilfeller hvor strøm på det ene dypet er lavere enn 0,5 m/s. Når strøm justeres med samme faktor på begge dyp opprettholdes strø mbildet på lokaliteten. Rådata m ateriale fra excel finnes oppbevart hos NOOMAS as. 3.2 Bølger Generelt Det er i denne rapporten gjort flere vurderinger for å estimere en bølgehøyde. Bølger oppstår som følge av kombinasjon av flere forhold. Vindhasti ghet, strøklengde, men også strømforhold og bunntopografi kan medvirke til at en får mindre eller større bølger i et område. I henhold til NS 9415:2009 skal man i tillegg til å beregne bølgehøyder (ut fra effektiv strøklengde og vind) også estimere bølgehø yde i et område ut fra erfaring/observasjoner, for eksempel i strandsonen, samt vurdering fra kjentmann og vår egen kunnskap om denne type lokalitet. Bølgehøyden blir bare korrekt når det utføres bølgemålinger på lokalitet. Posisjonen for bølgeberegning er vurdert til å være det området med høyeste bølger på lokaliteten.

6 Side 6 av Beregning av bølger ut fra strøklengde Vindgenere rte bølger skal beregnes ut fra vinddata fra NS EN :2005 se literaturliste, og strøklengde målt på sjøkart. Signifikant bølgehøyde skal bestemmes ut fra effektiv strøklengde og 10 minutters middelvind, og at bølgehøyden øker (tilnærmet) proporsjonalt med vindfarten og proporsjonalt med kvadratroten av effektiv strøklengde årsbø lgen skal bestemmes henholdsvis ut fra lokalitetens 50 - årsvind årsbølgen skal bestemmes ut fra lokalitetens 10 - årsvind. Beregn den justerte vindhastigheten U A ved bruk av vindhastigheten U (m/s): U A = 0,71 U 1.23 Signifikant bølgehøyde H s og tilsvare nde pikperiode i bølgespekteret T p samt effektiv strøklengde F e er gitt ved: H s = 5, /2 U A F e T p = 6, (U A F e ) 1/3 Effektiv strøklengde finnes ved bruk av anerkjent metode og brukes sammen med en vinkelåpning på maksimalt ± 12º. I denne beregningen er det brukt en vinkelåpning på 6 grader for å få en bedre nøyaktighet på topografi som gir effektiv strøklengde. Beregningen baserer seg på antakelsen om at vinden overfører energi til vannflaten i den retning den blåser og inntil 90 grader ti l begge sider av denne retningen. Vindfanget betegnes ved effektivt strøk, Fe, På et egnet oversiktskart (vanligvis 1:50 000) avsettes den antatt ugunstigste vindretningen, angitt ved innfallsvinkel. Med denne som senterlinje avsettes radier til begge side r i 6 grader innbyrdes vinkelavstand, inntil 60(det er 10x6grader på hver side, se excel ark ) grader til hver side. Mellom liggende verdier for hver hele grad finnes ved lineær interpolasjon. Effektivt strøk for vindretnin gen finnes så av formelen, figur u nder.) Figur 3.1 Formel Effektiv strøklengde vindretning. 4.0 Miljølaster Figur 4.1 Bilde viser posisjon for bølgeberegning anlegg (blå firkant): N, Ø.

7 Side 7 av Strøm Målt strøm, resultat Figur 4. 2 Strømrose for 5 og 15 meter inkl.50 år returperiode og justering av strøm. Tabell 4.1 Strømverdier lokalitet Stigvika (mot retning). Alle verdier i c m/s. Retning Max verdier (1m/ 15 m) Maks 10 år (interpolert) 5 meter 15 meter Maks 50 Justert 10 Justert 50 Max Maks 10 Maks 50 Justert 10 år år år verdier år år år Justert 50 år 0 6/ / / / / / / / / / / /

8 Side 8 av Kom mentar s trømmåling Ut fra vurderte strømresultater er det registrert høyest strøm mot 120 og 300 grader på 5 meter og 210 gr ader på 15 meter. Flest høye s trømregistreringer er gjort på grader og 300 på alle dyp, noe som indikerer at dette er hovedstrømsretningene og at den sterke strømmen følger fjordløpet på en naturlig måte. I henhold til kravene i NS9415 er det foretatt justering a v strømhastighetene til 0.5m/s, noe som gir en b etydelig økning i resultatene Vindstrøm Generelt kan vind påvirke overflatestrømmen ved lokaliteter. Vindgenerert strøm kan komme opp i 2 % av vindhastigheten (kanskje mer i fjordsystemer). For slike fjordsystemer er det ikke unormalt at langvarig uvær fra V - SV lengre ut i fjorden kan presse store mengder hav i nn fjorden(oppstuvingseffekt). Når vind spakner, strømmer havet som har vært oppstuvet i fjorden ut i overflaten og forårsaker høy strøm ved lokaliteten. GIFAS har registrert liten effekt av vindstrøm og den påvirker overfl atestrømmen i mindre grad på lokaliteten ved langvarig vind fra Ø - SØ. S iden lokaliteten ligger langt inn i f jorden vil dette sannsynligvis påvirke lokaliteten i liten grad og av kort varighet. Fjorden har også to utløp (Morsdalsfjorden og Nordfjorden) som vil fordele en slik effekt. Vindgenerert overflates trøm kan dokumenteres ved å foreta strømmålinger i perioder med uvær fra Ø - SØ, evt. langtidsmåling som strekker seg over 1 år Tidevannsstrøm Strømmen er forutsigbar ved lokaliteten og følger n ormalt tidevannssyklusene (flo og fjære) med få registreringer av 0 - strøm. Tidevannsstrømmen er dominerende for strømbildet på lokaliteten Trykkdrevet strøm, blant annet utbrudd av kyststrøm. Kyststrømmen er s terkest langs vestlandskysten og kan ko mme opp i 0,4 0, 5 m/s, sterkest nær overflaten og et stykke fra land. Nord for Stadt synes kyststrømmen å være noe svakere (Marintek MT40 A ). Strømmåler har registrert denne type strøm, om den inntreffer på lokaliteten. Erfaringsmessig har denne ma rginal innvirkning på strømbildet ved Stigvika Vårflom - snø og is smelting Fjorden har en del ferskvannstilsig i perioder med vårflom - snø og is smelting. Ut fra lokal kunnskap kan en ikke utelukke at dette vil påvirke strømhastigheten ved lokaliteten, men da i liten grad. For eksakte målinger av effekten av dette må det tas strø mmålinger i overflaten og perioder når dette i nntreffer. Det at fjordsystemet har to utløp vil også bidra til å ta unna vannmassene bedre enn bredden på fjorden skul le tilsi.

9 Side 9 av 20 Tabell 4.2 Sjekkliste strømmålinger og vurdering 5 meter/ 15 m eter Kommentarer: Kontrollert Logging av strøm, 10 min Ukjent Ukjent GIFAS AS har denne informasjonen Måle Periode, 4 uker Fra Til Ant. målinger Ukjent Ukjent GIFAS AS har denne informasjonen Begrunnet plassering ok ok Tidevannsstrøm ok Registrert i strømmålinger. Vindgenerert overflatestrøm ok Kan ikke utelukkes, men uten at dette påvirker lokaliteten i stor grad siden denne ligger innerst i Morsdalsfjorden. Utbrudd fra kysstrøm ok Hvis denne inntreffer på lokalitet er dette registrert i strømmålinger. Vårflom pga snø og is smelting ok Kan ikke utelukkes, men uten at dette påvirker lokaliteten i stor grad. Faktorer som kan ha påvirket målingene Teknisk: Ingen Globalt: Ingen

10 Side 10 av Bølger Beregnet bølgehøyder, resultat. ANLEGG: Tabell års bølger (Fra retning, se harmonisering) Retning: Vind (m/s) Strøklengd (m) Hs (m) Hmaks (m) Tp Spiss.par. ( ) Nord Nordøst Øst Sørøst Sør Sørvest Vest Nordvest Tabell års bølger (Fra retning, se harmonisering) Retning: Vind (m/s) Strøklengd (m) Hs (m) Hmaks (m) Tp Spiss.par. ( ) Nord Nordøst Øst Sørøst Sør Sørvest Vest Nordvest Befaring og kjentmann, harmonisering Lokalitet Stigvika har vært i drift siden 90 - tallet og GIFAS har lang erfaring både fra lokaliteten om området for øvrig. D aglig leder Ronald Jørgensen har lang erfaring fra lokaliteten i Stigv ika og han bekrefter at høyeste bølger kommer fra nord Havsjø og andre bølgepåvirkninger Ut fra erfaringer e r ikke lokaliteten utsatt for bølgerefleksjon, bølger over 1 meter generert av skipstrafikk eller bølgetog Tidevann Beskriving av tidevannsvariasjon skal inkludere ekstremverdier. I tabell under er tidevannsnivåene for Bodø vurdert til å v ære gjeldende for lokaliteten.

11 Side 11 av 20 Tabell 4.5 Tidevannsvariasjoner og ekstremnivå Bruk av bølgekart Det er ikke tilgjengelige bølgekart for lokaliteten som kan gi et mer nøyaktig resultat en det man har oppnådd med harmonisering av data som er kommet frem i tabell 4.3 og Bruk av vinddata fra meteorlogiske stasjoner. Kontrollerte vindhastighet med værstasjon i Bodø gjennom nettstedet til Meteorologiske Institutt (eklima.no). Høyeste 10 års vind som er registrert er dekkende for vindha stighet i tabeller 4.3 og 4.4 (se vedlegg).

12 Side 12 av Påvirkning mellom strøm og bølger Hø yeste strøm går i følge st rømmålinger mot N V og SØ o g største bølger kommer fra N Ø. D er er også betydelige bølger som går motsatt av strømretningen og strømskavl kan opptre. I forhold til bølgeberegninger som er gjort antas Hs og Tp å være dekkende for denne type bølger. 4.4 Påvirkning av is Nedising av anlegg I henhold til NS9415:2009 skal isdannelse på oppdrettsanlegg dokumenteres. L ufttemperatur, Vind og bølgeeksponering, bølger og bølgeeksponering og sjøtemperatur er alle faktorer som skal tas med i vurderingen. Det er gjort flere forsøk på beregning av is både i modellforsøk og på faste installasjoner. Istykkelsen varierer fra forsøk til forsøk og under er det gjengitt data fra et spesifikt forsøk som viser hvilke forskje ller som ble registrert i påslag av is. Ligger lokalitet en i et område med lave luft - og sjøtemperaturer og utsatt for vind vil den være utsatt for ising. Lav saltholdighet vil forsterke effekten av ispåslag. Fukusako et al. [1989] sprøytet sjøvann på en s irkulær sylinder og beregnet ismengde i løpet av en gitt tid som funksjon av temperatur, vindhastighet og vannmengde. Ut fra forsøkene som ble gjort varierer isingsraten fra 2-17 mm/time. Det vil i løpet av et døgn gi en istykkelse som varierer fra mm. I henhold til NS9415:2009 skal tyngdetettheten av is settes til 850 kg/m3. Det er gjort en vurdering om lokaliteten er utsatt for ispåslag gjennom vurderinger av meteorologiske data, sammenholdt med lokale kunnskaper. Lokaliteten Stigvika og området for øvrig kan ha sjøtemperaturer under 4 grader og lufttem peraturer lavere enn - 10 grader. Det kan bli påslag av is ved langvarig vær og kulde fra Ø, men dette oppleves ikke til å forårsake problemer for anlegget. GIFAS opplyser om a t is tykkelse kan komme opp i 2 cm på flytekrager (mest is på rekkverk og mindre lengre mot havnivå), men at dette ikke forekommer årlig. Hovedkomponentene ved lokaliteten er dimensjonert for slike belastninger og det er følgelig ikke behov for ekstraordinære tiltak for å f jerne isen. Bedriften har uansett egne prosedyrer for håndtering av anlegg hvis det er behov for ekstraordinære tiltak. Hva dette kan bety av risiko for anleggsinstallasjoner må dokumenteres og avklares i en risikoanalyse Drivis og innfrysing Indre deler av Morsdalfjorden kan fryse til om vinteren, men ikke der anlegget ligger. Det kan forekomme drivis på grunn av dette. GIFAS har egne prosedyrer for dette når det f orekomme r. Isen løser seg opp før den når ut til anlegget og/eller passerer anle gget i mindre deler. Hva dette kan bety av risiko for anleggsinstallasjoner må dokumenteres og avklares i en risikoanalyse.

13 Side 13 av 20 Figur 4.3 Område og topografi for Morsdalsfjorden som renner ut på vestsiden av Sandhornøya og Nordfjorden som renner på østsiden. Rødt punkt viser lokalitet Stigvika.

14 Side 14 av 20 Tabell 4. 6 Sjekkliste for vurdering av bølger og is. Kontrollert Kommentarer: Beregning med effektiv ok strøklengde Vurdering av lokale ok Lokalitet i drift siden 90 - tallet. forhold Bruk av kunnskap lokalt ok Samtale Ronald Jørgensen Begrunnet punkt for bølgeberegning ok Det er gjort for punkt midt i anlegget da dette vil være det mest representative punktet mtp strøk. Vurder påvirkning mellom ok bølger og strøm Vurder lokalitet for hav sjø ok I følge lokal kunnskap er ikke Morsdalsfjorden utsatt for havdønning. Vurder lokalitet for bølgetog Vurder lokalitet for bølgerefleksjon Vurder lokalitet for bølger over 1 meter som er generert av båttrafikk Vurder bruk av bølgekart for lokalitet. ok ok ok ok Ingen kjent påvirkning. Ingen kjent påvirkning. Ingen kjent påvirkning. Kontrollert vinddata med historiske data fra Meteorologiske Institutt for 10 års vind. Ikke tilgjengelig bølgekart. Vurder lokalitet for nedising ok Kan forekomme ising på anlegg ved langvarig vær Ø. Det har ikke vært behov for ekstraordinære tiltak for fjerning av isen. Hva dette kan bety for anleggsinstallasjoner må dokumenteres og avklares i en risikoanalyse. Vurder lokalitet for drivis ok Ifølge erfaring kan innerste deler av området i fjorden fryse til. GIFAS har egne prosedyrer for dette og det er ikke uvanlig at det må iverksettes tiltak i slike perioder. Hva dette kan bety for anleggsinstallasjoner må dokumenteres og avklares i en risikoanalyse. Vurder lokalitet for innfrysing ok Forekommer ikke.

15 Side 15 av Bunntopografi og anleggsplassering ved lokalitet 5.1 Bunntopografi Lokalitet Stigvika ligger i Morsdalsfjorden. Oppdrettsanlegget ligger orientert mot 90 grader og dekker et område i overflaten som er synlig på ca 400 x 150 meter. I tillegg kommer fortøyningsliner som strekker seg fra rammefortøyningen og stålanlegg til bunnfester, se figur 5.1. Dybden un der anlegget er mellom meter. I figur 5.1 under er det tegnet inn en skjematisk grovskisse av anlegget og noen få fortøyningsliner i hver retning. Figur 5.1 Lilla felter viser bunnregistreringer som er gjort i Olex. Tabell 5.1 Bunntype ved fortøyningsfester. Retning Bunntype Type bunnfeste Dybde Mot N V S and Anker meter Mot N Ø Sand Anker 140 meter Mot S Ø Sand/Fjell Undervannsbolt /Anker meter Mot SV Fjell Undervannsbolt 10 meter

16 Side 16 av 20 Figur D skisse bunntopografi under anlegg med fortøyni n gsliner. Anlegget er sett fra nord og kun tegnet inn skjematisk i grove trekk. 6.0 Dataredigering og kvalitetskontroll 6.1 Strøm Strømmål ing og lagring av strømdata er foretatt av GIFAS AS. S trømfiler i ex cel format med rapport ble sendt til Noomas for videre behandling. 6.2 Bølger. For beregning av bølgedata er dataprogrammet Olex benyttet for å finne frem til strøklengder fra de ulike kompassretningene. Data ble importert til dataprogrammet Excel hv or bølgehøyder, pikperiode, strøklengder fremkommer av innlagte formler etter effektiv strøklengde. Bølgedata kontrolleres opp mot erfaringer fra området og justeres hvis spesiell forhold tilsier det (grunnområder, fjellformasjoner etc.). Vindhastighet er kontrollert opp mot målinger fra de 2 nærmeste værstasjoner. 6.3 Bunnkartlegging og a n leggstegning Bunnkartlegging og tegning av anlegget er utført ved hjelp av dataprogrammet Olex. Arbeidet er utført av Noomas. 6.4 Kvalitetskontroll Rapporten kontrolleres etter Noomas interne prosedyrer og signeres av kontrollperson. Alle miljølaster som fremkommer sammenlignes med lokal kunnskap hvis mulig. For lokalitet Stigvika og området forøvrig er daglig leder Ronald Jørgensen benyttet i denne prosessen.

17 Side 17 av Litteraturliste Norsk Standard 9415: Flytende oppdrettsanlegg: Krav til lokalitetsundersøkelse, risikoanalyse, utforming, dimensjonering, utførelse, montering og drift. Norsk Standart NS - EN :2005. Allmenne laster - Vindlaster Statens kartverk sjø. Tidevannstabeller for den norske kyst. 74 Årgang Olex (2007): Olex, K artlegging sprogram av havet. Sintef (2006): Islaster - Isvekst og forslag til tiltak. GIFAS AS: GIFAS Lokalitetsklassifisering strøm bølger Stigvika jun 10. Og Strømmålinger Stigvika oppsummert.excel

18 Side 18 av Vedlegg Figur 8.16 Høyest e vindhastighet fra Bodø VI i perioden

19 Side 19 av 20 Figur 8.17 Middel vindhastighet fra Bodø VI i perioden

20 Side 20 av 20 Figur 8.18 Minimumstemperatur (luft) fra værstasjon Bodø Vågønes i perioden