Mainstream Norway AS. Lokalitetsrapport Storholmen. Akvaplan-niva AS Rapport:

Transkript

1 Mainstream Norway AS Lokalitetsrapport Storholmen Akvaplan-niva AS Rapport:

2 This page is intentionally left blank

3 Akvaplan-niva AS Rådgivning og forskning innen miljø og akvakultur Org.nr: NO MVA Framsenteret 9296 Tromsø Tlf: , Fax: Rapporttittel / Report title Mainstream Norway AS, Lokalitetsrapport Storholmen Forfatter(e) / Author(s) Lars F. Øvvergaard Akvaplan-niva rapport nr / report no Dato / Date Antall sider / No. of pages 12+ Vedlegg Distribusjon / Distribution Gjennom oppdragsgiver Oppdragsgiver / Client Mainstream Norway AS Nordfold, 8286 Nordfold Oppdragsg. referanse / Client s reference Jonny Oppdahl Sammendrag / Summary Rapporten erstatter APN-rapport 3221, med følgende endringer: Vurdering av havsjø, beskrivelse av ising,nye strømmålinger på 5 og 15m og oppdatering av bunnkartlegging. Akvaplan-niva har gjennomført en lokalitetsundersøkelse av lokaliteten Storholmen iht. de krav som stilles i NS 9415:29 Krav til lokalitetsundersøkelse, risikoanalyse, utforming, dimensjonering, utførelse, montering og drift. Modelleringen viser at lokaliteten har en største bølgehøyde med 5 års returperiode på 1,8 m, pikperiode på 4,3 s og maks strømhastighet med 5 års returperiode på 97,6 cm/s på 5 m dyp og 18,7 cm/s på 15 m dyp. Prosjektleder / Project manager Kvalitetskontroll / Quality control Lars F. Øvergaard Thor Arne Hangstad 212 Akvaplan-niva AS. Rapporten kan kun kopieres i sin helhet. Kopiering av deler av rapporten (tekstutsnitt, figurer, tabeller, konklusjoner, osv.) eller gjengivelse på annen måte, er kun tillatt etter skriftlig samtykke fra Akvaplan-niva AS.

4

5 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 INNLEDNING METODE Vindgenererte bølger Skipsgenererte bølger Havsjø Bunndata Strømmålinger RESULTATER Strømmålinger Tidevannsstrøm Vindgenerert strøm Utbrudd av kyststrøm Vårflom og snø- og issmelting Bølgemodellering Bunntype ISLAST INSTRUMENTBESKRIVELSE LITTERATURLISTE VEDLEGG Strømmålinger m dyp m dyp Anleggstegning og bunnkartlegging Beregning istabell... 2 Mainstream Norway AS, Akvaplan-niva AS Rapport

6 1 Innledning Akvaplan-niva har på oppdrag fra Mainstream Norway AS foretatt en lokalitetsundersøkelse på lokaliteten Storholmen. Undersøkelsen er utført i henhold til NS 9415:29 Krav til lokalitetsundersøkelse, risikoanalyse, utforming, dimensjonering, utførelse, montering og drift. Lokaliteten Storholmen (Figur 1) ligger i utløpet av Bekkarfjorden ved Vargsundet, Kvalsund kommune i Finnmark. Figur 1 Plassering av lokalitet Storholmen på olexkart. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 2

7 2 Metode 2.1 Vindgenererte bølger Det er ikke gjennomført bølgemålinger i området rundt Storholmen og det er derfor gjort teoretiske beregninger av bølgehøyde på lokaliteten. Beregningene tar utgangspunkt i at området er primært utsatt for vindgenererte bølger, der bølgehøyden øker tilnærmet proporsjonalt med vindhastigheten og kvadratroten av strøklengden. For beregning av bølgeparametre er det benyttet justert vindhastighet (U A ) (jfr. NS-EN ). Den justerte vindhastigheten er oppgitt med en returperiode på 1 og 5 år med p-verdier på hhv.,1 og,2. Strøklengder er beregnet ved hjelp av OLEX. Bølgeberegning er utført i et JonSwap-spekter. Den signifikante bølgehøyden (H s ) og pikperioden (T p ) er beregnet ut fra den justerte vindfarten (U A ). Lokaliteten er mest eksponert for vind og bølger fra nord-nordøst og sør (Figur 2). Figur 2 Bølgeeksponering på lokaliteten Storholmen. Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

8 2.2 Skipsgenererte bølger Lokaliteten ligger i et område uten vesentlig skipstrafikk. Det er foretatt en vurdering av bølgehøyde i forhold til avstand og størrelse på passerende skip, og det forventes ikke bølger som overskrider lokalgenerert vindsjø (Hansen, pers medd). 2.3 Havsjø Lokalitet Storholmen har ingen åpne sektorer ut mot storhavet, og eventuelle havdønningers påvirkning på lokaliteten er vurdert til å være minimal. Det vurderes at vindgenererte bølger vil påføre vesentlig større belastning på anlegget enn havbølger, og det er fokusert på modellering av disse. 2.4 Bunndata Bunndata er levert av Statens Kartverk. Oppmålingene er gjort med multistråle ekkolodd, og kvalitetssikring av data er gjort av Statens Kartverk. Bunndata er importert til OLEX. Registrering av bunndata er gjort iht. krav i NS 9415: Strømmålinger Strømmåling ble foretatt med målere fra Akvaplan-niva i perioden Målerne var innstilt på registrering av strømhastighet og strømretning med 1 minutters intervall (se vedlegg). Målingene ble utført i posisjon N , Ø , som antas å være representativt for hele lokaliteten. Kvalitetssikring av data og framstilling av grafikk ble foretatt av Akvaplan-niva. I følge NS-9415 skal man estimere forventede ekstremverdier for lokaliteten. Dette beregnes ved å multiplisere høyest registrerte strømhastighet i måleperioden med angitte multiplikasjonsfaktorer på 1,65 og 1,85 for henholdsvis 1 og 5 års returperiode. NS 9415:29 sier Hvis høyeste dimensjonerende strømhastighet med en returperiode på 5 år, basert på en måling i én måned blir lavere enn 5 cm/s, skal den dimensjonerende strømhastigheten (5 års returperiode) på lokaliteten uansett settes til 5 cm/s. De andre verdiene i strømrosen skal økes prosentvis tilsvarende. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 4

9 3 Resultater 3.1 Strømmålinger Resultatene fra modellering av bølger og strøm er presentert i Tabell 1. Strømresultatene er justerte iht. NS 9415 kapittel og presentert med hensyn til kjøring av lastkombinasjoner (NS 9415 kapittel 6.7). Resultatene fra strømmålinger på 5 meters dyp viser at hovedstrømsretningen og massetransport av vann er definert mot nordøst, 45 grader, med en mindre returstrøm mot vest-sørvest 24 grader. Det er tydelig sammenheng mellom retningsendringene og tidevannskiftene. Gjennomsnittlig strømhastighet er 12,9 cm/s. 57 % av målingene er 1 cm/s og 35 % av målingene er mellom 1 og 3 cm/s. 7 % av målingene er mellom 3 og 1 cm/s, og 1 % av målingene er < 1cm/s. Resultatene på 15 meters dyp viser at hovedstrømsretningen og massetransport av vann her er definert mot nordøst, 45 grader, med en mindre returstrøm mot vest-sørvest grader. Det er tydelig sammenheng mellom retningsendringene og tidevannskiftene. Gjennomsnittlig strømhastighet er 12,7 cm/s. 56 % av målingene er 1 cm/s og 37 % av målingene er mellom 1 og 3 cm/s. 7% av målingene er mellom 3 og 1 cm/s, og 1 % av målingene er < 1cm/s. Maksimal strømhastighet i den målte periode på 5 og 15 m var hhv. 52,8 og 58,7 cm/s, noe som tilsvarer 97,6 og 18,7 cm/s for 5 års returperiode for de respektive dyp. Strømmålingene er vurdert sammen med lokalkjente og det konkluderes med at de er representative med hensyn til årstidsvariasjon (Hansen, pers medd). 3.2 Tidevannsstrøm Resultatene viser at hovedstrømretning på de to dypene er lik, og det er tydelig sammenheng mellom retningsendringene og tidevannsskiftene. Resultatene indikerer at strømmen til hovedsakelig er styrt av tidevannet. 3.3 Vindgenerert strøm Vindgenerert strøm vil i hovedsak gjøre seg gjeldende for resultater fra målinger på 5 meter da vindpåvirkning i vannsøylen avtar med dyp. For at strøm på 15 meter skal påvirkes nevneverdig er det nødvendig med sterk vind fra samme retning over lengre perioder. Dette ser man sjeldent inne i fjorder og kystnære strøk hvor anlegg er lokalisert. Strøm på 5 meter har tilnærmet lik maksimal hastighet og gjennomsnittshastighet som strøm på 15 meter. Resultatene indikerer at strømmen i liten grad er påvirket av vind. Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

10 3.4 Utbrudd av kyststrøm Kyststrømmen går i de dypere deler av vannsøylen og vises sjeldent på dyp opp mot 15 meter. Innblanding av kyststrøm kan sees som en plutselig økning i temperatur. Det ble observert relativt jevn sjøtemperatur i hele måleperioden, noe som indikerer at strømmen ikke er påvirket av kyststrømmen. 3.5 Vårflom og snø- og issmelting Strømmålingene ble gjort i januar/februar, en periode hvor det normalt ikke forekommer større snø- og issmeltinger som kan ha hatt innvirkning på resultatene. Det er heller ingen større ferskvannstilførsel i nærheten som tilsier at målingene skulle ha latt seg påvirke. 3.6 Bølgemodellering Største modellerte bølgehøyde er 1,8 meter og kommer fra sør 18 grader med pikperiode 4,3 s (Tabell 1). 3.7 Bunntype I følge B-undersøkelse (Bottengård, 28) består bunnen Bunnen på lokaliteten består av middels grov stein med innslag av sand og grus. Ut i fra bunnkartleggingen er det rimelig å anta at substratet på de fleste festepunktene er tilsvarende som under anlegget. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 6

11 Tabell 1 Resultater fra bølgemodellering. JonSwap spekter. Retning for vind og bølger er angitt slik at de kan avleses sammen med strøm. Strøm (5m) Strøm (15m) Vind Bølger Retning Maks 1 5 Justert 1 Justert 5 Maks 1 5 Justert 1 Justert 5 Retning vind, bølger 1 5 Hs Tp Hs Tp 19,5 32,1 36, 11,8 19,4 21, ,6 3,9 1,8 4, ,3 41,7 46,8 25,4 42, 47, ,5 4, 1,7 4,4 3 42,4 7, 78,5 43,3 71,4 8, ,5 3,8 1,7 4, ,3 71,4 8,1 4,5 66,8 74, ,4 3,5 1,5 3,9 6 32,9 54,3 6,8 31,3 51,6 57, ,3 3,2 1,4 3,6 75 2,1 33,1 37,1 21,2 35, 39, ,1 3, 1,2 3,3 9 12, 19,8 22,2 12,6 2,8 23, , 2,8 1,1 3, , 18,2 2,4 11,8 19,5 21, ,8 2,6,9 2,9 12 4,2 6,9 7,7 4,8 7,9 8, ,7 2,3,8 2, ,9 9,7 1,8 4, 6,6 7, ,5 1,9,6 2,1 15 5,3 8,8 9,9 5,6 9,2 1, ,5 1,7,6 1, ,6 27,5 3,8 8,8 14,6 16, ,5 1,8,5 2, 18 23,7 39,1 43,8 12, 19,9 22, ,5 2,5,5 2, ,7 57,2 64,1 26, 42,9 48, ,6 3,3,7 3, ,9 64,2 72, 4, 66, 74, ,8 3,5,9 3, ,4 84,9 95,1 51,1 84,4 94, ,9 3,6 1, 4, 24 52,8 87,1 97,6 52,6 86,8 97, , 3,4 1,1 3, ,8 74, 82,9 58,7 96,9 18, ,9 3,2 1, 3, ,2 64,7 72,5 29,3 48,4 54, ,9 2,8 1, 3, , 32,9 36,9 25,1 41,4 46, ,8 2,5,9 2,8 3 19,5 32,1 36, 17,2 28,3 31, ,8 2,5,9 2, ,9 21,3 23,8 18,1 29,9 33, ,9 2,8 1, 3,1 33 1,2 16,8 18,9 8,8 14,5 16, , 3,1 1,1 3, ,6 3,6 34,3 8,5 14,1 15, ,5 3,7 1,7 4,1 Maks 52,8 87,1 97,6 58,7 96,9 18,7 26, 29, 1,6 4, 1,8 4,4 1 5 Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

12 4 Islast Under gjennomføring av undersøkelse har lokalitet blitt vurdert med tanke på eksponering for snø og is. I henhold til personer med kjennskap rundt lokale forhold har ikke snø og is vært av større betydning for fiske eller oppdrett i området. Ved kulde og sterk vind fra øst til sørøst har det vært observert ising på anlegget, men dette har ikke medført større problemer. Det blir opplyst at oppdretter har prosedyrer for hvordan de skal håndtere et eventuelt ispåslag. Som ledd i vurdering av ising er det blitt gjennomført beregninger for ispåslag. Ved bruk av langtidsstatisitkk for vind og lufttemperatur er det satt opp en frekvenstabell (Tabell 2) basert på ispredikatortabell (Tabell 3). Statistikk for vind og temperatur fra nærmeste værstasjon, Hammerfest Lufthavn, ble hentet fra eklima sine hjemmesider. Data er tilgjengelig fra til , og dette vurderes tilstrekkelig lenge for at data kan brukes som langtidsstatistikk. Tabell 2 viser antall observasjoner av kombinasjon av gitte vindstyrker og temperaturer i måleperioden. Tabell 3 viser forklaring av de ulike fargesonene i Tabell 2. For beskrivelse av metode for å beregne islaster se vedlegg kap Tabell 2 viser antall observasjoner av gitt vindhastighet og temperatur ved målestasjon på Hammerfest Lufthavn i perioden til Sjøvannstemp 1 Vind (m/sek) Lufttemperatur Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 8

13 Tabell 3 viser påslag av is for de ulike sonene. Isprediktor Isklasse Ingen Noe Moderat Kraftig Ekstrem Israte (cm/time) <,7,7-2, 2,-4, >4, Israte (kg/m2/time),8-6, 6 34 >34 Tabell 2 og 3 viser at det ikke har vært observert vind/temperatur-kombinasjoner som kan medføre ekstrem ising. Videre viser tabellene at det i løpet av måleperiodern har vært gjort 2 observasjoner som tilsier fare for kraftig ising. Ved kraftig ising vil det være et estimert ispåslag på 2,-4, cm/time, noe som tilsvarer en isvekt på mellom 17 kg/m 2 /time og 34 kg/m 2 /time. I den tilgjengelige tidsperiode er det blitt gjort 123 registreringer som tilsier fare for moderat ising. Ved moderat ising vil estimert ispåslag være på,7-2, cm/time, noe som tilsvarer en isvekt på mellom 6 kg/m 2 /time og 17 kg/m 2 /time Storholmen (5 m dyp) vanntransport (m^3(m^2)*døgn) Figur 3 Bølgeeksponering for lokalitet Storholmen. Figur 4 Hovedretning av strøm på 5 meter. Lokaliteten er mest eksponert for vind og bølger fra sør,sør-sørvest og nord-nordøst (Figur 3 og Tabell 1), og dermed utsatt for ising ved kulde og sterk vind fra disse retningene. Brytingen av vindgenererte bølger kan forsterkes dersom strømmen på 5 m (Figur 4) dyp går mot vindretning. Det er ingen fare for innfrysing av anlegg, og faren for drivis vurderes som liten (Hansen, pers medd). Resultater fra beregningene underbygger uttalelse om at det kan oppstå ising på anlegg, og at visser forhololdsregler bør tas. Dersom det oppstår vind- og temperaturkombinasjoner i henhold til Tabell 2 som tilsier moderat eller kraftigere ising må oppdretter iverksette tiltak for overvåkning og eventuell avising. Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

14 5 Instrumentbeskrivelse Strømmålingene er utført ved hjelp av akustiske punktmålere fra Aanderaa (Seaguard 442), og metodikk er i henhold til NS :23 Oseanografi Del 1 Strømmålinger ved hjelp av ADCP. Strømmåleren måler strømhastighet og strømretning samt temperatur. Måleren registrerer strøm i intervallet til 3 meter per sekund, med en oppløsning på,1 mm per sekund. Målerne var innstilt på registrering av strømhastighet og retning med 1 minutters intervall. Resultatene fra strømmålingene er importert over til Microsoft Excel og manuelt kontrollert for feil. Målinger fra før og under utsett, samt under og etter opptak er fjernet. Bunnkartlegging er utført med multistrålelodd, og er levert av Statens Kartverk. Tegning av anlegget er utført ved hjelp av OLEX. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 1

15 6 Litteraturliste Akvakultur og Oppdrettsanlegg i Nord. Sjøsprøytising av merdanlegg- sikkerhet mot is og nedising, Gjermund Bahr. Barlindhaug Norfico/Barlindhaug consulting 28. Bottengård, L., 28. Miljøundersøkelser type B, Storholmen 28. APN-rapport 451 (I)1., 1s Jensen Ø. 26 SINTEF rapport: Islaster-isvekst og forslag til tiltak. NS-EN Eurokode 1: Laster på konstruksjoner Del 1-4: Allmene laster Vindlaster. NS-EN Eurokode 1: Laster på konstruksjoner Del 1-4: Allmene laster Vindlaster. NS Krav til lokalitetsundersøkelse, risikoanalyse, utforming, dimensjonering, utførelse, montering og drift. NS Oseanografi Del 1. Strømmålinger i faste punkter. NS :23. Oseanografi Del 1 Strømmålinger ved hjelp av ADCP. Pers medd. Tor Einar Hansen, Driftsleder Storholmen Mainstream Norway avd Finnmark. Superstructure spray and ice accretion on a large U.S. Coast Guard cutter C.C. Ryerson, U.S. Army Cold Regions Research and Engineering Laboratory, Hanover, New Hampshire, USA. Received 14 October Accepted 23 February Available online 16 March 2. Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

16 Hastighet (cm/sek) 7 Vedlegg 7.1 Strømmålinger m dyp Storholmen (5 m dyp) Hastighet (cm/s.) Temp Max 52,8 5,6 Min,1 3,8 Gj.snitt 12,9 4,8 % av målinger > 1 cm/s 57 % % av målinger < 1 > 3 cm/s 35 % % av målinger < 3 > 1 cm/s 7 % % av målinger < 1 cm/s 1 % 95-prosentil (95 % av målinger ligger mellom og ant cm/s. => 28,2 Residual strøm 4,3 Residual retning 9 Varians (cm/sek)2 69,4,3 Standardavvik 8,3 Stabilitet (Neumanns parameter), Storholmen (5 m dyp) vanntransport (m^3(m^2)*døgn) Storholmen (5 m dyp) Tid Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 12

17 Ant. obs. Retning Storholmen (5 m dyp) Maks hastighet (cm/s) Storholmen (5 m dyp) Gjennomsnitts hastighet (cm/s) Storholmen (5 m dyp) Tid Storholmen (5 m dyp) Retning Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

18 Hastighet (cm/s) Temperatur Ant. obs. 25 Storholmen (5 m dyp) Hastighet cm/sek 2 Storholmen (5 m dyp) Tid Storholmen (5 m dyp) Retning Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 14

19 Hastighet (cm/sek) m dyp Storholmen (15 m dyp) Hastighet (cm/s.) Temp Max 58,7 5,6 Min,2 3,8 Gj.snitt 12,7 4,8 % av målinger > 1 cm/s 56 % % av målinger < 1 > 3 cm/s 37 % % av målinger < 3 > 1 cm/s 7 % % av målinger < 1 cm/s 1 % 95-prosentil (95 % av målinger ligger mellom og ant cm/s. => 27,4 Residual strøm 3,3 Residual retning 9 Varians (cm/sek)2 68,7,3 Standardavvik 8,3 Stabilitet (Neumanns parameter), Storholmen (15 m dyp) vanntransport (m^3(m^2)*døgn) Storholmen (15 m dyp) Tid Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

20 Ant. obs. Retning Storholmen (15 m dyp) Maks hastighet (cm/s) Storholmen (15 m dyp) Gjennomsnitts hastighet (cm/s) Storholmen (15 m dyp) Tid Storholmen (15 m dyp) Retning Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 16

21 Hastighet (cm/s) Temperatur Ant. obs. 3 Storholmen (15 m dyp) Hastighet cm/sek 2 Storholmen (15 m dyp) Tid Storholmen (15 m dyp) Retning Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

22 Vanntransport Totalt Per døgn retn. (m^3/m^2) (m^3/m^2*døgn) Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 18

23 7.2 Anleggstegning og bunnkartlegging Bunnkartlegging med anleggsplassering av lokaliteten Storholmen. Ekvidistanse 5 m. Bunnkartlegging med anleggsplassering av lokaliteten Storholmen. Ekvidistanse 5 m. Dybder i tall. Mainstream Norway AS Akvaplan-niva AS Rapport

24 7.3 Beregning istabell Tabellen er basert på Guest Et al sin formel: PPR = isprediktor Va = vindfart (m/s) Tf = frysepunkt til sjøvann (-1,7 C) Ta = lufttemperatur Tw = sjøtemperatur Resultater som fremkommer ved bruk av overnevnte formel for kombinasjon av lufttemperatur, vindhastighet, sjøtemperatur og sjøtemperaturs frysepunkt. Sjøvannstemp 1 Vind (m/sek) Lufttemperatur Verdier som tilsvarer ingen, noe, moderat, kraftig og ekstrem ising. Isprediktor < -22,4 22,4-53,3 53,3-83, >83, Isklasse Ingen Noe Moderat Kraftig Ekstrem Israte (cm/time) <,7,7-2, 2,-4, >4, Israte (kg/m2/time),8-6, >34 Ved å plotte inn data fra langtidsstatistikk, det vil si antall observasjoner av kombinasjon av temperatur og vindstyrke, i fargematrisen over kan man lese ut estimert mengde ising for en gitt temperatur/vind-kombinasjon. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 2