Egil Kristoffersen & Sønner AS

Transkript

1 Egil Kristoffersen & Sønner AS Strømmålinger Uvåg 5, 15, 33 og 41 m eter 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 Fram senteret 9296 Tromsø Tlf: , Fax: Rapporttittel / Report title Egil Kristoffersen & Sønner AS, Strømmålinger Uvåg, 5, 15, 33 og 41 meter Forfatter(e) / Author(s) Thomas Heggem Akvaplan - niva rapport nr / report no Dato / Date Antall sider / No. of pages 11 + Vedlegg Distribusjon / Distribution Gjennom oppdragsgiver Oppdragsgiver / Client Egil Kristoffersen & Sønner AS Jennskarveien 52, 8475 Straumsjøen Oppdragsg. referanse / Client s reference Jørn Finvåg Sammendrag / Summary Akvaplan - niva AS har gjennomført strømmåling er på lokalitet Uvåg i perioden Måler ne var satt ut i posisjon N / Ø Hovedfunn er oppsummert i tabell under: Gjennom s nitt Hoved retning Temperatur Dybde Maks hastighet hastighet vanntransport gjennomsnitt (m) (cm/sek) (cm/sek) (grader) (grader) 5 26,0 5,4 5 10, ,9 5, , ,5 4, , ,6 1,6 15 8,4 Prosjektleder / Project manager Kvalitetssikring Tomas Heggem Kristine Steffensen 2016 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 Utsett og opptak av målere Plassering og dyp Beskrivelse av rigg Strømmålinger RESULTATER Strømmålinger Tidevannsstrøm Vindgenerert strøm Utbrudd av kyststrøm Vårflom og snø - og issmelting Datakvalitet INSTRUMENTBESKRIVE LSE LITTERATURLISTE VEDLEGG Strømmålinger m dyp m dyp m dyp m dyp Riggskjema Egil Kristoffersen & Sønner AS, Akvaplan - niva AS Rapport

6 1 Innledning Akvaplan - niva har på oppdrag fra Egil Kristoffersen & Sønner AS foretatt strømmåling er på lokalitet Uvåg, Bø kommune i Nordland fylke. Strømmålingen e er utført for å tilfredsstille de krav som stilles i Fiskeridirektoratets søknadsskjema Akvakultur i Flytende anlegg ( ), samt de krav som stilles i NS 9415:2009 Krav til lokalitetsundersøkelse, risikoanalyse, utfo rming, dimensjonering, utførelse, montering og drift. Det sto d ingen installasjoner i sjøen i de t aktuelle område t som kunne ha påvirket målingenes hastighet eller retning. Metodikk er i henhold til NS 9425 Del 1 Strømmåling i faste punkter og NS 9425 Oseanografi Del 2. Strømmålinger vha. ADCP. Skjema for strømmålinger som skal brukes i akkreditert arbeid: Henvisning Forutsetninger Status NS 9415: Posisjon for utsett er representativt for hele lokalitet Ja NS 9415: Posisjon for antatt høyes strømhastighet på lokalitet Ja NS 9415: Logging av strøm min hvert 10. minutt Ja NS 9415: Tid, fart og retning er registret i hele perioden Ja NS 9415: Måleperioden er på minimum 28 dager (en månefase) Ja NYTEK Eksterne forhold som har påvirket målingene Nei APN Prosedyrer Prosedyre for strømmålere og strømmålinger er fulgt Ja Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 2

7 2 Metode 2.1 Utsett og opptak av målere Målerne er satt ut og tatt opp av personell fra Akvaplan - niva AS. 2.2 Plassering og dyp. Posisjon, måledyp, totalt dyp og intervall for målingene er angitt i Tabell 1. Tabell 1. Måle dyp, posisjon, totalt dyp, måle periode og intervall for strømmålingene. Måledy p 5 meter 15 meter 33 meter 41 meter Posisjon N N N N Ø Ø Ø Ø Dyp posisjon 43 meter 43 meter 43 meter 43 meter Dato måleserie Reell målerperiode 31 døgn 31 døgn 31 døgn 31 døgn Dato start - stopp Registreringsavbrudd Nei Nei Nei Nei Målerintervall 10 min 10 min 10 min 10 min Navigasjonssystem gps gps gps gps Bestemmelse av dyp Olex Olex Olex Olex 2.3 Beskrivelse av rigg Målerne ble satt ut på en rigg med målere på 5, 15, 33 (spredningsstrøm) og 41 (bunnstrøm) meter dyp (vedlegg 6.2). 2.4 Strømmålinger Posisjon for strømmålinger vurderes som representativt for hele lokaliteten. Kvalitetssikring av data og framstilling av grafikk ble foretatt av Akvaplan - niva AS. Alle strømmålingener utført samtidig i samme fortøyningsrigg. Trykkmålingene på 5 meters dybde har gitt unormalt resultat. Det antas at trykk sensoren har vært defekt. Ved gjennomgang og vurdering av reste rende data, ser disse riktige ut. Målingene er vurd ert som gode og reelle i henhold til prosedyrer i Akvaplan - n iva. Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

8 For å skille ut tidevannskomponenten av strømmen ble det foretatt en harmonisk analyse av strømmen. Strømhastigheten ble først midlet over ½ - time for å fjerne målestøy fra tidsserien før analysen ble utført. Tidevannsestimatet og variansen til tidevann sam menlignet med variansen til totalstrømmen er beregnet fra perioden Resultatene fra den harmoniske analysen ble brukt til å reprodusere tidevannsbidraget i måleserien ved hjelp av en tidevannsmodell (Codiga, 2011). Totalstrømmen er mid let over ½ - time før variansellipsen estimeres, slik at variansen for de to komponenten er estimert på samme grunnlag. Variansellipsene viser ett standardavvik av variansen til a) alle målingene og b) den reproduserte tidevannskomponenten. Varians forklar t kan estimeres fra korrelasjonen (r) mellom totalstrøm og tidevannsstrøm og regnes ut fra formelen: Varians forklart = [korrelasjonskoeffesient(fart_tidevann, fart_totalstrom )] 2. Dette gir et mål på hvor mye av den totale variansen som kan forklares v ed estimerte tidevannskomponenten. Det er viktig å notere seg at disse ellipsene ikke er en klassisk tidevannsellipse men en variansellipse av tidevannskomponenten til strømmen, og videre at tidevannet er estimert fra en modell og ikke faktiske målinger. Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 4

9 3 Resultater 3.1 Strømmålinger Resultatene fra strømmåling på 5 meters dyp viser at hovedstrømretning og massetransport av vann er definert mot nord ( 5 grader), med en moderat returstrøm mot sør vest (195 grader). Gjennomsnittlig strømhastighet er 5,4 cm/s. 0,7 % av målingene er > 20 cm/s, 13,6 % av målingene er > 10 cm/s, 52,3 % av målingene er mellom 10 og 3 cm/s, 28,4 % av målingene er mellom 3 og 1 cm/s og 5, 6 % av målingene er < 1cm/s. Resultatene fra strømmåling på 15 meters dyp viser at hovedstrømretnin g og massetransport av vann er definert mot sørvest (210 grader), med en moderat returstrøm mot nordøst (15 grader). Gjennomsnittlig strømhastighet er 5,0 cm/s. 7,6 % av målingene er > 10 cm/s, 60,2 % av målingene er mellom 10 og 3 cm/s, 26,3 % av målingen e er mellom 3 og 1 cm/s og 5,9 % av målingene er < 1cm/s. Resultatene fra strømmåling på 33 meters dyp viser at hovedstrømretning og massetransport av vann er definert mot sørvest ( 195 grader), med en sterk returstrøm mot nordøst (15 grader). Gjennomsnit tlig strømhastighet er 4,5 cm/s. 0,1 % av målingene er > 20 cm/s, 7,6 % av målingene er > 10 cm/s, 52, 8 % av målingene er mellom 10 og 3 cm/s, 31, 9 % av målingene er mellom 3 og 1 cm/s og 7, 6 % av målingene er < 1cm/s. Resultatene fra strømmåling på 41 meters dyp viser at hovedstrømretning og massetransport av vann er definert mot nordøst (15 grader), med en svak returstrøm mot sørvest (210 grader). Gjennomsnittlig strømhastighet er 1,6 cm/s. 10,3 % av målingene er mello m 10 og 3 cm/s, 55,2 % av målingene er mellom 3 og 1 cm/s og 34,4 % av målingene er < 1cm/s. Maksimal strømhastighet i den målte perioden på 5 og 15 m var henholdsvis 26, 0 og 20, 9 cm/s. Maksimal strømhastighet i den målte perioden på 33 og 41 m var henholdsvis 21,5 og 10, 6 cm/s. 3.2 Tidevannsstrøm I hovedsak er det meste av strøm i nordnorske fjorder styrt av tidevannsstrømmen. Men det varierer sterkt hvor store de sykliske endringene er inn enfor gitt tidsperiode (en tidevannsperiod eller en månefase). Strømmålingene som er utført på lokaliteten viser at tidevannskomponenten er moderat i forhold til reststrømmen.tabell 2 viser resultater fra variansanalysen for 5, 15, 33 og 41 m dyp. Variansforklart for tidevann er et statistisk tall på hvor mye av den totale variansen i vannet som kan forklares ut fra tidevannet. Tallene i Tabell 2 er forholdsvis stor e. Det estimerte tidevannet for strøm på 5 o g 15 meter kan forklare henholdsvis 23,4 % og 34,2 % i Ø - V - retning, og 27,5 % og 33,9 % i N - S - retning av Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

10 variabiliteten i strømmen på denne lokaliteten. Tilsvarende for tidevannet på 33 og 41 meter er variansen i strømmen henholdsvis 20,6 % og 19,5 % i Ø - V - retning, og 17,5 % og 30,1 % i N - S - retning Tabell 2. Varians forklart for tidevannskomponenten av varians i totalstrømmen (tall i prosent) Dyp Retning på 5 m 15 m 33 m 41 m strømkomponent Øst - Vest 23,4 % 34,2 % 20,6 % 19,5 % Nord - Sør 27,5 % 33,9 % 17,5 % 30,1 % Resultatene i Tabell 2 gjenspeiles i Figur 1 og Figu r 2, hvor man ser at ellipsen til tidevannet er et viktig bidrag for totalstrømmen i området.. Figur 1. Variansellipse for totalstrøm, tidevannsstrøm og reststrøm på 5 og 15 m. Variansellipsen viser størrelsen av ett standardavvik av variansen, både i retning og størrelse. Den blå kurven viser variansellipsen til totalstrømmen og den røde kurven viser varia nsellipsen til tidevannskomponenten av strømmen. Den sorte variansellipsen viser reststrømmen, dvs. den strømmen som ikke kan forklares av tidevannet. Resultatene er estimert fra strømdata for hele måle perioden. Den grønne pilen viser nettostrøm. Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 6

11 Figu r 2. Variansellipse for totalstrøm, tidevannsstrøm og reststrøm på 33 og 41 m. Variansellipsen viser størrelsen av ett standardavvik av variansen, både i retning og størrelse. Den blå kurven viser variansellipsen til totalstrømmen o g den røde kurven viser variansellipsen til tidevannskomponenten av strømmen. Den sorte variansellipsen viser reststrømmen, dvs. den strømmen som ikke kan forklares av tidevannet. Resultatene er estimert fra strømdata for hele måle perioden. Den grønne pile n viser nettostrøm. 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 peri oder. Dette ser man sjeldent inne i fjorder og kystnære strøk hvor anlegg er lokalisert. Det er hentet ut vinddata fra e - klima.no for Bø i Vesterålen III ( Figur 3 ). Vindrosen viser at høyeste vindhastighet er registrert mot øst. Målestasjonen ligger utsatt til for vind fra sør, noe loka liteten også gjør. Målestasjonen er noe skjermet for vind i østlig retning, men er likevel mer utsatt enn loka liteten. Vind fra vest vil bli registrert på målestasjonen før loka l iteten. Vind fra nord vil treffe målestasjonen og loka liteten omtrent samtidig, og med tilnærmet samme styrke. Begrunnet i dette vurderes vinddata fra stasjon Bø i Vesterålen III som representativt for Uvåg. Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

12 Figur 3. Vindrose for observasjoner gjort ved målestasjon (stasjon) i hele måleperioden. Figuren viser hastighet og hvilken retning vinden går mot. I perioden september - oktober har det i hovedsak vært lav til moderat vindhastighet, men med noen tilfeller med høy vindstyrke ( Figur 4 ). Figur 4. Normalisert vind - og strømhastighet i øst/vest retning og nord/sør retning. Vind - og strømretning er satt opp slik at de leses i samme retning. Vind og strøm går mot gitt retning. Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 8

13 Figur 4 v i ser at strøm på 5 meter ofte har sammenfallende retning som vinden. Det er større sammenheng mellom vind i nord/sør retning enn mot øst/vest. Lokaliteten ligger skjermet for vind mot øst og ves t, men er eksponert for vind mot sør. Vind mot nord må blåse over Hadseløya før det treffer lokaliteten, og blir derfor noe redusert. Samlet bilde av resultatene og vurdering av stasjonens plassering i forhold til lokalitet en tils i er at vind har hatt betydning for strøm i området i måleperioden. 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 endring i temperatur. Målingen på 5 meter vis er hovedsakelig en jevn temperatur. Ved ett tilfelle ble det registrert ett fall på 1 ºC. Dette inntraff samtidig som det ble registrert høy strømhastighet mot nordøst. Endringen i strømhastighet kan ha introdusert kaldere vann ved 5 meter. Resultatene i ndikerer ikke innblanding av kyststrømmen på dette dypet. Ved økende dybde er temperatur en mer jevn enn ved 5 meter. Resultatene fra 15, 33 og 41 meter indikerer ikke innblanding av kyststrømmen. 3.5 Vårflom og snø - og issmelting Strømmålinger ble gjort i perioden september - oktober, en periode hvor det ikke forekommer snø - og issmeltinger. 3.6 Datakvalitet Det er ingenting som tyder på at værforhold har forstyrret målingene. Resultatene fra strømmålingene analyseres i egen strømpr o gram, AdFontes. Gjennom AdFontes gjøres det først en grovrens hvor alle punkter som ligger utenfor faste kriterier anbefalt av produsent, samt at alle datapunkter der trykksensoren har registrert målinger over 2 m fra overflaten (instrument ikke vært i van n) fjernes fra dataserien. Data kvalitetssjekkes visuelt via AdFontes. Logg over renset data blir lagret hos Akvaplan - niva AS. Resultatene som presenteres er direkte overført fra rådata. Det utføres ingen reduksjon av støy eller datakompresjon. Tidevanne t er filtrert med ½ - timers intervall. Kalibrering av målere er gjennomført iht. leverandørs anbefaling. Historikk over kalibrering lagres internt hos Akvaplan - niva AS. Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

14 4 Instrumentbeskrivelse Strømmålingene er utført ved hjelp av Seaguard dopplermåler f ra Aanderaa Instrumentbeskrivelse finnes i Tabell 3. Tabell 3. Instrumentbeskrivelse. Måledyp 5 m 15 m 33 m 41 m Type måler Anderaa Anderaa Anderaa Anderaa Modell Seaguard Seaguard Seaguard Seaguard Målerprinsipp Dopple r Doppler Doppler Doppler Serienr Nøyaktighet ± 1 % ± 1 % ± 1 % ± 1 % Oppløsning 0,5 mm/s 0,5 mm/s 0,5 mm/s 0,5 mm/s Responsområde 0 3 m/s 0 3 m/s 0 3 m/s 0 3 m/s Varighet midlingsperiode Antall rådatamålinger pr. aggregert dataverdi 2,5 min 2,5 min 2,5 min 2,5 min Modifikasjon Ingen Ingen Ingen Ingen Kalibrering APN - logg APN - logg APN - logg APN - logg Instrumentlogg APN - logg APN - logg APN - logg APN - logg Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 10

15 5 Litteraturliste Codiga, D.L. Unified Tidal Analysis and Prediction Using the UTide Matlab Functions (2011) Fiskeridirektoratet. Veileder søknadsutfylling Veileder for utfylling av søknadsskjema for tillatelse til akvakultur i flytende eller landbasert anlegg. NS Krav til lokalitetsundersøkelse, risikoanalyse, utforming, dimensjonering, utførelse, montering og drift. NS Oseanografi Del 1. Strømmålinger i faste punkter. NS Oseanografi Del 2. Strømmåling vha. ADCP. Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

16 Tabell Ta 6 Vedlegg 6.1 Strømmålinger m dyp Oppsummering resultater Uvåg 5 meter. Total vanntransport Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 12

17 Maksimal hastighet Strømstyrke og retningsfordeling. Totallengden på sektorene indikerer andel målinger (%) i respektive retninger i løpet av måleperioden. Lengden på hvert fargesegment i hver sektor bestemmer videre den relative andelen av målinger med korresponderende strø mstyrke innenfor hver enkelt sektor. Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

18 Retning vs. tid Strømhastighet (tidsserieplott) Retningshistogram Strømstyrkehistogram Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 14

19 Temperatur Estimert tidevannsstrøm i nord/sør - retning på 5 m dyp. Negative verdier indikerer strøm mot sør. Rød kurve viser tidevannsstrøm og blå kurve viser reststrøm. Estimert tidevannsstrøm i øst/vest - retning på 5 m dyp. Negative verdier indikerer strøm mot ve st. Rød kurve viser tidevannsstrøm og blå kurve viser reststrøm. Scatterplott for registreringer hastighet vs. retning Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

20 Tabell som viser antall målinger, maks hastighet, total vanntransport og daglig vanntransport i de ulike sektorene. Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 16

21 Tabell Ta m dyp Oppsummering resultater Uvåg 15 meter. Total vanntransport Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

22 Maksimal hastighet Strømstyrke og retningsfordeling. Totallengden på sektorene indikerer andel målinger (%) i respektive retninger i løpet av måleperioden. Lengden på hvert fargesegment i hver sektor bestemmer videre den relative andelen av målinger med korresponderende strø mstyrke innenfor hver enkelt sektor. Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 18

23 Retning vs. tid Strømhastighet (tidsserieplott) Retningshistogram Strømstyrkehistogram Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

24 Temperatur Estimert tidevannsstrøm i nord/sør - retning på 15 m dyp. Negative verdier indikerer strøm mot sør. Rød kurve viser tidevannsstrøm og blå kurve viser reststrøm. Estimert tidevannsstrøm i øst/vest - retning på 15 m dyp. Negative verdier indikerer strøm mot vest. Rød kurve viser tidevannsstrøm og blå kurve viser reststrøm. Scatterplott for registreringer hastighet vs. retning Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 20

25 Tabell som viser antall målinger, maks hastighet, total vanntransport og daglig vanntransport i de ulike sektorene. Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

26 Tabell Ta m dyp Oppsummering resultater Uvåg 33 meter. Total vanntransport Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 22

27 Maksimal hastighet Strømstyrke og retningsfordeling. Totallengden på sektorene indikerer andel målinger (%) i respektive retninger i løpet av måleperioden. Lengden på hvert fargesegment i hver sektor bestemmer videre den relative andelen av målinger med korresponderende s trømstyrke innenfor hver enkelt sektor. Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

28 Retning vs. tid Strømhastighet (tidsserieplott) Retningshistogram Strømstyrkehistogram Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 24

29 Temperatur Estimert tidevannsstrøm i nord/sør - retning på 33 m dyp. Negative verdier indikerer strøm mot sør. Rød kurve viser tidevannsstrøm og blå kurve viser reststrøm. Estimert tidevannsstrøm i øst/vest - retning på 33 m dyp. Negative verdier indikerer strøm mot vest. Rød kurve viser tidevannsstrøm og blå kurve viser reststrøm. Scatterplott for registreringer hastighet vs. retning Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

30 Tabell som viser antall målinger, maks hastighet, total vanntransport og daglig vanntransport i de ulike sektorene. Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 26

31 Tabell Ta m dyp Oppsummering resultater Uvåg 41 meter. Total vanntransport Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

32 Maksimal hastighet Strømstyrke og retningsfordeling. Totallengden på sektorene indikerer andel målinger (%) i respektive retninger i løpet av måleperioden. Lengden på hvert fargesegment i hver sektor bestemmer videre den relative andelen av målinger med korresponderende strø mstyrke innenfor hver enkelt sektor. Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 28

33 Retning vs. tid Strømhastighet (tidsserieplott) Retningshistogram Strømstyrkehistogram Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

34 Temperatur Estimert tidevannsstrøm i nord/sør - retning på 41 m dyp. Negative verdier indikerer strøm mot sør. Rød kurve viser tidevannsstrøm og blå kurve viser reststrøm. Estimert tidevannsstrøm i øst/vest - retning på 41 m dyp. Negative verdier indikerer strøm mot vest. Rød kurve viser tidevannsstrøm og blå kurve viser reststrøm. Scatterplott for registreringer hastighet vs. retning Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 30

35 Tabell som viser antall målinger, maks hastighet, total vanntransport og daglig vanntransport i de ulike sektorene. Egil Kristoffersen & Sønner AS Akvaplan - niva AS Rapport

36 6.2 Riggskjema Prosjekt 8446 Lokasjon Uvåg Posisjon N 68 39,528, Ø 14 40,780 Tidspunkt utsett Blåse Målenr: 892 Dyp: 5 meter Målenr: 1358 Dyp: 15 meter Lodd Trålkule for oppdrift Spredningsstøm Målenr: 1359 Dyp: 33 meter Bunnstøm Målernr: 1426 Dyp: 41 meter Dregg m/kjetting Akvaplan - niva AS, 9296 Tromsø 32