Strømrapport RAPPORT. Kystverket sørøst. Strømrapport Grenland Lilleøya, Geiterøya, Orebuktbåen og Midtbåen RIMT-RAP-001 OPPDRAGSGIVER EMNE

Transkript

1 RAPPORT Strømrapport OPPDRAGSGIVER Kystverket sørøst EMNE Strømrapport Grenland Lilleøya, Geiterøya, Orebuktbåen og Midtbåen DATO / REVISJON: 17. september 2014 / 01 DOKUMENTKODE: RIMT-RAP-001

2 Denne rapporten er utarbeidet av Multiconsult i egen regi eller på oppdrag fra kunde. Kundens rettigheter til rapporten er regulert i oppdragsavtalen. Tredjepart har ikke rett til å anvende rapporten eller deler av denne uten Multiconsults skriftlige samtykke. Multiconsult har intet ansvar dersom rapporten eller deler av denne brukes til andre formål, på annen måte eller av andre enn det Multiconsult skriftlig har avtalt eller samtykket til. Deler av rapportens innhold er i tillegg beskyttet av opphavsrett. Kopiering, distribusjon, endring, bearbeidelse eller annen bruk av rapporten kan ikke skje uten avtale med Multiconsult eller eventuell annen opphavsrettshaver RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 2 av 82

3 RAPPORT OPPDRAG Strømrapport DOKUMENTKODE RIMT-RAP-001 EMNE Strømrapport, Grenland Lilleøya, Geiterøya, Orebuktbåen og Midtbåen TILGJENGELIGHET Åpen OPPDRAGSGIVER Kystverket sørøst OPPDRAGSLEDER Elin Kramvik KONTAKTPERSON Geir Solberg UTARBEIDET AV Sanja Forsström ANSVARLIG ENHET 4042 Tromsø Marint miljø og havbruk Strømanalyser Grenland SAF JVL EK REV. DATO BESKRIVELSE UTARBEIDET AV KONTROLLERT AV GODKJENT AV MULTICONSULT Sjølundvn 2 Postboks 2274, 9269 TROMSØ Tlf NO MVA

4 SAMMENDRAG Det er utført strømmålinger for fire lokaliteter ved innseiling til Grenland: Lilleøya i Bamble kommune, Geiterøya og Midtbåen i Larvik kommune og Orebuktbåen i Porsgrunn kommune. Målingene ble gjennomført i perioden ved Lilleøya og Geiterøya og i perioden ved Orebuktbåen og Midtbåen. Gjennomsnittstrøm, maksimalstrøm, strømretning ved maksimalstrøm og antall nullmålinger er gitt i tabellen under for de fire lokalitetene. Vindmålinger fra Meteorologisk Institutt sin offisielle målestasjon ved Jomfruland (eklima) er brukt for å se på sammenhengen mellom lokal vind og strømforholdene ved lokalitetene. Påvirkning fra tidevannet i område er også estimert. Resultatene fra Geiterøya er rapportert i to perioder siden måleriggen ble flyttet den av ukjent årsak til noe grunnere vann. Gjennomsnitts- og maksimalstrøm og andel nullmålinger for hver lokalitet: Dybde [m] Gjennomsnittstrøm [cm/s] Maksimalstrøm [cm/s] Retning av maksimalstrøm [ ] Målinger <=1cm/s [%] Lilleøya 14 m Geiterøya m* m* m m m m m m Geiterøya m* m* m m m m m m Orebuktbåen 11 m Midtbåen 11 m *Strømmåling ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 4 av 82

5 1 Innhold 1 Innhold 1 Innhold Oversikt Strømmålinger Statistisk analyse - Strømmålinger Lilleøya Horisontal strøm ved Lilleøya Vannutskfitning ved Lilleøya Tidevannsanalyse ved Lilleøya Sammenheng mellom vind og strøm ved Lilleøya Strøm ved Lilleøya Todagersperiode Miljøparametere ved Lilleøya Geiterøya Horisontal strøm ved Geiterøya Vertikal strøm ved Geiterøya Vannutskiftning ved Geiterøya Tidevannsanalyse ved Geiterøya Sammenheng mellom vind og strøm ved Geiterøya Strøm ved Geiterøya Todagersperiode Miljøparametere ved Geiterøya Orebuktbåen Horisontal strøm ved Orebuktbåen Vannutskiftning ved Orebuktbåen Tidevannsanalyse ved Orebuktbåen Sammenheng mellom vind og strøm ved Orebuktbåen Strøm ved Orebuktbåen Todagersperiode Miljøparametere ved Orebuktbåen Midtbåen Horisontal strøm ved Midtbåen Vannutskiftning ved Midtbåen Tidevannsanalyse ved Midtbåen Sammenheng mellom vind og strøm ved Midtbåen Strøm ved Midtbåen Todagersperiode Miljøparametere ved Midtbåen Sammendrag Referanser Appendiks A Måling og kvalitetssikring Appendiks B Tidsserier og rosediagrammer Lilleøya RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 5 av 82

6 1 Innhold Geiterøya Orebuktbåen Midtbåen Appendiks C Fjernet data Appendiks D Instrumentspesifikasjoner Appendiks E Kalibrering RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 6 av 82

7 2 Oversikt Strømmålinger 2 Oversikt Strømmålinger Strømmålinger ble foretatt ved lokalitetene Lilleøya og Geiterøya i perioden og ved lokalitetene Orebuktbåen og Midtbåen i perioden Tabell 2-1 til Tabell 2-4 sammenfatter den viktigste bakgrunnsinformasjonen for målingene: Plassering av måler: Figur 2-1 til Figur 2-4 viser hvor måleriggene var plassert. Målingsdybder: Ved Lilleøya ble det satt ut en Seaguard RCM punktmåler på 14 m dybde. Ved Geiterøya ble det satt ut en Nortek profilmåler ved 36.5 m dybde. Dataen fra Geiterøya viser at riggen er flyttet noen meter fra 36.5 m til 34.5 m dybde den og er derfor rapportert som to separate måleperioder. Ved Orebuktbåen og ved Midtbåen ble det satt ut Seaguard RCM punktmåler på 11 m dybde. Målingsutstyr: Målerne ble forankret fra bunn og opp. Beskrivelse av riggene og instrumenter er gitt i Appendiks A. Kvalitetsvurdering av målte data: Dataene ble kvalitetssikret i henhold til anbefalingene fra instrumentenes produsent. En nærmere beskrivelse av denne prosessen finnes i Appendiks A. Målingens varighet: Det ble målt i mer enn 27 dager ved Lilleøya og Geiterøya og mer enn 31 dager ved Orebuktbåen og Midtbåen. Tabell 2-1: Generell informasjon om strømmålingen utført ved Lilleøya Posisjon N Ø Ca. dybde på målestedet 15 m Måleperiode 12-Jun :10:00-10-Jul :20:00 Varighet 27 dager, 22 timer, 10 minutter Antall målinger 4022 Målertype - 14 m dybde Doppler punktmåler (AADI RCM 400, Serienummer 1022), måling av horisontal strøm på instrumentdybde Type måling - 14 m dybde Burst (måling i 1 minutt), 150 ping Frekvens Hvert 10 minutt Tabell 2-2: Generell informasjon om strømmålingen utført ved Geiterøya Posisjon N Ø Ca. dybde på målestedet 37.5 m ( ) 35.5 m ( ) Måleperiode 12-Jun :00:00-10-Jul :00:00 Varighet 27 dager, 21 timer, 0 minutter Antall målinger 3667 Målertype 36.5 m /34.5 m dybde Doppler profilmåler (Nortek Aquadopp profiler, Serienummer 9251), profilering av horisontal og vertikal strøm fra 4* til 34 m dybde, cellestørrelse 2 m Type måling m /34.5 Burst (måling i 60 sekunder) m dybde Frekvens Hvert 10 minutt *Strømmåling ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 7 av 82

8 2 Oversikt Strømmålinger Tabell 2-3: Generell informasjon om strømmålingen utført ved Orebuktbåen Posisjon N Ø Ca. dybde på målestedet 12 m Måleperiode 31-Juli :10:41 til 01-Sep :40:40 Varighet 31 dager, 8 timer, 30 minutter Antall målinger 4516 Målertype - 11 m dybde Doppler punktmåler (AADI RCM 400, Serienummer 1020), måling av horisontal strøm på instrumentdybde Type måling - 11 m dybde Burst (måling i 1 minutt), 150 ping Frekvens Hvert 10 minutt Tabell 2-4: Generell informasjon om strømmålingen utført ved Midtbåen Posisjon N Ø Ca. dybde på målestedet 12 m Måleperiode 31-Juli :39:54 til 01-Sep :29:54 Varighet 31 dager, 8 timer, 50 minutter Antall målinger 4518 Målertype - 11 m dybde Doppler punktmåler (AADI RCM 400, Serienummer 1022), måling av horisontal strøm på instrumentdybde Type måling - 11 m dybde Burst (måling i 1 minutt), 150 ping Frekvens Hvert 10 minutt RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 8 av 82

9 2 Oversikt Strømmålinger Figur 2-1: Oversiktsbilde av målte lokaliteter (Lilleøya, Geiterøya, Orebuktbåen og Midtbåen) Figur 2-2: Lokalitetene Lilleøya (rødt kryss til venstre) og Geiterøya (rødt kryss til høyre). Dybdekoter er på 5 meters dybdeintervall RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 9 av 82

10 2 Oversikt Strømmålinger Figur 2-3: Lokalitet ved Orebuktbåen med målepunktet merket med rødt kryss. Dybdekoter er på 10 meters dybdeintervall Figur 2-4: Lokalitet ved Midtbåen med målepunktet er merket med rødt kryss. Dybdekoter er på 10 meters dybdeintervall RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 10 av 82

11 3 Statistisk analyse - Strømmålinger 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Formålet med strømmålingen er å kvantifisere strømhastighet ved forskjellige dybder og fra forskjellige retninger ved de fire lokalitetene. Horisontal strøm, vannutskiftning og tidevannsanalyser samt data angående miljøparameterne er gitt for hver lokalitet. Antall nullmålinger og vannutskiftning er også gitt for alle lokalitetene. Vannutskiftningen er definert som vannfluksen, som er mengden av vann som transporteres gjennom en kvadratmeters flate i løpet av måleperioden. Dette beregnes som strømhastighet ganger tiden den varer og oppgis i m 3 /m 2. Vannutskiftningen kan oppgis per sektor, dvs. per retningsintervall. Vannutskiftningen i en sektor er den delen av vannfluksen hvor strømretningen er i et visst retningsintervall. Vannutskiftning i lokalitetene er beskrevet også med en progressiv-vektor-diagram. Diagrammet viser hvordan en tenkt vannpartikkel på en gitt dybde ville forflytte seg er gitt for de forskjellige lokalitetene (startpunktet er i midten av diagrammet). Dette er kun en visualisering. I virkeligheten forlater vannpartikkelen målestedet og instrumentet måler forskjellige vannpartikler over hele perioden. Diagrammet gir imidlertid et inntrykk av hvor effektiv vannutskiftningen er. Dersom vannet hele tiden føres bort fra startstedet, er vannutskiftningen bra. Dersom vannmassene driver fram og tilbake, kan utskiftningen være redusert. 3.1 Lilleøya Horisontal strøm ved Lilleøya Tabell 3-1 viser maksimalstrøm i 8 retningssektorer der retningssektorene er sentrert rundt 0, 45, 90 osv. Figur 3-1 viser maksimal- og gjennomsnittsstrøm i 15 graders sektorer. Et progressivvektor-diagram for Lilleøya er vist i Figur 3-2. Maksimalstrømmen for denne lokaliteten ved 14 m dybde var 36 cm/s mot 14. Tilnærmet like sterk strøm er målt med retning mot sør og sørvest. Figurene illustrerer at strømretningen generelt varierer mellom nord-nordøst og sør-sørvest ved Lilleøya. Totalt sett transporteres vannmassene nordover ved lokaliteten. Tabell 3-1: Maksimal horisontal strøm [cm/s] og tilsvarende retning i 8 sektorer ved Lilleøya Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Maksimal horisontal strøm [cm/s] 14 m (14 ) RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 11 av 82

12 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-1: Gjennomsnitts- og maksimalstrøm for forskjellige retninger (15 graders sektorer) og dybder ved Lilleøya Figur 3-2: Progressiv-vektor-diagram som viser forflytningen av en tenkt vannpartikkel i løpet av måleperioden ved Lilleøya RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 12 av 82

13 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Vannutskiftning ved Lilleøya Vannutskiftningen i 8 sektorer er inkludert i Tabell 3-2, mens nullmålingene er listet i kapittel 4. Figur 3-3 viser relativ vannutskiftning og antall målinger i 15 graders sektorer. Retningssektorene er sentrert rundt 0, 45, 90 osv. Tabell 3-2: Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] i 8 sektorer ved Lilleøya. Den største vannutskiftningen er uthevet. Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] 14 m Figur 3-3: Relativ vannutskiftning og antall målinger per 15 graders sektor ved Lilleøya Tidevannsanalyse ved Lilleøya Resultatene av tidevannsanalyse av den målte strømmen vises i Figur 3-4 og Figur 3-5. Figur 3-4 viser tidsserien av strømmen med tidevannsanalyse så vel som tidsserien av reststrømmen (som er differansen mellom den faktiske strømmen og tidevannsanalysen). Reststrømmen er stort sett under 19 cm/s (signifikant maksimum), men har en maksimalverdi på 35 cm/s. Tidevannsanalysen forklarer 30 % av variansen. Pga. den korte perioden (27 dager) er det mulig at påvirkning av tidevannet i lokaliteten ikke er fullstendig fanget i analysen. Figur 3-5 viser tidevannsellipsene og middelstrømmen. Tidevannsellipsene beskriver hvordan tidevannsstrømmen varierer i løpet av den tilsvarende perioden. Hovedperiodene til tidevannssignalet i strømhastigheten er timer, timer og timer. Dvs. tidevann med periode nært et døgn er mer framtredende enn det "vanlige" tidevannet fra månen (to perioder per døgn). Figur 3-5 viser at tidevannsstrømmen oscillerer mellom nord-nordøstlig og sør-sørvestlig retning mens middelstrømmen i lokaliteten har tilnærmet nordlig retning. Generelt kan det sies at tidevannsstrømmer spiller en betydelig rolle ved Lilleøya. Mulige andre prosesser som påvirker strømmen er værsituasjon over et større område (f.eks. lufttrykk, RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 13 av 82

14 3 Statistisk analyse - Strømmålinger temperatur, vind), variasjoner i kyststrømmen og ferskvannsavrenning som bidrar til lagdeling i sommerhalvåret. Figur 3-4: Horisontal strømhastighet ved Lilleøya med tidevannsanalyse Figur 3-5: Tidevannsellipsene av den målte strømmen ved Lilleøya. K1, UPS1 og OO1 refererer til tidevannskonstituentene. Middelstrømmen er vektorbasert RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 14 av 82

15 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Sammenheng mellom vind og strøm ved Lilleøya Sammenhengen mellom strøm og vind ble undersøkt. Det ble brukt vindmålinger fra Jomfruland målestasjon (eklima) som ligger 20 km sørvest for Lilleøya og anses som mest representativ for lokaliteten. Verdiene er 10 minutters middelverdier 10 meter over bakken. Figur 3-6 viser vindhastighet og vindretning, samt reststrømhastighet og reststrømretning ved 14 m dybde (dvs. strøm uten tidevann). Figur 3-7 viser fordeling av retninger og styrke av både vind og reststrøm ved 14 m dybde. Vindens påvirkning på strømmen er ofte kompleks og tidsforskjøvet. Strømretningen er ofte topografistyrt og avviker fra vindretning. Det er derfor vanskelig å se korrelasjon mellom tidsserier av vind og strøm (Figur 3-6). Den målte strømmen ved 14 m dybde vil være mindre og seinere i tid påvirket av vinden enn overflatestrømmen. Vi konkluderer at den lokale vinden ikke har påvirket målingene ved 14 m dybde i stor grad i måleperioden. Dette utelukker ikke at vinden kan påvirke strømmen lengre opp i vannsøylen. Figur 3-6: Vindretning og vindhastighet og reststrømretning og reststrømhastighet ved 14 m dybde ved Lilleøya, lavpassfiltrert RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 15 av 82

16 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-7: Vind og reststrøm ved 14 m dybde ved Lilleøya Strøm ved Lilleøya Todagersperiode Figur 3-8 viser vind og strøm i todagersperioden rundt maksimalstrømmen ved 14 m dyp, Figur 3-8: Vind og strøm i todagersperioden ved Lilleøya RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 16 av 82

17 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Miljøparametere ved Lilleøya Figur 3-9 viser resultatene av salinitets-, temperatur- og oksygenmålingene ved Lilleøya. Temperatur ved 14 m dybde varierer mellom 8 og 17 C og salinitet mellom 25 og 34 i måleperioden. Oksygenmetningen ligger rundt 85 % ved 14 m dyp. Figur 3-9: Miljøparameter målt med RCM Seaguard ved 14 m dybde ved Lilleøya RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 17 av 82

18 3 Statistisk analyse - Strømmålinger 3.2 Geiterøya Horisontal strøm ved Geiterøya Dataen fra Geiterøya viser at riggen er flyttet noen meter fra 36.5 m til 34.5 m dybde den og er derfor rapportert som to separate måleperioder. Strømmålingene ved 4 m og 6 m er noe usikker da deler av dataserien ikke tilfredsstiller kvalitetskrav (se Appendiks A). Figur 3-10 viser et 3D diagram av horisontal strømhastighet over tid for de øverste 34 m samt minimum, middel- og maksimalstrøm ved forskjellige dybder. Tabell 3-3 og 3-4 viser maksimalstrøm i 8 retningssektorer for forskjellige dybder med retningssektorene sentrert rundt 0, 45, 90 osv. Figur 3-11 viser maksimal- og gjennomsnittsstrøm i 15 graders sektorer for forskjellige dybder. Ved 10 m dybde og lengre ned i vannsøylen har strømmen ingen tydelig hovedretning. Mot overflaten øker strømmen i hastighet og får mer tydelig nord-nordvestlig og sør-sørøstlig retning. Et progressiv-vektor-diagram for lokaliteten Geiterøya er vist i Figur Tabell 3-3: Maksimal horisontal strøm ved Geiterøya [cm/s] og tilsvarende retning i 8 sektorer for den første delen av måleperiode ( ) Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Maksimal horisontal strøm [cm/s] 4 m* (178 ) 6 m* (339 ) 8 m (353 ) 10 m (188 ) 16 m (358 ) 22 m (336 ) 28 m (176 ) 34 m (172 ) * Strømmåling ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen Tabell 3-4: Maksimal horisontal strøm ved Geiterøya [cm/s] og tilsvarende retning i 8 sektorer for den siste delen av måleperiode ( ) Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Maksimal horisontal strøm [cm/s] 4 m* (337 ) 6 m* (340 ) 8 m (330 ) 10 m (345 ) 16 m (225 ) 22 m (351 ) 28 m (344 ) 32 m (190 ) *Strømmåling ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 18 av 82

19 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-10: 3D diagram av horisontal strømstyrke over tid for de øverste 34 m ved Geiterøya (data er lavpassfiltrert, dvs. maksimumverdier er lavere enn 10 minutters maksimumverdier) og minimal, middel og maksimal horisontal strøm ved alle dybdene for den første delen av måleperioden ( ) øverst og for den siste delen av måleperioden ( ) nederst RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 19 av 82

20 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-11: Gjennomsnitts- og maksimalstrøm for forskjellige retninger ved Geiterøya (15 graders sektorer) og dybder for den første delen av måleperioden ( ) øverst og for den siste delen av måleperioden ( ) nederst RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 20 av 82

21 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-12: Progressiv-vektor-diagram for Geiterøya, viser forflytningen av en tenkt vannpartikkel i løpet av måleperioden for den første delen av måleperioden ( ) øverst og for den siste delen av måleperioden ( ) nederst RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 21 av 82

22 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Vertikal strøm ved Geiterøya Vertikal strøm fører til utskiftning av vann mellom lagene og kan dermed ha en rensende effekt. Figur 3-13 viser et 3D diagram av vertikal strømhastighet over tid for de øverste 34 m samt minimum-, middel- og maksimalstrøm ved forskjellige dybder. Figur 3-13: 3D diagram av vertikal strømstyrke ved Geiterøya over tid for de øverste 34 m (data er lavpassfiltrert, dvs. maksimumverdier er lavere enn 10 minutters maksimumverdier) og minimal, middel og maksimal vertikal strøm ved alle dybdene for den første delen av måleperioden ( ) øverst og for den siste delen av måleperioden ( ) nederst RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 22 av 82

23 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Vannutskiftning ved Geiterøya Vannutskiftningen i 8 sektorer er inkludert i Tabell 3-5 og 3-6 mens nullmålingene er listet i kapittel 4. Retningssektorene er sentrert rundt 0, 45, 90 osv. Figur 3-14 viser relativ vannutskiftning og antall målinger i 15 graders sektorer for forskjellige dybder. Tabell 3-5: Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] i 8 sektorer for den første delen av måleperiode ( ). Den største vannutskiftningen for hvert dyp er uthevet. Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] 4 m* m* m m m m m m *Strømmåling ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen Tabell 3-6: Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] i 8 sektorer for den siste delen av måleperiode ( ). Den største vannutskiftningen for hvert dyp er uthevet. Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] 4 m* m* m m m m m m *Strømmåling ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 23 av 82

24 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-14: Relativ vannutskiftning og antall målinger per 15 graders sektor ved Geiterøya. Figur øverst er for den første delen av måleperioden ( ) øverst og figur nederst for den siste delen av måleperioden ( ) Tidevannsanalyse ved Geiterøya Det ble foretatt en tidevannsanalyse av den målte strømmen ved forskjellige dyp og av gjennomsnittsstrømmen i dybden. Tidevannsanalyse er kun gjennomført for den siste delen av måleperioden ( ). Pga. den korte perioden (mindre enn 20 dager) er det mulig at påvirkning av tidevannet i lokaliteten ikke er fullstendig fanget i analysen. Resultatene av tidevannsanalysen vises i Figur 3-15 og Figur RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 24 av 82

25 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-15 viser tidsserien av gjennomsnittsstrømmen i dybden med tidevannsanalyse så vel som tidsserien av reststrømmen (som er differansen mellom den faktiske strømmen og tidevannsanalysen). Reststrømmen er stort sett under 2 cm/s (signifikant maksimum), men har en maksimalverdi på 12 cm/s. Tidevannsanalysen forklarer 4 % av variansen (gjennomsnitt i dybden). Figur 3-16 viser tidevannsellipsene av gjennomsnittsstrømmen i dybden og middelstrømmen. Tidevannsellipsene beskriver hvordan tidevannsstrømmen varierer i løpet av den tilsvarende perioden. Hovedperiodene til tidevannssignalet i strømhastigheten (gjennomsnitt i dybden) er 8.28 timer, dager og timer. Figuren viser at tidevannsstrømmen oscillerer mellom nordvestlig og sørøstlig retning. Figur 3-17 viser resultatene av tidevannsanalysen ved alle dybder. Figuren lengst til venstre viser hovedaksen av tidevannsellipsen som er mest framtredende gjennom hele vannsøylen. Figuren i midten viser middelstrømmen for hvert dyp, mens figuren til høyre viser maksimal avvik av den faktiske strømmen fra tidevannsanalysen. Tidevannet totalt utgjør mindre enn 5 cm/s av strømmen mens middelstrømmen er også under 5 cm/s. Avvik fra tidevannsmodellen kan være betydelig (opptil 24 cm/s). Tidevannsanalysen i de forskjellige dybdene forklarer mellom 1 og 8 % av variansen. Overflatestrømmen i lokaliteten er mer påvirket av tidevannet enn strømmen lengre ned i vannsøylen. Generelt kan det sies at tidevannsstrømmer spiller en liten rolle i Geiterøya. Mulige andre prosesser som påvirker strømmen er værsituasjon over et større område (f.eks. lufttrykk, temperatur, vind), variasjoner i kyststrømmen og ferskvannsavrenning som bidrar til lagdeling i sommerhalvåret. Figur 3-15: Horisontal strømhastighet ved Geiterøya som gjennomsnitt i dybden med tidevannsanalyse RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 25 av 82

26 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-16: Tidevannsellipsene av gjennomsnittsstrømmen i dybden ved Geiterøya. M3 (blå), MSF(grønn) og M2 (rød) er de mest framtredende tidevannskonstituentene. Middelstrømmen er vektorbasert Figur 3-17: Resultatene av tidevannsanalysen ved alle dybder ved Geiterøya Sammenheng mellom vind og strøm ved Geiterøya Sammenhengen mellom strøm og vind ble undersøkt. Det ble brukt vindmålinger fra Jomfruland målestasjon (eklima) som ligger 20 km sørvest for Geiterøya og anses som mest representativ for lokaliteten. Verdiene er 10 minutters middelverdier 10 meter over bakken. Figur 3-18 viser vindhastighet og vindretning, samt reststrømhastighet og reststrømretning ved 8 m dybde (dvs. strøm uten tidevann). Figur 3-19 viser fordeling av retninger og styrke av både vind og reststrøm ved 8 m dybde. Figur 3-18 viser relativ høye reststrøverdier sammenfallende og etter sterk vind ved Jomfruland målestasjon. Vindens påvirkning på strømmen er ofte kompleks og tidsforskjøvet. Topografien rund lokaliteten vil i stor grad styre strømretningen. Det er derfor vanskelig å se korrelasjon mellom vind og strøm i Figur RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 26 av 82

27 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-18: Vindretning og vindhastighet og reststrømretning og reststrømhastighet ved 8 m dybde ved Geiterøya, lavpassfiltrert Figur 3-19: Vind og reststrøm ved 8 m dybde ved Geiterøya for den siste delen av måleperiode ( ) Strøm ved Geiterøya Todagersperiode Figur 3-20 viser vind og strøm i todagersperioden rundt maksimalstrømmen ved 8 m dyp, RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 27 av 82

28 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-20: Vind og strøm i todagersperioden ved Geiterøya RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 28 av 82

29 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Miljøparametere ved Geiterøya Figur 3-21 viser resultatene av temperaturmålingen ved instrumentdybder ved Geiterøya. Temperaturen varierer mellom 7 og 11 C i måleperioden. Figur 3-21: Miljøparameter målt med Aquadop Profiler ved Geiterøya. Første delen av måleperioden ved 36.5 m dybde ( ) øverst og siste delen av måleperioden ved 34.5 m dybde ( ) nederst RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 29 av 82

30 3 Statistisk analyse - Strømmålinger 3.3 Orebuktbåen Horisontal strøm ved Orebuktbåen Tabell 3-7 viser maksimalstrøm i 8 retningssektorer som er sentrert rundt 0, 45, 90 osv. Figur 3-22 viser maksimal- og gjennomsnittsstrøm i 15 graders sektorer og Figur 3-23 et progressivvektor-diagram for lokaliteten. Maksimalstrømmen for denne lokaliteten ved 11 m dybde var 30 cm/s mot 95. Strømmen ved Orebuktbåen oscillerer mellom øst og vest mens den totale transporten ved lokaliteten er østover. Tabell 3-7: Maksimal horisontal strøm [cm/s] og tilsvarende retning i 8 sektorer ved Orebuktbåen Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Maksimal horisontal strøm [cm/s] 11 m (95 ) Figur 3-22: Gjennomsnitts- og maksimalstrøm for forskjellige retninger (15 graders sektorer) og dybder ved Orebuktbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 30 av 82

31 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-23: Progressiv-vektor-diagram som viser forflytningen av en tenkt vannpartikkel i løpet av måleperioden ved Orebuktbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 31 av 82

32 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Vannutskiftning ved Orebuktbåen Vannutskiftningen i 8 sektorer er inkludert i Tabell 3-8, mens nullmålingene er listet i kapittel 4. Retningssektorene er sentrert rundt 0, 45, 90 osv. Figur 3-24 viser relativ vannutskiftning og antall målinger i 15 graders sektorer for forskjellige dybder. Tabell 3-8: Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] i 8 sektorer ved Orebuktbåen. Den største vannutskiftningen er uthevet. Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] 11 m Figur 3-24: Relativ vannutskiftning og antall målinger per 15 graders sektor ved Orebuktbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 32 av 82

33 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Tidevannsanalyse ved Orebuktbåen Resultatene av tidevannsanalysen av den målte strømmen vises i Figur 3-25 og Figur Figur 3-25 viser tidsserien av den målte strømmen med tidevannsanalyse så vel som tidsserien av reststrømmen (som er differansen mellom den faktiske strømmen og tidevannsanalysen). Reststrømmen er stort sett under 13 cm/s (signifikant maksimum), men har en maksimalverdi på 26 cm/s. Tidevannsanalysen forklarer 17 % av variansen. Figur 3-26 viser tidevannsellipsene og middelstrømmen. Tidevannsellipsene beskriver hvordan tidevannsstrømmen varierer i løpet av den tilsvarende perioden. Hovedperiodene til tidevannssignalet i strømhastigheten er timer, timer og 1.08 dager. Dvs. at tidevann med et-døgns periode er mer fremtredende enn den "vanlige" tidevannet fra månen (to perioder per døgn). Figuren viser at tidevannsstrømmen oscillerer mellom østlig og vestlig retning. Generelt kan det sies at tidevannsstrømmer spiller vesentlig rolle i Orebuktbåen. Mulige andre prosesser som påvirker strømmen er værsituasjon over et større område (f.eks. lufttrykk, temperatur, vind), variasjoner i kyststrømmen og ferskvannsavrenning som bidrar til lagdeling i sommerhalvåret. Figur 3-25: Horisontal strømhastighet ved Orebuktbåen med tidevannsanalyse RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 33 av 82

34 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-26: Tidevannsellipsene av den målte strømmen ved Orebuktbåen. K1, UPS1 og O1 refererer til tidevannskonstituentene. Middelstrømmen er vektorbasert Sammenheng mellom vind og strøm ved Orebuktbåen Sammenhengen mellom strøm og vind ble undersøkt. Det ble brukt vindmålinger fra Jomfruland målestasjon (eklima) som ligger 23 km sør-sørvest for Orebuktbåen og anses som mest representativ for lokaliteten. Verdiene er 10 minutters middelverdier 10 meter over bakken. Figur 3-27 viser vindhastighet og vindretning, samt reststrømhastighet og reststrømretning ved 11 m dybde (dvs. strøm uten tidevann). Figur 3-28 viser fordeling av retninger og styrke av både vind og reststrøm ved 11 m dybde. Vindens påvirkning på strømmen er ofte kompleks og tidsforskjøvet. Strømretningen er ofte topografistyrt og avviker fra vindretning. Det er derfor vanskelig å se korrelasjon mellom tidsserier av vind og strøm (Figur 3-27). Topografien rund Ørebuktbåen tvinger strømmen i østlig-vestlig retning. Den lokale vinden kan ha påvirket strøm ved 11 m dybde i måleperioden, men restrømmen får ofte høye verdier som se ut å være urelatert til vinden (Figur 3-27) RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 34 av 82

35 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-27: Vindretning, vindhastighet, reststrømretning og reststrømhastighet ved Orebuktbåen ved 11 m dybde, lavpassfiltrert Figur 3-28: Vind og reststrøm ved 11 m dybde ved Orebuktbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 35 av 82

36 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Strøm ved Orebuktbåen Todagersperiode Figur 3-29 viser vind og strøm i todagersperioden rundt maksimalstrømmen ved 11 m dyp, Figur 3-29: Vind og strøm i todagersperioden ved Orebuktbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 36 av 82

37 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Miljøparametere ved Orebuktbåen Figur 3-30 viser resultatene av salinitets-, temperatur- og oksygenmålingene ved Orebuktbåen. Temperatur ved 11 m dybde varierer mellom 14 og 19 C og salinitet mellom 28 og 32 i måleperioden. Oksygenmetningen ligger rundt 86 % ved 11 m dyp. Figur 3-30: Miljøparametere målt med RCM Seaguard ved 11 m dybde ved Orebuktbåen 3.4 Midtbåen Horisontal strøm ved Midtbåen Tabell 3-9 viser maksimalstrøm i 8 retningssektorer som er sentrert rundt 0, 45, 90 osv. Figur 3-31 viser maksimal- og gjennomsnittsstrøm i 15 graders sektorer. Figur 3-32 viser et progressivvektor-diagram for lokaliteten. Maksimalstrømmen for denne lokaliteten ved 11 m dybde var 31 cm/s mot 64. Strømmen ved Midtbåen oscillerer mellom nordøst og sør. Tabell 3-9: Maksimal horisontal strøm [cm/s] og tilsvarende retning i 8 sektorer ved Midtbåen. Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Maksimal horisontal strøm [cm/s] 11 m (64 ) RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 37 av 82

38 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-31: Gjennomsnitts- og maksimalstrøm for forskjellige retninger (15 graders sektorer) og dybder ved Midtbåen Figur 3-32: Progressiv-vektor-diagram som viser forflytningen av en tenkt vannpartikkel i løpet av måleperioden ved Midtbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 38 av 82

39 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Vannutskiftning ved Midtbåen Vannutskiftningen i 8 sektorer er inkludert i Tabell 3-10, mens nullmålingene er listet i kapittel 4. Retningssektorene er sentrert rundt 0, 45, 90 osv. Figur 3-33 viser relativ vannutskiftning og antall målinger i 15 graders sektorer. Tabell 3-10: Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] i 8 sektorer ved Midtbåen. Den største vannutskiftningen er uthevet. Retning (mot) Alle retninger N NØ Ø SØ S SV V NV Dybde Vannutskiftning [m 3 /m 2 ] 11 m Figur 3-33: Relativ vannutskiftning og antall målinger per 15 graders sektor ved Midtbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 39 av 82

40 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Tidevannsanalyse ved Midtbåen Resultatene av tidevannsanalysen av den målte strømmen vises i Figur 3-34 og Figur Figur 3-34 viser tidsserien av den målte strømmen med tidevannsanalyse så vel som tidsserien av reststrømmen (som er differansen mellom den faktiske strømmen og tidevannsanalysen). Reststrømmen er stort sett under 13 cm/s (signifikant maksimum), men har en maksimalverdi på 28 cm/s. Tidevannsanalysen forklarer 24 % av variansen. Figur 3-35 viser tidevannsellipsene og middelstrømmen. Tidevannsellipsene beskriver hvordan tidevannsstrømmen varierer i løpet av den tilsvarende perioden. Hovedperiodene til tidevannssignalet i strømhastigheten er timer, timer og 1.12 dager. Dvs. at tidevann med et-døgns periode er mer fremtredende enn den "vanlige" tidevannet fra månen (to perioder per døgn). Figuren viser at tidevannsstrømmen oscillerer mellom nordøstlig og sørvestlig retning. Generelt kan det sies at tidevannsstrømmer spiller en betydelig rolle i Midtbåen. Mulige andre prosesser som påvirker strømmen er værsituasjon over et større område (f.eks. lufttrykk, temperatur, vind), variasjoner i kyststrømmen og ferskvannsavrenning som bidrar til lagdeling i sommerhalvåret. Figur 3-34: Horisontal strømhastighet ved Midtbåen med tidevannsanalyse RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 40 av 82

41 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-35: Tidevannsellipsene av den målte strømmen ved Midtbåen. K1, UPS1 og Q1 refererer til tidevannskonstituentene. Middelstrømmen er vektorbasert Sammenheng mellom vind og strøm ved Midtbåen Sammenhengen mellom strøm og vind ble undersøkt. Det ble brukt vindmålinger fra Jomfruland målestasjon (eklima) som ligger 21 km sørvest for Midtbåen og anses som mest representativ for lokaliteten. Verdiene er 10 minutters middelverdier 10 meter over bakken. Figur 3-36 viser vindhastighet og vindretning, samt reststrømhastighet og reststrømretning ved 11 m dybde (dvs. strøm uten tidevann). Figur 3-37 viser fordeling av retninger og styrke av både vind og reststrøm ved 11 m dybde. Vindens påvirkning på strømmen er ofte kompleks og tidsforskjøvet. Strømretningen er ofte topografistyrt og avviker fra vindretning. Det er derfor vanskelig å se korrelasjon mellom tidsserier av vind og strøm (Figur 3-36). Topografien rund Midtbåen tvinger strømmen i nordlig-sørvestlig retning. Den lokale vinden kan ha påvirket strøm ved 11 m dybde i måleperioden, men restrømmen får ofte høye verdier som se ut å være urelatert til vinden (Figur 3-36)) RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 41 av 82

42 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Figur 3-36: Vindretning, vindhastighet, reststrømretning og reststrømhastighet ved Midtbåen ved 11 m dybde, lavpassfiltrert Figur 3-37: Vind og reststrøm ved 11 m dybde ved Midtbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 42 av 82

43 3 Statistisk analyse - Strømmålinger Strøm ved Midtbåen Todagersperiode Figur 3-38 viser vind og strøm i todagersperioden Figur 3-38: Vind og strøm i todagersperioden ved Midtbåen Miljøparametere ved Midtbåen Figur 3-39 viser resultatene av salinitets-, temperatur- og oksygenmålingene ved Midtbåen. Temperatur ved 11 m dybde varierer mellom 14 og 19 C og salinitet mellom 29 og 33 i måleperioden. Oksygenmetningen ligger rundt 84 % ved 11 m dyp. Figur 3-39: Miljøparameter målt med RCM Seaguard ved 11 m dybde ved Midtbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 43 av 82

44 4 Sammendrag 4 Sammendrag Det er foretatt strømmålinger ved lokalitet Lilleøya (Bamble kommune) og Geiterøya (Larvik kommune) i perioden til Ved Orebuktbåen (Porsgrunn kommune) og ved Midtbåen (Larvik kommune) ble det målt strøm i perioden til Tabell 4-1 til Tabell 4-5 gir en oversikt over resultatene. Dataen fra Geiterøya viser at riggen er flyttet noen meter fra 36.5 m til 34.5 m dybde den og er derfor rapportert som to separate måleperioder. Lokaliteten ved Lilleøya har gjennomsnittstrøm på 12 cm/s og maksimumstrøm på 36 cm/s med tydelig påvirkning av tidevannet. Gjennomsnittsstrøm (maksimum) ved Geiterøya var under 6 cm/s (25 cm/s) ved 8 m dybde og noe høgere mot overflaten. Lengre ned i vannsøylen er det målt lavere strømhastigheter. Strømmen ved Orebuktbåen er påvirket av tidevann og har gjennomsnitt på 7 cm/s og maksimum på 30 cm/s. Lokaliteten ved Midtbåen er tydelig påvirket av tidevann. Gjennomsnittstrømmen ved Midtbåen er 8 cm/s og maksimumstrøm 31 cm/s. Påvirkning av den lokale vinden er generelt vanskelig å identifisere fra datasettene men var noe synlig ved Orebuktbåen og Midtbåen. Tabell 4-1: Oversikt statistikk for Lilleøya, retningssektorene er sentrert rundt 15, osv. Dybde Horisontal strøm Gjennomsnittsstrøm (median) Standardavvik Signifikant maksimumstrøm Maksimumstrøm 14 m 12 (12) cm/s 8 cm/s 22 cm/s 36 cm/s Retning maksimumstrøm 14 Signifikant minimumstrøm 4.0 cm/s Minimumstrøm 0.1 cm/s Neumanns parameter 0.22 Vektormidlet strøm 3 cm/s Vektormidlet strømretning 349 Fire hyppigst forekommende strømretningene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) 15, 195, 210, 0 Fire hyppigst forekommende strømhastighetene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) 15-25, 10-15, 8-10, 1-3 Vannutskiftning Mest vannutskiftning pr. 15 graders sektor m 3 /m 2 ved 15 Minst vannutskiftning pr 15 graders sektor 20 m 3 /m 2 ved 75 Gjennomsnittlig total vannutskiftning pr. døgn (alle retninger) 449 m 3 /m 2 Nullmålinger Andel målinger <1cm/s 2.0 % Lengste periode <1cm/s 30 min RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 44 av 82

45 4 Sammendrag Tabell 4-2: Oversikt statistikk for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ), retningssektorene er sentrert rundt 15, osv. Dybde 4 m* 6 m* 8 m 10 m 16 m 22 m 28 m 34 m Horisontal strøm Gjennomsnittsstrøm (median) 17 (16) cm/s 10 (9) cm/s 6 (5) cm/s 5 (4) cm/s 4 (3) cm/s 3 (3) cm/s 3 (3) cm/s 4 (4) cm/s Standardavvik 9 cm/s 7 cm/s 3 cm/s 3 cm/s 2 cm/s 2 cm/s 2 cm/s 2 cm/s Signifikant maksimumstrøm 28 cm/s 19 cm/s 10 cm/s Maksimumstrøm 41 cm/s 31 cm/s 22 cm/s 8 cm/s 6 cm/s 6 cm/s 6 cm/s 6 cm/s 18 cm/s 17 cm/s 13 cm/s 11 cm/s 12 cm/s Retning maksimumstrøm Signifikant minimumstrøm 5.6 cm/s 3.1 cm/s 2.1 cm/s Minimumstrøm 0.5 cm/s 0.4 cm/s 0.0 cm/s 1.7 cm/s 1.4 cm/s 1.3 cm/s 1.3 cm/s 1.5 cm/s 0.1 cm/s 0.0 cm/s 0.1 cm/s 0.1 cm/s 0.0 cm/s Neumanns parameter Vektormidlet strøm 6 cm/s 2 cm/s 1 cm/s 1 cm/s 1 cm/s 0 cm/s 0 cm/s 0 cm/s Vektormidlet strømretning Fire hyppigst forekommende strømretningene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) 180, 330, 165, , 330, 345, , 165, 195, , 180, 60, , 270, 330, 315 0, 165, 180, , 345, 0, 165 0, 300, 315, 330 Fire hyppigst forekommende strømhastighetene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) 15-25, 25-50, 10-15, , 10-15, 6-8, , 6-8, 3-4, , 3-4, 4-5, , 3-4, 4-5, , 3-4, 4-5, , 3-4, 4-5, , 3-4, 4-5, 5-6 Mest vannutskiftning pr. 15 graders sektor Minst vannutskiftning pr 15 graders sektor Gjennomsnittlig total vannutskiftning pr. døgn (alle retninger) m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved 60 Vannutskiftning 9267 m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m 2 Nullmålinger Andel målinger <1cm/s 0.7 % 3.5 % 3.0 % 5.7 % 8.8 % 9.4 % 9.0 % 7.7 % Lengste periode <1cm/s 10 min 30 min 20 min 20 min 30 min 20 min 30 min 20 min Gjennomsnittsstrøm -1.1 cm/s -0.7 cm/s Vertikalstrøm -0.7 cm/s Gjennomsnittsstrøm absolutt 1.2 cm/s 0.9 cm/s 0.8 cm/s Standardavvik 0.9 cm/s 0.9 cm/s 0.9 cm/s Maksimumstrøm 1.5 cm/s 2.2 cm/s 1.4 cm/s -0.7 cm/s -0.6 cm/s -0.7 cm/s -0.8 cm/s -1.3 cm/s 0.8 cm/s 0.7 cm/s 0.8 cm/s 0.9 cm/s 1.4 cm/s 0.8 cm/s 0.7 cm/s 0.7 cm/s 0.8 cm/s 0.9 cm/s 1.8 cm/s 1.4 cm/s 1.8 cm/s 1.5 cm/s 1.8 cm/s *Strømmåling ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 45 av 82

46 4 Sammendrag Tabell 4-3: Oversikt statistikk for Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ), retningssektorene er sentrert rundt 15, osv. Dybde 4 m* 6 m* 8 m 10 m 16 m 22 m 28 m 32 m Horisontal strøm Gjennomsnittsstrøm (median) 12 (9) cm/s 8 (7) cm/s 4 (4) cm/s 4 (3) cm/s 3 (3) cm/s 3 (3) cm/s 3 (3) cm/s 4 (3) cm/s Standardavvik 8 cm/s 6 cm/s 3 cm/s 2 cm/s 2 cm/s 2 cm/s 2 cm/s 2 cm/s Signifikant maksimumstrøm 22 cm/s 15 8 cm/s 6 cm/s 6 cm/s 5 cm/s 5 cm/s 6 cm/s cm/s Maksimumstrøm 50 cm/s 45 cm/s 23 cm/s 25 cm/s 20 cm/s 15 cm/s 17 cm/s 16 cm/s Retning maksimumstrøm Signifikant minimumstrøm 3.5 cm/s cm/s 1.3 cm/s 1.2 cm/s 1.3 cm/s 1.5 cm/s cm/s cm/s Minimumstrøm 0.0 cm/s 0.0 cm/s 0.1 cm/s 0.0 cm/s 0.0 cm/s 0.0 cm/s 0.0 cm/s 0.0 cm/s Neumanns parameter Vektormidlet strøm 1 cm/s 2 cm/s 1 cm/s 0 cm/s 1 cm/s 0 cm/s 0 cm/s 0 cm/s Vektormidlet strømretning Fire hyppigst forekommende strømretningene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) Fire hyppigst forekommende strømhastighetene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) Mest vannutskiftning pr. 15 graders sektor Minst vannutskiftning pr 15 graders sektor Gjennomsnittlig total vannutskiftning pr. døgn (alle retninger) 165, 330, 345, , 10-15, 6-8, m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved , 165, 345, , 1-3, 6-8, , 345, 180, , 3-4, 4-5, 6-8 Vannutskiftning m 3 /m 2 m 3 /m 2 ved ved m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved , 150, 165, , 3-4, 4-5, m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved , 165, 150, , 3-4, 4-5, m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved 60 0, 180, 270, , 3-4, 4-5, m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved 45 0, 180, 270, , 3-4, 4-5, m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved , 165, 270, , 3-4, 4-5, m 3 /m 2 ved m 3 /m 2 ved m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m m 3 /m 2 Nullmålinger Andel målinger <1cm/s 2.0 % 3.4 % 7.0 % 8.9 % 8.4 % 11.1 % 9.1 % 6.9 % Lengste periode <1cm/s 20 min 20 min 30 min 30 min 20 min 50 min 30 min 20 min Vertikalstrøm Gjennomsnittsstrøm -0.8 cm/s -0.8 cm/s -0.7 cm/s -0.7 cm/s -0.7 cm/s -0.7 cm/s -0.8 cm/s -1.3 cm/s Gjennomsnittsstrøm absolutt 0.9 cm/s 0.9 cm/s Standardavvik 0.9 cm/s 0.8 cm/s Maksimumstrøm 2.4 cm/s 1.8 cm/s Minimumstrøm -4.9 cm/s -9.8 cm/s 0.8 cm/s 0.8 cm/s 1.8 cm/s -5.1 cm/s 0.8 cm/s 0.8 cm/s 0.8 cm/s 0.9 cm/s 1.4 cm/s 0.8 cm/s 0.8 cm/s 0.8 cm/s 0.8 cm/s 1.0 cm/s 2.4 cm/s 1.7 cm/s 1.8 cm/s 2.3 cm/s 1.8 cm/s cm/s cm/s cm/s -9.8 cm/s cm/s *Strømmåling ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 46 av 82

47 4 Sammendrag Tabell 4-4: Oversikt statistikk for Orebuktbåen, retningssektorene er sentrert rundt 15, osv. Dybde Horisontal strøm Gjennomsnittsstrøm (median) Standardavvik Signifikant maksimumstrøm 11 m 7 (6) cm/s 6 cm/s 15 cm/s Maksimumstrøm 30 cm/s Retning maksimumstrøm 95 Signifikant minimumstrøm Minimumstrøm 1.8 cm/s 0.1 cm/s Neumanns parameter 0.15 Vektormidlet strøm 1 cm/s Vektormidlet strømretning 74 Fire hyppigst forekommende strømretningene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) 90, 105, 285, 270 Fire hyppigst forekommende strømhastighetene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) 1-3, 10-15, 15-25, 6-8 Vannutskiftning Mest vannutskiftning pr. 15 graders sektor m 3 /m 2 ved 90 Minst vannutskiftning pr 15 graders sektor 553 m 3 /m 2 ved 180 Gjennomsnittlig total vannutskiftning pr. døgn (alle retninger) 264 m 3 /m 2 Nullmålinger Andel målinger <1cm/s 4.8 % Lengste periode <1cm/s 100 min Dybde Horisontal strøm Tabell 4-5: Oversikt statistikk for Midtbåen, retningssektorene er sentrert rundt 15, osv. Gjennomsnittsstrøm (median) Standardavvik Signifikant maksimumstrøm Maksimumstrøm 11 m 8 (6) cm/s 6 cm/s 15 cm/s 31 cm/s Retning maksimumstrøm 64 Signifikant minimumstrøm 2.2 cm/s Minimumstrøm 0.2 cm/s Neumanns parameter 0.21 Vektormidlet strøm 2 cm/s Vektormidlet strømretning 77 Fire hyppigst forekommende strømretningene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) 195, 180, 30, 15 Fire hyppigst forekommende strømhastighetene (synkende rekkefølge, 15 graders sektor) 1-3, 10-15, 6-8, Vannutskiftning Mest vannutskiftning pr. 15 graders sektor m 3 /m 2 ved 30 Minst vannutskiftning pr 15 graders sektor 34 m 3 /m 2 ved 285 Gjennomsnittlig total vannutskiftning pr. døgn (alle retninger) 277 m 3 /m 2 Nullmålinger Andel målinger <1cm/s 4.7 % Lengste periode <1cm/s 50 min Tabell 4-1 til Tabell 4-5 inkluderer både middelverdi og median. Middelverdien er summen av alle målte hastigheter delt på antall målinger, mens median er den midterste målingen av måledata sortert etter størrelse. Median er mindre påvirket av enkelte ekstremverdier. Signifikant maksimal strøm er gjennomsnittsverdien av den høyeste tredjedelen av alle målte hastigheter i perioden. Den vektormidlete strømmen er den vektormidlete strømmen over hele perioden. Den er alltid lavere enn gjennomsnittsstrømmen. Neumanns parameter er et mål for hvor stabil strømretningen har vært. Den beregnes ut ifra de progressive-vektor-diagram figurene, og er definert som forholdet mellom lengden av den rette RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 47 av 82

48 5 Referanser linjen mellom start- og sluttpunkt og lengden av den totale banen. For Neumanns parameter under 0.7 er reststrømmen ikke representativ for store deler av strømmålingen i perioden. Neumanns parameter bør ses i sammenheng med reststrømmen og gjennomsnittsstrømmen. Å bruke kun Neumanns parameter til å beskrive vannutskiftningen blir utilstrekkelig. Den har flere begrensninger. For eksempel blir den påvirket variasjoner i strømhastigheten og er avhengig av midlingstiden. På steder med sterk tidevannsstrøm kan Neumanns parameter være nært null uten at vannutskiftningen er redusert. For nøyaktigheten av målingene, se Appendiks D. 5 Referanser Aanderaa, 2007: "TD 262b Operating Manual - Seaguard RCM" eklima: eklima.no Meteorologisk data fra Meteorologisk Institutt Nortek, 2005: "Aquadopp Current Profiler, User Guide RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 48 av 82

49 5 Referanser RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 49 av 82

50 Appendiks A Måling og kvalitetssikring Strømmen ble målt med akustisk doppler punktmålere (Seaguard) av merke Aanderaa og en akustisk doppler profilmåler (Aquadopp Profiler) av merke Nortek. For nærmere beskrivelse, se Aanderaa (2007) og Nortek (2005). Målingene er basert på dopplereffekten. Instrumentet sender ut en akustisk puls (et kort signal) med en bestemt frekvens og måler frekvensen av innkommende refleksjoner. Refleksjonen er forårsaket av små partikler eller bobler i vannet. Ut fra frekvensskiftet kan man beregne hastigheten av partiklene i vannet, som er antatt å være lik strømhastigheten. Instrumentet sender ut pulser i fire stråler i forskjellige retninger for å kunne rekonstruere den horisontale strømhastigheten, Nortek Aquadopp måler også den vertikale strømhastigheten. Nortek Aquadopp har strålene orientert på skrå oppover og registrerer refleksjoner fra forskjellige dybder i vannet og får på denne måten en profil av strømhastighetene, mens Seaguard RCM har strålene orientert horisontalt og måler i instrumentdyp. Det er gjennomført kvalitetssikring etter anbefalingene av instrumentenes produsent. Som kriterier brukes stamp og rull, signalstyrke og standardavvik av enkeltmålingene. Generelt er anbefalingene som følgende: Seaguard RCM: stamp og rull mindre enn 35 og standardavvik av enkeltmålingen ca. 4 cm/s Nortek Aquadopp: stamp og rull mindre enn 20, SNR > 3 db Tilfeller hvor disse kriteriene ikke blir møtt vurderes kritisk. I tillegg til anbefalingene over ble målingene sjekket for uteliggere som også ble fjernet. Data som ble fjernet er beskrevet i Appendiks C. Figur 5-1 til Figur 5-4 viser noen av parameterne etter datarensing. Ved Geiterøya ble det satt ut en Nortek profilmåler ved ca m dybde. Dataen viser at riggen er flyttet til ca m dybde og dataen er derfor rapportert i to separate måleperioder. Det er ukjent hva har årsaket flyttingen av måleriggen. Den horisontale avstanden mellom de to måleposisjonene er bare noen meterer. En to-dagersperiode ( ) er fjernet fra datasettet pga. dårlig datakvalitet. Dataen ellers vurderes å være av god kvalitet og representativ for lokaliteten. Signalstyrken ved 4 og 6 m dybde ved Geiterøya kommer til tider ikke gjennom den vanlige kvalitetssikringen grunnet perioder med støy fra havoverflaten. Cellen som omtales som 4 m dybde strekker seg i realiteten fra 3 m til 5 m og kan derfor være mye påvirket av havoverflaten (4 m er senterdybden til cellen). Strømmålinger fra 4 m og 6 m er likevel tatt med i deler a rapporten grunnet lange perioder med god datakvalitet. Støyet i signalstyrken medfører noe usikkerhet i strømdataen og strømmen ved 4 m og 6 m er derfor ikke rapportert i hele rapporten RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 50 av 82

51 Figur 5-1: Kvalitetssikring Seaguard 14 m etter datarensing ved Lilleøya Figur 5-2: Kvalitetssikring Aquadopp Profiler ved Geiterøya etter datarensing RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 51 av 82

52 Figur 5-3: Kvalitetssikring Seaguard 11 m etter datarensing ved Orebuktbåen Figur 5-4: Kvalitetssikring Seaguard 11 m etter datarensing ved Midtbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 52 av 82

53 Appendiks B Tidsserier og rosediagrammer Lilleøya Figur 5-5: Tidsserier av horisontal strømhastighet ved Lilleøya Figur 5-6: Tidsserier av strømretning ved Lilleøya Figur 5-7: Strømretninger og strømhastigheter ved Lilleøya: pinnediagram som viser hastighet og retning over tid (en strek hver tredje time); rosediagram som viser fordelingen av retninger i kompasset og hastigheter i farge RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 53 av 82

54 Figur 5-8: Histogram av horisontal strømhastighet ved Lilleøya Figur 5-9: Histogram av strømretning ved Lilleøya Tabell 5-1: Strømstyrke-retningsmatrise ved 14 m dybde ved Lilleøya som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 54 av 82

55 Geiterøya Figur 5-10: Tidsserier av horisontal strømhastighet ved Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ). Strømmåling ved 4 og 6 m dybde er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 55 av 82

56 Figur 5-11: Tidsserier av strømretning ved Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ). Strømmåling ved 4 og 6 m dybde er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 56 av 82

57 Figur 5-12: Tidsserier av horisontal strømhastighet ved Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ). Strømmåling ved 4 og 6 m dybde er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 57 av 82

58 Figur 5-13: Tidsserier av strømretning ved Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ). Strømmåling ved 4 og 6 m dybde er noe usikker da hele dataserien ikke går gjennom kvalitetskontrollen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 58 av 82

59 Figur 5-14: Strømretninger og strømhastigheter ved Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) til venstre og for den siste delen av måleperioden ( ) til høyre: pinnediagram som viser hastighet og retning over tid (en strek hver tredje time); rosediagram som viser fordelingen av retninger i kompasset og hastigheter i farge RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 59 av 82

60 Figur 5-15: Histogram av horisontal strømhastighet for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 60 av 82

61 Figur 5-16: Histogram av strømretning for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 61 av 82

62 Tabell 5-2: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) ved 8 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 62 av 82

63 Tabell 5-3: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) ved 10 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 63 av 82

64 Tabell 5-4: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) ved 16 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 64 av 82

65 Tabell 5-5: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) ved 22 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 65 av 82

66 Tabell 5-6: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) ved 28 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 66 av 82

67 Tabell 5-7: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den første delen av måleperioden ( ) ved 34 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 67 av 82

68 Figur 5-17: Histogram av horisontal strømhastighet ved Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ) RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 68 av 82

69 Figur 5-18: Histogram av strømretning ved Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ) RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 69 av 82

70 Tabell 5-8: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ) ved 8 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor. Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 70 av 82

71 Tabell 5-9: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ) ved 10 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 71 av 82

72 Tabell 5-10: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ) ved 16 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 72 av 82

73 Tabell 5-11: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ) ved 22 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 73 av 82

74 Tabell 5-12: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ) ved 28 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 74 av 82

75 Tabell 5-13: Strømstyrke-retningsmatrise for Geiterøya for den siste delen av måleperioden ( ) ved 32 m dybde som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 75 av 82

76 Orebuktbåen Figur 5-19: Tidsserier av horisontal strømhastighet ved Orebuktbåen Figur 5-20: Tidsserier av strømretning ved Orebuktbåen Figur 5-21: Histogram av horisontal strømhastighet ved Orebuktbåen Figur 5-22: Histogram av strømretning ved Orebuktbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 76 av 82

77 Figur 5-23: Strømretninger og strømhastigheter ved Orebuktbåen: pinnediagram som viser hastighet og retning over tid (en strek hver tredje time); rosediagram som viser fordelingen av retninger i kompasset og hastigheter i farge Tabell 5-14: Strømstyrke-retningsmatrise ved 11 m dybde ved Orebuktbåen som inneholder antall målinger for hver retningssektor (15 grader, sentrert) og hastighetsintervall samt utskiftning per retningssektor Strømhastighet [cm/s] Utskiftning >100 Sum% m 3 /m 2 % Sum% RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 77 av 82

78 Midtbåen Figur 5-24: Tidsserier av horisontal strømhastighet ved Midtbåen Figur 5-25: Tidsserier av strømretning ved Midtbåen Figur 5-26: Histogram av horisontal strømhastighet ved Midtbåen RIMT-RAP september 2014 / 01 Side 78 av 82