Bølgeberegning Tristeinen ved flåteplassering

Transkript

1 Bølgeberegning Tristeinen ved flåteplassering etter NS9415:2009 Eksponering: Bølge(Hs) m Dato

2 Tittel Bølgeberegning av Tristeinen ved flåteplassering Oppdragsgiver Selskap Adresse Kontaktperson Epost \ tfl Lokalitet SalMar Farming AS 7266 Kverva Rune Olden olden@salmar.no Tristeinen Bjugn kommune, Sør Trøndelag Lokalitetsnummer Posisjon (Flåteposisjon) 63 o Nord, 9 o Øst Oppdragsansvarlig Selskap Organisasjon nr Adresse Siholmen 7260 SISTRANDA Rapport ansvarlig Jenny-Lisa Reed jenny.lisa@havbrukstjenesten.no Godkjent av Arild Kjerstad arild@havbrukstjenesten.no Rapportnr

3 Innholdsfortegnelse 1. Bakgrunn 2. Områdebeskrivelse Kart Bunnforhold 3. Resultater 3.1 Vindbølger, havbølger og kombinertbølger 3.2 Anleggplassering og ankerfeste 3.3 Konklusjon 4. Referanser 5. Vedlegg: Dokumentasjon/utstyr til lokalitetsundersøkelsen 5.1 Kart 5.2 Vinddata 5.3 Bølgedata 2

4 1. Bakgrunn NYTEK forskriften krever at alle akvakulturanlegg skal ha en lokalitetsklassifisering. Denne rapporten er en bølgeberegning i henhold til NS 9415:2009 som innledning til en lokalitetsklassifisering. Dette er et tillegg til tideligere utført lokalitetsklassifisering der en ikke har tatt med bølgeklasse for der flåten er plassert. 2. Områdebeskrivelse Lokaliteten er lokalisert ved øygruppa Tristeinen i Bjugn kommune, Sør Trøndelag 2.1 Kart Kart over området uthentet fra Olex. Kart Oversiktskart over området rundt lokaliteten. Anlegg er vist i senter av bilde (markert med rødt kryss). Målestokken er vist på kartet. 3

5 Kart Fortøyning av flåte og bunntopografi. Målestokken er vist på kartet. Kart Dokumentasjon på opploddinga av bunntopografi. Hver rød prikk er en målt dybde. 4

6 2.2 Bunnforhold Bunnforhold Retning Bunntype Dybde (m) Nord Berg 15m Sør Berg 15m Øst Berg 15m Vest Berg 15m Midt Antatt sand Tabellen Bunntype og dybde under anlegget. 5

7 3.1 Vindbølger Ut fra Norsk Standard 9415, i henhold til krav på lokalitetsklassifisering, skal det beregnes maksimal opptredende signifikant bølgehøyde med returperiode på 10 og 50 års for 8 himmelretninger. Programmet SWAN (SWAN, 2006) er benyttet for å beregne vindbølger på lokaliteten med dybdedata fra Statens kartverk Sjø (Kystkartverket, 2006) samt oppmålte data fra multi strålekkolodd tilkoblet Olex. For mer informasjon om vind og bølgedataene ser vedlegg 5.2 og 5.3. Bunnmodellene benyttet for å beregne bølger er vist i figur Dybde (m) Lengdegrad Dybde (m) Breddegrad Breddegrad Lengdegrad Figur Viser de inndelinger brukt i bølgeberegningen. Lokaliteten ( ). 6

8 Vindbølger Vindforholdene på lokaliteten er bestemt i henhold til NS Tabellen 3.1.1: viser vindstyrke (m/s), signifikant bølgehøyde (Hs), pikperiode (Tp) og bølger retning (grader) for 10 og 50 års returperiode. Flåte (23 m) Retning 10 år 50 år vind Hs (m) Tp (s) Retning vind (m/s) (ᵒ) (m/s) Hs (m) Tp (s) Retning (ᵒ) Nord Nordøst Øst Sørøst Sør Sørvest Vest Nordvest Tabell og 50 års returperiode vindbølger mot lokaliteten. Høyeste vindbølger for lokaliteten er 1.7m fra retning mot flåte. De er generert av vind med retning fra nordøst. Vest Nordvest Nord Nordøst Øst 10 år Hs (m) 50 år Hs (m) Sørvest Sørøst Sør Figur Bølgehøyderosen viser 10 og 50 års vind generert signifikant bølgehøyde på lokaliteten. 7

9 Havbølger Området til lokaliteten er påvirket av havbølger fra åpent hav (Figur 2.1.1). Offshore bølgetilstad er beregnet fra Extreme Value Analysis av NCEP model data ved bestemte punkter langs Norske kysten. Tabell 3.1.2: viser signifikant bølgehøyde (Hs), pikperiode (Tp) og bølger retning (grader) for havbølger 10 års og 50 års returperiode. Flåte (23 m) 10 år 50 år Offshore Flåte Offshore Flåte Retning Hs Tp Hs Tp Retning Hs Tp Hs Tp Retning (m) (s) (m) (s) (grader) (m) (s) (m) (s) (grader) Nord Nordvest Vest Sørvest Tabell års og 50 års returperiode havbølger mot lokalitet. Havbølger, med høyde 0.4m forplanter seg inn til lokaliteten fra nord. Kombinertbølger Tabell 3.1.3: viser signifikant bølgehøyde (Hs), pikperiode (Tp) og bølger retning (grader) for kombinertbølger 10 års og 50 års returperiode. Flåte (32m) Vind (10 år / 50 år) Offshore bølger (10 år / 50 år) Flåte (10 år / 50 år) Retning (m/s) Retning Hs (m) Tp (s) Hs (m) Tp (s) Retning Nord 25 / 27 Nord 11.2 / / / / / 59 Nordøst 22 / 24 Nord 11.2 / / / / / 74 Sørvest 27 / 31 Nord 11.2 / / / / / 128 Tabell års og 50 års returperiode kombinertbølger ved lokalitet. 8

10 Hs (m) Breddegrad Lengdegrad Figur Kombinertbølgespredning mot lokaliteten ( ), 50-års bølger. Diskusjon bølger Den høyeste beregnede signifikante bølgehøyden er på 1.8 meter. Denne sjøtilstand oppstår når vind blåser inn fjorden fra nordøst og dønninger forplanter seg inn fra nord. Usikkerheten i beregnet bølger er estimert til å ligge rundt 20%. 9

11 Bølgekomponenter Bølgekomponent Vindbølger Havbølger Kombinertbølger Skipsgenererte bølger Bølgerefleksjoner Effekt av bølgetog Bølge- / strøminterksjon Erfaring fra lokale personell Påvirkningsgrad Hovedkomponent (± 78-94% av kombinertbølger) Relevant (± 6-22% av kombinertbølger) Relevant Lite relevant Lite / ikke relevant Lite relevant Lite relevant Ikke erfaring fra dette området Bølgeberegninger bekreftelse Vindbølger resultatene fra SWAN blir kontrollert av bølgehøyden beregnet ut fra ACES programmet (Booij et al., 1999). Programmet beregner bølgehøyde og periode ut i fra strøklengde, vindhastighet, og bunntopografi. Resultatene bli sammenlignet med resultatene fra SWAN modell. Konklusjon bølger Den utregnede signifikante bølgehøyden for 10 og 50 års bølger er henholdsvis 1.7m og 1.8m fra retning 74 på lokalitet. 10

12 3.2 - Anleggplassering og ankerfeste Se kart Plassert for å få best mulig feste. 3.3 Konklusjon Anlegget har beregnet 10 og 50 års bølge som er vist i tabell Største Returperiode 10 år Returperiode 50 år Retning H (m) T (s) H (m) T (s) (ᵒ) Vindbølge Havbølge Kombinertbølge Tabell og 50 års bølger på lokaliteten. 11

13 4. Referanser 1. Booij, N., R.C. Ris and L.H. Holthuijsen (1999). A third-generation wave model for coastal regions, Part I, Model description and validation, J.Geoph.Research, 104, C4, Brukerveiledning SD-6000 strømmåler. 3. Butler H.L., Sommerfeld B., and Mason, J. (2006) Coastal Engineering Design and Analysis System, Version 4.0, computer software, Veri-Tech, Inc., Summit, MS. 4. Kystkartverket (2006). Dybdegrunnlag fra Statens karteverk Sjø. 5. NS 9415:2009. Flyttende oppdrettsanlegg. Krav til utforming, dimensjonering, utførelse. Installasjon og drift. Norsk Standard 2009: 101s. 6. NS (2002). Prosjektering av konstruksjoner. Dimensjonerende laster, del4: Vindlaster. Norsk Standard 2002: 106s. 7. Olex (2007). Olex, Navigasjon og kartlegging av havet. 12

14 5. Vedlegg: Dokumentasjon og utstyr Kart Kartene er hentet fra Olex-maskinen. I datamaskinen er det lagt inn sjøkart av typen C-MAP. Midt på øverste linje på kartet er målestokken inntegnet et strek med angitt lengde. Hvilken avstand det er mellom dybdekoter står avmerket i tredje nederste linje på kartet. Hvilken orientering kartene har er vist med kompasspil oppe i venstre hjørne Vinddata Ut fra Norsk Standard 9415 skal det bergenes vindhastighet med returperiode på 10 og 50 år i 8 himmelretningene. Vinddata er hentet fra Norsk Standard Prosjektering av konstruksjoner. Dimensjonerende laster. Del 4: Vindlaster. Vindhastighetene, som blir benyttet er gjennomsnittlig vindhastighet over 10 minutter, 10 m over havoverflaten med terrengkategori II. For kystnær områder, opprørt hav, åpne vidder og strandsoner uten trær og busker (terrengkategori I) er vinden 17% høyere. Hastigheten ble justert med oppgitt retningsfaktor fra standarden. Der: V b = V REF C RET C ÅRS C HOH C SAN V b = Basisvindhastighet V REF = Referansevindhastigheten, som angitt i Norsk Standard C RET = Retningsfaktoren som kan velges 1.0 for alle vindretninger. Eventuelle lavere verdier for enkelte sektorer er angitt i Norsk Standard C ÅRS = Årsfaktoren, som settes lik 1.0 C HOH = Nivåfaktoren, som settes lik 1.0 C SAN = Årlig annsynlighet faktor for overskridelse. Settes lik 1.0 for en returperiode på 50 år. Settes lik 0.9 for en returperiode på 10 år. 13

15 For bestemmelse av bølgeforhold ved anlegget brukes stedsvindhastigheten, V S,, dvs. vindhastighet over 10 min ved 10m høyde ved lokaliteten: Der: V S (z) = C r (z) C t (z) V b C r = Terrenggruhetsfaktoren = 1.17 (med z=10 m) C t = Topografifaktoren, som settes lik 1.0 Stedsvindhastighet bli justert til strøkvindhastighet i henhold til lokalitetens strøkgeometri. Strøkvinden er middelverdi av vindhastighet ved 10m høyde over en periode tilsvardende strøkvarigheten. Strøkvarigheten er tiden bølger trenger for å bli generert over strøket. For strøklengde <16km kan stedsvindhastigheten bli justert med 0.9 (Butler et al. 2006). Programmet ACES (Butler et al. 2006), Wind Speed Adjustment and Wave Growth, er benyttet for justere stedsvindhastighet til strøkvindhastighet for 8 retninger for 10 og 50 års på lokaliteten. ACES Programmet er utviklet av U.S. Army Corps of Engineers. Programmet ACES (Butler et al. 2006), Wind Speed Adjustment and Wave Growth beregner bølger vekst over åpen vann og begrenset strøklengde i dyp og grunn vann. Informasjon som brukes er vind hastighet, varighet og retning, lokalitetsbreddegrad, gjennomsnittsverdi strøklengde dypde og strøklengde (Butler et al. 2006). Metode som brukes er beskrevet i deres bruksanvisning Bølgedata Vindbølger og havbølger på lokaliteten er beregnet fra vinddata og bølgetilstand offshore ved bruk av SWAN model. Programmet SWAN er utviklet av Delft Technical University og er brukt for å beregne utvikling og forplanting av bølger i kystområder. Siden målet er å beregne de høyeste bølger i 10 og 50 år, og der er ikke en tids begrensning på bølger vekst, det blir brukt 3 4 innkapslete gridder for å sikre at bølger vokser til en stabil tilstand i modellen og er bare begrenset av strøklengde og vindhastighet. Grid oppløsning øke fra ±1 x 1km offshore til ±20 x 20m ved lokalitet. 14