Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016

Transkript

1 Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport:

2 Forsidebilde: Resultat fra simulering med bølgemodellen CMS-Wave. Fargeskalaen viser signifikant bølgehøyde og pilene viser bølgetogenes retning. Posisjonen til Blikvær-lokaliteten er markert med sort firkant til høyre i bildet (kartkilde for bakgrunnskart:

3 Akvaplan-niva AS Rådgivning og forskning innen miljø og akvakultur Org.nr: NO MVA Framsenteret 9296 Tromsø Tlf: , Fax: Rapporttittel / Report title Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Forfatter(e) / Author(s) Astrid Harendza Akvaplan-niva rapport nr / report no Oppdragsgiver / Client Nova Sea AS Postboks 34, 8764 Lovund Dato / Date Antall sider / No. of pages 21 Distribusjon / Distribution Gjennom oppdragsgiver Oppdragsg. referanse / Client s reference Aino Olaisen Sammendrag / Summary Bølgemodelleringene for Blikvær har vist at det er størst eksponering ved lokaliteten med havdønninger fra vest (270 grader). Største signifikante bølgehøyde (Hs) med 50 års returperiode er da 3.7 m i anlegget. Nabosektorene (255, 285 og 300 grader) har bølgehøyder på mellom 2.9 og 3.5 m. Typiske bølgeperioder fra disse retningene er 16.7 s. Fra mer sørlige retninger blir bølgeperioden til de dominerende bølgene ved anlegget kortere (6-7 s), noe som viser at vindgenererte bølger begynner å dominere. Modellkjøringer med kun vindgenererte bølger og uten havbølger gir også høyeste bølger fra vestlige retninger, med maksimal bølgehøyde på 3.0 m fra 270 grader. Mot nordlige retninger reduseres de signifikante bølgehøyder gradvis til ca. 1.0 m, og mot sørlige retninger reduseres de til 1.4 m. Fra sørlige og sør-vestlige retninger ( grader) er det situasjonene med kun vind som gir høyest bølger. Fra mer vestlige og nord-vestlige retninger (255-0 grader) er det situasjoner med kun havdønninger som gir høyest bidrag, tett fulgt av situasjonene med kombinert sjøtilstand. Fra nord-nordøstlige retninger (15 grader) er det situasjoner med kombinert sjøtilstand som gir høyest bølger. Modelleringene har vist at øyer og grunne områder nord, nordvest, sørvest og sør for lokaliteten er effektive når det gjelder å redusere bølgehøyden til havdønninger inn mot interesseområdet. Prosjektleder / Project manager Kvalitetskontroll / Quality control Astrid Harendza Øyvind Leikvin 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 FORORD INNLEDNING METODIKK Modellbeskrivelse, CMS-Wave Modelloppsett for Blikvær i Rødøy kommune Lokaliteten Blikvær Modelloppsett Inngangsdata til modellen CMS-Wave Vindhastighet Bølgehøyde Energispekter RESULTATER KONKLUSJON REFERANSER Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

6 Forord Foreliggende rapport med bølgemodelleringer for havsjø er utarbeidet for Nova Sea AS v/aino Olaisen. Akvaplan-niva takker for oppdraget. Bergen, Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 2

7 1 Innledning Akvaplan-niva AS har på oppdrag fra Nova Sea AS modellert vindgenererte bølger, innkommende havdønninger og kombinasjonen av disse på lokaliteten Blikvær i Rødøy kommune, Nordland. Lokaliteten ligger på ' N og ' Ø, i Blikværfjorden, nordøst for Nesøya og vest for Rødøy (Figur 1, Figur 2). I en lokalitetsundersøkelse, jfr. NS9415 (2009), skal det simuleres for vindinduserte bølger produsert med vindstyrke med 50-års returperiode i minst alle 8 hoved-himmelretninger. I tillegg skal det modelleres for havdønninger og kombinasjonen av hav- og vindsjø, dersom lokaliteten vurderes å være eksponert for havbølger. Denne rapporten omhandler en slik havsjømodellering. Lokaliteten ligger rett ved det åpne hav, men er omgitt av flere øyer/ øygrupper i nord (Blikvær, Valvær), nordvest (Myken), sørvest (Lyngvær og Træna) og sør (Nesøya) (Figur 1, Figur 2). Først og fremst vil disse øyene med tilhørende gruntområder dempe bølgeenergien fra disse retninger. Åpningen mellom disse øyene/ øygruppene vil muligens gi noe innslag av havdønninger og vindinduserte bølger, og øyene og gruntområder vil kunne bøye havdønninger og vindgenererte bølger inn mot lokaliteten. Lokaliteten har lysåpning mot Lyngværfjorden mot vestlige retninger ( grader). I østlige redninger befinner Rødøy, Gjerdøya og fastlandet seg og umuliggjør havdønninger fra disse retninger. Strøklengden er også kort mot disse retninger (avstand ca. 8 km), slik at heller ikke betydelige vindgenererte bølger forventes herfra. Lokaliteten vil derfor være eksponert for havdønninger og vindinduserte bølger først og fremst fra nord-nordvest, vest og sør-sørvest. Det er disse retningssektorene og tilgrensende retninger som simuleres i denne studien. Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

8 Myken Blikvær Rødøy Træna Nesøya Figur 1: Kart over regionen rundt lokaliteten Blikvær i Rødøy kommune, Nordland. Lokaliteten er merket med rødt punkt. Posisjonen hvor inngangsdata fra met.no's regionale bølgemodell (WAM) er hentet fra, er illustrert med svarte punkter øverst og til venstre i bildet (kartkilde: Myken Lyngværfjorden Lyngvær Blikvær Rødøy Selvær Otervær Nesøya Gjerdøy Figur 2: Fokusert kart med bunntopografi over nærområdet til lokalitet Blikvær. Anlegget er avmerket med en rød sirkel (kartkilde: Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 4

9 2 Metodikk 2.1 Modellbeskrivelse, CMS-Wave Modellen CMS-Wave (Coastal Modeling System Wave model) er benyttet til å kartlegge bølgeeksponeringen for havdønninger, vindgenererte bølger og kombinasjonen av disse på lokaliteten Blikvær. CMS-Wave er en todimensjonal bølgemodell som kan simulere forplantning og demping av havdønninger inn mot kystnære strøk. Vind og strøm kan inkluderes i simuleringene. Kildekoden til CMS-Wave er skrevet og vedlikeholdt av U.S. Army Corps of Engineers (Sanchez m.fl., 2012). Modellen bruker SMS ( som grafisk brukergrensesnitt. Inngangsdata er bunntopografi, innkommende bølger (høyde, retning og energispekter), vindstyrke og vindretning. Modellen antar konstante grensebetingelser (vind, bølger, strøm) og beregner en statisk, konstant løsning (steady state). Inngående bølgespektrum på den ytre rand er gitt av en regional bølgemodell, WAM (Reistad m.fl., 2011). Dersom strøm inkluderes, antas denne å være konstant med dypet. Modellen bruker en endelig element-metode med et kartesisk grid. En godt kartlagt batymetri (bunntopografi) er en forutsetning for å få gode simuleringer. Modellen beregner kvantitativt endring i bølgeparametre (bølgehøyde, retning og spektralfordeling) når bølgen beveger seg fra havet og inn mot grunt vann ved kysten (typisk < 40 m dyp). Bølgeeffekter som inkluderes i modellsimuleringene er: 1. Refraksjon (dreining av bølger som følge av endret vanndybde og strøm) 2. Diffraksjon (bølgedreining som følge av obstruksjoner) 3. Grunningseffekter (økt bølgehøyde på grunn av redusert gruppehastighet/ bølgelengde; bølgedemping som følge av friksjon mot bunn) 4. Bølge mot bølge, interaksjon I tillegg kan følgende effekter implementeres: 5. Bølgegenerering på grunn av vind 6. Refleksjon 7. Bølgebrytning* 8. Bølge mot strøm, interaksjon* *Ikke implementert i dette prosjektet, se kapittel Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

10 2.2 Modelloppsett for Blikvær i Rødøy kommune Lokaliteten Blikvær Lokaliteten Blikvær ligger i Rødøy kommune i Nordland, nordøst for Nesøya og vest for Rødøy. I nordlige retninger ( grader) for lokaliteten ligger Blikvær (avstand ca. 400 m) og flere småøyer lenger unna med tilhørende gruntområder, som skjermer for havdønninger fra det åpne hav (Figur 2). Fra åpningen mellom disse øyene kan det muligens forventes at noe energi fra disse havdønningene slipper igjennom, men grunner og skjær vil redusere denne betydelig. Samme tilfelle med reduksjon av havdønninger er tilfelle fra nordvestlige retninger ( grader), hvor Myken og en samling av småøyer ligger (Figur 2). Lokaliteten har lysåpning mot Norskehavet i retningssektoren mellom 260 og 285 grader, mot vest mot Lyngværfjorden. Mot sør- og sørvestlige retninger, i sektoren mellom 200 og 260 grader, skjermer Lyngvær, Otervær, Nesøya (avstand mellom 6-10 km) og flere småøyer rundt Selvær og Træna (avstand km) for havdønninger. Det forventes likevel at havdønninger fra sør/sørvestlige retninger delvis kan bøyes inn mot lokaliteten Blikvær. Fastlandet og øyene Rødøy, Gjerdøya og andre mindre øyer sørger for at det ikke kommer havdønninger fra østlige retninger. Koordinater for anleggets plassering er gitt i Tabell 1, og er illustrert i Figur 4. Tabell 1: Koordinater som representerer anlegges plassering ved lokaliteten Blikvær i Rødøy kommune i Nordland. Koordinatene er gitt både i geografiske koordinater og UTM-koordinater (datum: WGS84). Geografiske koordinater UTM, sone 33 N Ø X Y Overvåkningspunkt ' ' Modelloppsett Bølgemodellering har blitt utført i Rødøy kommune for området mellom Røst i Lofoten i nord til Dønna i sør. Modellen er oppdelt i retningssektorer med 15 grader per sektor. Modellen har blitt kjørt med kun innkommende havdønninger, med kun vind og med kombinasjonen av disse to. Det kan forventes havbølger og betydelige vindgenererte bølger fra nord-nordvest, vest og sørsørvest. For å dekke hele denne sektoren brukes det tre ulike grid av beregningsceller for havsjømodellering i dette oppsettet; et som beregner bølger hovedsakelig fra nordvestlige retninger, et annet med fokus på vestlige retninger og et tredje grid optimalisert for sørvestlige retninger (se Figur 3). Gridene dekker til sammen 14 forskjellige retningssektorer mellom 180 og 15 grader (mellom sørlig og nord-nordøstlig retning). Alle de tre gridene overlapper hverandre mer eller mindre. Ved eventuell overlapping presenteres kun resultatene fra simuleringene med største bølgehøyder i denne rapporten. Bunnmålinger som ligger til grunn for batymetrien i gridene er primærdata innkjøpt av Statens Kartverk Sjøkartverket. Det er valgt å legge til grunn et dyp 3 m over sjøkartnull i hele modellområdet, som omtrentlig tilsvarer situasjon med springflo. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 6

11 Modellen har tre kartesiske grid med 70x70 m 2 store celler som dekker rektangulære områder på henholdsvis ca. 73x97 km 2 (nordvestlig grid), 61x81 km 2 (vestlig grid), og 61x69 km 2 (sørvestlig grid). Dekningsområdene til gridene er illustrert i Figur 3. I modellområdet er det henholdsvis 872x1157 celler (vestlig grid), 1045x1393 celler (nordvestlig grid) og 873x981 celler (sørvestlig grid), altså mellom knappe og 1.5 millioner beregningsceller til sammen i hvert grid. Det har så videre blitt nøstet inn enda finere grid med oppløsning 20x20 m 2 i de grovere modellgridene. De finere gridene dekker et mindre område i umiddelbar nærhet til lokaliteten, fortrinnsvis på lo side vedrørende innkommende havbølger. De høytoppløste gridene har henholdsvis 842x1556 celler (nordvestlig grid), 802x1205 celler (vestlig grid), og 860x1290 celler (sørvestlig grid), som tilsvarer mellom og 1.3 millioner celler til sammen i hvert grid. Gridene dekker et område på henholdsvis ca. 16x31 km 2 (nordvestlig grid), 16x24 km 2 (vestlig grid) og 17x26 km 2 (sørvestlig grid). Modellområdene til de små gridene er også illustrert i Figur 3. Et utsnitt av beregningscellene ved lokaliteten Blikvær er vist i Figur 4. Havstrømmer ved lokaliteten er målt i perioden til å være maksimalt ca. 49 cm/s i de øvre vannmassene og i gjennomsnitt omtrent 16 cm/s (Steffensen, 2016). Da havstrømmer i nærområdet som regel forventes å være betydelig mindre enn 1 m/s, vil de ifølge Smith m.fl. (1998) ikke bidra til betydelige endringer i transformasjonen av havbølger. Derfor inkluderes ikke havstrømmer i simuleringene (se punkt 8 i kapittel 2.1). Refleksjon er inkludert i modellsimuleringene. Bølgebrytning er ikke inkludert i modellsimuleringene. Det vurderes som en konservativ tilnærming for bølgehøyden å ikke inkludere bølgebrytning, da denne effekten forårsaker ytterligere reduksjon av bølgeenergi. Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

12 Figur 3: Modellområde for CMS-Wave-simuleringene rammet inn i grønt (nordvestlig grid), rødt (vestlig grid), blått (sørvestlig grid) og med piler som viser hvilken side av gridet inngangsdata (vind og bølger) kommer inn. Nøstet modellområde er de mindre rektanglene illustrert i tilsvarende farger. Blikvær-lokaliteten er indikert med et rødt punkt og inngangsdata fra met.no er vist med to sorte prikker nordvest for Blikvær (kartkilde: Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 8

13 Figur 4: Illustrasjon av det kartesiske 20 m x 20 m gitteret (i hvite ruter) brukt i CMS-Wavemodelleringene ved Blikvær. Bunntopografien er avtegnet i farger, med skala fra -3 til 50 m. Fargeskala er vist nede til høyre (kartkilde for bakgrunnskart: Lokalitetens plassering er markert med sort firkant. Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

14 2.3 Inngangsdata til modellen CMS-Wave Vindhastighet Vindhastigheten i modellområdet er beregnet ut fra en 50-års returperiode i henhold til norsk standard for vindlaster NS-EN 1991 (2009) (Tabell 2). I simuleringene er denne beregnede vindhastigheten brukt som inngangsdata. Vindfeltet antas konstant i tid og rom over hele modellområdet. Vindfeltet er satt i henhold til data fra Rødøy kommune, ved lokaliteten. Vindhastighetene er omregnet til terrengruhetskategori I, som tilsier kystnære strøk. Det er også inkludert retningsfaktorer i henhold til NS-EN 1991 (2009). Tabell 2: Statistiske ekstremverdier av referansevindhastighet (m/s) 10 m over bakken i Rødøy kommune i Nordland (omregninger fra NS-EN 1991, 2009), fra alle retninger unntatt østlige retning. Det er benyttet terrengkategori I (oppskalert med faktor 1.17). Det er også skalert med retningsfaktorer. Returperiode 50 år Vindretning Vindhastighet (m/s) Returperiode 50 år Vindretning Vindhastighet (m/s) Bølgehøyde Innkommende bølger til modellområdet, som beregnes i denne studien med CMS-Wave, er hentet fra Meteorologiske institutts (met.no) regionale modell som dekker Nordsjøen, Norskehavet og Barentshavet (Reistad m.fl., 2011). Met.no har beregnet verdier med 50-års returperiode fra dette regionale nøstede modelloppsett av bølgemodellen WAM (The global ocean Wave prediction Model). Met.no's modell har horisontal romlig oppløsning på ca. 10 km og retningsoppløsning på 30. Resultater er innhentet fra to modellpunkter til WAM-modellen. Det ene ligger noe sør for den nordlige randen til det nordvestlige gridområdet og det andre modellpunktet ved den vestlige randen til det vestlige gridområdet som blir simulert i denne studien (se Figur 3 med svarte punkter for WAM-modellpunkter og plassering av ytre render til gridene). Disse gridpunktene i met.no's modell har koordinater 'N og 'Ø (benyttet for grid med innkommende bølger fra nordvestlige retninger) og 'N og 'Ø (benyttet for grid med innkommende bølger fra vestlige og sørvestlige retninger), og bølgeverdiene her antas som representative for bølger som kommer inn fra dypområdet fra Norskehavet i nordvest, vest eller sørvest. Resultatene har blitt brukt som grensebetingelse til CMS-Wave-simuleringene i dette prosjektet (Tabell 3 og Tabell 4). I CMS-Wave-modelleringene antas det at et bølgetog starter ute på havet og kommer inn mot modellområdet fra nordvestlige, vestlige og sørvestlige retninger og med bølgehøyde og periode som spesifisert i Tabell 3 og Tabell 4. Det antas at havbølger med høy energi som når inn mot Blikvær-lokaliteten først og fremst kommer fra retninger mellom ca. 210 og 330 grader (fra mellom sørvestlige og nordvestlige retninger). Mer nordlige og sørlige retninger er også inkludert i simuleringene, som omfatter retninger mellom 180 grader (sør) og 15 grader (nordnordøst). For alle grid har det blitt modellert eksplisitt for vindbølger, samt eksplisitt for havdønninger. Deretter har også den kombinerte bølgetilstanden av vindbølger og havdønninger blitt simulert. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 10

15 Tabell 3: Statistiske ekstremverdier for signifikant bølgehøyde (m) fra met.no's WAM hindcast bølgemodell. Posisjonene hvor verdiene er hentet fra er to punkter i det åpne hav (se Figur 1). Returperiode 50 år Bølgeretning for nordvestlig grid Signifikant [m] bølgehøyde Returperiode 50 år Bølgeretning for vestlig grid Signifikant [m] bølgehøyde Returperiode 50 år Bølgeretning for sørvestlig grid Signifikant [m] bølgehøyde Tabell 4: Som i Tabell 3, men med interpolerte verdier for signifikant bølgehøyde (m). Disse retningene samsvarer med retningene for returperioder for vind i kapittel Tabellen inkluderer også peakperiode, funnet ved typisk relasjon mellom bølgehøyde og periode i området (se kapittel 2.3.3). Bølgeretning for nordvestlig grid Signifikant bølgehøyde [m] Peak-periode [s] Bølgeretning for vestlig grid Signifikant bølgehøyde [m] Peak-periode [s] Bølgeretning for sørvestlig grid Signifikant bølgehøyde [m] Peak-periode [s] Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

16 2.3.3 Energispekter Resultatene fra den regionale WAM-modellen (se kapittel 2.3.2) gir et estimat for den øvre grensen for bølgehøyde ved modellranden. Denne bølgehøyden brukes til å definere energispekteret på randen, dvs. en typisk fordeling av bølgeenergi som funksjon av periode. Bølgeenergien som kommer inn i modellområdet vil som regel endre seg etter hvilken retning den kommer fra. Formen til dette energispekteret på randen er beskrevet ved et JONSWAP energispekter 1. Spekteret forklarer bølgehøyder som funksjon av perioder. Det innkommende bølgetoget beskrives med to parametere: spredningsfaktoren til frekvensen (gamma), som er satt til 2.1, samt spredningsfaktoren for retningen (nn), som er satt til 10. Disse tallene gir konservative verdier (mye energi, dvs. stor bølgehøyde og lang periode) med hensyn til typiske bølger langs norskekysten (Nygaard & Eik, 2004). 1 JONSWAP (Joint North Sea Wave Project) spektre er en empirisk sammenheng som definerer distribusjonen av energi over frekvens i havet. Se for øvrig Hasselmann m.fl. (1973). Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 12

17 3 Resultater For presentasjon av resultater for bølgemodelleringen ble det plukket ut et punkt som omtrentlig tilsvarer anleggets posisjon ved lokaliteten Blikvær. Signifikant bølgehøyde og bølgeperiode i dette punktet fra simuleringene med kun havdønninger er gitt i Tabell 5, kun vind i Tabell 6, samt kombinasjon av havdønninger og vind i Tabell 7. Tabell 8 er et sammendrag av Tabell 5 - Tabell 7, og viser høyeste signifikante bølgehøyde med tilhørende bølgeperiode for hver retningssektor, uansett drivkraft for bølgene. Figur 5 viser grafikk av hvordan bølgene propagerer når de går innover mot kysten, med kun havdønninger fra vest (270 grader). Det er denne retningen som gir høyeste bølger for lokaliteten både ved kun havdønninger (fokusert bilde i Figur 6) og ved kombinert sjøtilstand (ikke vist). Figur 7 viser fokusert bilde i nærområdet til lokalitet Blikvær når det kun er vind og ingen havdønninger, med vindretning fra vest (270 grader). Det er denne retningen som gir høyest bølger ved lokaliteten med kun vind. Figur 5 - Figur 7 illustrerer hvordan bølgehøyden blir effektivt redusert når havbølgene møter øyer, grunne områder, og bøyer seg rundt nes. Største signifikante bølgehøyder på 3.7 m oppstår ifølge simuleringene på lokaliteten Blikvær når kun havbølger er tilstede fra rett vest (270 grader) (Figur 5). Nabosektorene (255 og 285 grader) hadde bølgehøyder på henholdsvis 2.9 og 3.6 m. Mot gradvis mer nordlige retninger dempet bølgehøyden seg gradvis til ca. 1.1 m fra nordvest og nord ( grader). Fra mer sørlige retninger dempet bølgehøyden seg gradvis ned til laveste verdi på 0.2 m fra sør (180 grader). Typiske bølgeperioder for havdønningene med returperiode på 50 år var på mellom 12.5 og 16.7 s. Med kun vind som kilde til bølgeenergien var det også bølgene fra rett vest (270 grader) som var høyest, med 3.0 m. Videre mot sørlige retninger ble bølgehøyden redusert til 1.4 m fra rett sør. Fra mer nordlige retninger enn 285 grader og ble bølgene redusert til mellom 0.8 og 1.5 m ( grader). Ifølge simuleringene var typiske perioder for vindgenererte bølger på mellom 3.8 og 9.1 s. Kombinert sjøtilstand av havdønninger og lokalt vindgenererte bølger ga også størst signifikant bølgehøyde fra vest og vest-nordvest ( grader), med 3.6 m. Resultatene for disse bølgene følger omtrent samme mønster som modellkjøringene for kun havbølger. Unntak var for sørlige og sørvestlige retninger, der kombinert sjøtilstand ga høyere bølger enn modellkjøringene med kun havbølger. Fra disse retninger var det de vindgenererte bølgene som var dominerende i størrelse. Bølgeperioden til kombinasjonen av vind- og havbølger var følgelig lav fra sør-sørvestlige retninger, på typisk 4-6 s. Fra 240 grader og videre mot mer nordlige retninger var perioden på 10 s eller lenger, samsvarende med betydelig innslag av havdønninger i den kombinerte sjøtilstanden. Oppsummering i Tabell 8 viser at fra sørlige og sørvestlige retninger ( grader) er det situasjonene med kun vind som ga høyest signifikant bølgehøyde på lokaliteten Blikvær. Fra vestlige, nord-vestlige og nordlige retninger (255 0 grader) var det situasjoner med kun havdønninger som ga høyest bølger, tett fulgt av situasjonene med kombinert sjøtilstand. Fra nord-nordøstlig retning (15 grader) var det situasjonen med kombinert sjøtilstand som ga høyest bidrag. Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

18 Tilhørende bølgeperioder til høyeste bølgehøyder som inntraff fra de ulike retninger var typisk ca. 6 s for sørlige og sørvestlige retninger, opp mot 17 s fra vestlige retninger og ca. 14 s for nordlige og nordvestlige retninger. Illustrasjoner av bølgeenergi vs. frekvens for retningen med høyeste signifikante bølgehøyde på lokaliteten for simuleringer med kun havdønninger, kun vind og kombinasjonen av havdønninger og vind er gitt i Figur 8. Simuleringer med kun havdønninger fra 270 grader viser høyest energi (maksimalt 34 m 2 /Hz) ved 0.06 Hz. Dette gir en bølgeperiode på 16.7 s, i tråd med resultatene i Tabell 5. Det er relativ lav energi ved høyere frekvenser (kortere bølgeperioder). Simuleringer med kun vind fra 270 grader viser høyest energi (maksimalt 4.7 m 2 /Hz) ved 0.15 Hz. Tilhørende bølgeperiode er 6.7 s, i tråd med resultatene i Tabell 6. Her er energien mer jevnt fordelt utover frekvenser enn for kun havdønninger. På de høyere frekvenser (kortere bølgeperioder) er verdier for bølgeenergien noenlunde i samme størrelsesorden som for kun havdønninger. Den kombinerte tilstanden av havdønninger og vind gir høyest energi (maksimalt 8.4 m 2 /Hz) ved Hz. Dette gir en periode på s, i tråd med resultatene i Tabell 7. Her er bølgeenergien fordelt noenlunde tilsvarende som for havdønningene, men maksimalverdien er vesentlig lavere. Dessuten er det noe lavere energi på de høyere frekvenser (kortere bølgeperioder). Figur 8 illustrerer altså at sterk lokal vind med 50 års returperiode som regel reduserer energien til havdønningene. Unntak er for frekvenser mellom 0.08 Hz og 0.13 Hz (tilsvarende bølgeperioder mellom 7.7 s og 12.5 s), der tilstedeværelsen av vind øker energien til havdønningene. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 14

19 Tabell 5: CMS-Wave modellresultater for signifikant bølgehøyde (Hs) og bølgeperioden (Tp) ved lokaliteten Blikvær. Det er her kun kjørt med innkommende havdønninger og ingen vind. Blikvær Bølgehøyde (H s) [m] Lengste bølgeperiode (T p) [s] Bølgeretning Tabell 6: Som i Tabell 5, men her er kun kjørt med vind og ingen innkommende havdønninger. Blikvær Bølgehøyde (H s) [m] Lengste bølgeperiode (T p) [s] Vindretning Tabell 7: Som i Tabell 5, men her er kjørt med kombinasjon av vind og innkommende havdønninger. Blikvær Bølge- og vindretning Bølgehøyde (H s) [m] Lengste bølgeperiode (T p) [s] Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

20 Tabell 8: CMS-Wave modellresultater for signifikant bølgehøyde (Hs) og bølgeperiode (Tp) fra representativ posisjon til lokaliteten Blikvær. Her er høyeste bølgeverdier plukket ut fra resultatene til simuleringer med kun havdønninger (Tabell 5), kun vindgenererte bølger (Tabell 6) og kombinert sjøtilstand (Tabell 7). Bølgeperioden som presenteres er den tilhørende perioden til den høyeste bølgehøyden i hver retningssektor. Blikvær Bølge- og vindretning Bølgehøyde (H s) [m] Lengste bølgeperiode (T p) [s] Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 16

21 Figur 5: CMS-Wave-modellering ved lokaliteten Blikvær (markert med gult firkant) i Rødøy kommune i Nordland, med havbølger som kommer fra vest (270 grader). Det er fra denne retningen at størst bølgehøyde inntreffer ved anlegget (3.7 m) ved kun havdønninger og ved kombinert sjøtilstand (3.6 m, ikke vist). Bølgeretning er indikert med pilenes retning. Signifikant bølgehøyde (Hs) er gitt med fargekonturer, og fargeskala er nede til høyre. Det grove gridet (fargenes omriss) og det fine gridet (sort liten firkant) er illustrert. Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

22 Figur 6: Samme som i Figur 5, men her er det fokus på nærområdene til anlegget på lokalitet Blikvær, med den nøstede modellkjøringen (se Figur 3). Posisjonen til anlegget er markert med sort firkant i høyre del av bildet. Figur 7: Samme som i Figur 6, men her er det simulert med kun vindbølger og fra retningen 270 grader (vest). Det er denne retningen som gir høyeste signifikante bølgehøyde på lokaliteten Blikvær (3.0 m) når kun lokalt vindgenererte bølger simuleres. Posisjonen til anlegget er markert med sort firkant i høyre del av bildet. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 18

23 Figur 8: Bølgeenergi vs. frekvens for retningen som gir høyest bølgehøyde for innkommende havdønninger (270 grader, rød), kun vind (270 grader, blå) og kombinasjon av havdønninger og vind (285 grader, sort). Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport

24 4 Konklusjon Bølgemodelleringene for Blikvær har vist at det er størst eksponering ved lokaliteten med havbølger fra vest (270 grader). Største signifikante bølgehøyde (Hs) med 50 års returperiode er da 3.7 m i anlegget. Nabosektorene (255, 285 og 300 grader) har bølgehøyder på mellom 2.9 og 3.5 m. Typiske bølgeperioder fra disse retningene er 16.7 s. Fra mer sørlige retninger blir bølgeperioden til de dominerende bølgene ved anlegget kortere (6-7 s), noe som viser at lokalt vindgenererte bølger begynner å dominere. Modellkjøringer med kun vindgenererte bølger (uten havbølger) gir også høyeste bølger fra vestlige retninger, med maksimal bølgehøyde på 3.0 m fra 270 grader. Mot nordlige retninger reduseres de signifikante bølgehøyder gradvis til ca. 1.0 m, og mot sørlige retninger reduseres de til 1.4 m. Simuleringene med kombinert sjøtilstand får noe mindre bølgehøyder enn med kun vindgenererte bølger fra sørlige og sørvestlige retninger og omtrent tilsvarende bølgehøyder fra nordvestlige og nordlige retninger. Fra vestlige retninger gir kombinert sjøtilstand omtrent tilsvarende resultater som med kun havdønninger. Fra sørlige og sør-vestlige retninger ( grader) er det situasjonene med kun vind som gir høyest bølger. Fra vestlige og nordvestlige retninger (255-0 grader) er det situasjoner med kun havdønninger som gir høyest bidrag, tett fulgt av situasjonene med kombinert sjøtilstand. Fra nord-nordøstlige retninger (15 grader) er det situasjoner med kombinert sjøtilstand som gir høyest bølger. Modelleringene har også vist at øyer og grunne områder nord, nordvest, sørvest og sør for lokaliteten er effektive når det gjelder å redusere bølgehøyden inn mot interesseområdet. Modellsimuleringene har vist at kraftig vind med 50 års returperiode generelt ikke øker den signifikante bølgehøyden i nevneverdig grad når store havdønninger er tilstede med periode lenger enn 12.5 s. Akvaplan-niva AS, 9296 Tromsø 20

25 Referanser Hasselmann K., T.P. Barnett, E. Bouws, H. Carlson, D.E. Cartwright, K. Enke, J.A. Ewing, H. Gienapp, D.E. Hasselmann, P. Kruseman, A. Meerburg, P. Müller, D.J. Olbers, K. Richter, W. Sell, and H. Walden, Measurements of wind-wave growth and swell decay during the Joint North Sea Wave Project (JONSWAP). Ergänzungsheft zur Deutschen Hydrographischen Zeitschrift Reihe, A(8) (Nr. 12), p. 95. Nasjonalt tillegg, NA - Eurokode 1: Laster på konstruksjoner - Del 1-4: Allmenne laster Vindlaster, NS-EN :2005/NA:2009. ICS: , sider. NS (Norsk Standard) 9415, Flytende oppdrettsanlegg - Krav til lokalitetsundersøkelse, risikoanalyse, utforming, dimensjonering, utførelse, montering og drift. ICS: , sider. Nygaard, E., Eik, K. J., Application of STWAVE in Norwegian coastal water. In: Proceedings, 8th International Workshop on Wave Hindcasting and Forecasting. 9 sider. Reistad, M., Breivik, Ø., Haakenstad, H., Aarnes, O.J., Furevik, B. and Bidlot, J.-R., A high resolution hindcast of wind and waves for the North Sea, the Norwegian Sea, and the Barents Sea. Journal of Geophysical Research, Vol. 116, C05019, doi: /2010jc006402, 2011 Sanchez, A., Lin, L., Demirbilek, Z., Beck, T., Brown, M., Li, H., Rosati, J.D., Wu, W. and Reed, C., Draft CMS User Manual, June 20, (No. ERDC/CHL-TR-11-X). Engineer Research and Development Center Vicksburg MS Coastal and Hydraulics Lab. pp 332. Smith, J. M., Militello, A., and Smith, S. J., "Modeling waves at Ponce de Leon Inlet, Florida." Proc. 5th International Workshop on Wave Hindcasting and Forecasting, Environment Canada, Downsview, Ontario, Steffensen, K., Nova Sea AS, Strømmålinger Blikværfjorden. 5m og 15m. Akvaplan-niva rapport no Havbølgemodelleringer for lokalitet Blikvær, Rødøy kommune, Nordland, 2016 Akvaplan-niva AS Rapport