PROSJEKTLEDER. Kjetil Arne Vaskinn OPPRETTET AV. Kjetil Arne Vaskinn og Wolf Marchand. Morten Søvde REGION MIDT

Transkript

1 KUNDE / PROSJEKT Statens Vegvesen, Region midt PROSJEKTLEDER Kjetil Arne Vaskinn PROSJEKTNUMMER OPPRETTET AV Kjetil Arne Vaskinn og Wolf Marchand DISTRIBUSJON: FIRMA NAVN TIL: STATENS VEGVESEN, Morten Søvde REGION MIDT DATO 7 REV. DATO Vurdering av alternativ 3, 3a og 3b samt interimskai 02 for ny fergekai ved Brekstad fergeleie I Sweco sitt notat «Vurdering av alternative plasseringer av ny fergekai ved Brekstad fergeleie» datert beskrives og analyseres fem forskjellige plasseringer, fire nye og det eksisterende. Statens vegvesen, sammen med representanter fra fylket og rederiet har diskutert de foreslåtte løsningene videre ønsker en samlet vurdering av alernativene 3, 3a og 3b samt interimskai 02. Mye av grunnlaget for analysen og diskusjonen (statistikk for vind, strøm og bølger) i dette notatet er det samme som i de forrige notatene. Et sjøkart over området er vist i Figur 1. og de aktuelle alternativene er vist i Figur 2, Figur 3, Figur 4 og Figur 5. Figur 1 Sjøkart for området ved Brekstad fergekai 1 (8) memo02.docx Sweco Norge AS

2 Figur 2 Alternativet 3 for plassering av fergekai Figur 3 Alternativet 3a for plassering av fergekai 2 (8)

3 Figur 4 Alternativet 3b for plassering av fergekai Figur 5 Alternativet interimskai 3 (8)

4 Bakgrunn Som grunnlag for vurderingen benyttes statistiske analyser av vindata fra Ørlandet lufthavn og beregnede bølgehøyder i forhold til vindstyrke, retning og strøklengde. I tillegg er det foretatt noen enkle vurderinger basert på topografien rundt Brekstad fergeleie. Det er også gjort generelle vurderinger om strømforhold, ettersom det ikke foreligger strømmålinger i det aktuelle område. Vi har ikke fått klare kriterier for hva som er korrekte og forsvarlige operasjonskriterier for de fergene som er planlagt benyttet (elektroferge planlagt fra 2019). Generelt vil større fartøy tåle høye bølger bedre enn små, og fartøyene vil tåle langt høyere bølger forfra og aktenfra enn fra siden. For vind er det ikke så store forskjeller mellom store og små fartøy, men mer et spørsmål om hvilken utrustning (antall sidepropellere, type ror og antall og plassering av hovedpropellere). Det finnes ikke allmenne operasjonsgrenser for ferger. For større havner, som olje/gassterminaler finnes det imidlertid grenser for vind, og grenser mellom 12 og 14 m/s er vanlig. Maksimale signifikante bølgehøyder vil ofte ligge på m. Det skal imidlertid nevnes at det er betydelige forskjeller mellom store tankskip og de relativt sett mindre og lett manøvrerbare fergene. Vind Det finnes flere statsjoner med vinddata i regionen, men vi mener at dataene fra Ørlandet er mest relevant. Denne stasjonen ligger nært Brekstad fergekai og siden terrenget på Ørlandet er ganske flat i alle retninger, kan vinden måles fra alle retninger uten forstyrrelser. Oversikt over tilgjengelige meteorologiske stasjoner med vinddata er vist i Figur 6. Figur 6 Oversikt over meteorologiske stasjoner i området, merket med gult. Vi har foretatt en analyse av vinddata fra Ørlandet, basert på timesverdier for det siste året. Dataene er fremstilt i form av en vindrose i Figur 8. Vindrosen med data fra Ørlandet viser at det forekommer sterke vinder hovedsakelig fra øst til sør, sektor Det er videre også 4 (8)

5 undersøkt hvilken reting som er domineredne tidsmessig og med hensyn til styrke. Til dette er hele tilgjengelige dataserien fra 1957 til 2016 benyttet. Resultatene vises tydelig i frekvensplottet i Figur 7. Figur 7 Vindrose som viser fremherskende vindretning med styrke Når man ser på frekvensfordelingen i Figur 7 blir det åpenbart at vind fra sørøst tidsmessig er dominerende (over 40 % av tiden) og at dette også er en retning som gir vind i styrke 5 til 15 m/s over en stor andel av tiden (rundt 30 % av tiden). Bølger Brekstad havn har åpen fjord i sør og øst og er ellers skjermet av land mot vest til nordøst. Lokal vindsjø fra området ved Brekstad fergekai er beregnet basert på strøklengde og vinddata fra Ørlandet. Det er ikke beregnet innslag av havsjø og dønninger fra havet, siden vi anser dette som mindre relevant på grunn av beliggenhet til Brekstad. Strøklengde i forskjellige relevante retninger er vist i Figur 8. Østnordøst er den retningen med lengst strøk, opp til rund 20 km. I retning sørøst kan strøklengden være rundt 11 km, mens den korteste strøklengden er i retning sør, ca. 6 km. Vindrosen viser at man kan forvente vind fra disse retningene, med en styrke på 5 til 15 m/s. Sammenhengen mellom strøk, vind og bølger er gitt i Tabell 1. 5 (8)

6 Figur 8 Strøklengde i forskjellige retninger for beregning av bølgehøyde. I tillegg er vinddata fra Ørlandet illustrert for det siste året. De forskjellige strøklengdene (Figur 8), sammen med maksimal vind fra frekvensfordelingen (Figur 7), gir bølgehøydene for Brekstad havn som er listet opp i Tabell 1. Verdier i parentes er tatt med for å illustrere hva bølgehøyden blir i tilfelle vind med styrke fra sørøst skulle komme litt mer fra nordøst. I følge vindrosen i Figur 8 har vinden vært opp i styrke på på over 15 m/s fra denne retningen. Tabell 1 Beregnet bølgehøyde, sammen med inngangsverdier for strøk og vind. Retning Maks. strøklengde Maks. vind Bølgehøyde østnordøst (20) 0.9 (2.4) sørøst sør Det er nevnt i «Den norske los» at dagens Brekstad havn er urolig ved vind fra øst. Strøm Strømmen i området er sannsynligvis preget av en regulær tidevanns-strøm som følger terrengformasjonene. Strømmen vil tidvis kunne være påvirket av andre faktorer enn tidevannet, som eksempelvis effekter av en langvarig oppstuving i indre deler av Trondheimsfjorden. En annen effekt vil kunne være stor avrenning av ferskvann i de indre delene av fjorden som vil kunne gi en forsterkning av tidevannstrømmen utover i fjorden. Hastighetene i disse strømmene vil likevel være så lave at de ikke har noen praktisk betydning for skip eller konstruksjoner, annet enn at strømningen kan bidra til sirkulasjon i området. 6 (8)

7 Konklusjon Av de foreslåtte alternativene anbefaler vi alternativ 3a, under forutsetning at den skisserte flyttingen av enden av den nordre moloen gjennomføres. Dette alternativet ligger langt inn i havnebassenget og med den flyttede og forlengete moloen blir innseilingsåpningen smalere og lengre unna kaia, enn evd flere av de andre alternativene. Dermed kan man forvente at kaia er mindre utsatt for bølger fra sør-sørøst, siden disse vil ikke treffe kaia direkte. Vi anser alternativ 3b som relativ likeverdig til alternativ 3a. Også for alternativ 3b anbefaler vi at den skisserte flyttingen av enden av den nordre moloen gjennomføres. Alternativ 3b ligger også litt beskyttet mot direkte bølger fra sør-sørøst, men ikke helt så mye som alternativ 3a, siden alternativ 3b ligger nærmere innseilingen. Alternativet interimskai anser vi som mindre gunstig enn alternativene 3a og 3b, hovedsakelig fordi det ikke planlegges forlengelse av den nordlige moloen i forbindelse med alternativ interimskai. Alternativ 3 vil være mest utsatt for bølger fra øst-sørøst til sørøst. Dette skyldes hovedsakelig den planlagte fjerningen av østenden til den søndre moloen. Dette skaper en stor innseilingsåpning hvor bølgen fra en større sektor vil treffe kaia med «full styrke». Dette alternativet prioriterer vi lavest av alle alternativene. For både alternativ 3a og 3b kan ferga kjøre rett frem til kaia, etter at den har svingt inn i innseilingen, mens den må svingen en kontrasving for å legge til ved alternativ 3. Det virker å være enklere å kjøre rett frem til kaia, istedenfor å svinge, men dette er ikke tatt med i vår vurdering. Uavhengig av de foreslåtte alternativene vil vi bemerke at vindstatistikken (Figur 7) viser at det er sjeldent vind fra sør-sørøst og det ville derfor være gunstigst å ha innseilingsåpningen i denne rettningen. Dermed kunne man lukke moloen i retning sørørst, noe som ville beskytte kaia og hele havna effektivt mot bølger over en stor andel av tiden. I tillegg ville denne innseilingsretningen være gunstig for å oppnå kortere overfartslengde, siden ferga kommer i utgangspunktet sørfra. Vind Det er ikke høye fjell på noen sider av Brekstad havn, men kysten skjermer nært bakken mot vind fra vest til nord og nordøst. Dominerende vindretning er derimot fra sørøst og vinden er opp i en styrke på 5-15 m/s i 30 % av tiden. Moloer gir kun en begrenset beskyttelse mot vind, siden en ferge vil stikke en god del over en molo. Men i den grad moloene kan gi beskyttelse konkluderer vi følgende. Alternativene 3a og 3b er utsatt for vind, siden den nevnte sterke vinden fra sørøst vil treffe rett på kaia. Vinden vil imidlertid være i lengderetningen på ferga, noe som er bedre enn om den treffer ferga fra siden. Den eksisterende moloen i sør vil beskytte noe mot vinden. Alternativ 3b stikker mer ut i havnebassenget og vil muligens være noe mer utsatt enn alternativ 3a. Alternativ 3 vil være mest utsatt for vind, grunnet den store innseilingsåpningen ved fjerning av enden på moloen i sør. 7 (8)

8 Bølger Fergekaia bør beskyttes mot vindgenererte bølger fra sørøst, siden en kan forvente relativ høye bølger i en stor andel av tiden fra denne retningen. Den eksisterende moloen i sør gir delvis beskyttelse i retning sør-sørøst. Man må imidlertid påregne at en del store bølger fra sørøst kommer gjennom havnas innseiling og rett mot fergekaia. Bølgene vil imidlertid komme i fergas lengderetning, noe som er bedre enn om de kommer på tvers. Dette gjelder imidlertid ikke alternativ 3, hvor bølgen kommer på skrå på fergas lengderetning. Den planlagte flyttingen av enden av den nordre moloen vil ikke beskytte mye mot bølger fra øst til sør-sørøst. Det anbefales allikevel at eksisterende molo endres/flyttes slik det er foreslått. Flyttingen vil gi bedre skjerming mot bølger fra øst enn en avkortet molo vil gi. At skjerming mot bølger fra øst er viktig underbygges av utsagn i «Den norske los» om at dagens havn er urolig ved vind (dvs. bølger) fra øst. Å velge en avkortet molo vil skape en rundt 35 % større åpning (innseiling) til havna og dermed blir påvirkningen fra bølger større. Strøm Strømhastighetene i området antas å være så lave at de ikke har noen praktisk betydning for skip eller konstruksjoner. Det er ikke utført måling eller modellering av strømforholdene i området. Forutsetning Det må bemerkes at konklusjonene er basert på relativ enkle betraktninger og analyser av det presenterte grunnlaget. Vi mener allikevel at konklusjonen er relativ entydig. For å si mer om effekten av eventuelt foreslåtte beskyttende/bølgedempende konstruksjoner er det nødvendig med en mer detaljert modellering av lokale vind- og bølgeforhold. Det bemerkes at de beregnede vindstyrkene og bølgehøydene ikke kan benyttes til dimensjonering av molo eller andre konstruksjoner, siden dette krever at vindverdier med større gjentaksintervall benyttes i beregningen. Den presenterte analysen er utført for å finne en god løsning for praktisk og mest mulig kontinuerlig drift av fergesambandet. Derfor er «vanligvis forkommende vindverdier» benyttet, ikke ekstreme verdier, slik som er påkrevd for dimensjonering. 8 (8)