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 REV. DATO Vurdering av alternative plasseringer av ny fergekai ved Brekstad fergeleie Det skal gjøres en vurdering av de foreslåtte alternativene for ny fergekai på Brekstad, med tanke på strøm-, vind- og bølgeforhold i forbindelse med valg av alternativ. Alternativet som velges skal være best egnet med hensyn til værets virkning og skal gi minst problemer, både med tanke på kansellerte avganger og liggeforhold. Det skal benyttes batteridrevne ferjer på sambandet fra Et sjøkart over området er vist i Figur 1 og foreslåtte alternativer for plassering av fergekai er vist i Figur 2. Figur 1 Sjøkart for området ved Brekstad fergekai 1 (7) memo02.docx Sweco Norge AS

2 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 aktuelt område. Figur 2 Oversikt over foreslåtte alternativer for plassering av fergekai. Alternativ 1 og 2 ligger utenfor det eksisterende havnebassenget. 2 (7)

3 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 ferjer. 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 ferjene. 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 3. Figur 3 Oversikt over meteorologiske stasjoner i området, merket med gult. 3 (7)

4 Vi har foretatt en enkel analyse av vinddata fra Ørlandet, basert på timesverdier for det siste året. Dataene er fremstilt i form av en vindrose i Figur 5. Vindrosen med data fra Ørlandet viser at det forekommer sterke vinder hovedsakelig fra øst til sør, sektor Det er videre også 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 4. Figur 4 Vindrose som viser fremherskende vindretning med styrke Når man ser på frekvensfordelingen i Figur 4 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 5. 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. 4 (7)

5 Vindrosen viser at man ofte kan fovente vind fra denne retningen med en styrke på 5 til 15 m/s. Figur 5 Strøklengde i forskjellige retninger for beregning av bølgehøyde. I tillegg er vinddata fra Ørlandet illustrert for det siste året. De forskjellige strøklengdene (Figur 5), sammen med maksimal vind fra frekvensfordelingen (Figur 4), gir bølgehøydene for Brekstad havn som er listet opp i Tabell 1. 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 preget 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. 5 (7)

6 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. Konklusjon Slik som alternativene skissert per i dag er ingen av dem spesielt bra egnet. Alternativene som er i det eksisterende havnebasseng er mer beskyttet, men ligger noe utsatt for bølger og vind rett fra øst. Hvis man skal velge et alternativ utenfor havnebassenget er alternativ 2 å foretrekke, dette gjelder imidlertid kun når man også bygger den skisserte moloen. 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. Dette tilsier at både alternativ 1 og 2 er mest utsatt for vind. Alternativ 3 og 4 ligger bak den eksisterende moloen, som vil til en viss grad beskytter mot vinden. Dette gjelder bare inntil noen meter over havnivået. Altertiv 2 vil også være beskyttet noe, hvis den planlagte moloen som er skissert i Figur 2 realiseres. Bølger Plassering av fergekai må beskyttes mot vindgenererte bølger fra sørøst, siden en kan forvente relativ høye bølger over en stor andel av tiden fra denne retningen. Beskyttelse oppnås til en viss grad for alternativ 2, hvis den skisserte moloen bygges, men plasseringen er fortsatt ganske åpen mot østsørøst. Alternativt må et nytt fergekai ligge innenfor det eksisterende havnebassenget, tilsvarende alternativ 3 eller 4. Alternativ 1 ser ut til å være mest sårbart og kan ikke anbefales slik som det er planlagt i dag. Dersom det er ønskelig å etable nytt fergekai utenfor dagens havnebasseng er det ut ifra dybdeforhold ved Brekstad mulig å etablere nye moloer, i tillegg til den som er allerede skissert. Det vil i så fall være nødvendig å legge moloene slik at de beskytter fergekai best mulig mot bølger fra sørøst til ost. Innkjøringen til kaia bør legges mot sør og utformes så smalt som mulig. Orientering av kaia mot retning sør har flere fordeler. For det første blåser det sjeldent sterk vind rett fra sør, basert på vinddata fra Ørlandet. For det andre må ferga ikke svinge mye, siden den kommer fra retning sør uansett. En slik løsning kan oppnås for både alternativ 1 og 2. For sistnevnte må man eventuelt vinkle fergekaia mer mot sør, i forhold til den retningen som er tegnet i Figur 2. Når man vinkler kaia for altarnativ 2 sørover, ligner dette mye på alternativ 1 og en mellomting mellom de to alternativene kan være aktuelt, med tanke på plassering. En løsning med innkjøring på sørsiden tilsier også at bølger fra sør vil komme omtrent bakfra til ferga som ligger til kais. Dette er gunstig, siden ferger tåler mer bølger bakfra eller forfra enn fra siden. Strøm Strømhastighetene i området antas å være så lave at de ikke har noen praktisk betydning for skip eller konstruksjoner. Det er ikke utført modellering av srømningsforhold i området. 6 (7)

7 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, med tanke på at et nytt fergekai må beskyttes mot vind og bølger fra sørøst. 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. Dfro er «vanligvis forkommende vindverdier» benyttet, ikke ekstreme verdier, slik som er påkrevd for dimensjonering. 7 (7)