Notat. Bodø Havn nytt havneområde på Lille Hjartøya

Transkript

1 BEHANDLING UTTALELSE ORIENTERING ETTER AVTALE Notat Bodø Havn nytt havneområde på Lille Hjartøya SINTEF Byggforsk Postadresse: Postboks 4760 Sluppen 7465 Trondheim Sentralbord: Telefaks: Foretaksregister: NO MVA SAKSBEHANDLER / FORFATTER Arne Erling Lothe GÅR TIL Per x Skriv Prosjektnr / sak nr DATO GRADERING Åpen 1 INNLEDNING Bodø Havn planlegger et nytt havneområde på Lille Hjartøya utenfor dagens havn. Man ønsker å forbinde Lille Hjartøya til fastlandet med en molo eller bru-konstruksjon, og å utvikle havnemulighetene på nordvestsiden av øya, se Figur 1. I forbindelse med planleggingen er det behov for å få en beskrivelse av forholdene ved kaiene, spesielt bølgeforhold. I tillegg ønskes en vurdering av konsekvenser for strømmen i området. Dette notatet inneholder prosjektinformasjon og foreløpige resultater som underlag for endelig prosjektrapport. SINTEF hefter ikke for innholdet, og tar forbehold mot gjengivelse. 1 av 15

2 Figur 1 Plankart Lille Hjartøya 2 METODE SINTEF har tidligere undersøkt bølgeforhold i indre havn og ved en foreslått småbåthavn utenfor dagens molo. Til dette ble det utviklet en numerisk bølgemodell som er basert på dybdedata for et større område rundt Bodø. Dybdedata er innhentet ved å digitalisere data fra Sjøkartverket (standard sjøkart og data fra nett/arealis.no). Den tidligere modellen er utvidet noe i sør og i nord for å få en god representasjon av forholdene ved det sørlige og nordlige innløpet til Hjartøysundet. For bølgene som kan komme inn i modellområdet fra hhv nord og sørvest, legger vi følgende til grunn: 1. Bølger mot det nordlige innløpet er bølger som er dannet av lokal vind i bassenget fra Landegodfjorden og videre nordover mot Karlsøyvær; 2. Bølger som skal komme inn fra sørvest er bølger som er dannet av vind i bassenget i Ytre Saltfjorden ned mot Fleinvær og Bliksvær. Bølgene inn mot modell-randen er beregnet ved hjelp av vind-data fra Tennholmen og bølgegenereringsmodellen HSCOMP. Deretter er det beregnet hvordan disse bølgene brer seg fra modellranden og innover mot det planlagte havneområdet. Havneområdet er representert ved 14 punkter der bølgene er beregnet, og der Punkt A er innløpet fra sørvest Punktene B I dekker det mulige kai/havneområdet Punktene K og M er hhv innløpet til Hjartøysundet og Nyholmsundet; Punkt J og L er representative for bølger mot en eventuell molo. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 2 av 15

3 Bølgehøydene i Punktene A M beskrives v hj a koeffisienter som er forholdet mellom bølgehøyden i det gitte punktet og bølgehøyden i det åpnere havområdet sørvest og nord for Bodø. Bølgeforholdene ved kaiene er uttrykt ved verdier for signifikant bølgehøyde ved 1, 50 og 100 års returperiode. Figur 2 Dybdedatamodell for området rundt Bodø. Data er hentet fra Sjøkart og tilsvarende. Området fra Hernesskagen og innover Saltfjorden er stilisert med et lite antall punkter som ikke er relevante for beregningene. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 3 av 15

4 Figur 3 Beregningspunkter i modellen Skriv inn prosjektnr / saksnummer 4 av 15

5 3 RESULTATER Vindhastighetene som brukes i analysen og de resulterende bølgehøydene utenfor bølgemodellen er vist i Figur 4 og Figur 5. Vinden synes å være jevnt fordelt over hele sektoren, med en tendens til litt lavere vind fra øst og sørøst, og de kraftigste vindene fra sørvest til vest og fra nord. De høyeste bølgene kommer fra vest-sørvest, primært fordi strøkene her er lengre. Beregningene av vindbølger utenfor Bodø viser at spektral topp-periode (T p ) under ekstreme stormer kan komme opp mot 8.0 s, og simuleringene av bølger er derfor kjørt med perioder 6 og 8 s. Spektral topp-periode Tp: 6.0 s, 8.0 s Innkommende signifikant bølgehøyde Hs: 2.0 m Vann-nivå: 4.2 m over LAT JONSWAP γ 2.5 Standard-avvik i retningsspredning 20º Innkommende retninger: 180 º, 210 º, 240 º, 270 º, 300 º, 330 º, 360 º, 030 º. Eksempler på resultat fra bølgemodelleringen er vist i Figur 6 og Figur 7, som viser bølger fra hhv sørvest og nord. Ved å utføre slike modelleringer for alle retninger og perioder, kan vi få opp en tabell som viser hvor stor andel av bølgehøyden (bølgehøydekoeffisient) som vil gjenfinnes i Punktene A M (Figur 3) ved ulike innkommende bølgeretninger. Analysen viser at forskjellen på resultat fra 6.0 s og 8.0 s periode er så liten at vi velger å benytte middelverdien for disse to tilfellene. Et plot av bølgehøydekoeffisienten for alle punkter og retninger er vist i Figur 8. Ved å kombinere data fra Figur 5 og Figur 8 kan vi nå få fram beregnet signifikant bølgehøyde i hvert punkt og aktuelle returperioder. Retningsfordelingen av signifikant bølgehøyde på 1 og 100 års returperiodenivå er vist i Figur 9 og Figur 10. Av hensyn til oversikten er figurene begrenset til punktene B I som omfatter kaiområdene. Vi ser at havneanlegget er betydelig mer utsatt for bølger fra nord enn fra sør, og at det spesielt er den nordvendte delen av Lille Hjartøya som er vil få høye bølger (Punkt G I). For å skape en samlet oversikt over bølgeforholdene ved kaiene har vi funnet den høyeste beregnede verdien av signifikant bølgehøyde i hvert punkt og benytter denne som et mål på kvaliteten av kaiene i hvert havneavsnitt. Dette er vist i Figur 11. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 5 av 15

6 Figur 4 Ekstremverdier av 10 min middelvind med varighet 3 timer fra Tennholmen Det er antatt at vinden kan dreie med inntil 30º (i ugunstig retning) fra Tennholmen til genereringsområdet. Figur 5 Ekstremverdier av signifikant bølgehøyde ved innløpet til Hjartøysundet ved innløpet fra sørvest og fra nord. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 6 av 15

7 Figur 6 Fordeling av signifikant bølgehøyde ved innkommende bølgehøyde H s = 2.0 m, retning 240º og spektral topp-periode T p = 8.0 s. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 7 av 15

8 Figur 7 Fordeling av signifikant bølgehøyde ved innkommende bølgehøyde H s = 2.0 m, retning 360º og spektral topp-periode T p = 8.0 s. Figur 8 Bølgehøydekoeffisient for punktene A M Skriv inn prosjektnr / saksnummer 8 av 15

9 Figur 9 Retningsfordeling av signifikant bølgehøyde ved 1 års returperiode Figur 10 Retningsfordeling av signifikant bølgehøyde ved 100 års returperiode Skriv inn prosjektnr / saksnummer 9 av 15

10 Figur 11 Beregnet maksimal signifikant bølgehøyde (uansett retning) for Punktene A M. Punkt B I ligger i kai/havneområdet og er markert med hel strek, og øvrige punkter er markert med enkel markør. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 10 av 15

11 4 STRØMFORHOLD 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 Vestfjorden-bassenget. Ved en delvis stenging av Nyholmsundet (mellom Bursholmen og Lille Hjartøya) vil kapasiteten i dette sundet bli redusert. Dette vil imidlertid ikke påvirke strømmen i Hjartøysundet fordi vann-nivåene hhv nord og sør for Hjartøyene ikke vil påvirkes av en eventuell reduksjon i volumtransporten gjennom Nyholmsundet. Dersom det opprettholdes en passasje for vannet i den dypeste delen av Nyholmsundet, vil denne passasjen være tilstrekkelig til å opprettholde sirkulasjon og utskifting av vannet mellom Bratten og Lille Hjartøya. En effekt som kan gjøre seg gjeldene er imidlertid at sirkulasjonen i indre havn i Bodø kan påvirkes. Når strømmen løper mot nordøst eller mot sørvest i Nyholmsundet, kan det oppstå en medrivingseffekt i innseilingen til havna, som fører til at overflatevann trekkes ut av havnebassenget. Dette overflatevannet må kompenseres ved at det enten strømmer inn vann nær bunnen, eller ved at det trekkes inn vann gjennom f eks den lille åpningen mellom Nyholmen og Burholmen. Hastighetene i disse strømmene vil likevel være så lave at de ikke har noen praktisk betydning for skip eller konstruksjoner annet enn at strømningen bidrar til sirkulasjon i indre havn. Dersom en viss passasje i Nyholmsundet opprettholdes, vil imidlertid ikke denne strøm-effekten forsvinne helt, men bli redusert. Selv om medrivningstrømmen skulle bli noe redusert, er det likevel ingen stor fare for at sirkulasjonen i Bodø Havn skal bli signifikant dårligere. Det skyldes at sirkulasjon og utskifting i Bodø Havn i hovedsak drives av periodisk tidevann og vind-drevet sirkulasjon og et betydelig bidrag fra omrøring av skip inne i havna. 5 BEFARING Det ble foretatt en befaring til Lille Hjartøya av representanter for Bodø Havn og SINTEF Under befaringen var været rolig og stille, med svak vind og svært lite bølger. Nordspissen av Lille Hjartøya er helt klart utsatt for hyppige og kraftige bølger. Her er fjellet delvis blankskurt, og det er fritt for vegetasjon. Når man beveger seg mot vest fra nordspissen og mot den nordvendte delen av øya (Punkt I, H, G) avtar imidlertid bølge-eksponeringen, og denne delen av øya framstår som nesten lun og skjermet. Ved Punkt H står vegetasjonen (nåle- og bartrær) nesten helt ned i sjøkanten. Disse observasjonene står i noe kontrast til resultatene fra bølgemodelleringen, som sannsynligvis viser en større grad av eksponering her. I den søndre del av Hjartøysundet (sør for Punkt F og G) er det lite vegetasjon langs sjøkanten, men kystlinjen er så bratt her at en ikke forventer noe særlig innslag av vegetasjon. Hovedinntrykket er imidlertid at området er mer skjermet og betydelig lunere enn det som et studium av kartet vil tilsi. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 11 av 15

12 Figur 12 Fra nordspissen av Lille Hjartøya (Punkt M med utsyn mot Hjartøysundet og Lille Hjartøyas nord- og vestside). Selv om bakken er dekket av snø, kan man konstatere at det er lite vegetasjon på den nærmeste knausen, og at fjellet er forholdsvis rent for sedimenter. Stor Hjartøya i bakgrunnen til høyre. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 12 av 15

13 Figur 13 Fra Lille Hjartøyas nordside, Punkt I til venstre i bildet og Punkt H til høyre. Vegetasjonen tyder på at området er delvis skjermet, og at bølgebelastningen er større i venstre del av bildet enn i høyre. Figur 14 Fra Lille Hjartøyas nordside, punktene H (venstre) og G (høyre). Vegetasjonen står forholdsvis nær sjøkanten, noe som tyder på god skjerming. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 13 av 15

14 Figur 15 Utsyn fra nordlige del av Hjartøysundet og mot sørvest. Punkt G litt til venstre for midten av bildet. 6 KONKLUSJONER OG DISKUSJON Analysen viser at den søndre delen av Lille Hjartøya er godt skjermet og har moderat eksponering mot bølger. Ett-års signifikant bølgehøyde i Punktene B E er ca 0.5 m, og noe høyere (ca 0.75 m) i Punkt F, noe som vanligvis regnes som akseptabelt. Fra og med Punkt G øker imidlertid bølgehøydene dramatisk fra ca 1.0 m ved punkt G til 1.3 m ved Punkt I. Dette er vesentlig mer enn det som regnes som akseptabelt for ei kai som skal ha en normal regularitet. Dersom man er innstilt på at kaia kan ha avbrudd og perioder med nedetid, kan man imidlertid ha ei kai her for mer sporadisk bruk. En mulig årsak til den åpenbare forskjellen mellom beregningene og vurderingene under befaringen kan være de spesielle dybdeforholdene inne i bukta som ligger vest for nordspissen av Lille Hjartøya. Dybdekartet (Figur 16) viser at det er forholdsvis grunt inne ved land, der 5 m koten er ca m fra land, og tørrfallsonen er m bred. Et slikt grunt belte vil dempe bølgene slik at de ikke skyller opp på land og former kystlinjen i samme grad som de vil dersom bølgene treffer land direkte. Dersom man velger å bygge ei kai her, så vil imidlertid ei ny kai måtte bygges vesentlig lenger ut og man vil av naturlige årsaker ikke lenger ha det beskyttende grunne partiet foran kaia. Dermed vil nok forholdene etter en kai-utbygging være mer i overensstemmelse med beregningene i Kapittel 3 enn med observasjonene under befaringen. Skriv inn prosjektnr / saksnummer 14 av 15

15 Figur 16 Dybdekart for nordspissen av Lille Hjartøya (Punkt F, G, H, I og M) Skriv inn prosjektnr / saksnummer 15 av 15