RAPPORT. Bodalstranda Strømnings- og sprangsjiktsutredning Isesjø OPPDRAGSNUMMER SWECO NORGE AS

Like dokumenter
INNLEDNING OVERVANN FRA KJOSELVA OG KVALVIKSKARELVA NOTAT

Løsningsforslag Øving 8

Spredning av sigevannsutslipp ved Kjevika, Lurefjorden

Næringssalter i Skagerrak

Deres ref.: Vår ref.: Dato: Einar Ballestad-Mender Mingbo Yang

Utslippsmodelleringer

Oppdragsgiver: Rissa kommune Utbygging Råkvåg vannverk Detaljprosjektering vannbehandling Dato:

Løsningsforslag til ukeoppgave 6

Teknologi og forskningslære

Notat. Vanntemperatur i Vallaråi Bøelva ved utløp av Sundsbarm kraftverk. Bakgrunn: Vassdrag og Utbygging Energidisponering og Handel

1. Atmosfæren. 2. Internasjonal Standard Atmosfære. 3. Tetthet. 4. Trykk (dynamisk/statisk) 5. Trykkfordeling. 6. Isobarer. 7.

Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet

Fysisk oseanografiske forhold i produksjonsområdene for akvakultur

Rapport Eikeren som ny drikkevannskilde for Vestfold

Ukesoppgaver GEF1100

Okvatnet og Vedalsvatnet

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord. Miljøovervåking av Indre Oslofjord

INTRODUKSJON HYDRODYNAMIKK

Oppgavesett nr.5 - GEF2200

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 15/8 2014

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord. Miljøovervåking av Indre Oslofjord

Rådgivende Biologer AS

Løsningsforslag Øving 4

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 19/8 2016

Løsningsforslag til midtveiseksamen i FYS1001, 26/3 2019

a. Tegn en skisse over temperaturfordelingen med høyden i atmosfæren.

Universitetet i Bergen Det matematisk-naturvitenskapelige fakultet. Eksamen GEOF100 Introduksjon til meteorologi og oseanografi

Temperaturmålinger i sju dyp ved Langsetvågen i Nesna kommune, februar - april 2018

DEL 1. Uten hjelpemidler. Oppgave 1 (3 poeng) Oppgave 2 (5 poeng) Oppgave 3 (4 poeng) S( x) 1 e e e. Deriver funksjonene. Bestem integralene

UNIVERSITETET I OSLO

Innhold OV-RAMMEPLAN. Råkollveien. 1. Innledning. Tiltaket: Innledning. 2 Eksisterende situasjon. 3 Planlagt situasjon.

RAPPORT LNR Temperaturmålinger ved Jarlsø, Tønsberg i 2008

Manual til laboratorieøvelse. Solfanger. Foto: Stefan Tiesen, Flickr.com. Versjon:

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord. Miljøovervåking av Indre Oslofjord Rapport for tokt gjennomført 8.

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport Kombinasjonstokt

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord. Miljøovervåking av Indre Oslofjord Rapport for tokt gjennomført 15.

GEF Løsningsforslag til oppgaver fra kapittel 9

Lufttrykket over A vil være høyere enn lufttrykket over B for alle høyder, siden temperaturen i alle høyder over A er høyere enn hos B.

UNIVERSITETET I OSLO

Eventuelle lokalklimaendringer i forbindelse med Hellelandutbygginga

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport Hovedtokt

Hva skjer med sirkulasjonen i vannet når isen smelter på Store Lungegårdsvann?

Løsningsforslag til ukeoppgave 8

OVERVANNS BEREGNINGER ASKIM VGS

UNIVERSITETET I OSLO

Klimautfordringer. Gry Backe Fagkoordinator for klimatilpasning i Framtidens byer DSB

Løsningsforslag for øvningsoppgaver: Kapittel 7

LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 4

OPPDRAGSLEDER. Roy Schjønberg OPPRETTET AV. Roy Schjønberg

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Miljøovervåking av Indre Oslofjord Rapport for tokt gjennomført 18.

Måling av hydrografi ved inntakspunkt for VikingBase Havbruk i Rissa kommune, februar 2017

UNIVERSITETET I OSLO

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport Hovedtokt

MULTICONSULT. 2. Bakgrunnsdata

Innhold. Kroken boligområde Overvannsberegning. Kroken boligområde Overvannsberegning Tiltaksnotat. 1 Innledning. 2 Eksisterende situasjon

Løsningsforslag nr.4 - GEF2200

Obligatorisk oppgave 1

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport hovedtokt

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord Toktrapport Hovedtokt

Miljøovervåking av Indre Oslofjord

Virikdammen om vinteren Forholdene under isen. En kald dam?

Løsningsforslag Øving 7

VA - PLAN for Vann og Avløp Pollen Båtlag Torangsvågen Austevoll kommune

OPPDRAGSLEDER. Jan Inge Claudius OPPRETTET AV. Kjetil Sandsbråten. Tilpasning av masser langs planlagt bekkestrekning i Skytterdalen

NOTAT 4. mars Norsk institutt for vannforskning (NIVA), Oslo

LØSNINGSFORSLAG, KAPITTEL 2

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord. Resultater fra tokt

Rådgivende Biologer AS

UNIVERSITETET I OSLO

Obligatorisk oppgave 2

Strålingsintensitet: Retningsbestemt Energifluks i form av stråling. Benevning: Wm -2 sr - 1 nm -1

ANSVARLIG ENHET Marint miljø og havbruk Nord. Figur 1 Skisse av foreslåtte moloalternativer(100 og 150 m lengde).

RAPPORT. ROS-analyse. Risikovurdering før etablering av boligbebyggelse ved Isesjø. OPPDRAGSNUMMER SWECO NORGE AS

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Figur 1. Skisse over initialprofilet av θ(z) før grenselagsblanding

Miljøovervåking av Indre Oslofjord

UNIVERSITETET I OSLO

Temperaturmålinger i Bolstadfjorden våren / sommeren 2006 R A P P O R T. Rådgivende Biologer AS 929

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 13/6 2016

FYS1010-eksamen Løsningsforslag

FNs klimapanels femte hovedrapport Del 1: Det naturvitenskapelige grunnlaget

Fagrådet for vann- og avløpsteknisk samarbeid i indre Oslofjord. Miljøovervåking av Indre Oslofjord Rapport for tokt gjennomført 8.

Hva er diffuse utslipp? eller. Hva kan vi måle, og hvordan?

Bioforsk Rapport Bioforsk Report Vol. 8(86) Våsjøen. Kjemisk overvåking og fisk vinteren Bioforsk Jord og miljø

Løsningsforslag til eksamen i FYS1000, 16/8 2013

Forelesning 23 den 18/4 2017

METEOROLOGISKE DATA FOR ÅS 2015

GEO1030: Løsningsforslag kap. 5 og 6

Fysikkolympiaden 1. runde 31. oktober 11. november 2011

Hydraulisk analyse i forbindelse med bygging av ny bru over Reisaelva ved Storslett. Per Ludvig Bjerke 16 OPPDRAGSRAPPORT B

Miljøovervåking av Indre Oslofjord

Fasit til eksamen i MEK1100 høst 2006

VA-dagane på Vestlandet 2014

Løsningsforslag: oppgavesett kap. 9 (2 av 3) GEF2200

OVERVANNSVURDERING MJÅVANN 3 INNHOLD. 1 Bakgrunn. 2 Prinsipper for overvannshåndtering. 1 Bakgrunn 1. 2 Prinsipper for overvannshåndtering 1

Fasit for eksamen i MEK1100 torsdag 13. desember 2007 Hvert delspørsmål honoreres med poengsum fra 0 til 10 (10 for perfekt svar).

Ved bedre separering av varme og kalde soner kan man tilføre kald luft med temperatur på 20 C og avtrekkstemperaturen kan økes til 30 C

Isproblem i vassdrag. Studie av isproblemer i Barduelva

Transkript:

Bodalstranda Strømnings- og sprangsjiktsutredning Isesjø OPPDRAGSNUMMER 21545001 SWECO NORGE AS FREDRICK MARELIUS KVALITETSSIKRET AV PETTER STENSTRÖM KARIN ANJA ARNESEN Sweco

2 (12)

Endringslogg VER. DATO ENDRINGEN GJELDER KONTROLLERT GODKJENT 01 29.06.2016 ENDRING ETTER MØTE MED MATTILSYNET 10.06.2015 KD KAA Sweco Norge AS Drammensveien 260 Postboks 80, Skøyen NO 0212 Oslo Telefon +47 67128000 www.sweco.no Sweco Norge AS Org.nr 967032271 Karin Anja Arnesen Sarpsborg Telefon direkte: +47 95025639 anja.arnesen@sweco.no AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømningsog sjiktforhold.docx

Sammendrag Rapporten gir et estimat av den laveste energimengden som tilføres Isesjø fra vind og bølger basert på den nødvendige energien for å sikre omrøring av overflatevannet i løpet av sommeren. Denne energien blir sammenlignet med den kinetiske energi som tilføres fra overvannet. Den gjennomsnittlige energimengden tilført fra overvannet er ubetydelig i forhold til påvirkning av vind og bølger. Sweco Norge AS Drammensveien 260 Postboks 80, Skøyen NO 0212 Oslo Telefon +47 67128000 www.sweco.no Sweco Norge AS Org.nr 967032271 Karin Anja Arnesen Sarpsborg Telefon direkte: +47 95025639 anja.arnesen@sweco.no AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømningsog sjiktforhold.docx

Inneholdsfortegnelse 1 Bakgrunn 1 2 Prosesser som former sprangsjikt 1 3 Forholdene i Isesjø 2 3.1 Nødvendig energi 3 3.2 Total energimengde 4 3.3 Energimengde som tilføres fra overvannet 5 4 Konklusjon 6 AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømnings- og sjiktforhold.docx

1 Bakgrunn Isesjø ligger i Sarpsborg kommune. Rett sør for innsjøen planlegges det utbygging av et boligområde. I det samme området er det et vannverk som tar råvannet fra Isesjø. Det er planlagt at overvannet fra det planlagte boligområdet skal ledes til en eksisterende bekk som renner videre til innsjøen. Hensikten med denne utredningen er å undersøke om overvannet fra det planlagte boligområdet, som ledes til Isesjø, kan påvirke innsjøens sjiktforhold (lagdeling). Som grunnlag for undersøkelsen er det benyttet opplysninger om forventet nedbør, vannverksinntak og noen målinger av temperatur. 2 Prosesser som former sprangsjikt I innsjøer med ingen eller lavt saltinnhold er tettheten avhengig av vanntemperaturen og prosessen deles inn forhold til årstider (se figur 1). Vinter - Vanligvis kjøles vannmassene ned i løpet av vinteren og i de tilfeller der det dannes is, vil vannet ha null grader i overflaten og noe varmere på større dybder (tettheten er høyest ved 4 C). Vår Etter at eventuell is smelter om våren varmes vannet opp. Når overflatevannet har fått en temperatur på ca. 4 C har det en høyere tetthet enn bunnvannet. Dette resulterer i at overflatevannet synker og det vil skje en fullstendig omblanding av vannmassene. Sommer - I løpet av sommeren, varmes overflatevannet opp mens bunnvannet forblir relativt kjølig. I de tilfeller vannoverflaten påvirkes av vind eller bølger tilføres bevegelsesenergi. Dette resulterer i at tyngre kaldere vann vil løftes og blandes med overflatevannet. I denne prosessen dannes ofte et lag med et tetthetssprang som skiller det kaldere / tyngre bunnvannet fra overflatevannet. Etter hvert som mer varme blir tilført vannet (avhengig av sjøens dybde og den mengde kinetisk energi som tilføres til sjøen) vil også bunnvannet varmes opp. Høst - Om høsten kjøles overflatevannet til det er kaldere og tyngre enn bunnvannet, hvorpå sjøen igjen gjennomgår en fullstendig omblanding. Deretter, mot vinteren, avkjøles overflatevannet ytterligere, og et svakere sprangsjikt kan utvikles med påvirkning fra vind og bølger på samme måte som i løpet av sommeren inntil isen eventuelt legger seg. 1 (6) AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømningsog sjiktforhold.docx

Figur 1 Skjematisk skisse av årstidssyklusene som former sprangsjikt. 3 Forholdene i Isesjø Sommeren 2010 ble det gjennomført tre målinger av temperaturer ved ulike dybder i Isesjø. Målingene er tatt i den nordlige enden av Isesjø som har en dybde på ca. 18 meter. Dybden i Isesjø i den sørlige enden ved hovedvanninntaket antas ligge på mellom 12-15 meter. Dybdeforskjellen utgjør en usikkerhet i vurderingene omkring om det oppstår også sprangsjikt i den sydlige delen av innsjøen. Sprangsjikt oppstår normalt i innsjøer med en dybde mellom 10 og 20 meter. For å være sikker på om det er et sprangsjikt i den sørligste delen av innsjøen bør det eventuelt gjennomføres målinger i denne delen av innsjøen. Målte temperaturer i nordenden vises i figur 2 nedenfor. 2 (6) Figur 2 Måling av temperatur ved ulike dybder i Isesjøs nordlige del (Målingene er utført av Fylkesmannen i Østfold) AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømnings- og sjiktforhold.docx

Målingene viser en tydelig temperaturgradient i vertikal retning. Målingene som ble gjennomført i juni har en temperaturgradient som er mer lineære, mens i juli og august viser et tydelig sprangsjikt på 10-12 meters dyp. Dette skyldes som nevnt omrøring av overflatevannet på grunn av vind / bølger. 3.1 Nødvendig energi For å beregne økningen i potensiell energi mellom målingene i juni og juli brukes gjennomsnittskurven for temperaturmåling i juli. Videre er det forutsatt at temperaturkurven i overflatevannet i utgangspunktet har den samme stigningen som bunnvannet (denne antagelsen er på den sikre siden ettersom mengden av tilført energi ikke overvurderes ).Vannets tetthet, ρ, beregnes som [1], = 1 + (1) Der ρ 0, T 0 og S 0 er referanseverdier for tetthet, temperatur og saltinnhold. α er en koeffisient som beskriver den termisk utvidelsen og β en koeffisient som beskriver sammentrekninger på grunn av saltinnholdet. T er den aktuelle temperaturen ( K) og S det aktuelle saltinnholdet ( ). Figur 3 Gjennomsnitts temperaturkurve for måligen i juli samt antatt jevn temperaturfordeling. Den beregnede tettheten med den antatte jevne temperaturfordeling som vist i figur 3 og S = 0 vises i tabell 1 nedenfor. 3 (6) AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømningsog sjiktforhold.docx

Tabell 1 Beregnet tetthet. Temperatur ( C) tetthet (kg/m 3 ) T2 = 21,6 C = 294,6 K ρ 2 = 998,6 T 0 = 19,4 C = 292,4 K ρ 0 = 999,0 T 1 = 17,3 C = 290,3 K ρ 1 = 999,4 Minste nødvendige energi for å omrøre overflatevannet tilsvarer økningen i potentiell energi, dep, og beregnes som, = Der H er dybden der omrøringen skjer, g er akselerasjonen av gravitasjonen, z er den vertikale koordinaten (origo ved dybden H). ρ 0 er den endelige tetthetfordelingen og tilsvarer gjennomsnittet av ρ1 og ρ2, ρi er den opprinnelige tetthetsfordelingen og antas lineær, i henhold til: = Integralene i likning (2) med (3) innsatt blir, = (4) Nødvendig energimengde for å løfte vannet er med tetthet ihht. tabell 1 ca. 49 J/m 2. I praksis vil en stor del av av den energien som tilføres vannmassene forbrukes av andre prosesser slik som friksjon mot bunnen, bølger som bryter mot stranden, turbulens o.l. Derfor er økningen av den potensielle energien et minimum av energi som må leveres av vind og bølger. (2) (3) 3.2 Total energimengde Overflaten på den delen av den sydlige delen av innsjøen som har en dybde som er større enn 9 m er omtrent 2,45 10 6 m 2 (se figur 4), som betyr at vannet ble tilført en energimengde på minst 121 MJ i perioden 21 juni til 21 juli 2010 eller gjennomsnittlig 3,9 MJ / døgn. 4 (6) AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømnings- og sjiktforhold.docx

Figur 4 Dybdekart over Isesjøs søndre del, i området markert ned blått er dybden større enn 9 m. 3.3 Energimengde som tilføres fra overvannet For å beregne energi tilført av det overvann som tilføres via bekken er det behov for å vite vannhastigheten ved bekkens utløp til sjøen. Den kinetiske energien fra utløpet, E r, beregnes som, = (5) Der Q er strømningen, ρ er overvannets tetthet, U er vannets hastighet og t er tiden som vannet renner. Strømningen ved gjennomsnittsregn er beregnet til 8,6 l / s. Forutsatt at bekken har et tverrsnittsareal i munningen som er 1 m2 og bekkens vann har den samme tetthet som sjøens overflate tilfører overvannet i løpet av et gjennomsnittsregn 0,03 kj / døgn. Som tilsvarer 7,0 10-6 av den energien som i gjennomsnitt tilføres av vind / bølger. Dersom bekkens tverrsnittareal økes til 2 m 2 er den dimensjonerende overvannsmengden er 200 l/s. Dette tilsvarer 0,02 av den gjennomsnittlige energien fra vind/bølger. En del av den kinetiske energi fra overvann vil også bli redusert av strømningsmotstanden i strandsonen og eventuell vegetasjon. Dette vil redusere risikoen for påvirkning på sprangsjiktet ytterligere. 5 (6) AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømningsog sjiktforhold.docx

4 Konklusjon Det er en ubetydelig risiko for at overvann som slippes til Isesjø, via bekken, vil påvirke eventuelt sprangsjiktet som dannes i løpet av sommeren. Energimengden som tilføres vannmassene fra utløpet, ved gjennomsnittsregn, er i størrelsesorden 1/140000 og med en dimensjonerende strømning 1/45 sammenlignet med den minste energimengden som i gjennomsnitt tilføres av vind og bølger. Usikkerheten rundt om det er sprangsjikt eller ikke i Isesjø ved vannverket, har liten betydning, da utslipp av overvann etter utbygging ikke vil påvirke Isesjøs strømnings- og sjiktforhold i noe særlig grad. Referenser: [1] Cushman-Roisin, B., (1994), Introduction to geophysical fluid dynamics. Prentice-Hall Inc., Englewood cliffs, New Jersey, ISBN 0-13-353301-8. 6 (6) AKA p:\211\21545001 kamperhaug - bistand overvann bodalsjordet\08 rapporter\01 rapporter\norsk\20160627_bodalstranda_strømnings- og sjiktforhold.docx