Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva. Strømmåling ved avløp i Kobbavika, Fitjar kommune mai juni 2013. R A P P O R T Rådgivende Biologer AS 1790
Rådgivende Biologer AS RAPPORT TITTEL: Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva. Strømmåling ved avløp i Kobbavika, Fitjar kommune mai juni 2013. FORFATTER: Thomas Tveit Furset og Bjarte Tveranger OPPDRAGSGIVER: Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva ved Svein Nøttveit, 5397 Bekkjarvik OPPDRAGET GITT: ARBEIDET UTFØRT: RAPPORT DATO: januar 2013 mai juni 2013 9. oktober 2013 RAPPORT NR: ANTALL SIDER: ISBN NR: 1790 28 Ikke nummerert EMNEORD: - Avløp i sjø - Strømmåling - Hydrografi - Innblandingsdyp RÅDGIVENDE BIOLOGER AS Bredsgården, Bryggen, N-5003 Bergen Foretaksnummer 843667082-mva Internett : www.radgivende-biologer.no E-post: post@radgivende-biologer.no Telefon: 55 31 02 78 Telefax: 55 31 62 75 Forsidefoto: Flyfoto av settefiskanlegget i 2013 (fra Sjøroll Havbruk AS v/svein Nøttveit). Rådgivende Biologer AS 2 Rapport 1790
FORORD Rådgivende Biologer AS har på oppdrag fra Sjøtroll Havbruk AS utført strømmålinger ved avløpet til Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva (registreringsnummer H/fj 0004). Avløpet slippes ut på 35 m dyp i Kobbavika. Undersøkelsen ble gjort i forbindelse med søknad om utviding av produksjonen ved anlegget til 20 millioner sjøklar settefisk. Strømmålingene ble gjort i perioden 29. mai 26. juni 2013. Ved utsett av strømmålere ble det også tatt hydrografisk profil ved avløpet. Rådgivende Biologer AS takker Sjøtroll Havbruk AS v/svein Nøttveit for oppdraget, og for god assistanse i forbindelse med feltarbeidet. INNHOLD Bergen, 9. oktober 2013 Forord...3 Innhold...3 Sammendrag...4 Innledning...5 Område- og lokalitetsbeskrivelse...7 Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva...9 Metode...10 Resultat...14 Sjiktning og hydrografi... 14 Strømmålinger... 16 Vurdering av forhold...23 Om utslippet... 23 Referanser...27 Om Gytre strømmålere...28 Rådgivende Biologer AS 3 Rapport 1790
SAMMENDRAG Furset T. T. & B. Tveranger 2013. Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva. Strømmåling ved avløp i Kobbavika, Fitjar kommune mai juni 2013. Rådgivende Biologer AS, rapport 1790, 28 sider. Rådgivende Biologer AS har, på oppdrag fra Sjøtroll Havbruk AS, utført strømmåling utenfor avløpet til Sjøtroll Havbruk AS avd Kjærelva i Kobbavika i Fitjar kommune i forbindelse med søknad om produksjonsøkning ved settefiskanlegget fra dagens 5 millioner til 20 millioner sjøklar settefisk i et resirkuleringsanlegg. Det ble målt overflatestrøm på 2 m dyp, spredningsstrøm på 10 m dyp, og bunnstrøm på 25 m dyp. Strømmålingene ble gjort i perioden 29. mai 26. juni 2013. På dagen for utsett av strømmålere ble det også tatt hydrografisk profil utenfor avløpet. Kobbavika er et ca 1,0 km 2 stort tersklet sjøområde nord i Fitjar kommune med største dyp på 75 m. Dette bassenget står i sør i forbindelse med Hjelmosen, gjennom et ca en km langt kanal-lignende sund mellom Hjelmen og Ivarsøy, der terskeldypet er 30 m. I nord blir bassenget forbundet med bassenget til Selbjørnsfjorden gjennom flere smale sund med terskeldyp mindre enn 10 m, hvor den dypeste terskelen på 6 m dyp ligger i Smedasundet. Forholdene ved utslippet er preget av god vannutskifting, og utslippet har ikke gjennomslag til overflaten. Avløpsvannet fra anlegget slippes ut i sjø i Kobbavika rundt 50 m fra land via en vel 1 km lang avløpsledning med en dimensjon på 800 mm PEH på rundt 32 m dyp. Denne ledningen ble satt i drift i juli 2010 og erstatter to tidligere ledninger på 400 og 450 mm PEH som lå omtrent på samme sted i Kobbavika, og avløpsvannet blir filtert gjennom en 500 µm filterduk. I forbindelse med utvidelsen og byggingen av resirkuleringsanlegget vil slammet bli filtrert vekk via et mekanisk filter med en lysåpning på 40 µm. Strømmålingene viste svak overflatestrøm, og svært svak spredningssrøm og bunnstrøm. Det så ut til at strømmen på 2 m dyp hovedsakelig var vindgenerert, og at strømmen på 10 og 25 m dyp hovedsakelig var tidevannsgenerert. Andelen strømstille var svært høy på alle dyp. Den hydrografiske profilen tatt 29. mai viste relativt homogene hydrografiske forhold, og det så ut til å være god omrøring i vannsøylen. Da avløpet fra settefiskanlegget ligger relativt skjermet og litt innelukket til i Kobbavika var resultatet fra strømmålingene som forventet. Klassifiseringen av strømhastighet og andel strømstille kan gi et noe feilaktig bilde av situasjonen ettersom klassifiseringen er basert på hva som en mener er egnete strømforhold for oppdrett av fisk i merdanlegg, og ikke hva som er tilstrekkelig i forbindelse med omsetning av organisk materiale fra et utslipp fra settefiskanlegg. Her vil de viktigste kriteriene være at selve utslippstedet ikke ligger innestengt bak en terskel slik at bunndyrene alltid har tilgang på oksygen for sin sedimentomsetning, og at vannet rundt utslippstedet utveksles og skiftes ut med utenforliggende vannmasser, slik som ved utslippene i Kobbavika. Vektorplottet viste også at strømmen ofte skiftet retning, og dette tyder på at det var relativt jevnt med strøm i området. Tidligere hydrografiske målinger gjort i juli har vist relativt jevne oksygenforhold fra overflaten og ned til bunnen både ved avløpet og ute i resipienten, og dette viser at omrøringsforholdene er gode. En økning i produksjon vil føre til en høyere fôrbruk, men med overgang fra 500 til 40 µm filterduk for avløpsvannet vil større partikler bli fjernet. Filtrering av avløpsvannet vil minske sjansen for punktbelastning rundt avløpet. Avløpsvann vil bli ført vekk med strømmen og fortynnes og blandes inn med sjøvann i området. Det antas at effekten på miljøet fremdeles vil forbli akseptabel og moderat vurdert ut fra Kobbavikas naturtilstand og gode resipientkapasitet slik at sjøområdet fremdeles vil kunne oppnå minst god økologisk status i forhold til EUs vannrammedirektiv. Rådgivende Biologer AS 4 Rapport 1790
INNLEDNING Fjorder og poller er pr. definisjon adskilt fra de tilgrensende utenforliggende sjøområder med en terskel i munningen/utløpet. Dette gjør at vannmassene innenfor ofte er sjiktet, der dypvannet som er innestengt bak terskelen kan være stagnerende, mens overflatevannet hyppig skiftes ut fordi tidevannet to ganger daglig strømmer fritt inn og ut. Kobbavika er resipient for Sjøtroll Havbruk AS. I Kobbavika har en flere slike terskler som stenger dypvannet inne, slik at de geografiske og topografiske forholdene tilsier mulighet for stagnerende vannmasser i de dypereliggende områdene. Overflatelaget vil ofte kunne være preget av ferskvannstilrenning slik at det utgjør et varierende tykt brakkvannslag på toppen. Under dette finner vi tidevannslaget som er påvirket av det to ganger daglige inn- og utstrømmende tidevannet. Fra noen meter under terskelnivået finner vi dypvannet, som også ofte kan være sjiktet i et øvre- og nedre- dypvannslag grunnet forskjeller i temperatur, saltholdighet og oksygenforbruk. I Kobbavika tilsier terskeldypene inn til resipienten at en har et dypvannslag, dvs et sjikt med vannmasser fra ca 40 m dyp og nedover der det kan oppstå stagnerende forhold. I det stabile dypvannet innenfor tersklene i slike sjøbasseng (poller), er tettheten vanligvis større enn i det daglig innstrømmende tidevannet, og her foregår det to viktige prosesser. For det første forbrukes oksygenet i vannmassene jevnt på grunn av biologisk aktivitet knyttet til nedbryting av organisk materiale. For det andre skjer det en jevn tetthetsreduksjon i dypvannet på grunn av daglig påvirkning av det inn- og utstrømmende tidevannet. Dersom munningen er kanalformet, vil det inn- og utstrømmende tidevannet kunne få en betydelig fart, og påvirkningen på de underliggende vannmassene vil kunne bli stor. Når tettheten i dypvannet er blitt så lav at den tilsvarer tidevannets tetthet, kan dypvannet skiftes ut med tilførsel av friskt vann helt til bunns i bassenget. Vinterstid kan også tyngre og saltere vannmasser komme nærmere overflaten i sjøområdene langs kysten, fordi ferskvannspåvirkningen til kystområdene da er liten og brakkvannslaget blir tynnere. Dersom dette tyngre vannet kommer opp over terskelnivå, vil en kunne få en fullstendig utskifting av dypvannet innenfor terskelen. Hyppigheten av slike utskiftinger avhenger i stor grad av terskelens dyp,- jo grunnere terskel jo sjeldnere forekommer utskiftinger av denne typen. I Kobbavika får man bunnvannsfornying trolig en eller flere ganger i året og nokså sikkert om våren og forsommeren da vannet normalt er tyngst (Gade og Furevik 1994). I bassengvannet, som altså finnes naturlig i alle fjorder under fjordens terskelnivå, vil balansen mellom disse to nevnte prosessene avgjøre miljøtilstanden i dypvannet. Dersom oksygenforbruket er stort, slik at oksygenet blir brukt opp raskere enn tidsintervallet mellom dypvannsutskifting, vil det oppstå oksygenfrie forhold med dannelse av hydrogensulfid i dypvannet. Under slike forhold er den biologiske aktiviteten mye lavere, slik at nedbryting av organisk materiale blir sterkt redusert. Motsatt vil en hele tiden ha oksygen i dypvannet dersom oksygenforbruket i dypvannet enten er lavt eller tidsintervallet mellom dypvannsutskiftingene er kort. Det er utviklet modeller for teoretisk beregning av balansen mellom disse to forholdene (Stigebrandt 1992). Alt organisk materiale som blir tilført et sjøområde, enten fra de omkringliggende landområder, fra det daglig innstrømmende tidevannet, eller fra sjøområdets egen produksjon av alger og dyr i vannmassene, bidrar til en sedimentasjon av dødt organisk materiale som legger seg på bunnen. Dette er en naturlig prosess, som kan øke i omfang dersom store mengder organisk materiale tilføres. Viktige kilder kan være kloakk eller for eksempel spillfôr og fekalier fra fiskeoppdrettsanlegg. Store eksterne tilførsler av organisk nedbrytbart materiale til dypvannet i sjøområdene vil imidlertid øke oksygenforbruket i dypvannet. Dersom oksygenet i dypet er brukt opp, vil sulfatreduserende bakterier fortsette nedbrytingen, og den giftige gassen hydrogensulfid (H 2 S) dannes. Dyreliv vil ikke forekomme under slike betingelser. Mange bassenger vil også fra naturens side ha en balanse som gjør at slike situasjoner vil opptre uten ekstra ytre påvirkning. Det behøver derfor ikke være et tegn på overbelastning at det forekommer hydrogensulfid i dypvannet og i sedimentene. I Kobbavika vil det foregår et oksygenforbruk i bassengvannet, men på grunn av det store volumet av bassengvann, vil Rådgivende Biologer AS 5 Rapport 1790
reduksjonen gå sakte, og fordi terskelen inn til fjorden er så dyp, sikrer det utskifting av bassengvannet ned til bunns lenge før det oppstår oksygenfrie forhold i de dypereliggende vannmassene. De ulike typer tilførsler inneholder også plantenæringsstoffer, der de ulike typene kilder har hver sin spesifikke sammensetning av næringsstoffene, uttrykt ved forholdstallet mellom nitrogen og fosfor. Vanligvis venter en å finne et forholdstall på 15-20 i lite påvirkete systemer (vassdrag og overflatelag i fjorder), altså at en har 15 til 20 ganger så høye konsentrasjoner av nitrogen som fosfor. Dersom en finner betydelige avvik fra dette, tyder det på at en har dominans av enkelte tilførselskilder til denne aktuelle resipienten. For eksempel vil avrenning fra fjell, myr og skog på Vestlandet kunne ha et N:Pforholdstall på hele 70, mens avløp fra boliger og for eksempel gjødsel fra kyr har et forholdstall på rundt 7. Særlig fosfor-rike utslipp er silosaft, med et forholdstall på 1,5 mens tilførsler fra fiskeoppdrett ligger rundt 5. Det samme gjør gjødsel fra gris. Den målbare påvirkningen av næringstilførsler vil imidlertid være svært avhengig av hyppigheten av overflatevannets utskifting. Selv store tilførsler kan skylles bort dersom vannmassene skiftes ut nærmest daglig, og vannkvaliteten vil i større grad være preget av kystvannets kvalitet enn av de lokale tilførslene. Motsatt blir det dersom vannutskiftingen er ekstremt liten, - da kan selv små tilførsler utgjøre en betydelig påvirkning på miljøkvaliteten i sjøområdet. Det finnes også gode modeller for å beregne vannutskiftingen i slike sjøområder (Stigebrandt 1992). Det er utviklet en standardisert prøvetakingsmetodikk for vurdering av belastning fra fiskeoppdrettsanlegg, som også inkluderer undersøkelser i resipienter (MOM-undersøkelsene). MOM (Matfiskanlegg, Overvåking og Modellering) består av et overvåkingsprogram (B og C-undersøkelser) og en modell for beregning av lokalitetens bæreevne og fastsetting av lokalitetens produksjonskapasitet. For nærmere beskrivelse av overvåkingsprogrammet vises til «Konsept og revidert utgave av overvåkningsprogrammet 1997» (Hansen m. fl., 1997) og Norsk Standard for miljøovervåking av marine matfiskanlegg (NS 9410:2007). Rådgivende Biologer AS har tidligere utført flere resipientundersøkelser i områdene rundt anlegget (se referanseliste), og desse undersøkelsene følger i all hovedsak opplegget for en MOM C- og en MOM B-undersøkelse, som er en undersøkelse av bunntilstanden fra rundt selve anlegget/utslippet (nærsonen) og utover i resipienten (fjernsonen). Rådgivende Biologer AS 6 Rapport 1790
OMRÅDE- OG LOKALITETSBESKRIVELSE Settefiskanlegget ligger innerst i Hellandsfjorden i Fitjar kommune, som er en grunn terskelfjord og uegnet som resipient. Avløpsvannet fra settefiskanlegget blir derfor ført ut i Kobbavika i en ledning (ny i 2010) ca 1 km vest for anlegget på ca 35 m dyp (figur 1 og 2). Kobbavika er et ca 1,0 km2 stort sjøområde som ligger vest - nordvestvendt ut mot sundet mellom Ivarsøy og Store Eldøy. Området ved Kobbavika består av et basseng med et maksimumsdyp på 75 meter 1,2 km nord for Kobbavika, og er omkranset av mange øyer. Dette bassenget står i sør i forbindelse med Hjelmosen, gjennom et ca en km langt kanal-lignende sund mellom Hjelmen og Ivarsøy der terskeldypet er 30 m (figur 2). I nord blir bassenget forbundet med bassenget til Selbjørnsfjorden gjennom flere smale sund med terskeldyp mindre enn 10 m, hvor den dypeste terskelen på 7 m dyp ligger i Smedasundet (figur 1). Fra utslippspunktet går dybden i bassenget ned mot litt over 50 m dyp ca 250 m nordvest for utslippspunktet. Videre grunnes det litt opp, men det er fortsatt rundt 50 m dypt videre nordvestover noen hundre meter før det dybdes nedover mot det dypeste i bassenget, jf. figur 2. Det er trolig gode utskiftingsforhold i området rundt utslippspunktet fra anlegget. På figur 1 har en markert maksimaldybden i Kobbavika samt de forskjellige tersklene med deres respektive terskeldyp inn til Kobbavika. Kobbavika har således et terskeldyp på 30 m dyp til friske vannmasser i Hjelmosen, som er et gjennomgående strømsund med gode utskiftingsforhold ned til minst 90 m dyp, og som i sør er forbundet med Stokksundet. Figur 1. Kart over resipienten Kobbavika med tilhørende sjøområder. Maksimaldybden i Kobbavika samt terskeldypene er markert på kartet. Anlegget til Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva, reg. nr. H/FJ 0004 er vist med rødt sirkel. Utslippsledningstraséen er også vist (rød strek). Kargrunnlag er hentet fra http://kart.fiskeridir.no. Rådgivende Biologer AS 7 Rapport 1790
Hovedutskiftingen av vannmassene i Kobbavika skjer sannsynligvis inn gjennom det dype, kanalformede 1 km lange sundet inn til Hjelmosen. Dybden i dette sundet ligger i hovedsak mellom 30 og 40 meters dyp. Bunnen i dette sundet er relativ flat, der det fra hver side dybdes jevnt opp mot terskeldypet på ca 30 meters dyp (jf. figur 2). I Kobbavika munner dette sundet ut like sør for det dypeste bassenget i Kobbavika. På grunn av den kanal-lignende topografien til dette sundet, og den friksjonsfrie bunnen er det grunn til å anta at sjøvannet som strømmer inn og ut av dette sundet har god fart, og at vannet på vei inn i Kobbavika river med seg det underliggende dypvannet i bassenget og skaper turbulens i dypvannet. Dette gir en god utskifting i overflaten hele året, og sannsynligvis også nedover i dypvannsbassenget så ofte at det er gode miljøforhold og god tilgang på oksygen i hele dypvannsbassenget. Dette understøttes av de gode miljøforholdene som ble funnet i dypområdet i Kobbavika i denne miljøundersøkelsen (se resultatkapitlet). Kuling og storm samt nedkjøling av overflatelaget utover senhøsten og om vinteren bidrar også til en totalutskifting ned til bunnen i perioden senvinter/tidlig vår. Figur 2. Bunnforholdene i sjøorådet utenfor utslippet i Kobbavika med 10 m koter tegnet opp etter digitalt sjøkart på nett (jf. http://kart.fiskeridir.no). Røde tall viser største dyp i forskjellige basseng. Rådgivende Biologer AS 8 Rapport 1790
SJØTROLL HAVBRUK AS AVD. KJÆRELVA Det har vært drevet settefiskproduksjon på anlegget ved utløpet av Kjærelva (lok nr 11493) siden 1981. Anlegget ble drevet av Fitjar Laks AS. Konsesjonen med reg. nr. H/fj 0004 ble etablert med en størrelse på 500 000 stk sjødyktig settefisk og ble senere utvidet til 1 mill stk sjødyktig settefisk (1986) og 2,5 mill stk settefisk (2001). Settefiskanlegget har i dag en konsesjon på 5,0 mill stk settefisk, og søker nå om en utvidelse av produksjonen til 20 millioner sjøklar settefisk i et resirkuleringsanlegg. Anlegget er eid og blir drevet av Sjøtroll Havbruk AS. Avløpsvannet fra anlegget slippes ut i sjø i Kobbavika rundt 50 m fra land via en vel 1 km lang avløpsledning med en dimensjon på 800 mm PEH på rundt 32 m dyp (figur 2 og 3). Denne ledningen ble satt i drift i juli 2010 og erstatter to tidligere ledninger på 400 og 450 mm PEH som lå omtrent på samme sted i Kobbavika. Avløpsvannet blir nå renset gjennom 3 stk Hydrotech trommelfiltre med en lysåpning på 500 µm. I forbindelse med byggingen av resirkuleringsanlegget vil slammet bli filtrert vekk via et mekanisk filter med en lysåpning på 40 µm før det rensete vannet gjennomgår videre behandling og returnerer tilbake til karene. Fôrforbruk og produsert mengde fisk i perioden 2004 2013 har vært som følgjer (tabell 1): Tabell 1. Anleggets driftshistorikk siden 2004. 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 Fôrmengde (tonn) Bruttoproduksjon (tonn) 358 391 417 467 457 457 411 451 420 358 317 343 386 403 408 410 375 410 381 325 En ser at fôrbruken og produksjonen ved anlegget har vært relativt stabil siden 2005 med en 10 20 % økning i perioden. Rådgivende Biologer AS 9 Rapport 1790
METODE Det ble gjennomført strømmålinger utenfor avløpet i Kobbavika i perioden 29. mai 26. juni 2013. Ved utsett av strømmålere ble det også tatt en hydrografisk profil ved avløpet. Data fra strømmålinger ble brukt som grunnlag for modellering av spredning, fortynning og innblandingsdyp av avløpsvannet. BEREGNING AV INNLAGRINGSDYP Avløpsvannet har i praksis samme egenvekt som ferskvann og er dermed lettere enn sjøvann. Når avløpsvannet slippes ut gjennom en ledning på dypt vann, vil det derfor begynne å stige opp mot overflaten samtidig som det blander seg med det omkringliggende sjøvannet. Hvis sjøvannet har en stabil sjiktning (egenvekten øker mot dypet) fører dette til at egenvekten til blandingen av avløpsvann og sjøvann øker samtidig som egenvekten til det omkringliggende sjøvannet avtar på vei oppover, og i et gitt dyp kan dermed blandingsvannmassen få samme egenvekt som sjøvannet omkring. Da har ikke lenger blandingsvannmassen noen "positiv oppdrift", men har fortsatt vertikal bevegelsesenergi og vil vanligvis stige noe forbi dette "likevektsdypet" for så å synke tilbake og innlagres (jf. figur 12). Dersom slike tilførsler når overflatevannet, vil effektene kunne måles ved vannprøvetaking ved utslippet. For beregning av innlagringsdypet og spredning med fortynning etter innlagring, bruker vi den numeriske modellen Visual PLUMES utviklet av U.S. EPA (Frick et al. 2001). Nødvendige opplysninger for modellsimuleringene er vannmengde, utslippsdyp, diameter for utslippsrøret, vertikalprofiler for temperatur og saltholdighet - samt strømhastigheten i resipienten. Vi bruker vanligvis en typisk "vinterprofil" og en typisk "sommerprofil", men en bør være oppmerksom på at det sannsynligvis utelater store variasjoner innenfor hver periode. Ved stor diameter i avløpsledningen og liten vannmengde er det sannsynlig at avløpsvannet ikke alltid fyller opp rørledningen. Utstrømningen blir da konsentrert i øvre del av tverrsnittet, og det blir sjøvannsinntrengning i tverrsnittets nedre del. Det blir en viss medrivning og blanding mellom avløpsvann og sjøvann i det siste stykket av ledningen, og den strålen som forlater ledningen vil derfor bestå av avløpsvann og en mindre andel sjøvann. Dersom det ikke er noen vesentlig medrivning av sjøvann inne i røret, kan vannet i nedre del av tverrsnittet dynamisk sett betraktes som stillestående. Tverrsnittsarealet for utstrømning er da gitt av at det såkalte densimetriske Froude-tallet (F) har verdien 1. F er definert som: F = g U ρ ρ H Der: U = strømhastighet, g = gravitasjonskontanten (9.81 m³/s), ρ/ρ = relativ tetthetsforskjell mellom ferskvann og omgivende sjøvann, og H = tykkelse av utstrømmende lag. Betingelsen F = 1 uttrykker at det er balanse mellom kinetisk energi og potensiell energi knyttet til trykket. Hvis F 1 vil utstrømningen fylle hele røret. Når F < 1 vil ikke det utstrømmende avløpsvannet kunne fylle hele røret og det blir sjøvannsinntrengning. Rådgivende Biologer AS 10 Rapport 1790
STRØMMÅLINGER I perioden 29. mai 26. juni 2013 var det utplassert tre Gytre Strømmålere (modell SD-6000 produsert av Sensordata A/S i Bergen) i posisjon N 59 53,684' / Ø 05 16,684' i en rigg like sørøst for utslippet til Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva (figur 3). Det ble målt overflatestrøm på 2 meters dyp, spredningsstrøm på 10 meters dyp og bunnstrøm på 25 meters dyp. Riggen var forankret til bunnen med ett lodd på omtrent 30 kg, og med en dregg som var festet med tau inn til land. Det var festet to trålkuler av plast og en liten blåse i tauet over den øverste strømmåleren for å sikre tilstrekkelig oppdrift, samt en blåse i overflaten i et slakt tau for synlighet og for å ta av for bølgepåvirkning. Det ble registrert strømhastighet, strømretning og temperatur hvert 30. minutt. Det var 33 meter til bunnen der strømmålerriggen stod. Figur 3. Sjøområdet utanfor Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva sitt avløp med 5- og 10-meters dybdekoter. Kartet er hentet fra Fiskeridirektoratet sine nettsider, www.fiskeridir.no. Plassering av avløpsledningen, stasjon for hydrografi og strømmålinger er vist på kartet. Posisjon avløp er: N: 59º 53,689' Ø: 05º 16,674'. Rådgivende Biologer AS 11 Rapport 1790
RESULTATPRESENTASJON Resultatene av målinger av strømhastighet og strømretning er presentert hver for seg, og kombinert i progressiv vektoranalyse. Et progressivt vektorplott er en figurstrek som blir til ved at man tenker seg en merket vannpartikkel som er i strømmålerens posisjon ved målestart og som driver med strømmen og tegner en sti etter seg som funksjon av strømstyrke og retning. (kryssene i diagrammet viser beregnet posisjon fra hvert startpunkt ved hvert døgnskifte). Når måleperioden er slutt har man fått en lang, sammenhengende strek, der vektoren blir den rette linjen mellom start- og endepunktet på streken. Dersom man deler lengden av denne vektoren på lengden av den faktiske linjen vannet har fulgt, får man Neumann parameteren. Neumann parameteren forteller altså noe om stabiliteten til strømmen i vektorretningen. Vinkelen til vektoren ut fra origo, som er strømmåleren sin posisjon, blir kalt resultantretningen. Dersom strømmen er stabil i vektorretningen, vil figurstreken være relativt rett, og verdien av Neumann parameteren vil være høy. Er strømmen mer ustabil i denne retningen er figurstreken mer «bulkete» i forhold til vektorretningen, og Neumann parameteren får en lav verdi. Verdien av Neumann parameteren vil ligge mellom 0 og 1, og en verdi på for eksempel 0,80 vil si at strømmen i løpet av måleperioden rant med 80 % stabilitet i vektorretningen, noe som er en svært stabil strøm. Tabell 2. Rådgivende Biologer AS klassifisering av ulike forhold ved strømmålingene, basert på fordeling av resultatene i et omfattende erfaringsmateriale fra Vestlandet. Strømstille perioder er definert som strøm svakere enn 2 cm/s i perioder på 2,5 timer eller mer. Tilstandsklasse I II III IV V gjennomsnittlig svært sterk sterk middels svak svært svak strømhastighet sterk Overflatestrøm (cm/s) > 10 6,6-10 4,1-6,5 2,0-4,0 < 2,0 Vannutskiftingsstrøm (cm/s) > 7 4,6-7 2,6-4,5 1,8-2,5 < 1,8 Spredningsstrøm (cm/s) > 4 2,8-4 2,1-2,7 1,4-2,0 < 1,4 Bunnstrøm (cm/s) > 3 2,6-3 1,9-2,5 1,3-1,8 < 1,3 Tilstandsklasse I II III IV V andel strømstille svært lite lite middels høy svært høy Overflatestrøm (%) < 5 5-10 10-25 25-40 > 40 Vannutskiftingsstrøm (%) < 10 10-20 20-35 35-50 > 50 Spredningsstrøm (%) < 20 20-40 40-60 60-80 > 80 Bunnstrøm (%) < 25 25-50 50-75 75-90 > 90 Tilstandsklasse I II III IV V retningsstabilitet svært stabil stabil middels stabil lite stabil svært lite stabil Alle dyp (Neumann parameter) > 0,7 0,4-0,7 0,2-0,4 0,1-0,2 <0,1 Vanntransporten (relativ fluks) er også en funksjon av strømstyrke og strømretning, og her ser man hvor mye vann som renner gjennom en rute på 1 m 2 i hver 15 graders sektor i løpet av måleperioden. Når man regner ut relativ fluks tar man utgangspunkt i alle målingene for strømstyrke i hver 15 graders sektor i løpet av måleperioden. For hver måling innen en gitt sektor multipliserer man strømhastigheten med tidslengden, dvs. hvor lenge målingen var gjort innen denne sektoren. Her må man også ta hensyn til om tidsserien inneholder strømmålinger med forskjellig styrke. Summen av disse målingene i måleperioden gir relativ fluks for hver 15 graders sektor. Relativ fluks er svært informativ og forteller hvordan vannmassene blir transportert som funksjon av strømfart og retning på lokaliteten. Rådgivende Biologer AS 12 Rapport 1790
KLASSIFISERING AV STRØMMÅLINGENE Rådgivende Biologer AS har utarbeidet et klassifiseringssystem for overflatestrøm, vannutskiftingsstrøm, spredningsstrøm og bunnstrøm med hensyn på de tre parametrene gjennomsnittlig strømhastighet, retningsstabilitet og innslag av strømstille perioder (tabell 2). Klassifiseringssystemet er utarbeidet på grunnlag av resultater fra strømmålinger med Gytre Strømmåler (modell SD-6000) på ca 60 lokaliteter for overflatestrøm, 150 lokaliteter for vannutskiftingsstrøm og 70 lokaliteter for spredningsstrøm og bunnstrøm. Klassifisering av strøm er basert på de krav for merdanlegg i sjø, der man i hovudsak har en mye større produksjon og utslipp av større organiske partikler. I denne sammenheng blir strømmen målt på 2 m dyp klassifisert og vurdert som overflatestrøm, strømmen målt på 10 m dyp blir klassifisert og vurdert som spredningsstrøm, mens strømmen ved bunnen på 20 m dyp blir klassifisert og vurdert som bunnstrøm. Rådgivende Biologer AS 13 Rapport 1790
SJIKTNING OG HYDROGRAFI RESULTAT Måling av temperatur ble gjort i overgangen mellom sen vår og tidlig sommer, og sjøvannstemperaturen var allerede på veg oppover da målingene startet. Gjennom måleperioden steg temperaturen relativt jevnt, men med små svingninger (figur 4). På 2 m dyp steg døgnmiddeltemperaturen fra 10,9 C til 12,7 C gjennom måleperioden, med et minimim på 10,1 C den 3. mai og et maksimum på 13,7 C den 24. og 25. juni. Døgnvariasjonen i temperatur lå stort sett på mellom 1 og 2 C på 2 m dyp i måleperioden. På 10 m dyp var temperaturutviklingen gjennom måleperioden relativt lik den på 2 m dyp, men jevnt over 1 4 C kaldere. Døgnmiddeltemperaturen på 10 m dyp var 8,4 C ved målestart 29. mai og 9,8 C ved måleslutt 26. juni, med en minimumstemperatur på 7,7 C den 2. juni og en maksimumstemperatur på 11,1 C den 25. juni. Døgnvariasjonen i temperatur lå stort sett på mellom 2 og 3 C på 10 m dyp i måleperioden. På 25 m dyp var temperaturen svært stabil gjennom måleperioden, men det var en svak og jevn stigning. Fra målestart til måleslutt steg døgnmiddeltemperaturen fra et minimum på 7,3 C den 29. mai til et maksimum på 7,7 C den 26. juni. Døgnvariasjonen i temperatur lå på mellom 0,1 og 0,3 C på 25 m dyp i måleperioden. Figur 4. Døgnmidler for temperatur målt på 2 m dyp (rød strek), 10 m dyp (blå strek) og 25 m dyp (svart strek) i Kobbavika i perioden 29. mai 26. juni 2013. Rådgivende Biologer AS 14 Rapport 1790
Den 29. mai 2013, ca kl 7.30, ble det målt temperatur, oksygen-, og saltinnhold i vannsøylen ned til bunnen på 41 m dyp i Kobbavika (figur 3). En benyttet en SAIV STD/CTD modell SD204 nedsenkbar sonde. Hydrografimålingen avspeiler en vårsituasjon der det fremdeles var relativt god omrøring i vannsøylen, og med til dels homogene hydrografiske forhold fra overflaten og ned til bunnen. Det var tegn til et sjikt rundt 12 m dyp, men endringene fra overflatelaget og ned til de underliggende vannmassene var små og gradvise. I overflaten var temperaturen 10,8 C, og den falt gradvis ned til 9,0 C på 10 m dyp. Gjennom et moderat sprangsjikt falt temperaturen raskt til 8,0 C ned til 12 m dyp. Temperaturen falt jevnt nedover til 6,6 C ved bunnen på 41 m dyp. Vannsøylen var noe ferskvannspåvirket i overflaten der saltinnholdet var 30,3. Saltinnholdet steg jevnt til 32,0 på 11 m dyp. Fra 12 m dyp og ned til bunnen steg saltinnholdet fra 31,9 til 33,4. Oksygeninnholdet lå rundt 9,6 mg O/l fra overflaten og ned til 5 m dyp, og dette tilsvarer en metning på omtrent 106 %. Ned til 12 m dyp steg oksygeninnholdet til 10,0 mg O/l (105 %), som var det høyeste målte oksygeninnholdet i vannsøylen. På 16 m dyp falt oksygeninnholdet til 9,5 mg O/l (99 %), mens det på 19 m dyp steg til 9,7 mg O/l (100 %). Oksygeninnholdet falt videre ned mot bunnen til 8,0 mg O/l (82 %) på 41 m dyp. Figur 5. Måling av temperatur ( C), saltinnhold ( ) og oksygen (mg O/l) i vannsøylen på 41 m dyp utenfor Kobbavik den 29. mai, i posisjon N 59 53,689, Ø 5 16,674. Rådgivende Biologer AS 15 Rapport 1790
STRØMMÅLINGER OVERSIKT OVER STRØMFORHOLDENE I KOBBAVIKA Figur 6. Målt hovudstrømsretning og strømstyrke på de ulike måledypene ved avløpet til Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva i Kobbavika. Kartgrunnlaget er hentet fra www.fiskeridir.no. Figur 6 er en forenklet skisse som viser gjennomsnittlig strømfart og omtrentlig hovedstrømretning (flux) i løpet av måleperioden på 2, 10 og 25 m dyp i Kobbavika like ved avløpet. Den gjennomsnittlige strømmen var svak på 2 m dyp, og svært svak på 10 og 25 m dyp. Dette er som forventet i all den tid målinene er utført i Kobbavika, der målestedet ligger noe innelukket og beskyttet til i et tersklet område med mye sund og holmer. I dette området vil tidevannstrøm være viktig, men i en så beskyttet vik som Kobbavika vil vindgenerert strøm trolig være vel så viktig. Det var noe variabelt med strømaktivitet gjennom måleperioden, noe som delvis henger sammen med variable vindforhold. Strømmålingene vil være representative for målestedet i en tidlig sommerperiode med moderat variable værforhold. Overflatestrømmen på 2 m dyp gikk mest i sørsørvestlig retning mer eller mindre langs land i måleperioden. Midt i vannsøylen gikk strømmen hovedsakelig vekselvis mot nordøst og sørsørvest. Ved bunnen på 25 m dyp gikk strømmen vekselvis mot nordnordøst og sørsørøst. Det var en del nordavind i måleperioden, og det ser ut til at dette genererte strøm og påvirket strømretningen på 2 m dyp. På 10 og 25 m dyp tydet den veksevise strømretningen på at tidevannet var den viktigste strømskapende faktoren. Rådgivende Biologer AS 16 Rapport 1790
STRØMHASTIGHET Strømmen i overflatelaget i Kobbavika så i perioder ut til å vere tidevannsdrevet med en til to smale strømtopper i døgnet. I andre deler av måleperioden så vind ut til å ha skapt en del strøm, og her var toppene mer langvarige. På 10 og 25 m dyp var det noe variabelt med strøm i måleperioden, som i perioder så ut til å være dominert av den tidevannsgenererte strømmen. Det var nymåne 8. juni og fullmåne 23. juni, men man så ingen tydelig effekt av dette på strømforholdene. Overflatestrømmen på 2 meters dyp i Kobbavika var svak og hadde en gjennomsnittlig hastighet på 2,1 cm/s. Målingene av strømstyrke viste flest målinger av strøm i intervallet mellom 1-3 cm/s (vel 53 %), og videre var det en relativt jevnt fallende frekvens av strøm i intervallene mellom 3 og 8 cm/s. Vel 28 % av målingene viste helt strømstille forhold (strøm på 1 cm/s eller mindre, figur 7). Den maksimale strømhastigheten ble målt til 13,8 cm/s i sørlig retning (figur 9). Number of measurements 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0-1 1-3 3-4 4-5 5-6 6-8 8-10 10-15 15-25 25-50 50-75 75-100 cm/s Det ble målt svært svak strøm på 10 m dyp, med en gjennomsnittlig strømhastighet på 1,2 cm/s. Målingene av strømstyrke viste flest målinger av strøm i intervallet mellom 1 og 3 cm/s (vel 25 %), og utover dette var det relativ lite registreringer av strøm (2,5 %) i intervallene over 3 cm/s. (figur 7). Ca 72 % av målingene viste helt strømstille forhold. Den maksimale strømhastigheten ble målt til 6,4 cm/s i sørlig retning (figur 9). Det ble målt svært svak strøm på 20 m dyp, med en gjennomsnittlig strømhastighet på 1,1 cm/s. Målingene av strømstyrke viste stort sett bare strøm i intervallet mellom 1 og 3 cm/s (vel 12 %), og utover dette var det lite registreringer av strøm (0,3 %) i intervallene over 3 cm/s (figur 7). 87,5 % av målingene viste helt strømstille forhold. Den maksimale strømhastigheten ble målt til 3,6 cm/s i nordnordøstlig retning (figur 9). Number of measurements 1000 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 1150 1100 1050 1000 950 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0-1 1-3 3-4 4-5 5-6 6-8 8-10 10-15 15-25 25-50 50-75 75-100 Number of measurements 1200 0-1 1-3 3-4 4-5 5-6 6-8 8-10 10-15 15-25 25-50 50-75 75-100 cm/s cm/s Figur 7. Fordeling av strømhastighet i Kobbavika på 2, 10 og 25 m dyp i perioden 29. mai 26. juni 2013. Rådgivende Biologer AS 17 Rapport 1790
Current speed (cm/s) 14,0 13,0 12,0 11,0 10,0 9,0 8,0 7,0 2 m 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30.May 01.Jun 03.Jun 05.Jun 07.Jun 09.Jun 11.Jun 13.Jun 15.Jun 17.Jun 19.Jun 21.Jun 23.Jun 25.Jun Days Current speed (cm/s) 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 10 m 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30.May 01.Jun 03.Jun 05.Jun 07.Jun 09.Jun 11.Jun 13.Jun 15.Jun 17.Jun 19.Jun 21.Jun 23.Jun 25.Jun Days Current speed (cm/s) 3,6 3,4 3,2 3,0 2,8 2,6 2,4 2,2 2,0 25 m 1,8 1,6 1,4 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 30.May 01.Jun 03.Jun 05.Jun 07.Jun 09.Jun 11.Jun 13.Jun 15.Jun 17.Jun 19.Jun 21.Jun 23.Jun 25.Jun Days Figur 8. Strømhastighet i Kobbavika på 2, 10 og 25 m dyp i perioden 29. mai 26. juni 2013. Rådgivende Biologer AS 18 Rapport 1790
2 m 10 m N N 2 4 6 8 10 12 1 2 3 4 5 6 Maximum velocity (cm/s) per 15 deg sector Maximum velocity (cm/s) per 15 deg sector 25 m N 1 2 3 Maximum velocity (cm/s) per 15 deg sector Figur 9. Maksimal strømhastighet for hver 15 sektor i Kobbavika på 2, 10 og 25 m dyp i perioden 29. mai 26. juni 2013. Rådgivende Biologer AS 19 Rapport 1790
STRØMSTILLE PERIODER På 2 m dyp var det svært høyt innslag av strømstille perioder i løpet av måleperioden. Til sammen ble det registrert 324 timer av totalt 685 timer med tilnærmet strømstille (under 2 cm/s) i perioder på 2,5 timer eller mer (47,3 %). Ser en på enkeltmålingene gitt i tabell 3, ble det i løpet av måleperioden registrert til sammen 50 perioder på 2,5 timer med strømstille, og de to lengste periodene var på henholdsvis 22 og 16 timer. På 10 m dyp var det svært høyt innslag av strømstille perioder i løpet av måleperioden. Til sammen ble det registrert 576 timer av totalt 685 timer med tilnærmet strømstille (under 2 cm/s) i perioder på 2,5 timer eller mer (84,1 %). Ser en på enkeltmålingene gitt i tabell 3, ble det i løpet av måleperioden registrert til sammen 39 perioder på 2,5 timer med strømstille, og de to lengste periodene var på henholdsvis 230,5 og 44 timer. På 20 m dyp var det også svært høyt innslag av strømstille perioder i løpet av måleperioden. Til sammen ble det registrert 656 timer av totalt 685 timer med tilnærmet strømstille (under 2 cm/s) i perioder på 2,5 timer eller mer (95,8 %). Ser en på enkeltmålingene gitt i tabell 3, ble det i løpet av måleperioden registrert til sammen 24 perioder på 2,5 timer med strømstille, og de to lengste periodene var på henholdsvis 121 og 81 timer. Tabell 3. Beskrivelse av strømstille utenfor avløpet oppgitt som antall observerte perioder av en gitt lengde med strømhastighet mindre enn 2 cm/s. Lengste strømstille periode er også oppgitt. Måleintervallet er 30 min på 2, 10 og 25 meters dyp, og målingene er utført i perioden 29. mai 26. juni 2013. Dyp 0,5-2 t 2,5-6 t 6,5-12 t 12,5-24 t 24,5-36 t 36,5-48t 48,5-60t 60,5-72t > 72 t Maks 2 m 89 33 13 4 22 t 10 m 34 17 15 4 1 1 0 0 1 230,5 t 25 m 3 8 3 7 0 1 1 1 3 121 t Rådgivende Biologer AS 20 Rapport 1790
STRØMRETNING OG VANNTRANSPORT Strømretningen og vanntransporten i overflaten på 2 m dyp gikk klart mest i sørsørvesttlig retning langs land i Kobbavika (figur 10). Neumannparameteren, dvs. stabiliteten til strømmen i sørvestlig resultantretning (214 ) var 0.421, dvs at strømmen var stabil i denne retningen (tabell 4). Det progressive vektorplottet viser at strømmen rant relativt stabilt i sørvestlig retning (figur 11). 2 m Strømretningen og vanntransporten på 10 m dyp gikk hovedsakelig i nordøstlig og sørsørvestlig retning langs land i Kobbavik, men strømmen var ikkje svært stabil i noen av retningene (figur 10). Neumannparameteren, dvs. stabiliteten til strømmen i sørsørøstlig resultantretning (153 ) var 0.139, dvs at strømmen var lite stabil i denne retningen (tabell 4). Det progressive vektorplottet viser da også en variabel og noe retningstilfeldig strøm mer eller mindre i hele måleperioden (figur 11). Strømretningen og vanntransporten på 25 m dyp gikk mest i retning mot nordnordøst, men også en del mot sørsørøst (figur 10). Neumannparameteren, dvs. stabiliteten til strømmen i østnordøstlig resultantretning (67 ) var 0.300, dvs at strømmen var middels stabil i denne retningen (tabell 4). Det progressive vektorplottet viser at strømmen rant mot nordvest de første dagene, og deretter mot østsørøst i nesten to uker. I de siste to ukene gikk strømmen mest i retningsområdet nord nordøst (figur 11). 10 m 25 m Figur 10. Strømroser som viser fordelingen av henholdsvis vanntransport og antall målinger (strømretning) for hver 15. grad for måleresultatene i Kobbavika på 2, 10 og 25 m dyp i perioden 29. mai 26. juni 2013. Rådgivende Biologer AS 21 Rapport 1790
Tabell 4. Beskrivelse av hastighet, varians, stabilitet, og retning til strømmen i Kobbavika på 2, 10 og 25 m dyp i perioden 29. mai 26. juni 2013. Måledyp Middel hastighet (cm/s) Varians (cm/s)² Neumannparameter Resultant retning 2 meter 2,1 2,480 0.421 214º = SV 10 meter 1,2 0,378 0.139 153º = SSØ 25 meter 1,1 0,104 0.300 67º = ØNØ km N (Skipped invalid data.) meters N 0 0-2 -4-6 -500-1000 -8-1500 2 m -10-12 -14 10 m -2000-2500 -16-3000 -18-20 -3500-12 -10-8 -6-4 -2 0 2 4-500 0 500 1000 1500 2000 km N (Skipped invalid data.) 25 m 3 2 1 0-1 -2-1 0 1 2 3 4 5 6 7 Figur 11. Progressivt vektorplott for målingene på 2 og 10 m dyp (oppe til venstre og høyre) og 25 m dyp (nede) i Kobbavika i perioden 29. mai 26. juni 2013. Rådgivende Biologer AS 22 Rapport 1790
VURDERING AV FORHOLD OM UTSLIPPET Utslippsledningene fra Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva ligger på 32 m dyp i Kobbavika. Utslippet ligger så dypt at det ved ordinær drift sjelden vil ha gjennomslag til overflaten, og da kun vinterstid på stille og klare dager med lite strøm. Utslippsvannet er lettere enn det omkringliggende sjøvannet, og stiger derfor opp før det innlagres i overflaten. Innblandingsdypet for avløpsvannet vil således være i overflatelaget, der tidevannet sammen med de øvrige strømskapingsfaktorene (vinddrevet strøm, kyststrømmen) sørger for hyppig og regelmessig vannutskifting. På denne måten vil de finpartikulære tilførslene spres effektivt vekk fra utslippstedet med tidevannet (figur 12). Bare de største partiklene vil sedimentere helt lokalt ved selve utslippet, men siden alt avløpsvannet renses gjennom et trommelfilter, vil disse partiklene bli fanget opp før de slippes ut. Det er derfor vanlig å observere en svært avgrenset punktbelastning i forbindelse med slike utslipp dersom utslippet skjer på dybder med relativt god vannutskifting og gode nedbrytingsforhold. Der vil naturlig nedbryting kunne holde tritt med tilførslene dersom det er god tilgang på oksygen ved tilførsel av friskt vann over sedimentet. Undersøkelser fra en rekke tilsvarende utslipp av denne type viser derfor at det kun er mulig å spore miljøeffekter i den umiddelbare nærhet av selve utslippet. TETTHET Sjøvannets tetthetsprofil Innblandingsdyp DYBDE Tetthet av fortynnet avløpsvann Omrøring Tidevann UTSLIPP Akkumulering av organisk materiale Figur 12. Prinsippskisse for primærfortynningsfasen av innblanding av et ferskvannsutslipp i en sjøresipient, med innblanding i overflatelaget og kun lokal sedimentering av organiske tilførsler i resipientens umiddelbare nærhet til utslippspunktet. Utslippet får økt sin tetthet ettersom det lettere ferskvannet stiger opp og blandes med sjøvannet (heltrukken linje og lyseblått). MODELLERING OG SPREDNING AV AVLØPET Innlagringsdyp og fortynning av avløpet til Sjøtroll Havbruk AS avd. Kjærelva er beregnet ut fra middel strømhastighet i måleperioden om sommeren og temperatur og saltinnhold i vannsøylen like ved avløpet i Kobbavika 7. juli 2011. Tettheten på avløpet er satt til 1000 kg/m³, og temperaturen i avløpsvannet lik 15 C. Avløpsvannet ledes ut fra smoltanlegget gjennom en avløpsledning på 32 m dyp. Avløpet har en diameter på 800 mm PEH. Beregning av innblandingsdyp er gjort for en sommersituasjon og nåværende utslippsdyp på 32 m, og dette er vist i figur 13. Med utslipp av middel (rød linje) og maksimal (blå linje) vannmengde på henholdsvis 9,6 og 34,8 m³/min på 32 m dyp, og ved midlere strømhastighet, vil avløpsvannets senter i en sommersituasjon innlagres på henholdsvis 10,1 m og 7,2 m dyp. Avløpsvannet vil være fortynnet henholdsvis 45,5 og 31,1 ganger når det når overflaten, og en km fra utslippet vil avløpsvannet være fortynnet henholdsvis ca 306 og 220 ganger (figur 13). Ved maksimal vannmengde vil toppen av skyen med avløpsvann kunne nå overflaten. Rådgivende Biologer AS 23 Rapport 1790
Figur 13. Kobbavika. Innlagringsdyp ved et utslipp på 32 m dyp ved midlere (rød linje) og maksimal (blå linje) vannføring (øverst til venstre), samt fortynning ved midlere (rød linje) og maksimal (blå linje) vannføring (øverst til høyree) for en typisk sommersituasjon. Figuren viser strålebanene for de to vannmengdene ved midlere strømhastighet. Utslippet hadde ikke synlig gjennomslag til overflaten ved utsett av strømmålerne (til høyre). Strømrigg plassert ved avløpet En betydelig fortynning av avløpsvannet på vei mot overflaten, medfører at vannkvaliteten i nærområdet av avløpet blir noe mer preget av næringssalter. Små partikler fra avløpet vil også følge med i strålebanen opp mot overflaten, og vil drive bort med vannstrømmen og sedimentere til bunns over et stort område fra avløpet nærområde og videre utover i resipienten. Modelleringene viser at utslippet ikke har gjennomslag til overflaten, men ved maksimal vannmengde i avløpet, vil toppen av skyen kunne nå overfalten sommerstid. STRØMFORHOLDENE I KOBBAVIKA Strømmålingene viste at det var relativt svake strømforhold utenfor avløpet i Kobbavika. Strømmålingene viste noe vindgenerert strøm i overflaten på 2 m dyp, og spredningsstrømmen og bunnstrømmen på henholdsvis 10 og 25 m dyp så ut til å følge tidevannsyklusen. Det var svak strøm på 2 m dyp, og svært svak strøm på 10 og 25 m dyp. Disse målingene tilsvarer det som en ofte kan forvente på ett sted som ligger noe innelukket til inn mot en vik, der resipienten i tillegg er tersklet, men strømforholdene er likevel tilstrekkelige til å bidra til en god spredning og fortynning av avløpsvannet og dets tilførsler. Strømforholdene og upwellingen av ferskvannsfontenen vil bidra til å sikre en spredning av organisk materiale fra anlegget, der en i oksygenrike vannmasser året rundt kan forvente en effektiv og god omsetning av organisk materiale fra avløpets nærområde og utover i resipienten. Det er gjennomført flere resipientundersøkelser i Kobbavika, og disse viser gode forhold lokalt rundt selve utslippet og i resipienten, noe som også viser at strømforholdene er tilstrekkelige til å sikre en god spredning og omsetning av organisk materiale fra anlegget, der det er få eller ingen synlige spor av oppdrettsvirksomheten på bunnen utenfor utslippet, jf. Tveranger (1999), Tveranger mfl. (2006) og Tveranger mfl. (2012). Det var noe variable strømforhold der strømmen gikk noe retningstilfeldig utover fra målestedet på de ulike dyp. Overflatestrømmen og vanntransport (fluks) på 2 m dyp gikk mest i sørsørvestlig retning utover fra Kobbavika og i retning Hjelmosen i måleperioden. Vannutskiftingen i overflaten er således Rådgivende Biologer AS 24 Rapport 1790
relativt god, med en stabil strøm i sørsørvestlig resultantretning (neumannparameter på 0,421). Samtidig viser beregningene at avløpsvannet ved maksimal vannmengde vil innlagres på rundt 7 meters dyp, der toppen av skyen vil kunne nå overflatelaget, men siden utslippet er betydelig fortynnet når det innlagres, tilsier dette at overflatelaget i liten grad vil bli påvirket av utslippet med hensyn på økte nærinssaltmengder, siden disse også fordeles utover og kraftig fortynnes allerede når vannmassene har drevet noen hundre meter ut fra Kobbavika. Midt i vannsøylen på 10 m dyp gikk strømmen og vanntransporten vekselsvis i nordøstlig og sørsørvestlig retning og med hyppige retsningsskifter i måleperioden, mens strømmen ned mot bunnen på 25 m dyp vekslet mellom nordnordøst og sørsørøst. Selv om strømmen på disse dyp var svak, indikerer de hyppige retningsskiftene at det likevel var jevnt med strøm på lave verdier. Dette sees også på innslaget av strømstille perioder, som var svært høyt på alle dyp, men dette kan gi et noe feilaktig bilde av strømaktiviteten i måleperioden. Strømstille perioder er definert som strøm svakere enn 2 cm/s i perioder på 2,5 timer eller mer, og dette betyr at man likevel kan ha bevegelse av vannmassene. På 10 m dyp var lengste strømstille periode på 230,5 timer, men vektorplottet viste av måleren ofte skiftet retning, noe som indikerer strømaktivitet rundt målepunktet. Rotorens treghet gjør at det registreres mindre strøm enn sann strømfart ved lave strømhastigheter (jf. kapitlet om strømmåling bak i rapporten). Det er også et poeng at de relativt svake strømforholdene rundt målestedet bidrar til at de største partikulære utslippene (etter rensing) i liten grad blir tranportert langt vekk før eventuelle partikler sedimenterer til bunnen, og det er således lite sannsynlig at de partikulære utslippet i noen særlig grad vil påvirke de dypereliggende delene av resipienten i Kobbavika negativt, noe som også indikeres av resultatene fra resipientundersøkelsen i 2011 (Tveranger mfl. 2012). Vannutskiftingen på alle dyp viste svært høyt innslag av strømstille perioder, og dette kan tolkes dit hen at vannutskiftingen periodevis ikke er så god, men sjøområdet utenfor Kobbavika er forbundet med forbistrømmende oksygenrike og friske vannmasser, særlig gjennom det rundt 1 km lange og rundt 30 40 m dyp kanallignende sundet fra Kobbavika til Hjelomsen mot sør. I overflatelaget har daglige, kontinuerlige utvekslinger og utskiftinger med nytt, oksygenfriskt vann via tidevannet. Dette innebærer at avløpsvannet fra settefiskanlegget likevel fortynnes og transporteres ut av området, og borttransporten og fortynningen er god, noe som også beregningene viser. VIRKNING AV OMSØKT UTVIDET UTSLIPP Sjøtroll Havbruk AS avd Kjærelva søker om utvidelse av produksjon fra dagens årlige produksjon på 5,0 millioner til en årlig produksjon på 20,0 millioner sjødyktig settefisk. Ved økning i produksjonen blit et nytt resirkuleringsanlegg tatt i bruk på lokaliteten. Det er vanlig å observere en svært avgrenset punktbelastning i forbindelse med slike utslipp dersom utslippet skjer på dybder med relativt god vannutskifting og gode nedbrytingsforhold. Der vil naturlig nedbryting kunne holde tritt med tilførslene dersom det er god tilgang på oksygen ved tilførsel av friskt vann over sedimentet. Undersøkelser fra en rekke tilsvarende utslipp av denne type viser derfor at det kun er mulig å spore miljøeffekter i den umiddelbare nærhet av selve utslippet. Dette gjelder utslipp til tersklete resipienter med utslipp over terskeldyp samt utslipp i utersklete resipienter. Dette anses også å være tilfellet for disse utslippene, men fra søkers side er det planlagt etablert rensing av avløpet siden anlegget bygges som resirkuleringsanlegg. Rådgivende Biologer AS har gjennomført rundt 30 undersøkelser ved avløp fra settefiskanlegg langs kysten. Der er benyttet NS 9410-metodikk med en 0,025 m² stor grabb, og prøver er tatt i økende avstand fra eksisterende utslipp. Da får en et bilde på utbredelsen av miljøvirkningen på bunnen (se oppsummerende figur 14), der selv store utslipp sjelden har noen betydelige miljøvirkning mer enn 50 meter unna selve utslippspunktet. Den organiske belastningen fra de største avløpene i denne sammenstillingen, tilsvarer tilnærmet urenset avløp fra tilsvarende 5000 pe og opp mot 10.000 pe. Rådgivende Biologer AS 25 Rapport 1790
Figur 14. Sammenstilling av resultater fra Rådgivende Biologer AS sine vel 30 undersøkelser ved utslipp til sjø utenfor settefiskanlegg, der det er benyttet MOM-B / NS 9410-metodikk med grabbhogg i økende avstand fra selve utslippspunktet. Fargene er i henhold til NS 9410:2007. Blå = meget god, grønn = god, gul = dårlig og rød = meget dårlig Fordeling (%) 100 80 60 40 20 0 0 10 25 50 100 200 Avstand fra utslipp (meter) Bare de største partiklene vil sedimentere helt lokalt ved selve utslippet, men siden alt avløpsvannet planlegges renset med en 40 µm filterduk, vil disse partiklene bli fanget opp før de slippes ut. Den sterke oppstigende strømmen tar med seg alle de finere partiklene som blir innlagret i vannsøylen. Strømforholdene ved utslippet i Kobbavika er beskrevet som meget svake strømforhold. En gjør merksom på at vurderingene av strømforholdene er gjort ut fra hva som en mener er egnete strømforhold for oppdrett av fisk i merdanlegg (jf. tabell 2), og ikke hva som er tilstrekkelig i forbindelse med omsetning av organisk materiale fra et utslipp fra settefiskanlegg. Her vil de viktigste kriteriene være at selve utslippstedet ikke ligger innestengt bak en terskel slik at bunndyrene alltid har tilgang på oksygen for sin sedimentomsetning, og at vannet rundt utslippstedet utveksles og skiftes ut med utenforliggende vannmasser, slik som ved utslippet i Kobbavika. I tillegg vil jo utslippet av ferskvann sørge for en kontinuerlig upwelling rundt utslippstedet, slik at vannet kontinuerlig blir skiftet ut og fornyet rundt utslippstedet og i nærområdet rundt utslippet. Ved MOM C-resipientundersøkelse i 2011 (Tveranger m. fl. 2012) ble det tatt hydrografiske profiler på tre dyp i Kobbavika. Profilene ble tatt i juli, og på denne tid vil man ofte se sjiktig av vannmassene som følge av lite vind og høye lufttemperaturer. I tersklete områder vil slik sjikting kunne føre til dårlig vannutskifting under hovudsjiktet, og man vil kunne se en nedgang i oksygeninnholdet under terskelfyp. De hydrografikse målingene fra 2011 viste jevnt over god oksygenmetning til bunns i resipienten tilsvarende tilstandsklasse I = meget god. Dette var som ved undersøkelsen i 2006 (Tveranger mfl. 2012). Det var noe høyere temperaturer ned til rundt 15 m dyp, og noe lavere saltinnhold i det samme vannlaget. Oksygeninnholdet var relativt stabilt i hele vannsøylen, og det var ingen merkbar forskjell mellom stasjonene tatt ved avløpet og ute i resipienten. Dette tyder på at vannutskiftingen i Kobbavika og sjøområdet rundt er god, og trolig vil dette være situasjonen gjennom hele året. En økning i produksjonen til 20,0 mill stk settefisk vil gi en økning av utslippene i sjø, både av organisk stoff og næringssalter. Med et årlig samlet salg på 3100 tonn solgt fisk og ca 75 tonn dødfisk, trengs det en årlig fôrmengde på maksimalt 3810 tonn. Produksjonen ved anlegget vil således åttedobles i forhold til dagens produksjon, men utslippene vil ikke øke tilsvarende siden mesteparten av de største partiklene vil bli filtrert vekk før de slippes ut i sjø, og mye av nitrogenet nøytraliseres i biofilteret. Det antas at utslippene av nitrogen og fosfor vil øke 2 4 ganger, og mye av dette vil være oppløst. Utslippet av organisk stoff vil også øke vel 4 ganger, men det er kun de letteste partiklene som går ut i vannmassene, og disse vil bli spredt utover fra utslippet med tidevannstrømmen og det antas at effekten på miljøet fremdeles vil forbli akseptabel og moderat vurdert ut fra Kobbavikas naturtilstand og gode resipientkapasitet slik at sjøområdet fremdeles vil kunne oppnå minst god økologisk status i forhold til EUs vannrammedirektiv. Rådgivende Biologer AS 26 Rapport 1790