NOTAT Oslo, 8.3.2017 Til: Fra: Rissa kommune v/ingrid Hjorth Molvær Resipientanalyse v/ Jarle Molvær Rissa kommune: plan for miljøundersøkelser i Revsnes, Monstad, Råkvåg, Sørfjorden, Fevåg, Sjursvika og Grønningsbukta Problemstilling og formål Rissa kommune og Åfjord kommune ønsker en nærmere vurdering av utslippssted og utslippsdyp for kommunalt avløpsvann til Revsnes, Monstad, Råkvåg, indre del av Sørfjorden, Fevåg, Sjursvika og Grønningsbukta (Figur 1). Sørfjorden er en dyp fjord med relativt grunne terskel ved innløpet og kommunen ønsker derfor også informasjon om oksygenforholdene i dypvannet samt konsentrasjon av næringssalter og algevekst i vannmassene. Monstad er også en terskelfjord og her ønsker kommunen informasjon om oksygenforholdene i fjordens indre halvdel samt konsentrasjon av næringssalter og algevekst i vannmassene. Det samme gjelder for Revsnes. Figur 1. Oversiktskart. De syv områdene hvor det skal gjøres målinger er vist med blå sirkler/ovaler. Hovedformålet med prosjektet blir dermed: 1. Utarbeide anbefaling mht. utslippssted og utslippsdyp for avløpsvann til de syv fjordområdene. 2. I Sørfjorden, indre Åfjord og Revsnes: beskrive næringssaltkonsentrasjon og algevekst i fjordens øvre vannlag, og oksygenforhold i dypvannet 1
Metodikk og data Vi omtaler først generell metodikk og databehov, og deretter hvert enkelt fjordområde. Opplysninger om utslipp/tilførsler av næringssalter og organisk stoff For beregningene av innlagringsdyp, fortynning og spredning behøves følgende data 1. ledningsdiameter: gjerne 1-3 alternativer 2. vannmengder: 2-4 typiske vannmengder For å bedømme hvilken betydning utslippene til Sørfjorden og Monstad/Åfjord kan ha for oksygenforholdene i dypvannet er det ønskelig med følgende opplysninger: 3. mengde næringssalter, organisk stoff og evt. rensemetode for kommunalt avløpsvann 4. tilførsler fra andre kilder som industri, akvakultur samt via avrenning fra arealer for jordbruk og fra utmark For Revsnes gjelder først og fremst pkt. 1-2, men også pkt. 3 er interessant. Vi regner med at Rissa og Åfjord kommuner har data for 1-2. Punktene 3-4 kan være vanskeligere og kan kreve et samarbeid mellom kommunene og MR. Beregning av avløpsvannets innlagring og fortynning Det relativt lette avløpsvannet vil begynne å stige mot overflata samtidig som det fortynnes raskt med omkringliggende sjøvann. I en fjord er der oftest en vertikal sjiktning i sjøvannet og det fortynnede avløpsvannet kan innlagres, uten å nå overflaten (se Figur 2). Etter innlagringen vil avløpsvannet spres med strømmen samtidig som det fortynnes videre. Dyputslipp med innlagring av avløpsvannet Egenvekt Overflate Sjøvannets egenvektsprofil Innlagringsdyp Dyp Egenvekt av fortynnet avløpsvann Strømretning Figur 2. Illustrasjon av dyputslipp til sjøvann. Den viser en situasjon med vertikal sjiktning (egenvekten øker med dypet) og innlagring av avløpsvannet (fra Molvær et al., 2002). 2
For beregningene av innlagringsdyp, fortynning og spredning behøves først og fremst opplysninger om utslippet (se ovenfor) og den vertikale sjiktningen i sjøen. Sjiktningen har avgjørende betydning for muligheten til å innlagre avløpsvannet og vil variere med tiden (særlig pga. varierende mengde ferskvann i fjorden). Det er derfor nødvendig med relativt mange målinger (vertikale profiler av temperatur og saltholdighet) for å ha et tilstrekkelig datamateriale. For Sjursvika og Grønningsbukta vil en vurdere om dataene fra Kvithyll i 2013 også kan brukes. Måling av temperatur og saltholdighet gjøres på 1-2 stasjoner som vist under omtalen av hvert område. I utgangspunktet foreslås at man tar sikte på tidsrommet mars 2017-januar 2018 og begynner med målinger med 2-4 ukers mellomrom. Etter noen målinger kan man vurdere om dette er tilstrekkelig eller om det vår-sommer behøves måling med ca. 2 ukers mellomrom. Målingene gjøres med en selvregistrerende sonde av typen SensorData 204 som leies fra Inaq, Trondheim. Dette er samme type instrument som kommunen brukte i undersøkelsen ved Kvithyll. Måling av en vertikalprofil for temperatur og salinitet tar ca. 5 minutter og kan gjøres av kommunens personale. Dataene leses ut ved å koble sonden til en PC og kan raskt vises grafisk, sees som tabeller og videresendes over internett til Molvær Resipientanalyse. Sonden kan beholdes mellom hver måling eller returneres til Inaq. Sonden har også en sensor for måling av O2. Sensoren er forholdsvis langsom og vil derfor registrere for høy O2-konsentrasjon hvis sonden senkes raskt ned gjennom en vannmasse der konsentrasjonen avtar mot bunnen. Ved måling av O2-profil må sonden derfor senkes langsomt eller helst holdes i bestemte dyp i 1-2 minutter (mens den beveges litt opp og ned). Opplysninger om strømhastighet og strømretning i innlagringsdypet for avløpsvannet er viktig hvis det i nærområdet er brukerinteresser/økosystem som kan påvirkes negativt. Hvis ikke er det oftest tilstrekkelig å kjøre beregningene med 3 sannsynlige hastigheter: lav middels høy. For Sjursvika og Grønningsbukta kan en ha nytte av dataene fra Kvithyll i 2013. For å beregne innlagringsdypet for avløpsvannet og deretter fortynningen og spredning vil vi bruke en modell Visual Plumes (Frick et al., 2001) - som det amerikanske miljøverndirektoratet EPA har utarbeidet for bruk på denne typen av prosjekter. Beregningene gjøres med bruk av: alle vertikalprofiler oppgitte vannmengder (for eksempel gjennomsnittlig vannmengde, Qdim, Qmaksdim) for 2-3 aktuelle utslippsdyp utslipp gjennom 1 endehull og om nødvendig også simulering av diffusor I alt 50-100 kombinasjoner for hvert utslipp. Dette er en metodikk som er beskrevet i Klif-veileder TA-1890/2002 (Molvær et al., 2002), og som ble brukt for planlegging av utslipp av kommunalt avløpsvann ved Kvithyll (Molvær og Urke, 2014). Vi foreslår at prosjektet starter med et møte med en siste gjennomgang av arbeidsprogrammet. Deretter gjennomføres første måleserie: målepunktene bestemmes, første vertikalprofil for temperatur og saltholdighet måles, det gis opplæring til lokalt mannskap som deretter utfører målingene. Nedenfor beskrives måleprogrammet for de enkelte områdene i mer detalj, men det understrekes at underveis kan analyse av dataene (info om tilstanden i fjordene) gjøre det nødvendig å justere programmet. 3
Sørfjorden Rissa kommune oppgir utslippet av kommunalt avløpsvann ligger relativt grunt og i Figur 3 er traseen for utslippsledningen antydet med rød strek. Mot vest har Sørfjorden en terskel på ca. 37 m dyp og i bassenget innenfor er største dyp 89 m. I dette bassenget vil det i perioder være liten utskiftningen av dypvannet (særlig sommer-høst) og mulighet for dårlige O2-forhold. Innenfor Grønnskjæra ligger et annet basseng (men med trang forbindelse vestover) med dyp på 40-45 m. Kanskje også risiko for dårlig O2. Det foreslås oksygenprøver fra dypvannet i begge bassengene, på stasjonene S1 og S2. Stasjon S1 ligger så nær utslippet av avløpsvann at data derifra kan brukes i vurderinger/beregninger av utslippet. For informasjon om oksygenforholdene foreslås i utgangspunktet prøvetaking i 20 m og 40 m dyp på st. S1 og 20, 40, 60 og 80/85 m dyp på stasjon S2 (Figur 3). Om antall prøvedyp kan reduseres eller bør økes må avgjøres på grunnlag av analyseresultatene. Første prøvetaking i mars-april (antatt relativ høy O2-konsentrasjon i dypvannet) og deretter månedlig oppfølging fra juli-august og til oktober (til en har tilstrekkelig oversikt til å kunne klassifisere). Vannprøver for analyse av næringssalter tas fra 1, 5, 10 og 20 m dyp på st. S1, med prøvetakinger 1-2x måned fra ca. mars til september og næringssaltprøver vinter i november 2017-januar 2018. I sommerhalvåret analyseres for nitrat, ammonium og fosfat. Vinterstid for Tot-N og Tot-P. Vannprøver fra 1 m, 5 m og 10 m dyp filtreres og analyseres for klorofyll a. Temperatur og saltholdighet mellom overflate og bunn måles med CTD-sonde hver gang. Siktedyp måles på begge stasjoner. Figur 3. Sørfjorden. Utslippsledning og tentativ plassering av stasjonene S1 og S2 er merket med rødt. 4
Fevåg Rissa kommune oppgir at i der er to utslipp av kommunalt avløpsvann til Fevåg og i Figur 4 er traser for utslippsledningene antydet med røde strek. Kommunen anfører at man vurderer å legge østre utslipp sammen med det vestre. Foreslått målepunkt (F1) for vertikalprofiler av temperatur og salinitet er merket med fylt rød sirkel. Siktedyp måles også. Figur 4. Fevåg. To utslippsledninger (streker) og målestasjon F1 er merket med rødt 5
Råkvåg Rissa kommune ønsker vurderinger/beregninger for et utslipp av kommunalt avløpsvann utenfor selve Råkvågen. I Figur 5 er foreslått målepunkt (R1) for vertikalprofiler av temperatur og salinitet er merket med fylt rød sirkel. Siktedyp måles også. Figur 5. Råkvåg. Plassering av stasjon for måling av temperatur og saltholdighet.. 6
Sjursvika Rissa kommune ønsker vurderinger/beregninger for et eksisterende utslipp av kommunalt avløpsvann i Sjursvika. I Figur 6 er foreslått målepunkt (Sv1) for vertikalprofiler av temperatur og salinitet er merket med fylt rød sirkel. Siktedyp måles også. Underveis vil en vurdere om dataene fra undersøkelsen ved Kvithyll i 2013 også kan brukes. Figur 6. Sjursvika. Plassering av stasjon Sv1 for måling av temperatur og saltholdighet. Grønningsbukta Rissa kommune ønsker vurderinger/beregninger for et eksisterende utslipp av kommunalt avløpsvann i Grønningsbukta. I Figur 7 er foreslått målepunkt (G1) for vertikalprofiler av temperatur og salinitet er merket med fylt rød sirkel. Siktedyp måles også. Underveis vil en vurdere om dataene fra undersøkelsen ved Kvithyll i 2013 også kan brukes. Figur 7. Grønningsbukta. Plassering av stasjon G1 for måling av temperatur og saltholdighet. 7
Monstad - Åfjord Rissa kommune oppgir at i utslippstillatelsen står utslipp på 20 m dyp. I Figur 8 er traseen for utslippsledningen antydet med rød strek og foreslått målepunkt (M1) for vertikalprofiler av temperatur og salinitet er merket med fylt rød sirkel. Til dette brukes en CTD-sonde. Åfjord har en grunn (15-20 m) og trang forbindelse mot kystvannet. Fjordbassenget innenfor er over 120 m dypt og dypvannet har sannsynligvis liten vannutskiftning og perioder med lave oksygenkonsentrasjoner. Det tilgjengelige prøvetakingsutstyret gir anledning til opphenting av vannprøver fra maks. 100 m dyp og for å få informasjon om oksygenforholdene foreslås i utgangspunktet prøvetaking i 10, 30, 50, 75 og 100 m dyp på stasjon M2 (Figur 9). Om antall prøvedyp kan reduseres eller bør økes må avgjøres på grunnlag av analyseresultatene. Første prøvetaking i mars (antatt relativ høy O2-konsentrasjon i dypvannet) og deretter månedlig oppfølging fra juli-august og til oktober (til en har tilstrekkelig oversikt til å kunne klassifisere). Vannprøver for analyse av næringssalter tas fra 1, 5, 10 og 20 m dyp på st. M1, med prøvetakinger 1-2x måned fra ca. mars til september og næringssaltprøver vinter i november 2017-januar 2018. I sommerhalvåret analyseres for nitrat, ammonium og fosfat. Vinterstid for Tot-N og Tot-P. Vannprøver fra 1 m, 5 m og 10 m dyp filtreres og analyseres for klorofyll a i sommerperioden. Temperatur og saltholdighet til 100 m dyp måles med CTD-sonde hver gang. Siktedyp måles på begge stasjoner. Figur 8. Monstadbukta. Utslippsledning og målestasjon M1 er merket med rødt.. 8
Molvær Resipientanalyse (MR), Oslo Figur 9. Indre Åfjord og Monstadbukta. Målestasjonene M1 og M2 er merket med rødt. Revsnes Åfjord kommune ønsker vurderinger/beregninger for et nytt sted for utslipp av kommunalt avløpsvann ved Revsnes. Utslippet kan bli liggende i et basseng med største dyp omkring 42 m. Forbindelsen med kystvannet er trolig 15-20 m dyp. I Figur 10 er foreslått målepunkt (Rn1) for vertikalprofiler av temperatur og salinitet. Her bør også tas O2-prøver i 15, 25 og 38/40 m dyp. I 1 m og 5 m dyp tas vannprøver som i sommerhalvåret analyseres for nitrat, ammonium og fosfat. Vinterstid for Tot-N og Tot-P. Vannprøver filtreres og analyseres for klorofyll a i sommerperioden. Siktedyp måles hver gang. På stasjon Rn2 måles vertikalprofiler av temperatur, salinitet samt siktedyp - som på Rn1. Figur 10. Revsnes. Plassering av stasjonene Rn1 og Rn2 for måling av temperatur og saltholdighet, samt innhenting av vannprøver (Rn1). 9
Organisering Det vil være tre parter i prosjektet: Rissa kommune, Åfjord kommune og Molvær Resipientanalyse (MR). Nedenfor beskrives kort oppgaver og ansvarsfordeling. Rissa kommune og Åfjord kommune: oppdragsgiver og mottaker av rapporten. Framskaffer opplysninger om vannmengder, ledningsdiametre mm. utfører målinger av temperatur og saltholdighet og oversender data og opplysninger til MR. Forsendelse av sonde tilbake til Inaq etter avsluttet måleprogram. innsamling og analyse av vannprøver. Resultater oversendes MR. MR: Ansvarlig for opplæring, faglig tilsyn av gjennomføring, vurderinger av data, beregninger og rapportering. Rapport Rapporten skal redegjøre for: undersøkelsens formål metodikk og data resultater: anbefalinger mht. utslippssted, utslippsdyp og utslippsarrangement for avløpsvann til Fevåg, indre Sørfjorden, Råkvåg, Sjursvika, Grønningsbukta, Monstad og Revsnes. Merk at teknisk utforming av en evt. diffusor ikke inngår i tilbudet. Vi kan også gjøre den jobben og kostnaden vil trolig ligge i størrelsesorden kr. 10.000 pr. utslipp, men spesifikasjoner og detaljer må avtales spesielt. Beskrivelse og klassifisering av oksygenforhold i bunnvannet i Sørfjorden, Åfjord og ved Revsnes. Beskrivelse og klassifisering av nitrogen- og fosforkonsentrasjon i 0-20 m dyp i indre del av Sørfjorden, indre del av Åfjord og ved Revsnes. Beskrivelse og klassifisering av klorofyll a i 0-10 m dyp i indre del av Sørfjorden og indre del av Åfjord. Beskrivelse og klassifisering av siktedyp for alle fjordområder. Rapporten oversendes først som utkast og leveres deretter som pdf-fil. 10
Tidsplan Et forslag til tidsplan for prosjektet er vist i Figur 11. Feltarbeidet avsluttes i månedsskiftet januarfebruar 2018. Et rapportutkast oversendes i 2. halvdel av mars 2018 og ferdig rapport foreligger i annen halvdel av april 2018. Oppgave Deloppgave 2017 2018 Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Kontrakt Feltarbeid Målinger av vertikalprofiler for temperatur og salinitet Næringsalter og klorofyll Oksygen Innsamling av utslippsdata Leveres av Rissa kommune Databehandling Oppsett og kjøring av utslippsmodell Rapportskriving Utarbeidelse av utkast Utkast Ferdig rapport Figur 11. Forslag til tidsplan for prosjektet. 11
Kostnader Basert på beskrivelsen ovenfor er et budsjett satt opp i Tabell 1. Prisene baseres på kostnadsnivået vinteren 2017 og at rapporten leveres i april 2018. Ved oppstart er deltakelse i første prøveinnsamling/møte med kommunen inkludert, men andre møter må avtales spesielt. Noen kostnader er litt usikre og spesielt nevnes oppfølging mht. prøveinnsamling, analyser og datakvalitet i forbindelse med 18-20 prøveinnsamlinger. Tidsforbruket under første prøveinnsamling i mars 2017 er foreløpig usikkert. Merk at kostnadene ved målingene som kommunen får ansvaret for, ikke er inkludert. Spesielt nevnes båtleie, mannskap, analysekostnader og leie av CTD. Instrumentet leies fra Inaq, Trondheim, og vil oftest kunne oppbevares hos kommunen mellom hver måling. Det betales NOK 1000 pr. dag når instrumentet brukes. Alle beløp er eksklusive mva. Tabell 1. Kostnader NOK Arbeidsoppgave Spesifisering Utarbeidelse av prosjektplan 31 timer 34000 Prosjektledelse Særlig oppfølging mht. prøveinnsamling, analyser, datakvalitet (18-20 prøveserier): ca. 47 timer 52000 Møte og oppstart prøvetaking Første feltarbeid, mars 2017: ca. 25 timer 28000 Databehandling, beregninger Innlagring og fortynning for 7 utslipp av 53000 avløpsvann: ca. 48 timer Rapport Utkast og deretter ferdigstilling: ca. 51 timer 56000 Diverse (reisekostnad mm.) Inkl. reisekostnad til oppstart 5000 TOTAL KOSTNAD 228000 Litteratur Frick, W.E., Roberts, P.J.W., Davis, L.R., Keyes, J, Baumgartner, D.J. and George, K.P., 2001. Dilution Models for Effluent Discharges, 4 th Edition (Visual Plumes). Environmental Research Division, U.S. Environmental Protection Agency, Athens Georgia, USA. Golmen, L.G., 1992. Utslipp fra slakteri til Sørfjorden i Rissa kommune. Vurdering av mulige miljøeffekter. NIVA-rapport 2795-1992. 49 sider. Molvær, J., Velvin, R., Berg, I., Finnesand, T. og Bratli, J.L, 2002. Resipientundersøkelser i fjorder og kystfarvann EUs avløpsdirektiv. Klif-rapport TA-1890/2002. 51 sider. Molvær, J. og Urke, H.A., 2014. Rissa kommune Beregninger for utslipp av kommunalt avløpsvann ved Kvithyll. NIVA-rapport 6641-2014. 19 sider. 12