Aktivitetsplan nr. 7. levende kyster. Forsk 2020 referencer

Transkript

1 Aktivitetsplan (navn): Forsk 2020 referencer Beskrivelse af den nye tjenesteydelse eller de nye kompetencer som forventes udviklet Working with nature planlægning af levende kyster Aktivitetsplan nr Fremtidens energiteknologier og systemer 1.2 Fra viden om miljø, vand og ressourcer til konkurrencedygtige teknologier og løsninger 1. Fremtidens klima og klimatilpasning.1 Digitale muligheder og løsninger 4.1 Konkurrenceevne, produktivitet og vækst 4. Transport, logistik og livsrum I takt med stigende pres på de danske kyster både fra landsiden i form af udbygning af danske havne og behov for strandstrækninger til rekreative formål, og fra vandsiden, som følge af klimaforandringer og udvikling af marin infrastruktur, stiger kravene til præcision af de metoder og modeller, der anvendes til kvantificering af sedimenttransportprocesser. Der er derfor et behov for udvikling af nye metoder der kan understøtte en forvaltning af kyster og kystnære farvande der tager udgangspunkt i naturens egne processer og som kan bevare og udvikle danske kystområder og de aktiviteter der er knyttet hertil. Den nye viden og teknologier, der kan understøtte udviklingen inden for kystområdet, er i aktivitetsplanen organiseret i fire delaktiviteter. Delaktiviteterne omfatter: Næste generation af sediment transport modeller Innovative målemetoder til sediment transport og andre miljøparametre, der er målrettet til studier der udføres ved hjælp af numeriske modeller Operationel modellering af sedimentspild og spredning fra marine graveaktiviteter Værktøjer til bæredygtig kystplanlægning Næste generation sediment transport modeller En væsentlig del af aktivitetsplanen er udvikling af en ny generation af sedimenttransportmodeller, således at man kan beskrive de vigtige naturlige processer bedre og mere effektivt. I indeværende resultatkontrakt er der i aktivitetsområdet Kyst og Hav (aktiviteten Teknologier til fremtidens kystzoneforvaltning) og i aktivitetsområdet Klimaeffekter og Klimatilpasning (aktiviteten Ændringer af bundforhold i danske farvande) arbejdet med modellering af langtidsmorfologiske effekter på bølgeeksponerede kyster. Disse undersøgelser er baseret på den eksisterende basis-sedimentransportmodel for sandtransport, dvs. den del af sedimentransportmodellerne, der beskriver i detaljer, hvilke kræfter, der virker på et sandkorn på en kyst, og hvorledes sandtransporten foregår. Bidraget fra de igangværende aktiviteter er at sætte den detaljerede model ind i en sammenhæng, hvor man kan beskrive, hvad ændringer i sandtransporten betyder for kystens udvikling over lang tid. De aktiviteter, der er foreslået i denne aktivitetsplan, er rettet mod udvikling af den detaljerede basismodel, således at de begrænsninger, der er på for eksempel beregningshastighed eller mulighed for at beskrive uregelmæssige bølgers effekt på sediment transporten, kan fjernes, og den nyeste viden om sedimentransport og de nyeste beregningsteknologier kan udnyttes. Man skelner traditionelt mellem transport af sand og fine, kohæsive sedimenter, både i den videnskabelige tilgang og i udviklingen af modeller. Udviklingen vil derfor foregå i to parallelle forløb, idet man dog som en særlig

2 aktivitet vil se på naturlige, blandede sedimenter. For sandtransport, der er mest relevant på åbne bølgeeksponerede kyster, vil en forbedret forståelse og modellering af sedimenttransport i brændingszonen og på strandplanet åbne muligheder for i højere grad at inddrage de naturlige processer i en kystplanlægning. Den nye generation af modeller vil give mulighed for at kvantificere effekten af uregelmæssige bølger og komplekse tredimensionale (D) strømningsfænomener i brændingszonen. Teknologiløftet baseres på en udnyttelse af de seneste landvindinger på IKT området inden for parallelisering, der vil give tilstrækkelig regnekapacitet til at beskrive D effekter i brændingszonen. Den nye generation af modeller vil give en forbedret beskrivelse af revledannelser, strandplansprocesser og klitbrud og reducere usikkerheden på forudsigelser af kystudviklingen i forbindelse med enhver form for planlægning i kystzonen, hvor der er behov for at kvantificere dels naturlig udvikling inklusive effekter af klimaforandringer, dels ændringer i udvikling forårsaget af kystfodring eller byggeri i kystzonen. Dette kan drastisk reducere de sandressourcer, der benyttes til strandfodring og reducere behovet for uddybning for eksempel i forbindelse med sand by-pass ved havne. De nye udviklinger vil indgå både i DHI s specialydelser til danske rådgivere, havne og myndigheder såvel som et tilbud til danske brugere af MIKE modellerne. Tidshorisonten for markedsmodningen er op til år for specialydelsen og - 5 år for modellerne. Der findes ikke i dag tilsvarende ydelser på det danske marked, så konkurrencen på det danske marked, både for DHI s specialydelser på området og for MIKE sedimenttransportmodellerne er meget lille. For fine, kohæsive sedimenter, der naturligt er fremherskende ved beskyttede kyster i danske fjorde og laguner, i havne og ofte i forbindelse med tilsanding af sejlrender og havnebassiner eller ved marine anlægsarbejder, vil fokus for videnopbygningen være på nye beskrivelser af sedimentpartikeldynamik i havet, og på hvorledes sedimenter resuspenderes og spredes. De dynamiske processer er afgørende for eksempel for, hvorledes havne og sejlrender gradvist opfyldes til stor gene for trafikken, og hvorledes den øgede turbiditet i vandet kan påvirke den marine flora og fauna i negativ retning. Denne aktivitet bygger videre på resultaterne fra den igangværende tillægsresultatkontrakt Fremtidens Marine Konstruktioner, hvor fokus er på den mængde sediment, der spildes under marine gravearbejder. Den næste generation af modeller for finkornet materiale vil derfor understøtte de kommende infrastruktur-udbygninger eksempelvis på Femern Bælt og i de danske havne. Et andet aspekt er forudsigelse af aflejringers langtidsdynamik, for eksempel i forbindelse med deponering af opgravet materiale eller ved vurdering af effekter af permanente vandspejlsstigninger. For at opnå en kvantitativ beskrivelse heraf vil der blive udviklet nye beskrivelser af egenskaberne af fint materiale nær bunden, både som konsolidering af løst aflejret materiale, men også transporten i høj-koncentrations lag ved bunden. De nye beskrivelser vil blive forankret som en del af MIKE modellernes sedimentransport-moduler og vil dermed blive stillet til rådighed for danske rådgivere, havne og myndigheder.

3 Der er ikke tilsvarende danske kompetencer uden for universitetsverdenen, men samlet for sedimenttransport er der en begyndende konkurrence fra asiatiske institutioner fra specielt Kina. Tidshorisonten for markedsmodningen af special-ydelser baseret på de nye modeller vil være 2- år og for markedsføring af modellerne -4 år. Delaktiviteten vil resultere i følgende nye produkter som grundlag for nye teknologiske service ydelser og videnspredning til MIKE brugere i dansk erhvervsliv: A. En ny generation af basissandtransport model indbygget i DHI s MIKE modelsystem der kan beskrive uregelmæssige bølgers indflydelse og D effekter i brændingszonen B. En ny generation af basismodeller for transport af kohæsive sedimenter indbygget i DHI s MIKE modelsystem, der kan beskrive aflejrede sedimenters dynamik og spredning Innovative målemetoder til sedimenttransport og andre miljøparametre Feltdata er afgørende for alle typer af kyststudier. Delaktiviteten sigter mod at udvikle innovative målemetoder og instrumenter til bestemmelse af sedimenttransport og bundforhold. Aktiviteten vil primært være rettet mod udvikling af metoder, der kan dække det stigende behov for kvantitativ information i kombination med modeller, der med fordel anvendes for at minimere meget omkostningstunge feltprogrammer. Der er således et stigende behov for både målinger spredt over et område og komplicerede målinger i få punkter, der er velegnede til modelkalibrering og - validering. Ved at udnytte de seneste års udvikling af billigere og mindre sensorer og kommunikationsudstyr vil det være muligt at udvikle relativt enkle, omkostningseffektive metoder og instrumenter, der er tilpassede til at samle feltdata til de nye modeller. Ved at tilbyde målinger og modeller i én pakke kan man både forøge kvaliteten af resultaterne og reducere omkostninger til dyre feltkampagner. Delaktiviteten vil udvikle instrumenter og metoder til måling af suspenderet sediment, baseret på en kombination af lys, temperatur og trykmåling. Endvidere vil der blive udviklet teknologier, der kan bestemme aflejrede sedimenters styrke. I praktiske anvendelser er det disse parametre, der er af stor betydning for forudsigelser af sedimentets bevægelser. Instrumenter, målemetoder og den næste generation af model til finkornet og blandet sand-mudder sediment vil blive testet på Rødsandlagunen. Dette vandområde er specielt aktuelt, da gravearbejdet til Femernforbindelsen vil give anledning til (begrænset) forøget turbiditet i Rødsandslagunen. Området er beskyttet under NATURA Der er gennemført konservative beregninger af den øgede turbiditet og konsekvenserne heraf til miljøgodkendelse af projektet. De forbedrede metoder forventes at give mere præcise estimater af den naturlige basistilsand og af den forventelige forøgede turbiditet som følge af graveaktiviteterne. Det vil således i fremtiden være muligt at foretage yderligere optimering af marine projekter mht vandmiljøet. Inden for GTS-nettet findes ikke i dag tilsvarende kombinationer af modeller og målrettede instrumenter. På universiteterne findes videnskabelige instrumenter, men da disse er relativt dyre og komplicerede, er anvendelsen

4 begrænset. Aktiviteten vil resultere i følgende nye produkter som grundlag for nye teknologiske service ydelser: C. En instrumenttype og analysemetode til bestemmelse af suspenderet sediment, tilpasset DHI s modelkoncept DHI har i dag en meget kompetent og specialiseret felt-gruppe, der vil stå for udviklingen. Det forventes, at systemet kan anvendes i praktiske projekter efter 2 - år og kan tilbydes danske virksomheder efter 4 år. Det er tanken at indlede samarbejde med en relevant dansk virksomhed, der kan kommercialisere produktet. Operationel modellering af kildestyrke og spredning fra marine graveaktiviteter Uddybningsaktiviteter indgår i de fleste marine infrastrukturprojekter, både i stor skala som i forbindelse med den planlagte sænketunnel i Femern Bælt eller i forbindelse med den kommende udbygning af off-shore vindenergiproduktion i Nordsøen og danske farvande, men også i mindre skala for eksempel ved driftsmæssig uddybning af havne. I alle tilfælde er der stor opmærksomhed på at kunne kombinere en effektiv arbejdsgang med en acceptabel miljømæssig belastning. Detaljeret beregning af spild fra graveoperationer har indgået i indeværende resultatkontrakt i aktivitetsområdet Fremtidens Marine Konstruktioner (aktiviteten Uddybning, landindvinding og klapning), hvor man kvantificerer spildmængder fra gravning ved hjælp af detaljerede D CFD beregninger af nærfeltet omkring en grab. I denne delaktivitet vil vi udbygge de resultater, der er opnået i FMK dels med flere gravemetoder dels med en operationel overbygning, hvor de detaljerede resultater parameteriseres og indbygges med brugervenlige grænseflader i DHI s MIKE modeller og dermed kan indgå i eksempelvis operationelle analyser og overvågningsopgaver. Værktøjerne vil omfatte sedimenter både fra graveaktiviteter med grab og cutter-suction (dvs. hovedsageligt spild fra overløb) og klapning med tragt og split-barge. Den tekniske udfordring i praktiske miljøvurderingsprojekter ligger blandt andet i, at man skal kunne dække analyser af den enkelte pram eller graveskovls bevægelse og samtidig kunne analysere spredningen af det frigivne sediment i hele influensområdet. For at løse en så kompliceret opgave vil delaktiviteten fokusere på at udvikle et multiskala-modellerings-koncept, hvor man på en struktureret måde kan indbygge de meget detaljerede processer i stor-skala oceanografiske modeller og på den måde dække hele det nødvendige spektrum af processer. De fordele, man får, vil være en mere præcis og virkelighedstro beskrivelse af sedimentspredningen. Under skyldig hensyntagen til usikkerhed omkring meteorologi kan forventede miljøeffekter forudsiges med større pålidelighed. Dette har betydning for sikring af miljøkrav til gravearbejde og en mere effektiv planlægning af arbejdsgange. I forbindelse med større projekter som den planlagt Femern Bælt tunnel, kan en nøjagtig planlægning af grave operationen være afgørende for projektets tidsplan og økonomi. Metoden vil blive indbygget i DHI s MIKE spredningsmodeller, hvilket vil gøre disse ganske komplicerede beregninger tilgængelige for teknikere uden en detaljeret ekspertise på området. Der sigtes mod udvikling og implementering i DHI s modelsystemer, således at tidshorisonten for markedsmodning forventes at være 2 år for anvendelse i DHI s projekter og -4 år for eksterne brugere.

5 Aktiviteten vil resultere i følgende nye produkt som grundlag for nye teknologiske service ydelser og videnspredning til MIKE brugere i dansk erhvervsliv: D. En metode og en facilitet i DHI s MIKE modeller, der kan beregne spildmængder fra og anvendes til operationel overvågning af marine grave- og deponerings- aktiviteter Opbygning af et test site for finkornet sediment Som en del af delaktiviteten vil indgå opbygning af et test site for sediment modellerne og sediment målemetode i Rødsand lagunen til udvikling og aftestning af de foreslåede aktiviteter. I forbindelse med tidligere og kommende anlægsprojekter syd for Lolland har der været stor fokus på Rødsand lagunen som et unikt naturområde, og man forventer, at der i forbindelse med Femern Bælt tunnelen også vil være stor aktivitet omkring lagunen. Det er derfor tanken at benytte de store mængder data og den viden, der findes om området, til at udvikle lagunen som et demonstrations projekt, hvor de nye modeller og målemetoder, der udvikles i aktiviteten, kan afprøves og demonstreres. I delaktiviteten vil der blive lagt stor vægt på formidlings- og netværksaktiviteter, så det er tanken, at laboratoriet skal være åbent for danske universiteter og virksomheder. Aktiviteten vil foregå i tæt samarbejde med danske interessenter som Femern Bælt, Institut for Geofysik og Geografi, KU, DTU Mekanik, lollandske natur- og erhvervsorganisationer og andre danske universiteter. Dette er at opfatte som produkt nr. E., Redskaber til ressourceoptimering af kystfodring Traditionelt har man, stærkt forenklet, benyttet permanente strukturer så som moler eller bølgebrydere, der kan fastholde kysten og er designede til givne forhold. I dag er findes en anden tendens, både i Danmark og internationalt, til i højere grad at benytte naturens egne processer ved dels at tillade en vis udvikling af kysten, dels i højere grad at lave detaljeret planlægning. At tillade lidt mere natur og lidt mindre struktur kan potentielt give en langt mere bæredygtig og ressource effektiv forvaltning. I Queensland, Australien har man for eksempel på store strækninger helt fokuseret på den naturlige udvikling af kysten og i Holland gennemføres for øjeblikket det såkaldte Sandmotor forsøg, hvor kysten beskyttes ved hjælp af en stor kunstig sandbanke, der langsomt flyttes af naturlige processer. I Danmark har Kystdirektoratet udarbejdet en ny strategi for kystbeskyttelse baseret på lignende principper under titlen Smukkere Kyster. Dette vil betyde, at fokus i konkrete projekter flyttes fra fastholdelse af kysten ved hjælp at strukturer på udvalgte strækninger til en overordnet tilgang, hvor man ved hjælp af tilførsel af sand (kystfodring) vedligeholder lange kyststrækninger uden at gå på kompromis med strandkvalitet. Denne metode stiller langt større krav til forståelse og en kvantitativ beskrivelse af sandtransporten for at udvikle optimale fodringsplaner. Fokus i forvaltningen skifter fra en kontrol af naturen til et paradigme om Working with nature. I den indeværende resultatkontrakt (aktivitetsplaner for Klimaeffekter og Klimatilpasning og Kyst og Hav) er der udviklet et såkaldt hybridmodellerings koncept, der kombinerer detaljerede korttids forudsigelser med modellering af kystudviklingen over lange perioder. Denne metode bygger på en antagelse om konstante strandprofiler og kan med stor succes forudsige kystændringer forårsaget af eksempelvis faste strukturer, men har begrænsninger, når det gælder revledannelse, som er en helt central proces ved kystfodring.

6 Det nye redskab vil bygge på et tilsvarende princip, men vil medtage ændringer i kystprofilerne. Dette vil gøre det muligt at undersøge for eksempel by-pass ved havnemundinger og effekten af revledannelse. Der kan potentielt være tale om store besparelser ved at udnytte disse nye muligheder, både ved en mere nøjagtig dimensionering af sandfodringen og i det arbejde, der skal udføres for at placere sandet. Ved den centrale Vestkyst involverer sandfodring i dag mio. m pr.år og den potentielle besparelse kan være op til 50 mio. kr. pr.år. En mere nøjagtig by-pass beskrivelse vil være meget relevant, både i Danmark, men også internationalt, eksempelvis for alle Vestkyst havnene, meget aktuelt Hanstholm og Hvide Sande, der netop planlægger eller er i gang med udvidelser. Med hensyn til konkurrencesituationen har DHI i dag værktøjer der kan analysere sandtransport langs kyster og som anvendes af mange rådgivere og myndigheder, men der findes ikke i dag værtøjer der kan analysere revledannelse og by-pass med tilstrækkelig nøjagtig til at være anvendelig i praktiske sammenhænge. Opgaven løses i dag ved tilnærmede metoder kombineret med for stor planlagt sandfodring og gravning. Det forventes at metoderne vil kunne anvendes i DHI s specialydelser inden for en tidshorisont på 2- år og kunne formidles til en bredere kreds inden for år. Aktiviteten vil resultere i følgende nye produkter: F. Metoder og værktøjer til ressourceoptimering af strandfordring og analyse af effekterne på revledannelse, strandplans- og klitudvikling G. Et åbent kursus for kystforvaltere i ressource effektiv kyst vedligeholdelse. Aktivitetsplanens indhold Centrale aktiviteter inden for delområderne er: Næste generation af sedimenttransportmodeller (produkterne A.- B.) Litteraturstudie og udvikling af koncept Implementering og testning af modellerne Anvendelse på udvalgte case-projekter Dokumentation Udvikling af kurser og kursusmateriale Der er ikke identificeret væsentlige barrierer for gennemførelsen af aktiviteten. Modellerne vil blive forankret i MIKE modellerne. Innovative målemetoder til sedimenttransport og andre miljøparametre (produkt C.) Litteraturstudie og konceptudvikling Udvikling af generel platform med datalogning, lager og kommunikation Anskaffelse og indkøring af in-situ laser referenceinstrument Udvikling af sedimentsensorer Aftestning i laboratoriet In-situ aftestning Anvendelse i udvalgte DHI projekter Produktmodning

7 Den væsentligste barriere for aktivitetens gennemførelse er den generelle usikkerhed der knyttes til projekter hvor der skal udvikles instrumenter. Dette søges imødegået ved en tæt styring og kommunikation mellem projektets deltagere. Kompetencen og produkterne vil blive forankret i DHI s feltgruppe. Operationel modellering af kildestyrke og spredning fra marine graveaktiviteter (produkt D) Udvikling af parameteriseret beskrivelse af spild fra grave aktiviteter og fra sedimentdeponering Udvikling af multiskala modelleringskoncept til MIKE modellerne Implementering og test Udarbejdelse af dokumentation Den videnskabelige og tekniske kompetence forankres i DHI s afdeling for Kyster og Estuarier. Derudover forankres produktet i MIKE modellerne som en almindeligt tilgængelig ydelse. Opbygning af et test site for finkornet og blandet sediment (produkt E) Indsamling af eksisterende data og viden om Rødsand lagunens hydrografi og sediment forhold Etablering af målestationer og afprøvning af sedimentmodeller udviklet i denne aktivitet Aftestning af de udviklede sedimentmodeller på lagunen Med udgangspunkt i Rødsand lagunen udvikling af kurser om kystlaguners sedimentforhold på højt niveau (Ph.D. kurser) i samarbejde med KU Den tekniske kompetence forankres i DHI s afdeling for Kyster og Estuarier og koordineres med felt gruppen og aktiviteterne i Økologi og Akvakultur. Redskaber til ressourceoptimering af kystfodring (Produkterne F - G) Udvikling af analyse- og modelleringsværktøjer til understøttelse af bæredygtig kystbeskyttelse og forvaltning Der planlægges et Ph.D. studie i samarbejde med et dansk universitet i tilknytning til aktiviteten Udvikling af et kursus om anvendelse af sedimenttransportmodellering i praktiske kysttekniske sammenhænge. Kurset vil tilbydes både som normalt åbent kursus i DHI Academy regi og udbydes via internettet som e-learning. Udvikling af et kursus om kombineret anvendelse af sedimentmodeller og målinger i miljøvurderingsopgaver. Kurset vil tilbydes både som normalt åbent kursus i DHI Academy regi og udbydes via internettet som e-learning. De udviklede kompetencer forankres i DHI s afdeling for Kyster og Estuarier. Formål og målgruppe Formål Aktivitetsplanen sigter mod at tilvejebringe et nyt og bedre grundlag for en bæredygtig forvaltning af de værdifulde ressourcer i kystområderne. Målgruppe Aktivitetsplanens målgruppe er danske aktører indenfor vandbygningskompetenceklyngen og de øvrige virksomheder, myndigheder

8 og interessegrupper der har tilknytning til den danske kystplanlægning og forvaltning. I dialogforum for Kyst og Hav er repræsenteret danske entreprenører og rederier, rådgivere og myndigheder, der alle har en interesse i at udnytte aktivitetsplanens resultater. Derudover vil aktivitetsplanen bidrage til øgede kompetencer indenfor kystmodellering hos de mange brugere af DHI s software produkter. Rationale I Danmark og internationalt er en lang række aktiviteter og ressourcer knyttet til kystområder så som fritid og ferieindustri, transport, fødevare- og energiproduktion med tilhørende infrastruktur og bebyggelse. I dag og i fremtiden byder kysten på stigende udfordringer, på grund af pres fra klimaændringer på kystlinen og infrastruktur, globaliseringens øgede krav til konkurrencedygtig søtransport, mere effektiv udnyttelse af områdets ressourcer i forbindelse med energi- eller fødevare produktion samt turisme. Samtidig er der stigende krav til en bæredygtig og ressource-effektiv planlægning, hvor man i højere grad udnytter og planlægger i overensstemmelse med naturens egne processer. Som eksempel på de direkte omkostninger ved drift af kystområder investerer Kystdirektoratet alene i størrelsesorden 100 mio. DKK årligt til kystbeskyttelse. I tillæg kommer kommunernes og strandlodsejernes egne investeringer. Havne som Århus og Odense investerer 5 mio. kr. årligt til vedligeholdelsesoprensning, og i landet som helhed udgør omkostningerne 200 mio. kr.. Et dansk rederi som Rohde-Nielsen, der er specialiseret i marine anlægsopgaver har en international omsætning omkring 1.5 mia. kr.. I tillæg til normale driftsopgaver kommer de større infrastrukturprojekter, hvor uddybningen af Femern Bælt tunnelen vil være den største opgave de kommende år. Alene uddybningsaktiviteten forventes at udgøre i størrelsesorden 10 mia. kr. Alle disse beløb illustrerer, at der er betydeligt besparelsespotentialer i udvikling af mere nøjagtige planlægnings- og analyse værktøjer der kan reducere usikkerheder og kvantificere risici. Sedimenttransportmodeller er en central del af DHI s ekspertise på kystområdet, som gennem mange år har dannet grundlag for DHI s specialrådgivning og har bidraget til opbygning af internationale specialafdelinger hos både DHI og danske rådgivere, som er globalt førende inden for kystsikring og vandbygning. DHI s sediment transportmodeller er udviklet over 20 år i tæt samarbejde med DTU og andre førende institutioner. Et særkende ved kernen i modellerne er, at disse bygger på meget avancerede og originale danske principper, udviklet i samarbejde med DTU. Modellerne har været meget succesfulde, idet de indgår i mange danske studier og er anerkendte i hele verden. For vedblivende at være tidssvarende og give konkurrencedygtige værktøjer til de danske rådgivere og myndigheder, som benytter modellerne, er der et markant behov for et teknologisk løft til modelkernerne. Dette vil bidrage til at opretholde den danske metode som et avanceret konkurrencedygtigt alternativ og sikre, at nyeste viden på området kan indbygges og mere effektive applikationer kan udvikles. På et nyligt afholdt møde i DHI s dialogforum for Kyst & Hav, med deltagere fra rådgivere og relevante myndigheder, blev der udtrykt klare ønsker om udvikling af værktøjer og kompetencer til at understøtte deres aktiviteter rettet mod etablering af kyst- og havvindmøller, herunder nye sedimenttransportmodeller og adgang til High Performance Computing. De

9 øgede krav til dokumentation af for eksempel uddybningsaktiviteter, både på store projekter som Femern Bælt tunnelsen, men også i forbindelse med mindre opgaver var et andet emne, hvor man især efterlyste nye, mere tilgængelige målemetoder til sedimenter. Nye sedimenttransportmodeller er et udtalt ønske fra målgruppen i form af danske rådgivere, myndigheder, universiteter og andre brugere af DHI s MIKE modeller. På BedreInnovation.dk har der været indlæg fra flere sektorer, der peger på behovet for et teknologiløft af modellerne. Universiteterne peger på, at der er fremkommet væsentlig ny viden omkring mobiliseringen af sediment, som bør indarbejdes (KU). Rådgiverne peger på behovet i praktisk projektering: I forbindelse med projektering af kystprojekter er det oftest kritisk at se på, hvordan kysten udvikle sig over en årrække (Ramboll). Andre nævner, at der et behov for mere præcist at kunne modellere sedimenttransporten i kystzonen herunder at koble transport af finkornede materialer med sandtransport (COWI). Man ser, at DHI's ydelser vil komme i yderligere fokus i de kommende år, i lyset af den klimatilpasning som overalt i DK, og især i kystkommunerne er nødvendig for at beskytte store samfundsmæssige værdier (Hasløv & Kjærsgård). Med hensyn til nye metoder til vurdering af graveaktiviteter nævner Rohde- Nielsen på BedreInnovation.dk, at DHI burde arbejde videre med at udvikle praktiske metoder til bedre bestemmelse af, hvor stor miljøpåvirkning de kommende graveaktiviteter (vil få). Danske rådgivere ser endvidere danske, tidsvarende og internationalt anerkendte modelværktøjer som et aktiv i opbygningen af en international forretning og anser DHI s ydelser som An important factor in maintaining a top international position in coastal engineering on the Danish and international market (COWI). Målgruppeeffekt Aktivitetens samlede resultat, omfattende en pakke med modeller, tilhørende målemetoder og anvendelsesværktøjer, vil udgøre et stærkt støtteværktøj for målgruppen til at realisere Kystdirektoratet strategi fra august 2011 om Smukkere Kyster, en aktivitet som udover Kystdirektoratet vil berøre danske kystkommuner, rådgivere i vandbygningskompetenceklyngen, havne og entreprenører. Vi skal have en værktøjskasse med modeller til at kunne modellere udviklingen for forskellige type kyster (NIRAS) er et ønske på BedreInnovation.dk. Den kommende tids store investeringer i infrastruktur, så som Femern Bælt, offshore vind og havneudvidelser vil direkte få fordel af de nye, metoder, men også de normale, mindre vedligeholdelsesopgaver vil kunne drage nytte heraf. På BedreInnovation.dk underbygges ønsket om nye metoder bl.a. med stigende krav fra myndighederne til dokumentation for projekternes potentielle påvirkning (Grontmij) eller Et udvidet måleprogram vil give bedre muligheder for kalibrering af modellerne (Ramboll), og Kystdirektoratet ser, at Modelleringer af sedimenttransport i forbindelse med klapninger af sediment danner et vigtigt grundlag i udarbejdelsen af NATURA 2000 konsekvensvurderinger. I Energistyrelsens strategiske planer for vindkraftudbygning indgår nu 15 områder for kystnære møller med planlagt op til 1000 MW effekt inden 2020 og en samlet investering på 20 mia. kr., områder der på grund af beliggenhed

10 har visse fordele og derfor foreslås høj prioritet. Disse områder ligger alle i sedimentologisk aktive områder og vil kræve en nøje kystteknisk planlægning for at opnå en bæredygtig udbygning. Derudover forventes der investeringer i egentlige havvindmøller i danske farvande i størrelsesorden svarende til en forventet anlægsinvestering på cirka 70 mia. kr. inden De nye værktøjer vil kunne understøtte denne planlægning og medvirke til at sikre en bæredygtig udbygning. Forbedrede muligheder for søtransport indgår som en del af Transportministeriets strategi for en grøn transportpolitik, idet ca. 75 % af al international godstransport går via danske havne og 20 % af den nationale godstransport. For at imødegå udfordringerne fra globaliseringen og for at bidrage til en mere bæredygtig håndtering af de ca. 10 mio. tons gods årligt planlægges de kommende år udvidelse af en række danske havne, hjulpet af Havnepakke II vedtaget af Folketinget. For eksempel forventer Skagens Havn at skabe 00 nye arbejdspladser som resultat af investeringen af deres del af de mia. kr., der forventes at investeres i havne-infrastruktur i nærmeste fremtid. Et øget fokus på udvikling af en bæredygtig og konkurrencedygtig søtransport vil stille store krav til modellering af påvirkninger fra udbygning af moler og fra uddybningsaktiviteter. Nationale og internationale samarbejdspartnere De væsentligste universitære samarbejdspartnere i Danmark er kystgruppen på DTU Mekanik, Vandbygningsgruppen på AAU BYG og Geografisk Institut, KU. Der er et udstrakt samarbejde, både forskningsmæssigt og kommercielt, med Kystdirektoratet. Andre institutioner, der er kompetenceudviklende samarbejde med er GEUS, Århus Universitet (DMU) og Copenhagen University College of Engineering. Der planlægges et detaljeret samarbejde med KU SCIENCE og DTU Mekanik omkring udviklingen af aktiviteter omkring Rødsand lagunen. Der planlægges 2 Ph.D. forløb i samarbejde med DTU, og der forventes et antal eksamensprojekter i samarbejde med DTU og AAU. Der forventes endelig en væsentlig videndeling med den danske vandbygningskompetenceklynge gennem DANCORE, som DHI er sekretariat for. International videnhjemtagning foregår dels gennem formaliserede forskningssamarbejder, men også gennem DHI s deltagelse i højt profilerede internationale rådgivningsprojekter. Der er formaliserede forskningssamarbejder med et engelsk konsortium omkring Queen University, Belfast omkring vedvarende energi i marine områder og med et konsortium omkring Exeter University, UK, om metoder til vurdering af effekter på kysten af marin vedvarende energi produktion, hvor DHI får indsigt i metoder til vurdering af nogle af de påvirkninger af kysten, som for eksempel en massiv udbygning af bølgekraft kan medføre. Der er et samarbejde med kystgruppen på Stanford University om udvikling af undervisningsmetoder til kystingeniører. Der er løbende udveksling af studerende fra ENSEIRB i Bordeax, universitetet i Grenoble og Nantes. Der er etableret et forskningssamarbejde med Katholieke Universiteit Leuven omkring finkornede sedimenters dynamik.

11 På grund af DHI s internationale ry får instituttet lov til at deltage i særligt avancerede projekter, for eksempel i offshore sektoren og i forbindelse med store infrastrukturprojekter. Dette giver en unik mulighed for at få indblik i det internationale vidensniveau og konkurrencesituationen, en viden som indgår i DHI s kompetenceopbygning og dermed kan komme danske virksomheder til gode. DHI samarbejder f.eks. med Chevron omkring forudsigelser af miljøpåvirkning fra og optimering af gravearbejder i forbindelse med nogle af verdens største kystprojekter i Australien, som vil give mulighed for en unik international videnhjemtagning. DHI s center i Singapore vil etablere en omfattende model for udgravningen af en sejlrende i et miljømæssigt følsomt område. Modellen skal anvendes af graveentreprenøren, som sætter ny standard for deres hensyntagen til miljøeffekter: We introduce the modelling as a planning tool for environmental optimisation on par with our production tools to minimise the environmental impacts from dredging through an international best practice Proactive Adaptive Management system. DHI vil over den tre år lange graveperiode få fuld adgang til et unikt koncept og et datasæt som vil kunne bidrage væsentligt til udviklingen af nye metoder til gavn for Danmark og dansk erhvervsliv i branchen. DHI s forskningscenter i Singapore har en internationalt anerkendt position inden for monitering og modellering af sediment spild. Der er etableret et samarbejde med centeret med formål at styrke det danske forskningsmiljøs adgang til deres unikke kompetencer og referencer på området. Koordinering og samspil med andre FoU-aktiviteter Medfinansiering af andre FoU-projekter MERMAID Multi-use Platforms: EUFP7 ( ). DHI s bidrag er at udvikle en platform for kombineret havbrug og vindenergi i Østersøen. Teknisk relaterer projektet sig til delaktiviteten om sedimentspild. Medfinansiering: kr. Der planlægges en ansøgning til EU s FP7 program Temas 6 Environment hvor DHI s bidrag vil være udvikling af værktøjer til analyser af risiko for oversvømmelse på kyster og early warning systemer til oversvømmelsesbeskyttelse, forventet medfinansieringsbehov er kr. i perioden Breaching and Flooding: Naturstyrelsen ( ) vedrørende oversvømmelses risiko på klit kyster. Medfinansiering: kr. Relaterede FoU-projekter Der planlægges en fortsættelse af det meget succesfulde nordiske netværk for kystvidenskab, TFI Netværk (Nordforsk). Kystgruppen på DHI samarbejder med en række universiteter om uddannelse: 2 Ph.D. er ved DTU Mekanik om langtidsmodellering af kystmorfologi Studerende fra ENSEIRB i Bordeax Internship for studerende fra Grenoble universitet Internship for studerende fra Utrecht University Ophold for studerende og forskningssamarbejde med Katholieke Universiteit Leuven omkring finkornede sedimenters dynamik. Etablering af et kursussamarbejde med KU i regi af DHI Academy om dredging.

12 Koordinering med relaterede GTS-aktivitetsplaner Denne aktivitetsplan er fuldt koordineret med DHI s aktivitetsplan for Klimatilpasning og specielt sidstnævnte plans medfinansiering i 201 af DSF projektet CoAdapt om klimatilpasning af kyster. Der er endvidere koordinering med programmet for Fremtidens Marine Konstruktioner. Formidlings- og spredningseffekt: Inden for markedsområdet Kyster og estuarier, som denne aktivitetsplan understøtter, har DHI Danmark en årlig kommerciel omsætning på ca. 40 mio. kr. heraf 15 mio. kr. på det danske marked. På det danske marked betjener DHI årligt kunder, hvoraf ca. halvdelen er private kunder og af disse typisk 0-5 SMV er. Der forventes en samlet omsætningsforøgelse inden for markedsområdet på ca. 15 % frem mod 2015, heraf 1/ på det danske marked. Det årlige antal SMV-kunder forventes forøget med 25 %. Der forventes en meget effektiv deling af den opnåede viden fra aktiviteten med de cirka 000 marine MIKE brugere, hvoraf cirka 00 er danske fordelt på primært SMV er og større virksomheder i rådgivningsbranchen, offentlige virksomheder og statsinstitutioner. Derudover vil DHI anslået deltage i 20 danske kystrelevante projekter pr.år. Disse tal forventes fastholdt med de foreslåede aktiviteter. DHI har startet et dialogforum for Kyster og Estuarier, hvor 8 danske virksomheder deltager i en løbende diskussion af erhvervenes udviklingsbehov og synspunkter. DHI vil i perioden benytte disse halvårlige møder til hurtig videndeling. DHI vil fortsat koordinere den danske videndelingsgruppe DANCORE og gennem denne formidle de nyeste resultater deltagerne. Der forventes årligt 5 indlæg i faglige tidskrifter, videnskabelige (peerreviewed) artikler, 5 nationale/internationale konferencebidrag Der er et tæt samarbejde med relevante danske uddannelsesinstitutioner. Der forventes 2 Ph.D. studier med DHI deltagelse, et større antal eksamensog studieprojekter i samarbejde med DTU, KU og AAU. Det forventes, at DHI vil undervise i et kursusforløb på DTU inden for kystmodellering. Som en integreret del af aktiviteten vil alle dele blive dokumenteret og der blive udviklet og afholdt åbne tekniske seminarer/træningskurser for relevante danske virksomheder. Milepæle år 201 I beskrivelsen af milepæle nedenfor refererer nummereringen A-I til Type* de produkter og aktiviteter under de tre hovedområder, som er beskrevet under Nye tjenesteydelser og Aktivitetsplanens indhold. Såfremt milepælen helt eller delvist er relateret til FoU aktiviteter, der medfinansieres af RK midler, er det pågældende FoU projekt, som er beskrevet under Koordinering og samspil med andre FoU-aktiviteter, angivet i parentes. Næste generation af sedimenttransportmodeller A Koncept for ny sand sedimenttransportmodel udarbejdet, 2 dokumenteret i rapport. B Koncept for ny sedimenttransportmodel for fine sedimenter 2 udarbejdet, dokumenteret i rapport. Innovative målemetoder til sedimenttransport og andre miljøparametre C..201 Generel platform for sedimentmålemetode færdig og afprøvet 2

13 C C D E F G Milepæle år 2014 A B C (Kompetenceopbygning). Identifikation og afprøvning af sensor til måling af turbiditet (Kompetenceopbygning). Referenceinstrument til sedimentmåling anskaffet og operationelt (Teknologisk service). Operationel modellering af kildestyrke og spredning fra marine graveaktiviteter Koncept og plan for implementering af sedimentspildsværktøj dokumenteret (Kompetenceopbygning). Finansieres delvist af MERMAID. Opbygning af et test site for finkornet sediment Database med eksisterende data og viden om Rødsand lagunens hydrografi og sediment forhold oprettet (Teknologisk service). Basis modeller for lagunen opstillet og dokumenteret (Teknologisk service). Redskaber til ressourceoptimering af kystfodring Koncept for ressourceoptimeringsværktøj til kystfodring udarbejdet og dokumenteret (Kompetenceopbygning). Finansieres delvist af Breaching and flooding. Formidling 5 videnskabelige publikationer Kursus i sandtransport rettet mod danske myndigheder og rådgivere afholdt i regi af DHI Academy, mindst 10 deltagere 2 foredrag afholdt i Danmark i regi af DANCORE (forventet 50 deltagere) og ved møde i Vandbygningsteknisk Selskab (forventet 0-50 deltagere). indlæg ved danske konferencer med mere end 100 deltagere, f.eks. Nordisk Havforsker møde eller EWTEC i Aalborg 1 møde med DHI s Dialogforum for Kyst og Hav Næste generation af sedimenttransportmodeller Implementering af sedimentmodel for sandtransport og grundlæggende afprøvning udført og dokumenteret i intern rapport (Teknologisk service). Implementering og grundlæggende afprøvning af model for fine sedimenter udført og dokumenteret i intern rapport (Teknologisk service). Innovative målemetoder til sedimenttransport og andre miljøparametre Test og kalibrering af måling af suspenderet sediment i laboratoriet gennemført og dokumenteret (Kompetenceopbygning) D E F Operationel modellering af kildestyrke og spredning fra marine graveaktiviteter Parameterisering af spild fra graveaktiviteter og klapning beskrevet i rapport og implementeret i spild værktøj (Kompetenceopbygning). Finansieres delvist af MERMAID. Opbygning af et test site Målestationer etableret og sedimentmodeller udviklet i denne aktivitet afprøvet (Teknologisk service). Redskaber til ressourceoptimering af kystfodring Model med dynamisk kystprofil implementeret og afprøvet på et historisk forløb, for eksempel Kryle Klit fodringen (Teknologisk service). 2

14 Milepæle år 2015 A A A B B B C Formidling 5 videnskabelige publikationer, heraf 2 peer-reviewede indlæg ved danske konferencer for rådgivere, entrepenører, myndigheder og universiteter med forventet mere en 100 deltagere Kursus rettet mod danske rådgivere og myndigheder i regi af DHI Academy inden for transport af fine sedimenter, mindst 10 deltagere Et kursus baseret på e-learning i sediment-transport, rettet mod danske myndigheder, rådgivere, studerende og interesseorganisationer, forventet 50 deltagere 2 foredrag ved danske faglige arrangementer, f.eks. i regi af Ingeniørforeningen eller Vandbygningsteknisk Selskab 1 møde med DHI s Dialogforum for Kyst og Hav Næste generation af sedimenttransportmodeller Model til sandtransport færdig implementeret og dokumenteret (Teknologisk service) Demonstrationsprojekt af model til sandtranport ved en dansk kyst gennemført og rapporteret (Videnspredning). Kursusmateriale for to 2-dages eksterne kurser i DHI Academy regi i sediment-transportmodellering udarbejdet og kurserne, rettet mod danske interessenter blandt SMV og universiteter, afholdt (Videnspredning). Model til transport af fine sedimenter færdigimplementeret og dokumenteret (Teknologisk service). Demonstrationsprojekt af model til transport af fine sedimenter ved en dansk kyst gennemført og rapporteret (Videnspredning). Kursusmateriale for to 2-dages eksterne kurser i DHI Academy regi i kohesiv sediment-transportmodellering udarbejdet og kurserne, rettet mod danske interessenter blandt SMV og universiteter, afholdt (Videnspredning). Innovative målemetoder til sedimenttransport og andre miljøparametre In-situ test af sedimentmålemetode i danske farvande gennemført (Teknologisk service). C Metoden anvendt i mindst et dansk projekt (Videnspredning). 1 Operationel modellering af kildestyrke og spredning fra marine graveaktiviteter D E F G Dokumentation og kursusmateriale af sedimentspildværktøj udarbejdet (Videnspredning). Finansieres delvist af MERMAID. Opbygning af et test site for finkornet sediment 1 seminar om sedimentforholdene i Rødsand afholdt (Videnspredning). Redskaber til ressourceoptimering af kystfodring Redskab til ressourceoptimering af kystfodring færdiggjort (Teknologisk service). Dokumentation og kursusmateriale udarbejdet og et kursus i ressourceeffektiv kystvedligeholdelse rettet mod danske virksomheder afholdt (Videnspredning). Formidling 5 videnskabelige publikationer, heraf 2 peer-reviewede indlæg ved danske konferencer, rettet mod danske myndigheder, rådgivere, studerende og interesseorganisationer, forventet 50 deltagere Kursus i regi af DHI Academy rettet mod danske rådgivere og myndigheder inden for kombineret modellering og måling af sedimentkarakteristika, forventet 20 deltagere

15 Kursus på højeste niveau (Ph.D.) i samarbejde mellem DHI Academy og KU om sedimentforhold i Rødsand lagunen med mindst 20 deltagere afholdt 2 foredrag rettet mod faglige- og interesseorganisationer (ét på Lolland) med mindst 20 deltagere 1 møde med DHI s Dialogforum for Kyst og Hav Titel ved præsentation på BedreInnovation.dk Bæredygtige kystprojekter *Type: 1) Videnspredning i dansk erhvervsliv; 2) Kompetenceopbygning; ) Udvikling af teknologisk service