MILJØMÆSSIG VURDERING AF UDDYBNINGAF GRADYB

Transkript

1 MILJØMÆSSIG VURDERING o AF UDDYBNINGAF GRADYB D E L RA P P O R T NR. 9 VAND SKIFTE STATSHAVNSADMINISTRATIONEN ESBJERG under Kyst-Havnesamarbejdet August 1993

2 M I L J0 M Æ S S I G V U R D E R IN G o AF ljddybning AF GRADYB DELRAPPORT NR. 9 VAND SKIFTE ~;lh\i\ 1>4~~'. ~;;';~{;,i "-~--T:Y b~ Udarbejdet af GeofN'afisk Institut,Jesper Bartholdy [ Udarbejdet for STATSHAVNSADMINISTRATIONEN ESBJERG under Kyst-Havnesamarbejdet August 1993

3 INDHOLDSFORTEGNELSE l. INDLEDNING 1.1 Baggrundund 1.2 VVM-undersøgelsen 1.3 UndersØgelsens gennemførelse la VVM-undersøgelsens delrapporter 1.5 Denne delrapport 1.6 Tidligere undersøgelser SAMMENFATNING OG KONKLUSION 2.l 3. METODIK 3.1 Salinitet og fortynding RESULTATER 4.l Aktuelle forhold Nær vandskellet til Knude Dyb Sommer Vinter Grådyb 4.2 Forhold efter uddybningen 4.2.l Vandskifte i de indre dele Vandskifte i de ydre dele Næringssalte og tungmetaller l l l6 4.l7 4.l8 5. REFERENCER 5.1

4 I-I 1 INDLEDNING 1.1 Baggrund I perioden 1990 til 1992 blev der udført en undersøgelse i Grådybs tidevandsområde, hvis formål var at belyse samspillet mellem den kystmorfologiske udvikling af barriereøen Skallingen og aflejring af sediment i Sejlrenden samt at belyse konsekvenserne af denne udvikling for bølgeforholdene langs kysten ud for Sædden Strand Fyr. I I I brev af 25. oktober 1991 bad Statshavnsadministrationen i Esbjerg (SHAE) under Kyst- Havnesamarbejdet en konsulentgruppe bestående af Dansk Hydraulisk Institut (DHI), Vandkvalitetsinstituttet (VKI) og Geografisk Institut, Københavns Universitet (GI) om at udarbejde et oplæg til undersøgelse af de miljømæssige konsekvenser i forbindelse med uddybning af seljrenden gennem Grådyb fra Grådyb Barre til Esbjerg Havn. Kyst- havnesamarbejdet er en samarbejdsaftale indgået mellem Kystinspektoratet i Lemvig (KI) og Statshavnsadministrationerne i Esbjerg og Frederikshavn (SHAF) på den ene side og Dansk Hydraulisk Institut på den anden side. Samarbejdsaftalen handler om teknisk samarbejde parterne imellem og om rådgivning og bistand fra DHI til KI, SHAE og SHAF vedrørende hydrauliske og kystmorfologiske opgaver langs kysten og i statshavnene. 1.2 VVM-undersøgelsen På dette grundlag blev der iværksat en VVM-undersøgelse med det formål at vurdere de miljømæssige konsekvenser af en uddybning af sejlrenden fra de nuværende -9.3 m MSL til-13.6 m MSL. MSL er forkortelse for middelspringstidlavvande, der svarer til det internationalt anvendte MLWS mean low-water spring. Forholdet mellem Dansk Normal Nul DNN og MSL er, at niveauet svarer til m DNN. VVM-undersøgelsen gennemføres i henhold til retningslinierne i Trafik- og Kommunikationsministeriets bekendtgørelse nr. 379 af 1. juli 1988 om miljømæssig vurdering af anlæg på søterritoriet. I henhold til denne bekendtgørelse skal undersøgelsen indeholde en beskrivelse af det miljø, som i væsentlig grad kan blive berørt af den foreslåede uddybning. Indsamling af de nødvendige feltdata til opfyldelse af ovenstående generelle

5 1-2 målsætninger samt forslag til foranstaltninger, der kan reducere eventuelt skadelige påvirkninger af miljøet indgår også i herværende VVM undersøgelse tillige med en beskrivelse af eksisterende viden vedrørende sedimenttransporten og tidligere udførte undersøgelser. 1.3 Undersøgelsens gennemførelse VVM-undersøgelsen er udført af konsulentgruppen i samarbejde med en følgegruppe med repræsentanter fra Ribe amt, Skov- og Naturstyreisen, Miljøstyrelsen og Vadehavsgruppen. 1.4 VVM Undersøgelsens delrapporter Resultaterne fra VVM-undersøgelsen sammenfattes i rapporten: MILJØMÆSSIG VURDERING AF UDDYBNING AF GRADYB. Konsulentgruppens medlemmer har været hovedansvarlige for nedenstående fagområder, der er rapporteret i 14 delrapporter: I DHI: Delrapport l: Bathymetri og hydrodynamik Delrapport 2: Delrapport 3: Delrapport 4: Simulering af sedimenttransport. Beskrivelse af bølgeklima. Sedimentspredning i forbindelse med klapning og uddybning. Delrapport 5: Sedimenttransportforholdene langs Fanøs vestkyst. GI: Delrapport 6: Delrapport 7: Feltresultater. Dynamiske målinger, selvregistrerende udstyr. Feltresultater. Dynamiske målinger, manuelle registreringer. Delrapport 8: Delrapport 9: Sedimenttyper Vandsldfte VKI: Delrapport 10: Iltforbrug og næringssaltfrigivelse fra sedimenter i Grådyb. Delrapport 11: Delrapport 12: Bundfauna i Vesterhavet og Grådybs tidevandsområde. Ålegræs ved Fanø og Langli.

6 1-3 Delrapport 13: Forekomster og fiskeri af fisk og skaldyr i Det Danske Vadehav. Delrapport 14: Forekomst af vandfugle i Grådybs tidevandsområde. Delrapport 15: Forekomst af sæler i Grådybs tidevandsområde. I forbindelse med VKI's og GI's ansvarsområder har nedenstående ad hoc konsulenter været tilknyttet. Danmarks Geologiske Undersøgelse: Geoteknisk Institut DMU Kalø DF&H Fiskeri- og Søfartsmuseet Seismik og boringer Prøvebeskrivelse Fugle Fisk og skaldyr Sæler 1.5 Denne delrapport I denne delrapport er givet en beskrivelse af vandskiftet i Grådybs tidevandsområde. Det er formålet hermed at dokumentere de aktuelle forhold, således at eventuelle ændringer i vandskiftet efter uddybningen kan vurderes, og at beskrive de formodede ændiinger i vand skiftet, som følge af en uddybning. Sidstnævnte foregår på baggrund af den matematiske modellering af de hydrodynamiske forhold, som er beskrevet i Delrapport 1 IRef. 1/. 1.6 Tidligere undersøgelser Det første arbejde der beskæftiger sig med Vadehavets hydrografi med baggrund i en analyse af de tilgrundliggende fysiske principper findes i A. Lundbaks upublicerede afhandling fra 1942 /Ref. 4/. Denne afhandling blev til sideløbende med H. Grys store undersøgelse af "Vadehavet ved Skallingen" ligeledes fra 1942 IRef. 8/, hvori der eksisterer et meget stort datamateriale, der dokumenterer strøm og transportforhold i Grådybs tidevandsområde i 1930,m,. Siden blev der i slutningen af 1940'"" udført undersøgelser af de hydrografiske forhold i Grådybs tidevandsområde af B. Jakobsen IRef. 9/, som også siden stod for undersøgelser omkring vandskellet mellem Grådyb og Knudedyb i forbindelse med overvejelser vedrørende muligheden for en dæmning til Fanø IRef. 5/.

7 1-4 I slutningen af 1970,m, udførte VKI og DHI en større modellering af de hydrografiske/miljømæssige forhold i Grådyb IRef. 10/. I samme periode blev der af DHI udført kortlægning af de hydrografiske forhold i Grådyb og på Grådyb Barre IRef. 11/. I begyndelsen af 1980,m, publiceredes flere arbejder med relation til de hydrografiske forhold i Grådybs tidevandsområde IRef. 2, 12 og 13/. I førstnævnte er der opstillet en vandudskiftningsmodel, på hvis principper arbejdet i nærværende rapport bygger. I

8 2-1 2 SAMMENFATNING OG KONKLUSION De aktuelle forhold vedrørende vandskiftet i Grådyb er beskrevet for to lokaliteter. Den inderste del af Grådybs tidevandsområde (Station 1), der skal tjene til at belyse forholdene nær vandskellet til Knude Dyb i en sommer og en vintersituation med rolige vejrforhold, og i selve Grådyb (Station 8s og 8n) i en efteråresituation med skiftende vejrforhold. Saltholdigheden i vandet ved Station 1 varierer i sommerperioden med lav ferskvandsafstrømning og rolige vindforhold generelt mellem ca. 30 og 31 promille. Opblandingen er dårlig, og linser af relativt ferskt vand kan ved lavvande nå frem til stationen. Herudover viser beregningerne, at tidevandsprismet som et minimum modtager alt det ferskvand, der kommer fra Senum Å. I den behandlede sommersituation har ferskvandet en opholdstid i olmådet på ca. en måned. I vinterperioden med høj ferskvandsafstrømning og rolige vindforhold varierer saltholdigheden i samme område generelt mellem ca. 21 og 26 promille. Herudover viser beregningerne, at tidevandsprismet som et minimum modtager alt det ferskvand, der kommer fra Senum Å. Ferskvandet har i denne situation en opholdstid i området på ca. 14 dage. Ovennævnte forhold gælder kun for perioder med rolige vejrforhold. Vinden styrer i høj grad vandskiftet i området omkring vandskellet til Knude Dyb. Ved nordlige vindretninger bliver den ellers nordvestgående netto strøm (restsu'ømmen) mellem de to tidevandsområder ændret, så vandet i stedet strømmer mod sydøst. Saltholdigheden i vandet i Grådyb (Station 8s og 8n) varierede i den udvalgte ef terårssituation med moderat ferskvandsafstrømning og skiftende vejrforhold generelt mellem ca. 30 og 32 promille. Herudover viser beregningerne, at tidevandsprismet modtager alt det ferskvand, der kommer fra Varde Å og Senum Å, og at ferskvandet i situationen har en opholdstid i området på ca. 1.5 måned. Ændringerne i Grådybs vandskifte vil, som følge af en uddybning til 13.6 m MSL, primært blive i forhold til området ned mod vandskellet til Knude Dyb. Den nordgående nettostrøm over vandskellet vil helt eller delvist blive bremset, og en støtte del end tidligere af Sneum Å's vand vil strømme sydover mod Knude Dyb.

9 2-2 Opholdstiden for ferskvandet i Grådyb vil ikke blive berørt nævneværdigt, og der forventes ingen mærkbare ændringer i graden af opblanding i Grådyb, ligesom udvekslingen mellem Grådyb og Vesterhavet forventes at blive stort set uændret. Transportvejene for tungmetaller og fosfor forventes generelt være upåvirkede af den påtænkte uddybning. Tendensen til en større sydgående nettotransport over vandskellet mod Knude Dyb kan imidlertid give anledning til, at en forøget del af Sneum Å' s vand vil strømme sydover. Det vil betyde at de næringssalte, som kommer herfra, i forhold til ændringen vil unddrages Grådybs tidevandsornråde, og i stedet introduceres i Knude Dyb.

10 3-1 3 METODIK 3.1 Salinitet og fortynding Beregning af saliniteten, er foretaget ved omregning af 5 min. registreringer af temperatur og konduktivitet fra strømmålere af typen "Niskin winged Current Meter" (model 60 ll). Der er taget udgangspunkt i data fra Station 1 og Station 8n & 8s, se Figur 3.1. Beregningerne følger de principper, der er givet i en tidligere opstillet model for vandskiftet i Grådyb IRef. 2./. Denne model tager udgangspunkt i relationen mellem tidevandsprismets salinitet og ferskvandstilstrømningen til området. På grund af de her foretagne kontinuerte registreringer af saliniteten, har det været muligt at forfine disse betragtninger, således at ferskvandstilstrømningen er blevet beregnet direkte. Den anvendte procedure er som følger: I det udvalgte tidsrum (flere tidevandsperioder), betragtes den størst målte salinitet, som repræsentativ for havvandets saltholdighed. Middelsaliniteten i de pågældende tidevandsprismer beregnes ved at vægte de registrerede saliniteter med de tilsvarende registrerede strømhastigheder. Størrelsen af de enkelte tidevandsprismer er bestemt på baggrund af bathymetrien fra Delrapport 1 IRef. 1/. Høj og lavvandsstanden er registreret i Esbjerg Havn. Ifølge en kontinuitsbetragtning skal det gælde at: F+H=T og H Sh = T Sm Hvor: F er mængden af ferskvand i tidevandsprismet. H er mængden af havvand i tidevandsprismet. T er tidevandsprismets størrelse. Sh er havvandets salinitet Sm er tidevandsprismets middelsalinitet.

11 3-2 En kombination af de to ligninger giver: F = T * «Sh-Sm)/Sh), der således kan benyttes til at finde transporten af ferskvand i tidevandsperioden ved at trække ferskvandsindholdet i ebbeperioden fra ferskvandsindholdet i flodperioden. Ferskvandstilstrømningen til Grådyb finder sted gennem de to åer Varde Å og Sneum Å. De øvrige ferskvandskilder (mindre bække og grundvandstilstrømning) vurderes som ubetydelige i forhold til afstrømningen fra disse åer. For Varde Å's vedkommende er vandføringen bestemt ved oplandskorrektion af Ribe Amtråds registreringerne ved Vagtborg. Oplandskorrektionen er I Sneum Å systemet finder registrering af vandføringen sted ved Nørå Bro før sammenløbet med Holsted Å og i Holsted Å ved Sdr. Vong. Vandføringerne fra disse stationer er oplandskorrigeret med faktoren

12

13 4-1 4 RESULTATER 4.1 Aktuelle forhold De aktuelle forhold er beskrevet for to lokaliteter. Station I der skal tjene til at belyse forholdene nær vandskellet til Knude Dyb, og Station 8s og 8n, der belyser forholdene i selve Grådyb. Vedr. lokalisering af disse stationer se Figur Nær vandskellet til Knude Dyb. Til beskrivelse af de aktuelle forhold nær vandskellet til Knude Dyb, er der udvalgt 2 perioder. En sommerperiode med lille ferskvandstilstrømning ( juli 1992) og en vinterperiode med stor ferskvandstilstrømning ( februar 1993). Da vindforholdene er meget afgørende for vandskiftet i dette område, og nærværende undersøgelse alene skal tjene til at belyse eventuelle ændringer som følge af ud,dybningen, er de udvalgte perioder i lighed med testperioderne i Delrapport l og 2 IRef. I og Ref. 3/, valgt med så små vindhastigheder som muligt Sommer I t Sommerperioden fra d. 4. til d. Il. juli 1992 var, som det fremgår af Figur 4.1, præget af meget rolige vindforhold fra O til 8 m/s i middel ca. 4 m/s. Det er også tilfældet den sidste dag, som ikke er med på figuren. Vandstandsforholdene fremgår af Figur 4.2. Den 7. juli er der et udfald i vandstandsregistreringen. Det manglende hhv. lav- og højvande er vurderet til m DNN og m DNN på baggrund af de registrerede strømhastigheder. Middellavvande og -højvande for perioden er hhv og m DNN. Ifølge den hypsografiske kurve for denne station (se Tabel 4.1) svarer det til et tidevandsprisme på m 3 og et vandvolumen ved lavvande på m 3 Variationen i strømhastighed og salinitet er vist på Figur 4.3. Maximalstrømhastigheden er størst i flodperioden (+0.9 m/s) og mindst i ebbeperioden (-0.7 Ih/S). Det skyldes tidevandsbølgens opbremsning i dette område, der forårsager en relativ kort flodperiode og en tilsvarende længere ebbeperiode. Saliniteten svinger med tidevandet mellem ca. 30 og 31 promille. Ved de lave

14 4-2 lavvander i begyndelsen af perioden forstyrres dette billede af meget lave saltholdigheder. Helt ned til omkring 6 promille hvilket kun kan forklares ved at opblandingen i disse perioder er ringe, og at linser af relativt ferskt vand ved lavvande kan nå frem til målestationen. Den højest målte salinietet i perioden er promille. På Figur 4.4 er vist hvorledes transporten af ferskvand, beregnet som beskrevet i afsnit 3.1, varierer gennem perioden. En summation af disse værdier viser en netto transport af ferskvand på m 3 svarende til en ferskvandsføring på over 8 m 3 /s. Middelvandføringen i Sneum Å er i denne periode 2.3 m 3 /s, og denne værdi er derfor givet for høj. Da den anvendte metode forudsætter at fersk- og saltvand er blandet på en sådan måde, at det har mening at regne med tidevandsprismets middelsalinitet, er det i stedet forsøgt at beregne transporten ved at se bort fra de perioder hvor dette ikke har været tilfældet. Denne beregning gaven netto indadrettet transport af ferskvand på m 3 Ved starten af perioden var lavvandsvoluminet ml, med en lavvandssalinitet på 28.9 promille og ved slutningen var lavvandsvoluminet m 3 med en lavvandsalinitet på 30.3 promille. Hvis man antager at lavvandsvoluminets saltholdighed aftager lineært fra disse værdier på Station l til O længst inde, svarer forøgelsen af lavvandsvoluminet i perioden til at ferskvandsindholdet i vandet er forøget med m 3 Hvis den indadrettede transport på 1.0 modregnes i dette tal, skal der altså i perioden være strømmet m 3 ferskvand til området. Det svarer til en vandføring på 2.8 m 3 /s, og altså i samme størrelsesorden som Sneum Å's vandføring. Det gennemsnitlige ferskvandsindhold i tidevandsprismet for perioden er m 3 og for lavvandsvoluminet m 3, med en ferskvandsføring på 2.8 m 3 /s vil det tage 33 dage at bringe denne mængde ferskvand til området. Udregnet på denne måde, kan opholdstiden for ferskvand i området altså angives til ca. en måned. Teoretisk set er det muligt, om end ikke særligt sandsynligt, at ferskvand fra Ribe Å vil kunne bringes nord over og dermed ind i Grådybs tidevandsområde. Det kunne være forklaringen på de i forhold til afstrømningen relativt store mængder ferskvand, der transporteres tidevandsprismet. Under alle omstændigheder indicerer resultaterne, at der transporteres vand fra syd mod nord over vandskellet til Knude Dyb.

15 4-3 Vandstand Volumen m 10 6 DNN ml Tabel 4.1 Hypsograjisk relation jor området inden jor S Station 1.

16 4-4 Vindhastighed og retning 4-10/ ,"'""...,I N 30 I II v Ul 'E 25 I I I III I '" ~ r I s -g.c 2 O tr'\li'w\vji~~.ji,iinii..,ii I I \'lu Q) " l! II ti 15 I ' I l' I N ~ ~--+~--f~--1---li---i--rj~ > 5 f,.liv,"' 'I I. I ",.\ yl'tll1' I JA.I' "\\1,,I' I l NIjl~ I.Ulh I! I' I ~ '\lil I ø O I I' Figur 4,} Vindhastighed og retning fra Havnevagtm i Esbjerg, 4 Vandstande 4-10/ Z o 2 E -o c... o Ul -o c O o > -1-2 If\\ r l, ~ I f1. jj ~ L,,~ 1\\ ~ tfllt ~ r /ti t \f,i ~ 1'" l' ~'V V V ~ ~i Jl I'Y _ ! J Figur 4.2 Vandstande pli Grlidyb Barre og i Esbjerg Havn. Kurverne kan adskilles ved at iagttage tidspunktet for højvande, som indtræder først pli Grlidyb Barre.

17 4-5 St.1, 4/7 kl.oo - 12/7 kl.oo I 135 I ~.A /\ /\ /,.,.-,.,A >1'-- /' ~ ~-1' 1,01"r'\",,/ 'l.,..." 'lio' '1";/""'- ',>d... 1d<f Y nt' )IC' I':JV -ro 'r ' 130 Y \I~ j 11 ~ E- A II ~ 0.5 I i, , I \ -0.5 v, \I '{ \j II ~ 'E e O- 1.0 I II I I I IO I :00 ~ 00: ; : : : : :00 Figur 4.3 Salinitet (øverst) og strømhastighed ved Station :00 4/7 kl.12-11/7 kl ,, M\! ~ * E '" :o l 'I~~---- t c g E '2,203-3,356 Figur 4.4 Transport af ferskvand iflod- (opad) og ebbeperioder (nedad) ved Station 1

18 Vinter Vinterperioden fra d. 9. til d. 16. Februar 1993, var som det fremgår af Figur 4.5 og 4.7, præget af meget rolige vindforhold. Frem til d. 14. var vindhastigheden næsten udelukkende under 5 m/s. I periodens sidste døgn er der et kort interval med vindhastigheder på 7-9 m/s fra syd-vest. Vandstandsforholdene fremgår af Figur 4.6 og 4.8. Middellavvande og -højvande for perioden er h.hv og m DNN. Ifølge den hypsografiske kurve for denne station, se Tabel 4.1, svarer det til et tidevandsprisme på m 3 og et vandvolumen ved lavvande på m 3 Variationen i strømhastighed og salinitet er vist på Figur 4.9. Frem til d. Il. bliver lav vanderne stadig lavere. Maximalstrømhastigheden er ens omkring 0.9 m/s i både flod- og ebbeperioden. Asymmetrien, som er beskrevet i afsnit , ses herefter atter at spille en rolle med en noget kraftigere maximalhastighed i flodstrømmen end i ebbe strømmen. Saliniteten svinger med tidevandet mellem ca. 21 og lidt under 26 promille. Den højest målte salilietet i perioden er promille. På Figur 4.10 er vist hvorledes transporten af ferskvand, beregnet som beskrevet i afsnit 3.1, varierer gennem perioden. En summation af disse værdier viser 'en netto transport af ferskvand udad på m 3 Ved starten af perioden var lavvandsvoluminet m 3, med en lavvandssalinitet på promille og ved slutningen var lavvandsvoluminet m 3 med en lavvandsalinitet på promille. På lignende måde som for sommersituationen, kan disse tal omregnes til en forøgelse af ferskvandsindholdet i lavvandsvoluminet med m 3 Tilsammen viser disse beregninger således, at der i perioden er strømmet m 3 ferskvand til området. Det svarer til en vandføring på 10.1 m 3 /s. Middelvandføringen i Sneum Å for de første 14 dage af Februar var 9.1 m%. Der gælder således også for vintersituationen, at tidevandsprismet som et minimum modtager alt det ferskvand der kommer fra Senum Å. På samme måde som for sommersituationen kan opholdstiden for ferskvandet i området i denne periode beregnes til ca. 14 dage. For at vise hvorledes disse forhold i høj grad ændres med vejrliget, er måleserien i

19 4-7 Figur 4.11 fortsat ind i den vejrmæssigt mere urolige periode efter d. 16. februar. Mellem d. 16. & 17. og d. 18. & 19. er der relativ kraftig vind op tilis m/s fra nordvest. I denne situation er den nordgående netto strøm af vinden blevet tvunget til at skifte retning, med stærkt forhøjede saliniteter til følge. Der stuves vand op i området, hvilket naturligvis giver sig udslag i en forøgelse af saliniteten. Men selvom formiddagslavvandet d. 18. er tilbage i niveauet omkring -1 m DNN, kommer saliniteten ikke tilsvarende ned på niveauet fra før, det urolige vejr satte ind.

20 (Il " E ~ 20 L Ol ~ 15 o L "O 10 c :> 5 o ~ v ~I / 11.J /1/ I,If p,~\ t \~~., \, h/~"f Vindhastighed og retning 6-12/ JVV\-#' ~0N~,,, IW\IIIf~~#.J.w.\ftI,,- "I' 1.\ JA.I I '" L \{fjl \~ ~ ~'NiI'V}11'1 v 'IN 1I'{1}~ IV 'l!f~j\l\ y!l#'r'\iv.! Iv' 1"#( ~ 12 N v s ø N Figur 4.5 Vindhastighed og retning fra Havnevagten i Esbjerg. 4 Vandstande 6-12/ I 3 Z z o 2 E "O C o +- (Il "O C o > O I ~ An (, ~ (\ f\ f\ f\ n D (\ f\ -1 1\ w \ v \ v v \ II -2, Figur 4.6 Vandstande på Grådyb Barre og i Esbjerg Havn. Kurverne kan adskilles ved at iagttage tidspunktetjor højvande, som indtræder først på Grådyb Barre.

21 4-9 Ul " 25 E 1: 20..c Ol ti 15 o..c ""O 10 c > 5 O "l'ha, 'VA Vindhastighed og retning 13-19/ l ( i,j.j\\.i.iy' ~,\ \~ N v s ø N Figur 4.7 Vindhastighed og retning fra Havnevagten i Esbjerg. 4 Vandstande 13-19/ z o 2 E ""O C o +- Ul -g O o > -1, l\ v n f\ f\ (, 1\/ \ I \ / \f\ j I V V V \/ v V v r\ r f V! J i Figur 4.8 Vandstande i Esbjerg Havn. 19

22 St.1, d.9/2 kl.oo - 16/2 kl.oo Il J!. /\ I~/\ J\ 'Jf riv ~ E ~. 0.5 ~. t~ ~ A ~ ~ ~ ~ ~ ~ rr 1 g 5 'E e a. 0,0 o I I 0,5 r-j, \ ~ \ - \ -l \ ~ i', \ -1 i 1.1,0.,..,. 00: : : : : : :00 15 Figur 4.9 Salinitet (øverst) og strø'mhastighed ved Station 1. 10/10 kl.7-16/10 kl I 8, o 00:00 ~r.; ,834 * ~ ~ :o ~.:< :;:; c ~ 'E 6,833 7,946 Figur 4.10 Transport af ferskvand iflod- (opad) og ebbeperioder (nedad) ved Station 1

23 St.1, d.9/2 kl.oo - 23/2 kl.oo !'Ic, 30 rt/~rv '\. ~ \ I 7\ V ~ ~ "lfn v!vwn '!lt' ~ E e 5 a. 0.0 o -0.5, I ) :00 00;00 00;00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00:00 00: Figur 4.11 Salinitet (øverst) og strømhastighed ved Station l.

24 Grådyb Til at beskrive forholdene i selve Grådyb, er udvalgt en uges registreringer fra d. 10. til d. 16. oktober Denne periode indeholder Testperiode 2, se Delrapport liref. If. Vindforholdene fremgår af Figur Ugen starter og slutter med svag vind. I to perioder, en omkring d. 13. og en omkring d. 15, er der kraftig vind mellem 10 og 16 mis fra vestlige retninger. Vandstandsforholdene fremgår af Figur Middellavvande og -højvande for perioden er hhv og m DNN. Ifølge den hypsografiske kurve for denne station, svarer det til et tidevandsprisme på m 3 og et vandvolumen ved lavvande på m 3 Variationen i strømhastighed og salinitet i det undersøgte tværsnit er vist på Figur 4.14 og Maximalstrømhastigheden er omkring 1.5 mis og generelt størst i ebbeperioden. Denne forskel er størst ved stationen i den nordlige del af tværsnittet p.g.a. Corioliskraftens indflydelse. Saliniteten svinger med tidevandet mellem ca. 30 og lidt over 32 promille. Den højest målte salilietet i perioden er 32.6 promille. På Figur 4.16 er vist hvorledes transporten af ferskvand, beregnet som beskrevet i afsnit 3.1, varierer gennem perioden. En summation af disse værdier viser en netto transport af ferskvand udad på m 3 Ved starten af perioden var lavvandsvolumet m 3, med en lavvandssalinitet på 29.5 promille og ved slutningen var 1- avvandsvoluminet m 3 med en lavvandsalinitet på 29.8 promille. Hvis forskellen i disse to voluminer tillægges middelsaliniteten ved de 2 lavvander, kan forøgelsen af ferskvandet i lavvandsvoluminet beregnes til m 3 Disse beregninger viser således, at der i perioden er strømmet m 3 ferskvand til området. Det svarer til en vandføring på 14.9 m 3 fs. Middelvandføringen i Sneum Å for de første 16 dage af oktober var 4.1 m 3 fs og for Varde Å 10.1 m 3 fs. Den samlede ferskvandsføring til området fra disse åer er således på 14.2 m 3 fs, og i god overensstemmelse med de udførte beregninger på baggrund af målte saltholdigheder. Ved beregning af ferskvandets opholdstid på tilsvarende måde som for området ved vandskellet til Knude Dyb, fås (47 dage) ca. 1.5 måned.

25 4-13 Vindhastighed og retning 10-16/ il r ~ t'(ltn f I I N ~ri il"", I I\.J [1M VI 30~~lr1r!'~ '1-+ ' E l 2 O pr~ J"\', 1/1- ø.- H I ~ 15.I'H.\.,l, M A -g 10 m~~' 11 'IIUI :;: 1/1)W~,l' Ir' \I\)~, '\Yl 5 Vr"\) \V"'~rv1{Vi\1 '\) I"\w~ O 1 O Figur 4.12 Vindhastighed og retning fra Havnevagten i Esbjerg. M v S I N 4 Vandstande 10-16/ z ~ o 2 E lj IlA /' i C o +- Ul lj C,r f w,\ T'; I ~! O o > vr -1 ~J' ~ ~/_~... ~j v' ~. 1(/ ri l --j I Figur 4.13 Vandstande pil Grlldyb Barre og i Esbjerg Havn. Kurverne kan adskilles ved at iagttage tidspunktet for højvande, S011l indtræder først pil Grfldyb Barre.

26 4-14 St.8n, 10/10 kl.oo - 17/10 kl.oo \ (\ hr'\ '\(\ hi\1\f\ ~~ \f\/\ v 'O :.".. O O s O ) III M ~ I~ 25, 1 'o ~ E e 5 a. 0. ; 1. ) V ~! \~ l O 5 ; 1. go,oo 10 00: , , , , , '00 Figur 4.14 Salinitet og strømhastighed ved Station 8n. St.8s, 10/10 kl.oo - 17/10 kl.oo S ~r\ ~r\ "\ r\ ~ r/\.r\l\~ 'V\ '0 v 1.0 I M - O).. O.S 0.0 : o ~.~ 5 a. 0,5 1.0 ~ ~ ~ IV I/J,, O 1;'1 I~, 1.5 go,oo 10 00: , , , : :00 Figur 4.15 Salinitet og strøm hastighed ved Station 8s.

27 ~ /2 k1.22:30-15/2 k1.02: ~ :a * ::J.:< Iii c: ~ 'E Figur 4.16 Trallsport af ferskvalid i flod- (opad) og ebbeperioder (Iledad) ved Statioll 811 & 8s

28 Forhold efter uddybningen Vandskiftet i de indre dele Fra de tidevandsperioder, hvor der foreligger tal for den nominelle modelerede ændring i de transporterede vandmængder (lref. 1/ og supplerende simuleringer), er det overensstemmende forudsagt at indgrebet vil skabe et forøget tidevandsprisme i flodstrømmen. Fra den 7/ , 13/ og 14/1 O 1992, er det således forudsagt, at der efter en uddybning til 13.6 m MSL vil løbe hhv , og m 3 vand mere ind end ud. Denne ændring er forårsaget af en forøgelse af højvands niveauet på 3-5 cm. I overensstemmelse hermed kan den forklares med en større sydgående transport over vandskellet til Knude Dyb (hvis højvandsniveau er uændret), idet dette er den eneste anden åbning end Grådyb. liref. 2/ findes en gennemgang af tidligere arbejder vedr. strømforholdene omkring vandskellet til Knude Dyb. På baggrund af resultaterne fra lref. 4, 5 og 6/, kan det af denne gennemgang konkluderes, at der i stille vejr føres i størrelsesorden m 3 vand fra syd mod nord over vandskellet til Knude Dyb, og at de hydrografiske forhold her er ekstremt afhængige af vejrforholdene. Vind fra nordlige retninger vil således revertere denne såkaldte "reststrøm". I lref. 6/, er det fundet at der i perioden hørende til den pågældende undersøgelse er en nordvestgående netto strøm i 85 % af tiden og en sydøstgående i de resterende 15 %. På baggrund af nærværende undersøgelse er det ikke muligt at foretage en detaljeret vurdering af indgrebets betydning for den nordgående reststrøm. Resultaterne viser imidlertid klart at den vil blive formindsket, og at formindskelsen ser ud til at være af samme størrelse som reststrømmen i stille vejr. Dette vil alt andet lige give en forøget sydgående transport af ferskvand fra Sneum Å systemet og dermed en forøget middelsalinitet i Havneløbet. Da der således må formodes at forekomme ikke kendte ændringer i tidevandsområdets ferskvandsindhold, vil en direkte traditionel beregning af ændringer i ferskvandets opholdstid, i de indre dele af tidevandsområdet ikke umiddelbart kunne foretages. For alligevel at angive en størrelsesorden af denne er beregningen fra afsnit gentaget med ændret bathymetri men samme vandføringer og saliniteter.

29 4-17 Resultatet heraf viste en opholdstid på 49 dage. Sammenlignet med opholdstiden før uddybningen på 47 dage, ses ændringen at være ca. 4 %. Denne.beregning kan opfattes som værende "på den sikre side", idet størstedelen af ferskvandet kommer fra Varde Å, og er uberørt af uddybningen i Havneløbet. De relativt beskedne ændringer der i IRef. 1/ er forudsagt om strørnhastighedeme, vurderes ikke som store nok til at ændre på graden af opblanding i Grådyb. Denne vil fortsat være god, med meget lil1e forskel på saltholdigheden i vandsøjlen Vandskifte i de ydre dele I IRef.2/ er der opsti11et en model for vandudskiftningen i Grådyb. På baggrund af denne og målinger i 9 tidevandsperioder nær Bøje 11 imellem Skallingen og Fanø, er der foretaget en beregning af den vandmængde, der udskiftes i hver tidevandsperiode. Der skelnes her mel1em "overskudsvandet" (svarende til ferskvandstilledningen), som fjernes fra tidevandsområdet, og den vandmængde der udskiftes med "nyt" vand fra Vesterhavet. Det er kun den sidstnævnte, der forventes at kunne blive berørt af uddybningen. Middelstørrelsen af denne vandmængde er bestemt til ca. 6 % af tidevandsprismet. Ved en uddybning af sejlrenden fra 9.3 m MSL til 13.6 m MSL, viser de udførte matematiske simuleringer fra IRef. 1/, at tidevandsprismet forøges med ca 15 %. Det vil alt andet lige give anledning til en forøgelse af den udskiftede vandmængde. Til gengæld vil det større tværsnit i den dybere rende virke modsat, idet der vil være en større vandmængde i selve renden ved lavvande. For at vurdere den samlede effekt af disse to forhold, er der foretaget en overslagsberegning med udgangspunkt i eksempelet på en middeltidevandsperiode fra IRef. 2/: Lavvandsstand m DNN Tidevandsprisme m 3 Udvekslet vandmængde m 3 Kun i den del af tidevandsområdet, der er beliggende søværts for linien Skal1ingenl Fanø (Bøje 10), kan der foregå en egentlig udskiftning mel1em Vadehavets og

30 4-18 Vesterhavets vand. På baggrund af den opgørelse, der er foretaget i forbindelse med kvantificeringen af de uddybede sedimentmængder i Delrapport 8 lref. 71, er det beregnet, at der ved det pågældende lavvande før uddybningen er ca ml vand i denne del af sejlrenden, mens der efter uddybningen tilsvarende vil være ca ml. Hvis det antages at vandmængden i sejlrenden ved lavvande ikke deltager i vandudvekslingen med Vesterhavets vand, og at den øvrige del udveksles med samme procent såvel før som efter, kan det beregnes at den udvekslede vandmængde vil være ca 10 % større efter uddybningen. Overslagsberegningen viser således, at det har større positiv betydning for vandudvekslingen at tidevandsprismet forøges, end en tilsvarende negativ betydning at lavvandsvoluminet bliver større. Der vil kunne foretages langt mere præcise beregninger af disse forhold end ovenstående overslags beregning. På det foreliggende grundlag ser der imidlertid ikke ud til at være grund til at formode, at indgrebet får målelig indflydelse på vandskiftet mellem Grådyb og Vesterhavet Næringssalte og tungmetaller De i lref. 1/ forudsagte ændringer i strømhastighederne i Grådyb, giver ikke anledning til at formode mærkbare ændringer i transporten af finkornet materiale i området. Der er således ingen grund til at tro at transportvejene for de stoffer, som følger det finkornede materiale, vil blive ændret. Det gælder f.eks. tungmetaller og størstedelen af det fosfor der ledes til området. Teoretisk set vil et forøget tidevandsprisme (ca. 10%), som det er forudsagt ved modelbetragtningen i delrapport liref. 1/, kunne give en lille ændring af nettobalancen for det finkornede materiale i området. Usikkerheden på de afhængige parametre i denne sammenhæng, set i forhold til forandringen, kan dog ikke uden videre retfærdiggøre forsøg på at beregne denne størrelse. For en umiddelbar betragtning kunne man forvente at sedimentationen ville blive forøget i samme takt som tidevandsprismet. Da omlejringen af finkornet materiale primært finder sted i forbindelse med stormsituationer, hvor modellen netop ikke forudsiger forøgelse af tidevandsprismet, kan sammenhængen mellem modellens forudsagte forøgelse af tidevandsstørrelsen og sedimentationen imidlertid næppe beskrives ved en simpel lineær funktion. Hertil kommer at lokale forandringerne (f.eks. ved vandskellet til Knude dyb), kan give ændringer, det ikke har været muligt at forudse p.b.a. de opstillede modeller.

31 4-19 Tendensen til en større sydgående nettotransport over vandskellet mod Knude Dyb kan give anledning til en ændring af bortledningen af Sneum Å's vand i sydgående retning. Det betyder, at de næringssalte som kommer herfra, i forhold til ændringen vil unddrages Grådybs tidevandsområde, og i stedet blive ledt til Knude Dyb. For at angive en størrelsesorden af de mængder det her kan dreje sig om, kan det fra IRef. 2/ citeres, at der på årsbasis via Sneum Å i 1986/87 ledtes ca. 800 t total N og ca. 40 t total P frem til Vadehavet. Den andel af disse mængder som berøres af indgrebet, kan ikke bestemmes på det foreliggende grundlag.

32 5-1 5 REFERENCER 1 Pejrup, M. & Zyserman, J. (1993) Miljømæssig vurdering af uddybning af Grådyb, Delrapport l. Bathymetri og Hydrodynamik. 2 Ribe Amtsråd (1988) Vandudskiftningsmodel og næringssalts balance for Grådybs tidevandsområde. Geografisk Institut, Københavns Universitet, 74 p. 3 Pejrup, M. & Zyserman, J. (1993) Miljømæssig vurdering af uddybning af Grådyb, Delrapport 2. Matematisk simulering af sedimenttransporten. 4 Lundbak, A, Det Sønderjyske Vadehavs Hydrografi. Upubliceret. 5 Jakcobsen, B., Flyderforsøg. Upubliceret. 6 Ribe Amtsråd, Teknisk forvaltning (1980) Ho Bugt regionalundersøgelser fase l, modelundersøgelser, Dansk Hydraulisk Institut. 7 Bartholdy, J. (1993) Miljømæssig vurdering af uddybning af Grådyb, Delrapport 8 Sedimenttyper, Geografisk Institut, Københavns Universitet. 8 Gry, H. (1942) Das Wattenmeer bei Skallingen. Folia Geographica Danica, TOM II, No. 1, 138 p. 9 Jakobsen B. (1947) Kloakhydrografi. Rapport til Esbjerg kommune. 10 Ribe Amtsråd, Teknisk forvaltning (1982) VKl & DHI - Ho Bugt, Recipient undersøgelser Samlerapport Bind I (108 p.) & Bind 2 (59 p.) Il DHI (1982) Grådyb strøm- og sedimentationsberegninger. Strømatlas. Rapport til Statshavneadministrationen Esbjerg. 12 Bartholdy, J. (1983) Recent sedimentologi i Hobo Dybs tidevandsområde. Licientiatafhandling. Geografisk Institut, Københavns Universitet 217 p. 13 Pejrup, M. (1983) Et metodestudium af den suspenderede sedimenttransport i et vadehavsmiljø. Reizel forlag KØbenhavn 178 p.