FAST FORBINDELSE ALS-FYN

Transkript

1 Til Faaborg-Midtfyn Kommune Dokumenttype Rapport Dato Oktober 2014 FAST FORBINDELSE ALS-FYN HAVBUNDSUNDERSØGELSER

2 FAST FORBINDELSE ALS-FYN HAVBUNDSUNDERSØGELSER Revision 1 Dato Udarbejdet af ADEA, LWM, JDR, CHZ, Kontrolleret af RUBJ Godkendt af Beskrivelse RUBJ Afrapportering af resultater fra havbundsundersøgelser mellem Als og Fyn Ref _31_001_1_Havbundsundersøgelser_Als_Fyn.docx Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T F

3 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser INDHOLD 1. Indledning 1 2. Dataindsamling Geologisk kortlægning af de øverste geologiske lag Undersøgelser af vanddybde (bathymetri) Havbundsundersøgelser med sidescan sonar Magnetiske undersøgelser (MAG) 2 3. Geodæsi 2 4. Regionalgeologi 3 5. Bathymetri 4 6. Havbundsklassifikation Fundne objekter 9 7. Geologiske enheder Sammenfatning Referencer 14 BILAG Bilag 1 Leverancer

4 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 1 1. INDLEDNING Rambøll har for Faaborg-Midtfyn Kommune foretaget en havbundsundersøgelse i to mulige tracéer for en kommende fast forbindelse mellem Als og Fyn. De to undersøgelsesområder er ca. 11 km lange og ca. 250 meter brede, gående fra Fynshav i syd til Bøjden Næs i nord, med vanddybder i området liggende mellem 0-40 meter. Data blev indsamlet langs 3 linjer med ca. 50 meters afstand i hvert undersøgelsesområde. Formålet med havbundsundersøgelserne var primært at afdække de overfladenære geologiske forhold, kortlægge vanddybder samt identificere havbundssedimenter. De lokale geologiske forhold kendes kun fra den generelle litteratur, da det er yderst sparsomt med boringer eller andre undersøgelser i området. Figur 1-1 Oversigtskort over undersøgelsesområderne. Område 1 markeret med rød streg, område 2 markeret med blå streg.

5 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 2 2. DATAINDSAMLING Feltarbejdet er blevet udført den 31/8 og den 1/ Undersøgelserne blev foretaget fra fartøjet Lili, som ejes af BERTOLS ApS. Herunder gives en kort beskrivelse af det anvendte udstyr. 2.1 Geologisk kortlægning af de øverste geologiske lag Disse data indsamles ved højfrekvente seismiske undersøgeler, hvor der anvendes en fastmonteret Innomar SES-2000 Standard sub bottom profiler (SBP). Udstyret opererede hovedsageligt i 10 khz og 4 khz, hvor der var behov for dybere penetrering af signalet. Data blev indsamlet ved brug af Innomar SESWIN control software. 2.2 Undersøgelser af vanddybde (bathymetri) De bathymetriske data blev indsamlet med en R2Sonic 2024 multibeam echo sounder (MBES) fastmonteret på fartøjet Lili. Højden af sensoren blev bestemt ved brug af en GPS i RTK-mode. Datadækningen blev monitoreret online under indsamlingen. Til dataindsamlingen blev der anvendt NaviScan software fra EIVA. 2.3 Havbundsundersøgelser med sidescan sonar For at lave en havbundsklassifikation blev der udført undersøgelser med en sidescan sonar (SSS) af typen EdgeTech Positioneringen blev beregnet ud fra slæbeafstanden (layback)ved brug af softwaren Navipack. Data blev monitoreret under indsamlingen i programmet Triton ISIS. Der blev indsamlet både et høj- (400 khz) og et lavfrekvent signal (100 khz). Under den efterfølgende databehandling er der fremstillet billeder, som ser i henholdsvis i østlig og i vestlig retning for hvert område. 2.4 Magnetiske undersøgelser (MAG) Til brug for den geologiske tolkning blev der foretaget indsamling af magnetiske data. Til dette blev der anvendt et G-882 magnetometer. Målefrekvensen var 10 Hz, hvilket ca. giver en måling for hver 0,15 0,2 meter langs med sejllinjen, afhængigt af sejlhastigheden. Magnetometeret lå for størstedelen af surveyet i en konstant dybde på ca. 4 m under havoverfladen. Slæbeafstanden (layback) var meter bag båden. 3. GEODÆSI Referencesystemet for undersøgelserne fremgår af Tabel 3-1 Tabel 3-1 geodætiske parametre Referencesystem Horisontalt datum Projektion Vertikalt datum WGS84 UTM, zone 32 N DVR90 For at registrere positionen af fartøjet og dermed positionen af udstyret (MBES, MAG, SBP og SSS) blev der anvendt en Trimble SPS852 RTK_GNSS med korrektioner fra GPSNet. Under normale omstændigheder vil dette system levere en nøjagtighed på ca. 1-3 cm horisontalt og 2 cm vertikalt. Systemet blev anvendt i kombination med et sekundært GNSS af typen Trimble SPS552. Dette leverer en retningsnøjagtighed, som er bedre end 0,1. GPS-dataene blev optaget i softwaren NaviPac, som beregnede positionerne for instrumenterne, derblev anvendt. En "realtime" kvalitetssikring blev udført af samtlige instrumenter under indsamlingen.

6 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 3 4. REGIONALGEOLOGI Lillebæltsområdet er skabt af flere randmoræner, hvoraf den ældste blev dannet under det gammelbaltiske isfremstød for ca år siden. Et par tusinde år senere trænger Nordøstisen frem fra øst og påvirker området. For ca år siden kommer den ungbaltiske is til området fra syd og sydøst, og en del af denne is bliver til Lillebæltgletcheren, som har en afgørende indflydelse på landskabet, og som former området til et storbakket og kuperet terræn med tilhørende dybe fjorde. Efter istiden, ca f.kr. og de næste ca år frem, stiger temperaturen, og området præges af globale, klimatiske ændringer og mere lokale geologiske forhold. Området mellem Fynshav og Bøjden Næs rummer en varieret geologi med et gammelt istidslandskab med nedskårne begravede dale samt flod- og søsedimenter fra tidligere varme perioder. Tre nærliggende kystprofiler i det østlige Sønderjylland og Det Sydfynske Øhav (Stensigmose- Gammelmark, Mommark, Ristinge) viser tilsammen en del af den senkvartære geologiske historie i dette område. Lagene i kystprofilerne fortæller med enkelte afbrydelser om den yngste Saaleis afsmeltning, overgangen til den sidste mellemistid Eem, den efterfølgende havstigning, der førte til, at lavtliggende øer blev oversvømmet og det senere fald i havniveau, der førte til aflejringen af Cyprina Ler og Tapes Sand samt gentagende gletscherfremstød og afsmeltninger i den sidste istid Weichsel. Et at disse kystprofiler, ligger ved Mommark på Als, som ligger lige syd for tracéområdet. Klinten indeholder en unik, næsten kontinuerlig sedimentær sekvens af aflejringer, som afspejler miljøændringer fra Sen Saale op gennem Eem Mellemistid ind i Weichsel perioden. De ældste aflejringer ved klinten viser overgangstiden fra den forrige istid Saale til Eem Mellemistid. Efter afsmeltningen af den yngste Saale-is forsatte den marine sedimentation i den dybeste del af Eem-tidens fjorde og mod slutningen af Mellemistiden ses et yderligere fald i havniveau. På grund af det fortsatte havspejlsfald, der nu blev styret af gletschervækst i de arktiske egne, blev fjorden lukket helt og omdannet til en sø. Aflejringen af søsedimenter fortsatte i den tidlige del af den sidste istid, Weichsel. Hvorefter de overlejres af flod- og vindaflejringer. De yngste glaciale aflejringer i området stammer fra den ungbaltiske isstrøm som var det sidste gletscherfremstød, som nåede det undersøgte område. Aflejringer fra dette fremstød udgøres af moræneaflejringer. De øverste og yngste lag i området afspejler den senglaciale og nutidige overgang fra glaciale til interglaciale forhold. Aflejringerne udgøres af enheder af sand og grus, som ligger i et bælte ikke langt fra den nutidige kystlinje.

7 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 4 5. BATHYMETRI De bathymetriske data til bestemmelse af vanddybden er blevet behandlet med ffølgende software fra EIVA: NaviEdit Filhåndtering og editering af undersøgelses-parametre. NaviModel Visualisering af data og eksport. De vigtigste trin i behandlingen af multibeam-data er anvendelse af patch-testparametre, lydhastighedsprofiler og rensning af støj i de rå punktdata. På baggrund af de behandlede data er der blevet produceret et XYZ ASCII grid-datasæt. Data er griddet med en opløsning på 50 cm. Derudover er der produceret en georefereret Tiff og konturlinjer for de to områder. Figur 5-1 viser de bathymetriske data samt centerlinjerne for de to områder. I Figur 5-2 og Figur 5-3 er dybdeprofilet vist for de to centerlinjer. Figur 5-1 Bathymetriske data for de to områder med centerlinje

8 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 5 Dybdeprofilet for område vest viser, at vanddybden stiger gradvist både fra Als og Fyn siden. Og at en stor del af området har en vanddybe på over 30 m. Dybdeprofilet for område øst ser anderledes ud, da der her findes markant stejlere skråninger på havbunden (ved afstand 8000 m i figuren). Det dybeste punkt i område vest (område 1) og øst (område 2) er henholdsvis ca. 38,1 m og 41,3 m. 0 Aftand (m) Dybde (m) Figur 5-2 Dybdeprofil for centerlinje igennem område vest. 0 Afstand (m) Dybde (m) Figur 5-3 Dybdeprofil for centerlinje igennem område øst.

9 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 6 6. HAVBUNDSKLASSIFIKATION Ved at sammenholde resultaterne af side scan-undersøgelserne med "sub bottom" data er der fremstillet en havbundsklassifikation. Denne er således udarbejdet udelukkende på baggrund af geofysiske data. Dette bør derfor betragtes, som en præliminær havbundsklassifikation med "mulige" tolkninger. En endelig havbundsklassifikation bør suppleres og bekræftes med resultater af havbundsprøver. Der er lavet en havbundsklassifikation med følgende opdeling (se Figur 6-1): Finkornet materiale Grovkornet materiale Moræne område med sten Moræne med tyndt sedimentdække Havbundsstrukturerne, som kommenteres senere i denne rapport, og signalet fra side scan sonaren, indikerer tilsammen, at der sandsynligvis er tale om sandede sedimenter af grovere og finere karakter. Den generelle beskrivelse er dog anvendt, da der ikke er nogen havbundsprøver til at bekræfte sedimenttypen. Over store dele af begge områder har signalet være meget ensartet, og det er derfor tolket til at bestå af det samme materiale. Det kan dog ikke udelukkes, at der er et skifte til mere finkornet materiale med et indhold af dynd i de dybere dele af surveyområdet. Figur 6-1 Havbundsklassifikation for begge tracéer

10 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 7 Den dominerende tolkede geologi omkring begge tracér er finkornet materiale. Områder med moræne og sten dominerer desuden mere i det østlige tracé end i det vestlige. På sub bottom dataene ses der steder hvor morænen er tolket til at ligge lige under havbunden. Disse områder er klassificeret som "moræne med tyndt sedimentdække". Klassifikationen har fokuseret på geologiske forskelle, men der er desuden også observeret ribber flere steder i undersøgelsesområdet. Disse er markeret på vedlagte tegninger (refereret i bilag 1). Herudover er der observeret en del skrabemærker på havbunden samt langstrakte ribbelignende strukturer. Begge typer af strukturer observeres generelt i områderne og er ikke blevet afgrænset. Figur 6-2, Figur 6-3, Figur 6-4 og Figur 6-5 viser eksempler på forskellige havbundstyper og strukturer fra side scan sonar dataene. Figur 6-2 eksempel på ribbestrukturer fra det vestlige område. Figur 6-3 område klassificeret som "moræne område med sten" eksemplet er fra det østlige tracé. Billedet er ca. 80 meter bredt.

11 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 8 Figur 6-4 viser lyse områder med sten klassificeret som "moræne" og samt mørkere områder klassificeret som "sand. Eksemplet er fra det østlige tracé, bemærk desuden striberne på havbunden fra skrabemærker. Figur 6-5 eksempel på langstrakte havbundsstrukturer. Billedet er ca. 150 meter bredt.

12 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser Fundne objekter Der er blevet foretaget en gennemgang af data med henblik på at identificere større væsentlige targets (objekter) på havbunden. Der er blevet identificeret i alt 2 targets: Ukendt lineært objekt, muligvis et fiskegarn Stor sten med ca. dimensionerne; længde 3,8 m, bredde 3,3m og højde 2,1 m Figur 6-6 Illustration af targets, lineært objekt til venstre, sten til højre. Det lineære objekt er af ukendt oprindelse, men udbredelsen og udformningen kan pege på, at der er tale om et fiskegarn. Stenen er medtaget, da denne har en væsentlig større størrelse, end hvad der ellers er observeret. Begge targets er indsat på de vedlagte tegninger (se bilag 1).

13 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser GEOLOGISKE ENHEDER I de to undersøgelsesområder er der udført højfrekvente seismiske målinger til kortlægning af de geologiske lag under havbunden. Metoden fungerer kortfattet ved, at trykbølger udsendes fra måleudstyret. Disse reflekteres ved geologiske laggrænser, eksempelvis ved overgangen fra ler til sand. Herved kan de geologiske laggrænser kortlægges. Det højfrekvente måleudstyr, der er benyttet i nærværende kortlægning, kan normalt kortlægge større laggrænser imellem havbunden og toppen af moræneaflejringer. Moræneaflejringer har typisk en hårdhed, der umuliggør, at trykbølgens energi kan passere disse. Flere parametre påvirker, hvor dybt de geologiske lag kan kortlægges. Målingerne påvirkes blandt andet, såfremt de geologiske lag består af sedimenter, rige på organisk materiale - med et højt gasindhold, hvilket betegnes som akustisk sløring/acoustic blanking. Dette kan umuliggøre en kortlægning af de underliggende geologiske lag. Der er i nærværende undersøgelse lagt vægt på kortlægning af dybden til toppen af formodede glaciale aflejringer/moræne aflejringer. De overliggende sedimenter (post glaciale) vil typisk bestå af geoteknisk bløde aflejringer. 2 geofysiske horisonter/laggrænser er tolket: - Top glaciale aflejringer/moræne - Top akustisk sløring De tolkede geologiske/geofysiske laggrænser er præsenteret på vedlagte tegninger langs de 2 tracélinjer (tegningerne er refereret på bilag 1). Herunder gives en kort gennemgang af data og tolkninger. For begge områder tolkes toppen af de glaciale aflejringer til at udgøre eller ligge umiddelbart under havbunden (0-3 m) nær land. I de midterste sektioner af begge områder, samt i 2 områder i den nordlige del af det østlige undersøgelsesområde, observeres større sedimentmængder af formodet postglacial oprindelse. I de centrale dele af de 2 undersøgelsesområder er der indikationer på, at toppen af de glaciale aflejringer ligger dybt (>12 m). Tolkningen vanskeliggøres i disse områder af akustisk sløring, der umuliggør tolkningen af top glaciale aflejringer (se Figur 7-1). Den akustiske sløring opstår formentlig her som følge af post glaciale organisk-rige sedimenter, der indeholder gas. Dette fænomen observeres til tider i indre danske farvande, bl.a. i Limfjorden og Århus Bugt, ligesom det også er beskrevet i Østersøen (1). Det er estimeret, at ca. 70 % af det vestlige undersøgelsesområde og ca. 55 % af det østlige undersøgelsesområde er påvirket af akustisk sløring. Det er dermed i disse områder ikke muligt at afgøre tykkelsen af de postglaciale aflejringer. I den nordlige del af det østlige undersøgelsesområde er toppen af de glaciale aflejringer tolket til at nå havbunden og fremstår som toppen af denne. Imellem toppene observeres post glaciale aflejringer.

14 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 11 Figur 7-1 Udsnit af den centrale del af den østlige tracélinje. Tydelige seismiske refleksioner, der repræsenterer geologiske lagflader, ses i den venstre halvdel af profilet. I højre side af profilet, under den blå streg, er det ikke muligt at observere seismiske refleksioner som følge af akustisk sløring. Grøn: Havbund; Rød: Top formodede glaciale aflejringer; Blå: Top af akustisk sløring. Profilet er præsenteret fra sydvest mod nordøst. Dybdeskala er angivet i sekunder(twt), 0,001 sekund svarer til ca. 0,8 meter. Figur 7-2 Udsnit af den nordlige del af den østlige tracélinje. Toppen af glaciale aflejringer (rød steg) fremstår som toppe på havbunden. Syd og nord for disse er der aflejret post glaciale sedimenter. Grøn: Havbund; Rød: Top formodede glaciale aflejringer; Blå: Top af akustisk sløring. Profilet er præsenteret fra sydvest mod nordøst. Dybdeskala er angivet i sekunder(twt), 0,001 sekund svarer til ca. 0,8 meter. På baggrund af den akustiske sløring i området har Rambøll indhentet yderligere seismiske data i områderne omkring de 2 undersøgelsesområder for herved at tilføre yderligere viden om dybden til moræneaflejringer. Data er venligst udlånt af Institut for Geoscience, Aarhus Universitet. De indhentede seismiske data er udført af Institut for Geoscience på Aarhus Universitet i 1998 med en såkaldt airgun. Dette er en meget kraftigere type af seismisk udstyr end det, der i nærværende undersøgelse er brugt. Udstyret udnytter en lavere frekvens og bruges oftest til kortlægning af geologiske lag i dybder mellem 200 m og 3-4 km. Udstyret er oftest benyttet i olie- og gasindustrien. Som følge af den lavere frekvens er opløseligheden og dermed detaljegraden ikke sammenlignelig med de seismiske data indsamlet i nærværende undersøgelse.

15 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 12 På trods af den mindre detaljegrad, har det været muligt at tolke toppen af formodede moræneaflejringer. Tolkningerne er dog behæftet med stor usikkerhed som følge af den seismiske datakvalitet/detaljegrad. Figur 7-3 illustrerer, hvorledes dybden til den formodede top af moræneaflejringer er tolket på de seismiske data indsamlet i 1998 af Aarhus Universitet. De røde smalle streger er de to tracélinjer. De grå smalle streger er de seismiske undersøgelseslinjer indsamlet i 1998, og de farvede områder angiver dybden i meter under havbunden til toppen af de formodede moræneaflejringer jf. farveskala i højre side af figuren. Som det illustreres, forventes der at forekomme tykke post glaciale aflejringer (blå farver) i de centrale dele af området. Figur 7-3 Oversigtskort over dybden til den formodede top af moræneaflejringer. Se tekst for yderligere forklaring.

16 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser SAMMENFATNING Der er blevet indsamlet bathymetriske multibeam-data, højfrekvent seismik, magnetiske data samt sidescan sonar data i 2 tracéer for en mulig Als-Fyn forbindelse. De bathymetriske opmålinger viser, at der en maksimal vanddybde på ca. 38,1 m og 41,3 m i henholdsvis det vestlige og østlige område. Der er lavet en indledende havbundsklassifikation, der sammen med de seismiske data har kortlagt, hvor morænen når helt op til, eller ligger lige under havbunden. Der er ikke under disse undersøgelser observeret vrag eller andre objekter af arkæologisk interesse. De magnetiske undersøgelser har hovedsageligt været forsøgt anvendt sammen med den seismiske kortlægning til at opnå information om placeringen af moræneaflejringerne. Grundet gas i sedimenterne i store dele af området har det ikke været muligt at kortlægge bunden af de bløde sedimenter over det hele. Ud fra dybere seismik lavet af Aarhus Universitet ser det dog ud som om tykkelsen af de post-glaciale aflejringer kan være op til meter i midten af undersøgelsesområdet. De udførte geofysiske undersøgelser bekræfter de forudsætninger, der er gjort for screeningsrapporten udarbejdet af Cowi (2). Disse forudsætninger omfatter de stejle skråninger på havbunden, samt at havbunden på størstedelen af strækningen består af blødbund. Med de nye undersøgelser kan disse områder afgrænses i de områder på strækningen der ikke er påvirket af gas i sedimenterne. Det vides ikke, hvilke antagelser der er taget i screeningsrapporten vedr. valg af funderingsmetode, og det er derfor ikke muligt at kommenterer på anlægsoverslaget. For at få en supplerende viden om jordbundsforholdene vil det være nødvendigt at udføre et antal boringer og/eller geofysik med kraftigere udstyr (Sparker eller boomer-seismik). Disse undersøgelser kan give en indikation af dybden til funderingsegnede lag, hvilket er nødvendigt for at kunne vurdere mulige funderingsformer. Derudover anbefales det at udtage havbundsprøver til verificering af havbundsklassifikation.

17 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser REFERENCER (1) Jørgensen, Bo Barker, Fossing Henrik, (2011) Baltic Gas Final scientific report. Baltic gas (2) COWI, (2011) Analyse af den økonomiske og trafikale betydning af en fast forbindelse mellem Fyn og Als.

18 Fast forbindelse Als-Fyn. Havbundsundersøgelser 15 BILAG 1 LEVERANCER Herunder er oplistet data samt tegninger der leveres med denne rapport. Geofysisk data MBES: FynAls_East_MBE_1m_contour_UTM32_DVR90.DWG FynAls_West_MBE_1m_contour_UTM32_DVR90.DWG FynAls_East_MBE_50cm_interpolated_UTM32_DVR90.tif FynAls_West_MBE_50cm_interpolated_UTM32_DVR90.tif FynAls_West_MBE_50cm_interpolated2_UTM32_DVR90.xyz FynAls_East_MBE_50cm_interpolated2_UTM32_DVR90.xyz SSS: Havbundsklassifikation_Øst.shp Havbundsklassifikation_Vest.shp Ribber.shp Targets.shp Als_Fyn_Område-1-Vest_SSS-Højfrekvent_Retning-Oest.tif Als_Fyn_Område-1-Vest_SSS-Højfrekvent_Retning-Vest.tif Als_Fyn_Område-2-Oest_SSS-Højfrekvent_Retning-Oest.tif Als_Fyn_Område-2-Oest_SSS-Højfrekvent_Retning-Vest.tif SSS processerede.xtf filer inklusiv.idx cache filer, høj og lav frekvens (9 filer) MAG: FynAls_Mag-Data.XYZ FynAls_MAG-lokalfelt.tif Tegninger Øst_Bilag-001_v0.pdf Øst_Bilag-002_v0.pdf Øst_Bilag-003_v0.pdf Øst_Bilag-004_v0.pdf Øst_Bilag-005_v0.pdf Øst_Bilag-006_v0.pdf Øst_Bilag-007_v0.pdf Øst_Bilag-008_v0.pdf Øst_Bilag-009_v0.pdf Vest_Bilag-001_v0.pdf Vest_Bilag-002_v0.pdf Vest_Bilag-003_v0.pdf Vest_Bilag-004_v0.pdf Vest_Bilag-005_v0.pdf Vest_Bilag-006_v0.pdf Vest_Bilag-007_v0.pdf Vest_Bilag-008_v0.pdf