Hydraulisk virkning af udviklingsprojekter i Sydhavnen

Transkript

1 Hydraulisk virkning af udviklingsprojekter i Sydhavnen Numerisk modellering By & Havn Rapport Maj 2014

2 Denne rapport er udarbejdet under DHI s ledelsessystem, som er certificeret af DNV for overensstemmelse med ISO 9001 for kvalitetsledelse vvm for sydhavn / bbc /

3 Hydraulisk virkning af udviklingsprojekter i Sydhavnen Numerisk modellering Udarbejdet for Repræsenteret ved By & Havn Henriette Guldager Pedersen, Projektleder Layout og dybdeforhold af udviklingsprojekter i Sydhavnen Projektleder Kvalitetsansvarlig Méven Robin Huiban Karsten Holger Mangor Forfattere Bo Brahtz Christensen, Méven Robin Huiban og Karsten Holger Mangor Projektnummer Godkendelsesdato 15. Maj 2014 Revision 1.0 Klassifikation Fortrolig DHI Agern Alle Hørsholm Telefon: Telefax: dhi@dhigroup.com

4 vvm for sydhavn / bbc /

5 INDHOLDSFORTEGNELSE 1 Indledning Kort grundlag til beskrivelse af de fremtidige forhold Model opsætning Batymetri and beregningsnet Drivende kræfter og randbetingelser Vandstand Vind Model resultater Strømforhold Sommerperiode Sen efterårsperiode Vandskifte Vandskifte i en sommer periode Vandskifte i en sen efterårsperiode Massebudget for sporstof Sammenfatning Strømforhold Vandskifte FIGURER Figur 2-1 Kortgrundlag for den fremtidige udvikling Figur 3-1 Plot af pejledata anvendt til etablering af model batymetri Figur 3-2 Model batymetri og beregningsnet til beskrivelse af nuværende forhold Figur 3-3 Udsnit af model batymetrien ved Enghave Brygge for nuværende forhold Figur 3-4 Udsnit af model batymetrien ved Enghave Brygge for fremtidige forhold Figur 3-5 Udsnit af beregningsnettet ved Enghave Brygge for fremtidige forhold Figur 3-6 Påtrykte vandstande på de tre åbne modelrande for de to modellerede perioder Figur 3-7 Vind rose for den modellerede sommerperiode (øverst) og den modellerede efterårsperiode (nederst) Figur 4-1 Kortudsnit visende positioner, hvorfra der er udtrukket informationer om strømmen i overfladelaget Figur 4-2 Modellerede overfladehastigheder i punkterne H1, H3 og H5 i løbet af den modellerede sommerperiode Figur 4-3 Strømroser af overfladestrømmen for den modellerede sommerperiode I de fem udtrækningspunkter. Venstre side: nuværende forhold, højre side: fremtidige forhold Figur 4-4 Beregnede ændringer af overflademiddelstrømmen i sommerperioden Figur 4-5 Nederst: konturplot visende et øjebliksbillede af ændringen i overfladestrømhastighed på et tidspunkt med nordgående strømning. Øverst: Kontur og pile plot af strømhastigheder med henholdsvis nuværende og fremtidige forhold til samme tidspunkt som differensplottet Figur 4-6 Nederst: konturplot visende et øjebliksbillede af ændringen i overfladestrømhastighed på et tidspunkt med sydgående strømning. Øverst: Kontur og pile plot af strømhastigheder i

6 med henholdsvis nuværende og fremtidige forhold til samme tidspunkt som differensplottet Figur 4-7 Modellerede overfladehastigheder i punkterne H1, H3 og H5 i løbet af den modellerede sen efterårsperiode Figur 4-8 Strømroser af overfladestrømmen for den modellerede efterårsperiode I de fem udtrækningspunkter. Venstre side: nuværende forhold, højre side: fremtidige forhold Figur 4-9 Beregnede ændringer af overflademiddelstrømmen i den sene efterårsperiode Figur 4-10 Nederst: konturplot visende et øjebliksbillede af ændringen i overfladestrømhastighed på et tidspunkt med nordgående strømning. Øverst: Kontur og pile plot af strømhastigheder med henholdsvis nuværende og fremtidige forhold til samme tidspunkt som differensplottet Figur 4-11 Nederst: konturplot visende et øjebliksbillede af ændringen i overfladestrømhastighed på et tidspunkt med sydgående strømning. Øverst: Kontur og pile plot af strømhastigheder med henholdsvis nuværende og fremtidige forhold til samme tidspunkt som differensplottet Figur 4-12 Kortudsnit visende det tværsnit hvor vandføringen gennem havnen er beregnet Figur 4-13 Modelberegnede akkumulerede vandføringer for sommerperioden (øverst) og efterårsperioden (nederst) Figur 4-14 Udviklingen i den relative koncentration af det udlagte sporstof. Øverst: initial felt, midt: relativ koncentration efter 1 døgn, nederst: relativ koncentration efter 3 døgn Figur 4-15 Udviklingen i den relative koncentration af det udlagte sporstof. Øverst: relativ koncentration efter 1 uge, midt: relativ koncentration efter 2 uger, nederst: relativ koncentration efter 3 uger Figur 4-16 Oversigtskort af punkter hvor sporstofkoncentrationer er udtrukket Figur 4-17 Sammenligning af modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne A-C for nuværende og fremtidige forhold Figur 4-18 Sammenligning af modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne D-F for nuværende og fremtidige forhold Figur 4-19 Modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne I1-I3 for fremtidige forhold Figur 4-20 Modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne I4-I6 for fremtidige forhold Figur 4-21 Sammenligning af modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne A-C for nuværende og fremtidige forhold Figur 4-22 Sammenligning af modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne D-F for nuværende og fremtidige forhold Figur 4-23 Modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne I1-I3 for fremtidige forhold Figur 4-24 Modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne I4-I6 for fremtidige forhold Figur 4-25 Udviklingen i den relative koncentration af det udlagte sporstof. Øverst: initial felt, nederst: relativ koncentration efter 1 døgn Figur 4-26 Udviklingen i den relative koncentration af det udlagte sporstof. Øverst: relativ koncentration efter 1 døgn, nederst: relativ koncentration efter 1 uge Figur 4-27 Området som den relative middelkoncentration er angivet for Figur 4-28 Udviklingen i den relative middelkoncentration i løbet af den modellerede sommerperiode Figur 4-29 Udviklingen i den relative middelkoncentration i løbet af den modellerede sene efterårsperiode TABELLER Tabel 4-1 Beregnede opholdstider i døgn for det udlagte sporstof i det i Figur 4-27 viste område, for forskellige relative sporstofkoncentrationer, for nuværende og fremtidige forhold og for de to perioder ii vvm for sydhavn / bbc /

7 Indledning 1 Indledning By & Havn har på et møde d. 10. marts 2014 anmodet DHI om hurtigst muligt at gennemføre en hydraulisk vurdering af virkningerne relaterende til en udbygning af Enghave Brygge, Teglholmen og Sluseholmen. Der er tidligere udført vurderinger af de individuelle områder med lokale modeller af forskellige konsulenter. Resultatet af vurderingerne er at de hver for sig synes at være acceptable. Kystdirektoratet har imidlertid bedt om at få foretaget en samlet hydraulisk vurdering, der redegør for de kumulative effekter af alle tre områder. Derfor har By & Havn anmodet DHI om at fremkomme med forslag til en samlet kumulativ hydraulisk vurdering af de tre udviklingsprojekter. Den hydrauliske vurdering er foretaget ved anvendelse af en hydrodynamisk 3D model for Københavns Havn. Modellen benytter et fleksibelt beregningsnet, som tillader en fin opløsning af interesseområdet og en grovere opløsning af yderområderne. Stigbordene er inkluderet i modellen ved hjælp af et strukturmodul som tager højde for hvordan de er indstillet. Til hjælp for den hydrauliske vurdering er følgende modelsimuleringer foretaget: 3D hydrodynamisk simulering af den nuværende situation for en sommerperiode af en måneds varighed 3D hydrodynamisk simulering af den fremtidige situation for en sommerperiode af en måneds varighed 3D hydrodynamisk simulering af den nuværende situation for en sen efterårsperiode af en måneds varighed 3D hydrodynamisk simulering af den fremtidige situation for en sen efterårsperiode af en måneds varighed Fortyndingsberegninger for et i lokalområdet tilsat konservativt stof for de fire overnævnte situationer Ændringer i strømforhold og vandskifte er beskrevet ved at sammenligne de nuværende og fremtidige forhold, efterfulgt af en vurdering om det har nogle mærkbare betydende konsekvenser. 1

8 vvm for sydhavn / bbc /

9 Kort grundlag til beskrivelse af de fremtidige forhold 2 Kort grundlag til beskrivelse af de fremtidige forhold Udbygningen af Enghave Brygge, Teglholmen og Sluseholmen indebærer at der vil blive foretaget en række landopfyldninger samt udgravet en række nye kanaler. De foretagne analyser af fremtidssituationen er baseret på billedet vist i Figur 2-1, hvor kanaler og opfyldninger er optegnet med rødt. Nye kanaler er indlagt i modellen med en dybde på 2 meter. Figur 2-1 Kortgrundlag for den fremtidige udvikling. 3

10 vvm for sydhavn / bbc /

11 Model opsætning 3 Model opsætning 3.1 Batymetri and beregningsnet De udviklede modelberegningsnet er baseret på shape filer som beskriver vandområderne i København og ortofotos som visende de nuværende forhold, samt plantegninger af de fremtidige forhold. Model batymetrierne er baseret på pejledata fra Københavns Havn og MIKE C-Map. Desuden har DHI modtaget pejledata fra Orbicon. Disse viste sig dog at være identiske med pejledata tidligere modtaget fra havnen. Endelig er vanddybder i nye kanaler sat til 2m. Figur 3-1 Plot af pejledata anvendt til etablering af model batymetri. Modellens udstrækning og batymetri til beskrivelse af de nuværende forhold er vist i Figur 3-2. Modellen er opbygget af horisontale elementer fordelt over 5 vertikale sigma-lag. Brug af sigma-formuleringen betyder at den vertikale lagtykkelse er en funktion af vanddybden. I denne undersøgelse er der anvendt en ligelig fordeling over vanddybden. Det samlede antal elementer er derfor elementer. Modellen som beskriver de fremtidige forhold er opbygget af horisontale elementer ligeledes fordelt over 5 vertikale sigma-lag. Det samlede antal elementer er derfor I begge modeller varierer opløsningen fra omkring 250 m i området ved de ydre modelrande og ned til 10 m i kanalerne ved Enghave Brygge, Teglholmen og Sluseholmen. 5

12 Figur 3-2 Model batymetri og beregningsnet til beskrivelse af nuværende forhold vvm for sydhavn / bbc /

13 Model opsætning Udsnit af model batymetrierne ved Enghave Brygge, Teglholmen og Sluseholmen med de nuværende forhold er vist i Figur 3-3 og for de fremtidige forhold i Figur 3-4. Figur 3-3 Udsnit af model batymetrien ved Enghave Brygge for nuværende forhold. Figur 3-4 Udsnit af model batymetrien ved Enghave Brygge for fremtidige forhold. Endelig er der vist et udsnit af beregningsnettet for de fremtidige forhold i Figur

14 Figur 3-5 Udsnit af beregningsnettet ved Enghave Brygge for fremtidige forhold. 3.2 Drivende kræfter og randbetingelser De primære strømninger i modellen er drevet af vandstandsvariationer, men effekter fra vind og temperatur og saltindhold er også inkluderet. De to modellerede perioder af en måneds varighed omfatter: Sommerperiode: August 2003 Sen efterårsperiode: 21. oktober 20. november 1993 Den valgte sommerperiode er i en statistisk analyse fundet til at være mest kritisk for vandskiftet i havnen. Den valgte efterårsperiode er en delperiode af den for området karakteristiske simuleringsperiode som blev benyttet i undersøgelserne for Øresundsforbindelsen. De på de åbne modelrande påtrykte vandstandstidsserier og vinden som påtrykkes hele domænet er vist i de følgende afsnit Vandstand Strømningen i modellen er primært drevet af vandstandsforskelle. Tidsserier visende den påtrykte vandstand ved hver af de tre åbne modelrande er vist i Figur 3-6 for både den modellerede sommerperiode og sene efterårsperiode vvm for sydhavn / bbc /

15 Model opsætning Figur 3-6 Påtrykte vandstande på de tre åbne modelrande for de to modellerede perioder. Det ses at vandstanden i store dele af sommerperioden udelukkende er påvirket af en tidevandsvariation, hvorimod vind og vejrsystemer er af større betydning for vandstandsvariationen i den sene efterårsperiode Vind Den til modelleringen benyttede vind i modellen er målte tidserier fra Kastrup lufthavn. Vindpåvirkningen for hver af de to model perioder er illustreret ved hjælp af vindroser i Figur 3-7. Det ses at sommerperioden er domineret af en svag vestenvind, mens den sene efterårsperiode er domineret af vind fra nordøst og kraftigere vinde. Den valgte efterårsperiode indeholder ingen kraftige stormhændelser. 9

16 Figur 3-7 Vind rose for den modellerede sommerperiode (øverst) og den modellerede efterårsperiode (nederst) vvm for sydhavn / bbc /

17 Model resultater 4 Model resultater I dette afsnit er påvirkning af strømforhold, vandføring, vandskifte og opholdstider som følge af udbygningen belyst. 4.1 Strømforhold Til at belyse strømforholdene med de nuværende forhold og den fremtidige situation er der udtrukket tidsserier af overfladestrømmen i de fem punkter H1-H5 indikeret på Figur 4-1. Figur 4-1 Kortudsnit visende positioner, hvorfra der er udtrukket informationer om strømmen i overfladelaget Sommerperiode En sammenligning af strømhastighederne ved overfladen i sommerperioden er vist for punkterne H1, H3, and H5 i Figur 4-2. Det ses at overfladestrømmen ikke overstiger 20 cm/s i H1 og H3 og 35 cm/s i H5. Fælles for alle tre punkter er at ændringerne generelt er mindre end 2 cm/s. I punktet H1 er der en svag tendens til lidt kraftigere overfladestrøm med de fremtidige forhold, mens det modsatte gør sig gældende for H3. I punktet H5 er der ingen klar tendens. 11

18 Figur 4-2 Modellerede overfladehastigheder i punkterne H1, H3 og H5 i løbet af den modellerede sommerperiode. I Figur 4-3 er strømroserne plottet for de fem punkter. Heraf ses at det primært er strømretningerne som ændres som følge af udbygningen og den ændrede geometri vvm for sydhavn / bbc /

19 Model resultater Figur 4-3 Strømroser af overfladestrømmen for den modellerede sommerperiode I de fem udtrækningspunkter. Venstre side: nuværende forhold, højre side: fremtidige forhold. 13

20 Til at belyse påvirkningen af strømforholdene i hele området er der i Figur 4-4 vist ændringer i overflademiddelstrømmen for sommerperioden. Det ses at strømhastighederne forøges i områderne A og B, som følge af det indsnævrede tværsnit. Ligeledes stiger strømhastighederne i område C i konsekvens af at der føres vand gennem en række nye åbne kanaler. C A B Figur 4-4 Beregnede ændringer af overflademiddelstrømmen i sommerperioden. For bedre at illustrere hvor store ændringer af overfladestrømmen, der vil kunne forekomme, er der i nederst i Figur 4-5 vist ændringerne til et givet tidspunkt med strømning mod nord. Det ses at ændringerne er mindre end 5 cm/s i de nuværende vådområder. Ændringer der må betegnes så små, at de ikke vil være af betydning for roere. Havnekanalens bredde indsnævres på en del af strækningen som følge af udbygningen, men vil forsat være så bred at bådpassager bør kunne foretages uhindret. Hastighedsfeltet for den nuværende situation og den fremtidige situation er vist øverst i Figur 4-5. Det ses at der finder en svag hastighedsomfordeling sted, men som i praksis er så svag at den vurderes at være uden betydning for roerne. I Figur 4-6 er der vist tilsvarende plot, men denne gang for et tilfælde med sydlig strømning. Ændringerne ses i dette tilfælde at nå op i nærheden af de 10 cm/s, men da overfladestrømen generelt er mindre end i tilfældet med nordgående strømning er det der ikke på nogen måde kritisk vvm for sydhavn / bbc /

21 Model resultater Figur 4-5 Nederst: konturplot visende et øjebliksbillede af ændringen i overfladestrømhastighed på et tidspunkt med nordgående strømning. Øverst: Kontur og pile plot af strømhastigheder med henholdsvis nuværende og fremtidige forhold til samme tidspunkt som differensplottet. 15

22 Figur 4-6 Nederst: konturplot visende et øjebliksbillede af ændringen i overfladestrømhastighed på et tidspunkt med sydgående strømning. Øverst: Kontur og pile plot af strømhastigheder med henholdsvis nuværende og fremtidige forhold til samme tidspunkt som differensplottet Sen efterårsperiode En tilsvarende analyse af overfladestrømmen er udført for den modellerede efterårsperiode. Figur 4-7 sammenligner modellerede strømhastigheder ved overfladen for punkterne H1, H3, and H5. Det ses at overfladestrømmen ikke overstiger 35 cm/s i nogle af de tre punkter, og at ændringerne generelt er mindre end 3 cm/s vvm for sydhavn / bbc /

23 Model resultater Figur 4-7 Modellerede overfladehastigheder i punkterne H1, H3 og H5 i løbet af den modellerede sen efterårsperiode. I Figur 4-8 er strømroserne plottet for alle fem punkter. Heraf ses nok en gang, at det primært er strømretningerne som ændres som følge af udbygningen og den ændrede geometri. 17

24 Figur 4-8 Strømroser af overfladestrømmen for den modellerede efterårsperiode I de fem udtrækningspunkter. Venstre side: nuværende forhold, højre side: fremtidige forhold vvm for sydhavn / bbc /

25 Model resultater Til at belyse påvirkningen af strømforholdene i hele området er der i Figur 4-9 vist ændringer i overflademiddelstrømmen for efterårsperioden. Det ses at strømhastighederne forøges analogt med det som blev fundet for sommerperioden. Figur 4-9 Beregnede ændringer af overflademiddelstrømmen i den sene efterårsperiode. For bedre at illustrere hvor store ændringer af overfladestrømmen, der typisk vil kunne forekomme i en sen efterårsperiode, er der nederst i Figur 4-10 vist ændringerne til et givet tidspunkt med strømning mod nord. Det ses at ændringerne visse steder, når op på 10 cm/s i de nuværende vandområder. Dette lyder i første omgang som en ikke-negligerbar effekt, men når man sammenligner hastighedsfordelingen i den nuværende og fremtidige situation fremgår det at ændringerne ikke giver anledning til signifikant ændrede strømforhold. I Figur 4-11 er der vist tilsvarende plot, men denne gang for et tilfælde med sydlig strømning. Ændringerne ses også i dette tilfælde at nå op i nærheden af de 10 cm/s, men igen afspejler plottene af overfladestrømmen for den nuværende og fremtidige situation at det ikke giver anledning til signifikant ændrede strømforhold. 19

26 Figur 4-10 Nederst: konturplot visende et øjebliksbillede af ændringen i overfladestrømhastighed på et tidspunkt med nordgående strømning. Øverst: Kontur og pile plot af strømhastigheder med henholdsvis nuværende og fremtidige forhold til samme tidspunkt som differensplottet vvm for sydhavn / bbc /

27 Model resultater Figur 4-11 Nederst: konturplot visende et øjebliksbillede af ændringen i overfladestrømhastighed på et tidspunkt med sydgående strømning. Øverst: Kontur og pile plot af strømhastigheder med henholdsvis nuværende og fremtidige forhold til samme tidspunkt som differensplottet. Et simplet mål til vurdering af den hydrauliske påvirkning fra udbygningen er ændringen i den modellerede akkumulerede vandføring gennem havnen. Den akkumulerede vandføring er beregnet for det i Figur 4-12 viste tværsnit. En positiv værdi er udtryk for en nettostrømning mod nord og vice versa. 21

28 Figur 4-12 Kortudsnit visende det tværsnit hvor vandføringen gennem havnen er beregnet. De beregnede akkumulerede vandføringer er vist i Figur For den modellerede sommerperiode er der ingen synlige forskelle på den akkumulerede vandføring. Den hydrauliske påvirkning af gennemstrømningen er derfor i dette tilfælde lig nul. For efterårsperioden er det fundet at nettostrømningen (rettet mod nord) forøges med de fremtidige forhold. Der kan derfor registreres en hydraulisk effekt på gennemstrømningen, som dog i praksis ingen betydning har vvm for sydhavn / bbc /

29 Model resultater Figur 4-13 Modelberegnede akkumulerede vandføringer for sommerperioden (øverst) og efterårsperioden (nederst). 23

30 4.2 Vandskifte Dette afsnit beskriver vandskiftet i området ved Enghave Brygge, Teglholmen og Sluseholmen hvor større udbygninger er planlagt og i gang. Vandskiftet er beskrevet ved at se på hvordan den relative koncentration af et udlagt sporstof ændres over tid for henholdsvis de nuværende og de fremtidige forhold. Endvidere er analysen foretaget for både en sommerperiode og en sen efterårsperiode. Til at vurdere vandskiftet i et område benyttes der typisk to kriterier. 1. T 50 angiver den tid det tager før den halve mængde sporstof er tilbage indenfor det område hvor det blev udlagt. Hvis det sker indenfor 5-7 døgn, vil man betegne vandskiftet som værende godt 2. Den relative maksimale sporstofkoncentration i ethvert lokalområde må ikke overstige 0,4 efter 2 uger Vandskifte i en sommer periode Vandskiftet i et område kan illustrereres ved at udlægge et neutralt sporstof med en enhedskoncentration i et afgrænset område og opblandet i hele vandsøjlen. Dette er illustreret øverst i Figur I de følgende plots er sporstofkoncentrationen vist efter henholdsvis et døgn og 3 døgn. Det ses at etableringen af de nye kanaler fører til et forbedret vandskifte i de indre bassiner. Figur 4-15 viser sporstofkoncentration efter en uge, to uger og tre uger for henholdsvis de nuværende og fremtidige forhold. Det ses at udbygningen af området ikke fører til væsentlige ændringer i vandskiftet, men at de ændringer der forekommer primært fører til en forbedring af vandskiftet som følge af de mange nye kanaler. Det ses af Figur 4-15 at koncentrationerne i den modellerede sommerperiode ikke overstiger 0,2 efter to uger for både de nuværende og fremtidige forhold, hvilket vil sige at kriterium 2 er mere end opfyldt vvm for sydhavn / bbc /

31 Model resultater Figur 4-14 Udviklingen i den relative koncentration af det udlagte sporstof. Øverst: initial felt, midt: relativ koncentration efter 1 døgn, nederst: relativ koncentration efter 3 døgn. 25

32 Figur 4-15 Udviklingen i den relative koncentration af det udlagte sporstof. Øverst: relativ koncentration efter 1 uge, midt: relativ koncentration efter 2 uger, nederst: relativ koncentration efter 3 uger. Til at belyse vandskiftet er der ligeledes udtrukket tidsserier af sporstofkoncentrationen i en række punkter vist i Figur I punkterne navngivet A-F er der udtrukket tidsserier for både de nuværende og fremtidige forhold, mens der i punkterne I1-I5 kun er udtrukket tidsserier for fremtidssituationen vvm for sydhavn / bbc /

33 Model resultater Figur 4-16 Oversigtskort af punkter hvor sporstofkoncentrationer er udtrukket. I Figur 4-17 og Figur 4-18 er der vist tidsserier af sporstofkoncentrationen i punkterne A-F for både de nuværende og fremtidige forhold. Det ses at vandskiftet i fremtidssituationen vil blive forbedret i punkt A som følge af de nye kanaler som fører til en øget vandcirkulation. I punkt B vil der blive en svag forringelse, mens forholdene i punkt C og punkt D vil forblive tilnærmelsesvis uforandrede. I punkterne E og F vil vandskiftet ligeledes blive forbedret i fremtidssituationen, som følge af etablering af nye kanaler. Figur 4-17 Sammenligning af modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne A-C for nuværende og fremtidige forhold. 27

34 Figur 4-18 Sammenligning af modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne D-F for nuværende og fremtidige forhold. Sporstofkoncentrationer er vist for punkterne I1-I6 i Figur 4-19 og Figur Det ses i alle tilfælde at sporstofkoncentrationen falder til et lavt niveau i løbet af en uge, og at vandskiftet derfor kan betegnes som værende godt vvm for sydhavn / bbc /

35 Model resultater Figur 4-19 Modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne I1-I3 for fremtidige forhold. Figur 4-20 Modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne I4-I6 for fremtidige forhold. 29

36 4.2.2 Vandskifte i en sen efterårsperiode Opholdstider og vandskiftet vil typisk være mest kritisk i en sommerperiode. Da der ikke er fundet nogle problemer med vandskiftet for sommerperioden, vil der heller ikke være det for den sene efterårsperiode. Alligevel er det for en helheds skyld valgt at lave en analyse af opholdstider og fortynding for den sene efterårsperiode. I Figur 4-21 og Figur 4-22 er der vist tidsserier af sporstofkoncentrationen i punkterne A-F for både de nuværende og fremtidige forhold. Det ses at vandskiftet i fremtidssituationen vil blive forbedret i punkt A som følge af de nye kanaler som fører til en øget vandcirkulation. I punkt B vil der blive en svag forringelse, mens forholdene i punkt C-F vil forblive tilnærmelsesvis uforandrede. Generelt finder fortyndingen hurtigt sted som følge af en konstant nordlig rettet strømning i hovedkanalen. Figur 4-21 Sammenligning af modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne A-C for nuværende og fremtidige forhold vvm for sydhavn / bbc /

37 Model resultater Figur 4-22 Sammenligning af modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne D-F for nuværende og fremtidige forhold. Sporstofkoncentrationer er vist for punkterne I1-I6 i Figur 4-23 og Figur Det ses i alle tilfælde at sporstofkoncentrationen falder til et lavt niveau i løbet af få dage, og at vandskiftet derfor kan betegnes som værende særdeles godt under disse forhold. 31

38 Figur 4-23 Modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne I1-I3 for fremtidige forhold. Figur 4-24 Modellerede sporstofkoncentrationer i punkterne I4-I6 for fremtidige forhold vvm for sydhavn / bbc /

39 Model resultater Vandskiftet i hele området er illustreret i Figur 4-25 og Figur 4-26 i form af konturplot af sporstofkoncentrationen. Sporstofkoncentrationen er vist for udlægningstidspunktet, efter et døgn, tre døgn og en uge. Det ses at fortyndingen finder meget hurtigt sted som følge af at området gennemskylles af en længerevarende nordgående strømning. Figur 4-25 Udviklingen i den relative koncentration af det udlagte sporstof. Øverst: initial felt, nederst: relativ koncentration efter 1 døgn. 33

40 Figur 4-26 Udviklingen i den relative koncentration af det udlagte sporstof. Øverst: relativ koncentration efter 1 døgn, nederst: relativ koncentration efter 1 uge Massebudget for sporstof Til beregning af opholdstider i området er der lavet et massebudget for det udlagte sporstof. Figur 4-27 viser det område hvorover masseberegningen er foretaget vvm for sydhavn / bbc /

41 Model resultater Figur 4-27 Området som den relative middelkoncentration er angivet for. Mængden af sporstof er omregnet til en relativ middelkoncentration for hele området. Det tidsmæssige forløb af den relative middelkoncentration er vist i Figur 4-28 for den modellerede sommerperiode og i Figur 4-29 for den modellerede efterårsperiode. Figur 4-28 Udviklingen i den relative middelkoncentration i løbet af den modellerede sommerperiode. 35

42 Figur 4-29 Udviklingen i den relative middelkoncentration i løbet af den modellerede sene efterårsperiode. De beregnede opholdstider (i døgn) for de nuværende og for de fremtidige forhold for de to perioder for forskellige relative sporstofkoncentrationer er præsenteret i Tabel 4-1. T 50 aflæses for en relativ sporstof koncentration på 50%. Det ses at T 50 nås på mindre end 4 døgn i sommerperioden og på mindre end 2 døgn i efterårsperioden for både de nuværende og fremtidige forhold. Kriterium 1 er derfor opfyldt for begge forhold og for begge perioder. Det fremgår herudover at der kun er ubetydelig forskel på den nuværende og den fremtidige situation vvm for sydhavn / bbc /

43 Model resultater Tabel 4-1 Beregnede opholdstider i døgn for det udlagte sporstof i det i Figur 4-27 viste område, for forskellige relative sporstofkoncentrationer, for nuværende og fremtidige forhold og for de to perioder. Relativ sporstof- Sommerperiode Sen efterårsperiode koncentration [%] Nuværende forhold Fremtidige forhold Nuværende forhold Fremtidige forhold 90 0,23 0,23 0,46 0, ,5 0,52 0,6 0,6 70 0,6 0,63 0,71 0, ,21 1,23 1,69 1, ,94 3,94 1,79 1, ,29 5,31 1,9 1, ,73 5,81 2,08 2,1 20 7,96 8,08 2,31 2, ,92 10,04 2,6 2, , ,94 5,08 37

44 vvm for sydhavn / bbc /

45 Sammenfatning 5 Sammenfatning DHI har på foranledning af By & Havn foretaget en hydraulisk vurdering af effekterne ved en udbygning af områderne Enghave Brygge, Teglholmen og Sluseholmen Den hydrauliske vurdering er foretaget ved anvendelse af en hydrodynamisk 3D model for Københavns Havn. Modellen benytter et fleksibelt beregningsnet, som tillader en fin opløsning af interesseområdet og en grovere opløsning af yderområderne. Stigbordene er inkluderet i modellen ved hjælp af et strukturmodul som tager højde for hvordan de er indstillet. Til hjælp for den hydrauliske vurdering er følgende modelsimuleringer foretaget: 3D hydrodynamisk simulering af den nuværende situation for en sommerperiode af en måneds varighed 3D hydrodynamisk simulering af den fremtidige situation for en sommerperiode af en måneds varighed 3D hydrodynamisk simulering af den nuværende situation for en sen efterårsperiode af en måneds varighed 3D hydrodynamisk simulering af den fremtidige situation for en sen efterårsperiode af en måneds varighed Fortyndingsberegninger for et i lokalområdet tilsat konservativt stof for de fire overnævnte situationer 5.1 Strømforhold Udbygningen af Sydhavnen medfører moderate lokale ændringer af strømmønstre og i strømhastigheder. I visse områder er der fundet øgede hastigheder på op til 10 cm/s, som følge af et indsnævret kanaltværsnit. Det vurderes at disse moderate ændringer i strømforholdene ikke vil medføre signifikante virkninger på sejladsforholdene for roere eller anden form for sejlads. 5.2 Vandskifte Opholdstider og vandskifte er blevet undersøgt for en sommerperiode med rolige vind og vejrforhold. Det er fundet at T 50 nås på mindre end 4 døgn for både de nuværende og fremtidige forhold. En tommelfingerregel for et godt vandskifte er at T 50 skal nås indenfor 5-7 døgn. Et andet kriterium som ofte benyttes er at den relative maksimalkoncentration ikke må overstige 40 % i noget lokalområde efter 2 uger. Simuleringerne af sommerperioden viser at den relative maksimalkoncentration er under 20 % efter 2 uger. Vandskiftet i området kan derfor betegnes som værende godt og uproblematisk. Udgravningen af indbyrdes forbundne nye kanaler medfører en bedre strømcirkulation i området, og at risikoen for lommer med stillestående vand mindskes. 39