Kystbeskyttelse Lild Strand. Myndighedsprojekt THISTED KOMMUNE

Transkript

1 Kystbeskyttelse Lild Strand Myndighedsprojekt THISTED KOMMUNE 7. DECEMBER 2018

2

3 Indhold 1 Indledning 5 2 Design af kystbeskyttelse Skråningsbeskyttelse Trapper Krav til materialer Strandfodring 8 3 Anlægsoverslag 10 4 Alternativ løsning omhandlende 5 matrikler Projektbeskrivelse Anlægsoverslag Forslag til bidragsfordeling 15 5 Projektering Designbasis Dimensionsgivende vandstand Global havspejlsstigning Højvandsstatistik Dimensionsgivende vandstand på dybt vand Isostatisk landhævning Kystprofilet Kystprofilet under en storm Dimensionsgivende bølge på dybt vand Dimensionsgivende bølge og vandstand foran skråningsbeskyttelsen Skråningsbeskyttelsens dimensioner Dæksten Filtersten Bølgeoverskyl Strandfodring Strandfodring mod kronisk erosion Strandfodring mod havspejlsstigning 29 3

4 6 References 30 4

5 Projekt nr.: Dokument nr.: Version 6 Revision 1 Udarbejdet af MLV, SSC Kontrolleret af MLV, CHLD Godkendt af CHLD 1 Indledning Thisted Kommune har indgået aftale med NIRAS om udarbejdelse af myndighedsprojekt for ny kystbeskyttelse langs den østlige del af Lild Strand, som i dag er ubeskyttet. Den vestlige del er beskyttet af skråningsbeskyttelse opbygget af betonblokke. Figur 1.1 viser et oversigtsbillede af kysten ved Lild Strand. I forbindelse med stormen Urd i december 2016 blev den østligste del af Lild Strand udsat for kraftig erosion. Et af husene tæt på stranden blev alvorligt beskadiget som følge af underminering. De øvrige huse langs kysten øst for den eksisterende skråningsbeskyttelse ligger nu faretruende tæt på skrænten og vurderes at være alvorligt truet af erosion i forbindelse med den næste kraftige storm, som rammer denne kyst. Figur 1.1: Oversigtsbillede over kysten ved Lild Strand. På den vestlige del af kyststrækningen findes skråningsbeskyttelse i form af betonblokke. Den østlige del af strækningen er ubeskyttet. Her er flere huse i fare for erosion i forbindelse med næste kraftige storm. Terrænet langs det angivne tværsnit anvendes i designet af den nye skråningsbeskyttelse. COWI har tidligere udarbejdet skitseprojekt for kystbeskyttelse langs den ubeskyttede strækning ved Lild Strand, [1]. Myndighedsprojektet udarbejdet af NIRAS omfatter både den ubeskyttede strækning og strækningen med skråningsbeskyttelse af betonblokke, se Figur 1.1. Myndighedsprojektet indeholder følgende delopgaver. Verificering af projekteringsbasis fra skitseprojektet med fastlæggelse af designvandstand og designbølgeforhold. Projektet opdateres og udvides med udgangspunkt i den nye kystbeskyttelseslov og herunder anlæggets udformning og nødvendige strandfodring foran eksisterende og ny skråningsbeskyttelse. Anlægsbudget. 5

6 Ud over ovenstående er der også udarbejdet bidragsfordeling for Kapitel 1a sag omhandlende matriklerne 4av, 4al, 4dy og 4bd med sammenhængende skråningsbeskyttelse og tilhørende strandfodring. 2 Design af kystbeskyttelse 2.1 Skråningsbeskyttelse Udformningen af skråningsbeskyttelsen følger det foreslåede design angivet i skitseprojektet, [1]. Skråningsbeskyttelsen anlægges langs de truede ejendomme og herunder kommunens grund, som vist på plantegningen i Figur 2.1 og Bilag A. Skråningsbeskyttelsen projekteres for en 50 års stormhændelse og med en levetid på 25 år. Det antages desuden, at det eksisterende kystprofil vedligeholdes med strandfodring for at forhindre, at vanddybden foran konstruktionen øges med tiden. Figur 2.1: Plantegning af den nye skråningsbeskyttelse. Grå linjer angiver trapper ned til stranden. Figur 2.2 og Bilag B viser et typisk tværsnit af skråningsbeskyttelsen. Skråningsbeskyttelsens hældning er 1:2 og opbygges med et enkelt lag dæksten for at reducere anlægsomkostningerne. Når dækstene placeres i et lag, skal de pakkes meget tæt. Dækstenene har en vægt på 2,35-5,25t og med en middelvægt på Wem=3,5t. Underlaget opbygges med en kraftig geotekstil ind mod den afrettede skråning, som derefter dækkes med mindre filtersten. Underlaget forhindrer udvaskning af sand fra skråningen og forhindrer hermed underminering af husene ud til kysten. Filterlagtes tykkelse er 0,5 m tykt og består af mm sten med en middeldiameter på d50=150 mm. Skråningsbeskyttelsens topkote ligger i +5,0 mdvr90. Bredden er skråningsbeskyttelsen er her 2,75 m svarende til bredden af 2½ dæksten. Ved bagsiden af dækstenene afsluttes skråningsbeskyttelsen af en betonblok. Betonblokken reducerer udvaskning af sand gennem dækstene i forbindelse med bølgeoverskyl og forbedrer dermed stabiliteten af området bag konstruktionen. 6

7 Skråningsbeskyttelsen afsluttes i bunden af en fod for at beskytte mod underminering. Foden består af 0,3-1t dæksten, som placeres oven på filterlaget. Mod øst afsluttes skråningsbeskyttelsen med en afrunding ind mod eksisterende klitter. Mod vest støder beskyttelsen op til eksisterende skråningsbeskyttelse for at sikre en kontinuert beskyttelse langs husene, se Figur 2.1. For at fremtidssikre eksisterende skråningsbeskyttelse og ny skråningsbeskyttelse mod kronisk erosion og stigende havspejl anbefales det, at strandfodre foran den hårde kystbeskyttelse. Efter ekstreme storme bør konstruktionerne efterses og eventuelle skader udbedres. Projekteringen af skråningsbeskyttelsen er beskrevet nærmere i Afsnit 5. Figur 2.2: Typisk tværsnit af skråningsbeskyttelsen, se Figur Trapper Der etableres to betontrapper på tværs af den nye kystbeskyttelse ved den kommunale grund, se Figur 2.1; en ved p-pladsen og en ved stien gennem klitterne. Skråningsbeskyttelsens opbygning er principielt den samme, dækstenene er blot erstattet af betonelementer formstøbt som trappetrin. Bredden af trappen er 2 m. Et tværsnit af trappen ses i Figur 2.3 og Bilag B. Figur 2.3: Tværsnit af betontrappe, se også plantegning på Figur

8 Det er også mulig at etablere tilsvarende betontrapper ved de private ejendomme, hvis dette ønskes af grundejerne. 2.3 Krav til materialer Dækstene kan være brudsten fra stenbrud eller natursten fra grusgrav. Dækstene skal være frostsikre og uden revner. Filterstenene kan enten være natursten eller brudsten, men må maksimalt indeholde 5% hvid flint og kalk. Stenmaterialet skal være velgraderet. Geotekstilen skal være egnet til marine arbejder med en vægt på 400g/m². Geotekstil skal være nålebunden og må ikke efterfølgende være varmebehandlet. Der skal være 1 m overlap mellem hver enkelt bane. Geotekstilen må ikke være synlig i det færdige stenarbejde. Betonblokkene er u-armerede med afrundede kanter. Betonen skal være egnet til marine arbejder. 2.4 Strandfodring Strandfodring modvirker erosion af stranden og kystprofilet samt forhindrer læsideerosion nedstrøms for hård kystbeskyttelse. Strandfodring øger højden af stranden og medvirker til at beskytte skråningen bagved under storme. Der kan opstå sandflugt i forbindelse med strandfodring på den bagerste del af stranden. Dette kan reduceres med beplantning med marehalm. Strandfodring er typisk ikke stabil og vil med tiden erodere bort. Stranden skal derfor løbende vedligeholdes med tilførsel af nyt sand og ral. Ud fra den nye kystbeskyttelseslov er det ikke et krav, at skråningsbeskyttelser dækkes til med sand. Det foreslås, at der strandfodres for at kompensere for kronisk erosion og eventuelt havspejlsstigning. Det foreslås at fodre med materiale svarende til det naturlige ral og sand på denne kyst, og at strandfodringen fordeles jævnt på kyststrækningen. Kompensationsfodringen mod kroniske erosion og eventuelt havspejlsstigninger bør foregå langs hele skråningsbeskyttelsen i Lild Strand for at forhindre, at stranden med tiden forsvinder og bølgepåvirkningen på konstruktionerne øges. Det foreslås derfor, at strandfodringen behandles samlet langs hele kyststrækningen efter den nye skråningsbeskyttelse er anlagt. Strandfodringsmængden bør modsvarer den kroniske erosion på hele strækningen efter den nuværende kystbeskyttelse blev anlagt (efter 1986) samt evt. erosion pga. havspejlsstigninger, jf. Afsnit 5.8 og Langs den østlige strækning er ejendommene i 1. række i stor fare for erosion. Der bør derfor strandfodres på denne strækning. Strandfodringsmængden bør modsvarer den kroniske erosionsrate, der fandt sted på kyststrækningen før den nuværende kystbeskyttelse langs den vestlige kyststrækning blev anlagt (før 8

9 1986), jf. Afsnit 5.8. Dette skyldes, at den østlige strækning ikke bør betale for den læsideerosion, der er sket, pga. etablering af den nuværende skråningsbeskyttelse. I Tabel 2.1 er den samlede strandfodringsmængde angivet for de to projektområder; vestlig og østlig strækning. Tabel 2.1: Strandfodringsmængde langs ny skråningsbeskyttelse og for hele Lild Strand Vestlig strækning Østlig strækning Samlet Længde (m) 430 m Årlig fodringsmængde mod kronisk erosion foran ny skråningsbeskyttelse - 5,5 m3/år/m 5,5 m3/år/m m 3 /år 1600 m 3 /år Årlig fodringsmængde mod kronisk erosion og havspejlsstigning i forbindelse med et samlet strandfodringsprojekt langs hele vestlig og østlig strækning 15,7 m3/år/m 11,8 m3/år/m 14,1 m3/år/m m 3 /år m 3 /år m 3 /år En plantegning af strandfodringen efter etablering af den nye kystbeskyttelse langs hele kyststrækning ses i Figur 2.4 og i Bilag C. Et tværsnit af strandfodringen ved den nye skråningsbeskyttelse ses i Figur 2.5 og Bilag D. Strandfodringsmængden er både vist for tilfældet, hvor der fodres cirka 14 m 3 /m årligt og tilfældet, hvor der fodres cirka 70 m 3 /m hvert femte år. Figur 2.4: Plantegning af strandfodring langs både den vestlige og østlige kyststrækning efter etablering af skråningsbeskyttelsen langs den østlige kyststrækning. 9

10 Figur 2.5: Typisk tværsnit af strandfodring ved den nye skråningsbeskyttelse, se Figur 2.2. Strandfodringsmængderne er vist for et samlet projekt for hele Lild Strand. 3 Anlægsoverslag Det samlede anlægsoverslag for ny skråningsbeskyttelse på en strækning på 293m er angivet i Tabel 3.1. Den samlede pris for skråningsbeskyttelsen løber op i cirka kr. + moms. og indeholder usikkerheder med hensyn til ukendte faktorer og mængdeberegning (10 %), anstilling af byggeplads (7 %) samt rådgivning til projektering og tilsyn (5 %). Udgifter til de to trapper på kommunens grund er ikke inkluderet i Tabel 3.1, da disse skal betales af kommunen. I forhold til skitseprojektet er anlægsprisen cirka 1,4 mio. kr. dyrere. Dette skyldes, at mængden af dæksten er forøget med cirka 25%, da stenstørrelsen i nærværende projekt er større. Desuden er prisen på betonblokke 7 gange større. Denne udgift kan evt. reduceres med kr. ved at anvende betonblokke fra Agger, som foreslået i skitseprojektet. Tabel 3.1: Anlægsbudget for ny skråningsbeskyttelse. Længden på beskyttelsen er 293 m. Materiale Mængde Enhedspris Pris (kr. ekskl. moms) Dæksten; 2,35-5,25 t 12,6 m 3 /m 700kr./m Dæksten; 0,3-1 t 2,2 m 3 /m 550 kr./m Filtersten 8,5 m 3 /m 400 kr./m Betonblok 0,8 m 3 /m kr./m Geotekstil 18,9 m 2 /m 40 kr./m Subtotal Anstilling 7 % Projektering og tilsyn 5 % Usikkerhed 10 % Total eksklusiv moms Anlægsomkostninger til de to trapper på kommunens grund er angivet i Tabel 3.2. Den samlede pris for trapperne er cirka kr. + moms og indeholder usikkerheder med hensyn til ukendte faktorer og mængdeberegning (10 %), anstilling af byggeplads (7 %) samt rådgivning til projektering og tilsyn (5 %). 10

11 Tabel 3.2: Anlægsbudget på de to trapper på kommunens grund. Bredden af en trappe er 2 m. Materiale Mængde Enhedspris Pris (kr. ekskl. moms) Dæksten; 0,3-1 t 1,1 m 3 /m 550 kr./m Filtersten 9,4 m 3 /m 400 kr./m Trappe i beton 8,2 m 3 /m kr./m Tørbeton 3,4 m 3 /m kr./m Geotekstil 18,9 m 2 /m 40 kr./m Subtotal Anstilling 7 % Projektering og tilsyn 5 % Usikkerhed 10 % Total eksklusiv moms Udgifter til sand og ral til strandfodring mod kronisk erosion på den østlige kyststrækning i tilknytning til anlæggelsen af den nye skråningsbeskyttelse anslås til kr./år eksklusiv moms, Tabel 3.3. Tabel 3.3: Anlægsoverslag for strandfodring. Årlig strandfodring i tilknytning til ny skråningsbeskyttelse (m 3 /år) Mængde Enhedspris Længde Pris/år (kr. ekskl. moms) Strandfodring 5,5 m 3 /m 25 kr./ m m Projektering og tilsyn 7 % Usikkerhed 10% Total eksklusiv moms Årlig strandfodring for hele kysten i Lild Strand (m 3 /år) Mængde Enhedspris Længde Pris/år (kr. ekskl. moms) Strandfodring 14,1 m 3 /m 25 kr./ m m Projektering og tilsyn 7 % Usikkerhed 10% Total eksklusiv moms

12 Efter etablering af kystbeskyttelsen bør der strandfodres langs både den vestlige og østlige kyststrækning mod kronisk erosion og eventuelt havspejlsstigninger. Udgifter til denne strandfodring anslås til kr./år eksklusiv moms, Tabel 3.3. Priserne er under forudsætning af, at sandet kommer fra oprensning af Hanstholm Havn, som beskrevet i [1]. Hvis sandet i stedet sejles ind fra nærliggende indvendingsområde, er prisen for sandet omkring 40 kr./m 3 plus moms. Derudover er der omkostninger til mobilisering af sandsluger og rødledninger på omkring kr plus moms. Grundet udgifter til mobilisering anbefales det kun at strandfodre hver femte år. Hvis sandet i stedet køre til med lastbil er prisen omkring 100 kr./m 3 plus moms. 12

13 4 Alternativ løsning omhandlende 5 matrikler 4.1 Projektbeskrivelse En grundejer har anmodet Thisted Kommune om at vurdere en mulig Kapitel 1 A sag med skråningsbeskyttelse ud for matrikel 4ak, 4ev, 4al, 4dy og 4bd, som vist i Figur 4.1. Længden af skråningsbeskyttelsen ved foden af tåen er 120 m. Figur 4.1: Plantegning af ny skråningsbeskyttelse ud for Matrikel 4ak, 4ev, 4al, 4dy og 4bd. Skråningsbeskyttelsen opbygges på samme måde som beskrevet i Afsnit 2. Mod øst afsluttes skråningsbeskyttelsen med en afrunding ind på kommunens matrikel. Mod vest støder beskyttelsen op til eksisterende skråningsbeskyttelse for at sikre en kontinuert beskyttelse langs husene. Som beskrevet i Afsnit 2 og 3 er det muligt at etablere trapper i skråningsbeskyttelsen, hvis dette ønskes af de enkelte grundejere. Trapperne er dog ikke regnet med i det følgende. Ved etablering af ny skråningsbeskyttelse anbefales det at strandfodre mod kronisk erosion. Som beskrevet i Afsnit bør grundejerne i første række strandfodre svarende til den kroniske erosion før, der blev anlagt skråningsbeskyttelse langs den vestlige kyststrækning svarende til 5,5 m 3 /m/år. 13

14 4.2 Anlægsoverslag Det samlede anlægsoverslag for ny skråningsbeskyttelse er angivet i Tabel 4.1. Den samlede pris for skråningsbeskyttelsen løber op i cirka kr. plus moms og indeholder usikkerheder med hensyn til ukendte faktorer og mængdeberegning (10 %), anstilling af byggeplads, hvilket er anslået til kr. plus moms, samt rådgivning til projektering og tilsyn, hvilket er anslået kr. plus moms. Prisen per meter for beskyttelsen er kr. plus moms. Omkostninger til eventuelle trapper er ikke inkluderet i Tabel 4.1. Omkostninger til en trapper er omkring kr. plus moms, jf. Tabel 3.2. Tabel 4.1: Anlægsbudget for skråningsbeskyttelsen. Længden på beskyttelsen er 120 m. Materiale Mængde Enhedspris Pris (kr. ekskl. moms) Dæksten; 2,35-5,25 t 12,6 m 3 /m 700kr./m Dæksten; 0,3-1 t 2,2 m 3 /m 550 kr./m Filtersten 8,5 m 3 /m 400 kr./m Betonblok 0,8 m 3 /m kr./m Geotekstil 18,9 m 2 /m 40 kr./m Subtotal Anstilling Projektering og tilsyn Usikkerhed 10 % Total eksklusiv moms Tabel 4.2: Anlægsoverslag for strandfodring i tilknytning til ny skråningsbeskyttelse. Årlig fodringsmængde mod kronisk erosion (m 3 /år) Mængde Enhedspris Længde Pris/år (kr. ekskl. moms) Strandfodring 5,5 m 3 /m 100 kr./ m m Projektering og tilsyn 7 % Usikkerhed 10% Total eksklusiv moms Omkostninger til strandfodring løber op i kr/år plus moms, når det forudsættes, at strandfodring udføres med materiale tilkørt med lastbil. Det vurderes at være den billigste løsning, når der er tale om mængder i denne størrelsesorden. Prisen på tilkørt sand og ral vurderes at være omkring 100 kr/m3 plus moms. 14

15 4.3 Forslag til bidragsfordeling Der er udarbejdet forslag til bidragsfordeling for skråningsbeskyttelsen og løbende strandfodring. Fordelingen af omkostningerne til skråningsbeskyttelsen baseres på længden af skråningsbeskyttelsen ved foden af tåen ud for hver matrikel, som angivet i Figur 4.1 og Tabel 4.3. Fordelingen af omkostningerne til strandfodring baseres på længden af matriklen langs med stranden, som angivet i Figur 4.1 og Tabel 4.3. Bidragsfordelingerne ses i Tabel 4.3. Tabel 4.3: Forslag til bidragsfordeling af alternativ skråningsbeskyttelse. Priserne er eksklusiv moms. Matrikel Nr. Bidragsfordeling Skråningsbeskyttelse Længde (m) (kr. eksklusiv moms) Længde (m) Bidragsfordeling Strandfodring (kr./år eksklusiv moms) 4ak 15, , ev 9, , al 34, , dy 20, , bd 39, , Samlet

16 5 Projektering 5.1 Designbasis Skråningsbeskyttelsen projekteres for en 50 års stormhændelse og med en levetid på 25 år. Det antages desuden, at det eksisterende kystprofil vedligeholdes med strandfodring for at forhindre, at vanddybden foran konstruktionen øges med tiden. Dimensionering af skråningsbeskyttelsen afhænger af følgende parametre: Kystprofilet og erosionsdybden foran skråningsbeskyttelsen under en ekstremstorm Vandstand, bølgehøjde og bølgeperiode, der forekommer under designstormen. Ud fra ovenstående kan skråningsbeskyttelsens design fastlægges, herunder dækstenene størrelse, funderingskote og topkote. 5.2 Dimensionsgivende vandstand Den dimensionsgivende vandstand på dybt vand er summen af den forventede havvandspejlsstigning inden for konstruktionen levetid og vandstanden svarende til den valgte middeltidshændelse. Vandstanden på lavt vand ved kysten er højere som følge af bølgesetup Global havspejlsstigning De globale klimaforandringer resulterer i eustatiske havvandspejlsstigninger, hvilket skal medregnes i den dimensionsgivende vandstand ud fra den ønskede levetid for kystbeskyttelsen. Størrelsen af klimatillæg til designvandstanden afhænger af, hvilken prognose for havvandspejlsstigning, der benyttes. Baseret på IPCC s 2013 rapport med den seneste fremskrivning af den globale havvandspejlsstigning har DMI og Danmarks Klimacenter i 2014 vurderet den regionale fremskrivning for Danmark i tilfælde af forskellige scenarier (RCP) vedrørende bl.a. CO2-udledninger og temperaturstigninger, [2]. I nærværende projekt er valgt at anvende DMI s bedste bud på vandstandsstigninger frem til år 2100, se Figur

17 Figur 5.1: DMI s bedste bud på vandstandsstigninger de næste 100 år i meter, når der ses bort fra landhævning. Den sorte kurve viser middelværdien, mens det grønne og blå areal viser usikkerheden henholdsvis globalt og omkring Danmark, [3]. DMI s bedste bud for den fremtidige havvandspejlsstigning er på +0,8 m for perioden mellem år 2000 og 2100, hvilket er en gennemsnitlig stigning på 8 mm/år. Ved aflæsning af havspejlsstigningen i år 2020 (i dag) og 2045 (om 25 år) ses en forventet havspejlsstigning i denne periode på ca. 16 cm, hvilket svarer til ca. 6,4 mm/år. Der er nogen usikkerhed på fremskrivningen af havspejlsstigningen Højvandsstatistik Hanstholm Havn er den nærmeste lokalitet, hvor der er udarbejdet en højvandsstatistik. De hydrauliske forhold ved Hanstholm minder om forholdene ved Lild Strand, og højvandsstatistikken for Hanstholm Havn vurderes derfor at være repræsentativ for Lild Strand. Statistikken er udgivet af Kystdirektoratet i foråret 2018, [4] og er gengivet i Figur 5.2. Højvandsstatistikken er baseret på målinger mellem september 1969 og januar 2017 fra en vandstandsmåler i havnen. Dette er en dataperiode på godt 47 år, som vurderes at give tilstrækkelig statistisk sikkerhed til, at ekstremværdierne kan anvendes i dette projekt. Statistikken viser, at en 50 års middeltidshændelse i dag svarer til +1,67 m over daglig vande i

18 Figur 5.2: Middeltidshændelse med usikkerhedsinterval ved Hanstholm Havn, [4]. På figuren er en 50 års hændelse i dag fremskrevet til år 2045, hvor havspejlet er steget 16 cm Dimensionsgivende vandstand på dybt vand Den dimensionsgivende vandstand på dybt vand for det valgte sikringsniveau med en 50 års middeltidsvandstand (MT) om 25 år (i år 2045) bliver således +1,83 mdvr90, se Figur 5.2 og Tabel 5.1. Tabel 5.1: Dimensionsgivende vandstand på dybt vand svarende til en 50 år hændelse i års MT om 25 år (i år 2045) Ekstrem vandstand [mdvr90] +1,67 Havvandspejlsstigning [m] 0,16 Dimensionsgivende vandstand [mdvr90] +1,83 I tilfælde af bølgepåvirkning medregnes bølgesetup og evt. vindstuvning langs stranden. 5.3 Isostatisk landhævning I Danmark foregår der generelt en landhævning efter, at isen under den seneste istid trykkede en del af Danmark ned. Da isen forsvandt, begyndte landet at hæve sig igen og dette foregår endnu dog med store regionale hastighedsforskelle, se Figur

19 Figur 5.3: Absolut landhævning i Danmark med nøjagtighed på 0,2 mm/år, [5]. Ved Lild Strand er den gennemsnitlige landhævning vurderet til ca. 1,2 mm/år. Den resulterende forventede landhævning indtil år 2045 er dermed ca. 3 cm. 5.4 Kystprofilet KDI har udført opmåling af kystprofiler ved Lild Strand i Derudover har COWI udført opmåling af stranden ved Lild Strand i forbindelse med skitseprojektet i 2017, [1]. Skråningsbeskyttelsen ved Lild Strand er designet ud fra et kystprofil, som er sammensat af KDIs opmåling op til kote +1,0m DVR90 og COWIs opmåling af Stranden over kote +1,0m DVR90. Kystprofilet af stranden er placeret som vist på Figur 1.1 ved det hus, der ligger tættest på kanten. 19

20 Opmålingen fra KDI ses i Figur 5.4 sammen med det kombinerede profil, som er anvendt. Strandens bredde er større i profilet fra KDI. Figur 5.4: Opmålt profil fra KDI og profil opmålt af COWI over kote +1,0m DVR90.. I Figur 5.5 er den planlagte skråningsbeskyttelse vist sammen med det sammensatte kystprofil. Skråningsbeskyttelsen har en topkote på +5,0 mdvr90. Skråningsbeskyttelsens funderingskote er 0,0 mdvr90. Hældningen af skråningsbeskyttelsen er 1:2. Det sammensatte kystprofil er i Figur 5.5 repræsenteret ved et teoretisk ligevægtskystprofil, [6], som under vandlinjen bestemmes ud fra følgende udtryk: h = Ax 2/3 hvor h er vanddybde, og x er afstanden fra vandlinjen. Koefficienten A afhænger af middelkornstørrelsen. I Figur 5.5 er A=0,135 svarende til en middelkornstørrelse på d50=0,35 mm. Over kote +0,0 mdvr90 er ligevægtsprofilet repræsenteret med en ret linje med hældning, der svarer til det sammensatte profiles hældning. Det ses, at ligevægtsprofilet flugter nogenlunde med det opmålte profil fra kote -3,2 mdvr90 og til hvor profilet rammer skråningsbeskyttelsen. 20

21 Figur 5.5: Det sammensatte profil og ligevægtsprofilet. De to profiler flugter hinanden fra kote -3,2 m DVR90, til hvor profilerne møder skråningsbeskyttelsen Kystprofilet under en storm Skråningsbeskyttelsens dæksten beregnes for tre forskellige scenarier af kystudvikling foran beskyttelsen under designstormen: 1. Designstorm indtræffer i dag. I denne analyse inkluderes klimarelateret havspejlsstigning og landhævning ikke. Designvandstanden på dybt vand er +1,67 mdvr90. Når designstormen indtræffer om 25 år inkluderes klimarelateret havspejlsstigning og landhævning. For dette tilfælde er opstillet to scenarier: 2. Der strandfodres som kompensation for havspejlsstigning de kommende 25 år. Vandlinjen ligger derfor i samme afstand fra skråningsbeskyttelsens top som i dag, men ligger +16 cm højere end i dag. Designvandstanden på dybt vand er +1,83 mdvr Der er ikke strandfodret mod klimarelaterede havspejlsstigning de næste 25 år. Profilet er dog hævet 3 cm pga. landhævning. Designvandstanden på dybt vand er +1,83 mdvr90. Det forudsættes i Scenarie 2 og 3, at der de næste 25 år kompensationsfodres mod kronisk erosion. Kystprofiler for de tre scenarier ses i Figur 5.6 til Figur 5.8, hvor både ligevægtsprofilet under normale forhold og ligevægtsprofilet under en storm er vist. Stormprofilerne findes ved at hæve ligevægtsprofilet svarende til stormvandstanden. Stormprofilerne parallelforskydes derefter mod venstre indtil der er balance i sedimentbudgettet mellem skråningsbeskyttelsen og den store revle for initialprofil og stormprofil. 21

22 Figur 5.6: Ligevægtsprofil og stormprofil i Figur 5.7: Ligevægtsprofil i 2045, hvor der strandfodres mod klimarelateret havspejlsstigning. Ligevægtsprofilet er derfor løftet 16 cm svarende til havspejlsstigning i forhold til Figur 5.8: Ligevægtsprofil i 2045, hvor der ikke strandfodres mod klimarelateret havspejlsstigning. Ligevægtsprofilet er løftet 3 cm pga. landhævning i forhold til

23 Den vertikale erosion foran skråningsbeskyttelsen er henholdsvis ~1,57 m, ~1,60m og ~1,66 m for Scenarie 1, 2 og Dimensionsgivende bølge på dybt vand Skråningsbeskyttelsen er i skitseprojektet designet for en 50 års bølge på dybt vand fra nord-nordvestlig retning (330 grader) med en signifikant bølgehøjde på Hs=5,5 m og peak bølgeperiode på Tp=15,5 s. Designbølgedataene fra skitseprojektet er vurderet i forhold til data, som NIRAS er i besiddelse af. NIRAS er enig i bølgehøjden for en 50 års returperiode på dybt vand ud for Lild Strand. Bølgeperioden virker dog noget stor. Det er derfor undersøgt, om en mindre bølgeperiode vil føre til større dimensioner af skråningsbeskyttelse jf. afsnit Dimensionsgivende bølge og vandstand foran skråningsbeskyttelsen Ved Lild strand forekommer ekstrem vandstand og ekstrem bølgepåvirkning samtidigt. Bølgetransformationen fra dybt til lavt vand er beregnet for de tre storm-profiler beskrevet i Afsnit 5.4 ved brug af LITPACK, som er udviklet af DHI. Bølgetransformationen ind over kystprofilet er illustreret for Scenarie 1, som viser et stormprofil i 2020 med en yder vandstand på +1,67 m, se Figur 5.9. Foran skråningsbeskyttelsen er vandstanden +2,04 m DVR90, mens den signifikante bølgehøjde er Hs=1,8 m. Figur 5.9: Bølgetransformation over storm-profilet i Vandstanden stiger ind mod kysten samtidig med at bølgehøjden falder. Vandstand, bølgehøjde og terrænkote foran skråningsbeskyttelsen for de tre scenarier er angivet i Tabel

24 Tabel 5.2: Bølgesetup, bølgehøjde og terrænkote foran skråningsbeskyttelsen for de tre scenarier. På dybt vand Vandstand (mdvr90) Ved foden af skråningsbeskyttelsen Bølgesetup (m) Bølgehøjde, Hs (m) Terrænkote (mdvr90) Scenarie 1 + 1,67 + 0,37 1,8 + 0,35 Scenarie 2 + 1,83 + 0,37 1,9 + 0,45 Scenarie 3 + 1,83 + 0,35 2,0 + 0,26 Terrænkoten foran konstruktionen i Scenarie 2 er større end i Scenarie 1, da mængden af sediment der eroderes væk under stormen foran konstruktionen er mindre i Scenarie 2. Til gengæld er bølgehøjden større, da vanddybden er større i Scenarie 2. Scenarie 3 har dog den største bølgehøjde og mindste terrænkote foran skåningsbeskyttelsen. 5.7 Skråningsbeskyttelsens dimensioner Ud fra den dimensionsgivende vandstand og bølgehøjde på lavt vand kan den nødvendige stenstørrelse for at sikre en stabil skråningsbeskyttelse beregnes. Ud over at sikre tilpas store dæksten er det også vigtigt at sikre, at bølgeoverskylet er tilstrækkelig lille, da der ellers kan ske skader på selve skråningsbeskyttelsen og bagvedliggende bygninger og terræn Dæksten Dækstenenes medianvægt er beregnet vha. to forskellige formler for stenstørrelse, henholdsvis Hudsons formel og Van der Meers formel. Stabilitetsfaktoren i de to formler er henholdsvis Sd=1,5 og Kd=1,5. Stenstørrelse angives ofte i vægt, M. Den nominelle diameter, dn, er sidelængden på den tilhørende kube med samme vægt, M= ρrdn 3, hvor er ρr er stenens densitet. Graderingen af stenene følger anbefalingen i [7] hvor M 15 = M 15 /1,5 M 85 = 1,5M 15 M15 og M85 angiver den procentdel af stenene, som har en tilsvarende eller mindre masse. Den nødvendige vægt af dækstenene og den tilhørende nominelle diameter ses i Tabel 5.3 for de tre scenarier. Skråningsbeskyttelsen designes for Scenarie 2, hvor medianvægten er 3500 kg og varierer mellem kg. Som det ses af Tabel 5.3 vil disse sten ikke være stabile i 2045, hvis der ikke strandfodres mod havspejlsstigninger (Scenarie 3). 24

25 Tabel 5.3: Nødvendige størrelse af dæksten for de tre scenarier. Dn50 (m) M15 (kg) M50 (kg) M85 (kg) Scenarie 1 1, Scenarie 2 1, Scenarie 3 1, Den dimensionsgivende bølge har en forholdsvis stor peak-bølgeperiode. Det er derfor undersøgt, hvad den nødvendige dækstensstørrelse er for mindre bølgeperioder. Undersøgelsen er udført for Scenarie 2 med Van der Meers formel. I Figur 5.10 ses hvordan vandstand og bølgehøjde foran skråningsbeskyttelsen varierer som funktion af peak-bølgeperioden, Tp. Bølgehøjden og vandstanden falder når bølgeperioden falder. Dette betyder, at den nødvendige stenstørrelse også falder, som angivet i Figur I dette tilfælde er det vurderet konservativt at basere designet på en peak-bølgeperiode på Tp=15,5 s. Figur 5.10: Bølgehøjde og vandstand foran skråningsbeskyttelsen samt den tilsvarende nødvendige stenstørrelse, som funktion af peak-bølgeperioden Filtersten Filtermaterialet er blandet stenfyld som skal opfylde følgende filterkriterier, [7], d 15d d 15f > 10 d 50d d 50f > 7 d 85d d 85f > 4 svarende til M 15d M 15f > 1000 M 50d M 50f > 343 M 85d M 85f > 64 25

26 Her står indeks d og f for henholdsvis dæksten og filtersten. Ud fra ovenstående kriterie er fundet en standard gradering jf. European EN [8], som lever op til overstående kriterie. Filterstenenes stenstørrelse er angivet i Tabel 5.4. Tabel 5.4: Nødvendige størrelse af filtersten for Scenarie 2. dn15 (mm) dn50 (mm) dn85 (mm) M15 (kg) M50 (kg) Scenarie M85 (kg) Bølgeoverskyl Skråningsbeskyttelsen skal være tilstrækkelig høj til at forhindre skadelig bølgeoverskyl i forbindelse med en designstorm. Bølgeoverskyl angives i liter pr sekund pr meters bredde af beskyttelsen. Ifølge [9] må bølgeoverskyllet ved skråningsbeskyttelsens forkant ikke overstige 2 l/s/m, hvis det skal undgås, at der sker skade på beskyttelsen. Den nærmeste bygning ligger 5 m fra skråningsbeskyttelsens kant. Her skal overskyllet være mindre end 0,03 l/s/m for at sikre huset mod alvorlige skader. Bølgeoverskyllet afhænger ud over bølgehøjde og vanddybde foran skråningsbeskyttelsen også af skråningsbeskyttelsens hældning, topkote og kronebredde. Bølgeoverskyllet er undersøgt for skråningsbeskyttelsens dimensioner angivet i afsnit 2 dvs. en hældning på 1:2, topkote på +5,0 mdvr90 og kronebredde på 2,75 m. Bølgeoverskylet for de tre scenarier beskrevet i afsnit 5.4 er angivet i Tabel 5.5. For Scenarie 1 er begge overskylskriterier overholdt. Ved Scenarie 2 er overskyllet ved skråningsbeskyttelsens forkant lig kriteriet på 2 l/s/m, mens det ved huset 5 m væk ikke er overholdt. I fremtiden skal det fremskudte hus beskyttes yderligere for at undgå skader i forbindelse med en kraftig storm. Ved de øvrige huse, hvor afstanden til beskyttelsen er større, er kriteriet overholdt. I Scenarie 3 er ingen af kriterierne overholdt. Der er dog stadig tale om forholdsvist lille overskyl, men det viser, at det er nødvendigt at vedligeholde stranden foran skråningsbeskyttelsen ved strandfodring. Tabel 5.5: Bølgeoverskyl ved skråningsbeskyttelsen kant og ved det nærmeste hus bag beskyttelsen for de tre scenarier. Overskyl ved forkant Overskyl ved bagkant Overskyl ved hus 5 m væk Scenarie 1 0,7 0,2 0,03 Scenarie 2 2 0,7 0,1 Scenarie ,2 26

27 5.8 Strandfodring Kompensationsfodringen bør mindst modsvare den gennemsnitlige profilerosion dvs. erosionen mellem den aktive dybde (-7 m mdvr90) og skræntens top (+5 mdvr90), [1] Strandfodring mod kronisk erosion Den kroniske erosion vurderes ud fra analyse af vandlinjens variation fundet ved analyse af ortofoto for forskellige årstal mellem , Figur Der er nogen usikkerhed på placeringen af vandlinjen på figurerne. Dette skyldes vandrende sandbølger og variation i vandstanden på de tidspunkter, hvor luftfotoene er taget. Det ses tydeligt, at tilbagerykningen i perioden er størst langs den østlige kyststrækning. Figur 5.11: Vandlinjens variation fra Erosionsprofilerne er brugt til beregning af kronisk erosion. Den eksisterende skåningsbeskyttelse på den vestlige kyststrækning blev anlagt i Kysttilbagerykningen undersøges derfor i perioden før etablering af den nuværende kystbeskyttelse ( ) og efter ( ). Der findes desværre ikke luftfoto mellem Udvikling i vandlinjen i forhold til 1883 langs de fem profiler (angivet i Figur 5.11) er vist i Figur I figuren ses både den målte tilbagerykning samt den gennemsnitlige tilbagerykning i perioderne og

28 Figur 5.12: Vandlinjens variation mellem 1883 og Nederste figur viser den gennemsnitlige tilbagerykning i perioderne og På figuren er den gennemsnitlige kysttilbagerykning pr år i de to perioder angivet. Kysttilbagerykningen langs de fem profiler varierer mellem 0,1-0,5 m/år i perioden , mens den i perioden varierer mellem 0,4-1,2 m/år. Tilbagerykningen har derfor været størst i den sidstnævnte periode. Den gennemsnitlige tilbagerykning på den vestlig og østlige strækning for perioden og er angivet i Tabel 5.6. På den vestlige kyststrækning er tilbagerykningen henholdsvis 0,2 og 0,9 m/år mens den på den østlige strækning er henholdsvis 0,5 og 0,6 m/år. Tabel 5.6: Gennemsnitlig kysttilbagerykning langs denvestlige og østlige kyststrækning samt de nødvendlige fodringsmængder mod kronisk erosion. Vestlige strækning Østlige strækning Periode Gennemsnitlig tilbagerykning (m/år) ,2 0, ,9 0,6 Periode Fodringsmængde (m 3 /år/m) ,8 5, ,3 7,4 28

29 Strandfodringsmængden er produktet af det aktive profils højde (12 m) og den årlige kysttilbagerykning. Den årlige strandfodringsmængde mod kroniske erosion er angivet i Tabel 5.6. På den vestlige kyststrækning er den nødvendige strandfodringsmængde mod kronisk erosion henholdsvis 1,8 og 11,3 m 3 /år mens den på den østlige strækning er henholdsvis 5,5 og 7,4 m 3 /år. Den store stigning i den kroniske erosion fra perioden til langs den vestlige kyststrækning, må skyldes ændring i den overordnede kystlinje. Langs den østlige strækning kan noget af stigningen højst sandsynlig tilskrives etablering af den nuværende skråningsbeskyttelse, som må forårsage læsideerosion langs den østlige strækning Strandfodring mod havspejlsstigning Skråningsbeskyttelsens levetid er 25 år. Som beskrevet i afsnit 5.2.3, forventes en havspejlsstigning på 16 cm frem til 2045, svarende til 0,64 cm/år. Der skal fodres i hele det aktive profil som går fra -7 mdvr90 til skræntens top i kote +5 mdvr90. Strandfodringsmængden er lig produktet af det aktive profils længde og havspejlsstigningen. Som det ses af Figur 5.4 er det aktive profils længde cirka 850 m. Den årlige strandfodringsmængde er derfor 4,4 m 3 /år/m. 29

30 6 References [1] COWI,»Kystbeskyttelse ved Lild Strand. Skitseprojekt,«2017. [2] DMI,»Fremtidige klimaforandringer i Danmark - Danmarks klimacenter rapport nr. 6,«2014. [3] DMI,»DMI - Fremtidens vandstand,«[online]. Available: [Senest hentet eller vist den Maj 2017]. [4] Miljø- og Fødevareministeriet,»Højvandsstatistikker 2017,«2018. [5] K. Vognsen, C. Sørensen, P. Knudsen, K. Engasager, A. Khan og O. B. Andersen,»Landhævninger i Danmark,«Kystdirektoratet, [Online]. Available: [6] R. Dean, Beach Nourishment. Theory and Practice,, World Scientific Publishing, [7] O. Jensen,»A monograph on Rubble Mound Breakwaters.,«Danish Hydraulic Institute, [8] CIRIA, CUR og CETMEF, The Rock Manual. The use of rock in hydraulic engineering, 2nd red., C683, CIRIA, London, [9] U. S. Army Corps of Engineers, Coastal Engineering Manual, U. S. Army Corps of Engineers,