Hanstholm Havn. Måling af strøm- og bølgeforhold. Juni Grontmij Endelig rapport. Juni 2011

Transkript

1 Hanstholm Havn Måling af strøm- og bølgeforhold Juni Grontmij Endelig rapport Juni

2 Hanstholm Havn Måling af strøm- og bølgeforhold Agern Allé Hørsholm Tlf: Fax: dhi@dhigroup.com Juni Klient Klientens repræsentant Grontmij Annette Lützen Møller Anders Helkjær Projekt Projekt nr. Måling af strøm- og bølgeforhold Kim Rørbæk Dato 28. juni Godkendt af Ida Brøker 0 Endelig Rapport KIR RD IBH 28/06/11 Revision Beskrivelse Udført Kontrolleret Godkendt Dato Nøgleord Tidsserieplot Transectplot Strøm- og bølgeforhold TRIAXYS Klassifikation Åben Intern Tilhører klienten Distribution Grontmij DHI: Anders Helkjær, Annette Lützen Møller KIR, JAO Antal kopier PDF PDF PDF

3 INDHOLDSFORTEGNELSE 1 INDLEDNING UDSTYR OPMÅLINGSPROCEDURER Bølgebøje Horisontal strømfordeling RESULTATER... 6 BILAG A B Tidsserieplot af data fra strøm- og bølgemåleren Transectplot kir.be.06. i DHI

4 1 INDLEDNING I perioden 20. januar til 11. maj gennemførtes en opmåling af støm- og bølgeforholdene på en position ca. 500 m NV for Hanstholm Havn. Bølge- og strømdata skulle anvendes i forbindelse med forskellige hydrauliske undersøgelser som er nødvendiggjort af den påtænkte udvidelse af havnen. Målingerne gennemførtes med en retningsbølgemåler med indbygget akustisk strømprofilmåler. I tillæg hertil gennemførtes d. 10. maj en opmåling af strømmens horisontale fordeling i et område hovedsageligt øst for den nuværende havn. Data herfra skal anvendes til verifikation af modelgenererede strømdata, og det blev tilstræbt kun at gennemføre opmålingen ved Ø-gående strøm med en middel strømhastighed på ikke under 1 knob (0,50 m/sec). Baseret på tilgængelige strømprognoser besluttedes det at gennemføre opmålingen natten mellem 10. og 11. maj. Denne rapport beskriver kort det anvendte udstyr, de anvendte måle og processeringsprocedurer samt viser de målte data på grafisk form. 2 UDSTYR Til måling af bølger og strøm i den faste position ud for havnen anvendtes en TRIAXYS Next Wave retningsbølgemåler produceret af Axys Technologies, Canada. Bølgemåleren blev leveret med indbygget 600 khz ADCP akustisk strømmåler produceret af RD Instruments, USA. Måleren blev udlagt på positionen: N E. Bøjen var forankret til havbunden med en fleksibel fortøjning fastgjort til en 300 kg betonklods. Vanddybden på udlægningspositionen er 22,5 m kir.be DHI

5 Udlægning af bøje d. 20. januar TRIAXYS bøjen måler overfladeelevationer samt accelerationer i hhv. N og Ø retningen og beregner herefter en lang række bølgeparametre i hhv. frekvens- og tidsdomænet. I denne rapport vises kun Hm0, MWD, Tpeak samt Tz. Bølgemåleren indsamler data i wave bursts á 20 min, startende hhv xx:00 og xx:30. Data logges internt i måleren men transmitteres ligeledes via GPRS til land, hvor data blev vist på en WEB side etableret til formålet. Strømmåleren registrerer et strømprofil hvert sekund i 10 min. ligeledes startende kl. xx:00 og xx:30. De indsamlede strømprofiler midles til eet profil, der ligeledes logges internt samtidig med, at det sendes til land hver halve time. Strømmåleren var konfigureret til en vertikal opløsning på 1 m. Første måling ligger 1,9 m under overfladen. Til opmåling af strømmens horisontale fordeling anvendtes en 600 khz WorkHorse ADCP produceret af RD Instruments, USA. Instrumentet var monteret i et beslag på siden af et lokalt fiskefartøj Pluto chartret til formålet kir.be DHI

6 Lokalt fiskefartøj Pluto. Bemærk ADCPeren, der er monteret på bagbords side af fartøjet Retningsdata blev tilvejebragt med et Hemisphere GPS kompas, og samme instrument leverede DGPS data til bestemmelse af positionen. Alle data blev opsamlet i RDI s softwarepakke WinRiver. Til naviagtion anvendtes den hydrografiske opmålingsoftware Hypack Max version.. 3 OPMÅLINGSPROCEDURER 3.1 Bølgebøje Data fra bølgebøjen transmitteredes hver halve time til DHI s server via GPRS. Her blev data formateret og vist på en WEB side. Formålet med web præsentationen var først og fremmest at kontrollere på daglig basis, at måleren fungerede korrekt, og at data var af forventet kvalitet. Alle data blev endvidere logget til bøjens interne data logger, hvorfra de blev downloadet, da måleren blev bjærget. Disse data er efterfølgende processeret og nedenstående bølge- og strømdata er beregnet og præsenteret i denne rapport: Hm0 - significant bølgehøjde (spektralafledt) MWD - middel bølgehøjde (spektralafledt) kir.be DHI

7 Tpeak - peak bølgeperiode (spektralafledt) Tz - middel bølgeperiode (spektralafledt) Strømhastighed og retning for hver meter startende 2,5 m under havoverfladen. 3.2 Horisontal strømfordeling Opmålingen gennemførtes natten mellem den 10. og 11. maj, idet tilgængelige strømprognoser alle indikerede den ønskede Ø-lige strøm med den ønskede hastighed på ikke under 1 knob. Strømprofiler blev opsamlet i ialt 16 transekter som vist herunder. Transekterne er nummerede fra 2 til 17 inkl. Skibets hastighed blev holdt under 3 knob, og der indsamledes et strømprofil hvert sekund med en vertikal opløsning på 1 m. Første måling ligger 1,9 m under overfladen. Fordeling af transekter i området omkring og øst for havnen I efterprocesseringen er data midlet såvel horisontalt som vertikalt. Et strømprofil er dannet som middel af tyve 1 Hz profiler, og for hvert profil er alle hastigheder og retninger midlet over dybden ved traditionel vektormidling. Midlede data er efterfølgende præsenteret som vektorer på baggrundskort (georefereret Google Earth kort). Vektorens længde repræsenterer strømmens hastighed, mens vektorens retning repræsenterer strømretningen. Et eksempel er vist herunder kir.be DHI

8 Den dybdemidlede strøms horisontale fordeling Alle 16 transekter blev gennemsejlet een gang, og to transekter sejledes to gange. Alle data er præsenteret på to kort: Det første kort viser data fra første gennemsejling af transekterne 2-17, mens det andet kort viser data fra 2. gennemsejling af transekterne 6 og 7. Endvidere vises data fra to transekter tæt på hhv. det NØ-lige og det SV-lige molehoved. Kortene er inkluderet i Appendix B. Det skal bemærkes, at transekterne ikke er indsamlet i rækkefølge, og at de viste kort derfor ikke repræsenterer noget øjebliksbillede af strømfordelingen. Rækkefølgen og tidspunktet for indsamlingen af de enkelte transekter fremgår af tabellen herunder kir.be DHI

9 Dato Transect Nr. Start (UTC) Stop (UTC) Filnavn 2 18:14 18:27 Hanst000r :33 18:40 Hanst001r :45 18:53 Hanst002r :02 19:16 Hanst003r :21 19:32 Hanst004r :38 19:50 Hanst005r :54 20:07 Hanst006r :12 20:25 Hanst007r :30 20:45 Hanst009r maj 17 20:49 21:04 Hanst010r :10 21:25 Hanst012r :29 21:40 Hanst013r :46 21:59 Hanst014r :04 22:18 Hanst015r.000 7(2) 22:19 22:29 Hanst016r.000 6(2) 22:34 22:44 Hanst017r :47 22:59 Hanst018r :06 23:16 Hanst019r.000 West 23:23 23:26 Hanst020r.000 East 23:28 23:30 Hanst021r.000 Transekt nr. 6 blev ved anden gennemsejling forlænget til den udlagte bøje, hvilket gav mulighed for sammenligning af bøjens strømprofil med strømprofilet opmålt af den skibsbaserede ADCP. 4 RESULTATER Alle data fra strøm- og bølgemåleren er vist i Appendix A: Tidsserier (20. januar 11. maj ) af: Hm0, MWD samt Tz Strømhastighed og -retning, dybdemidlet over hele vandkolonnen Strømhastighed og -retning over de øverste 6 m af vandkolonnen Rose plot af: Bølger (Hm0 som funktion af MWD) Strøm (middelstrømhastighed som funktion af middelstrømretning) Strøm (hastighed i øverste 6 m som funktion af strømhastighed over samme dybde) Alle data fra transektmålerne den 10. maj er vist i Appendix B kir.be DHI

10 Kort som viser: Strømmens horisontale fordeling (dybdemidlet) d. 10. maj 18:27 23:30 o Transekterne 2-17 o Transekterne 6(2), 7(2) samt transekter ved molehovederne Kort som viser: Strømmens horisontale fordeling i 1,9 m dybde den 10. maj 18:27 23:30 o Transekterne 2 17 o Transekterne 6(2), 7(2) samt transekter ved molehovederne kir.be DHI

11 B I L A G kir.be.06. DHI

12 B I L A G A Tidsserieplot af data fra strøm og - bølgemåleren kir.be.06. DHI

13 G:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Current.dfs0 N Calm % 10 % Velocity (m/sec) Above Below Date: 6/6/ Init: KIR Client: Project: Grontmij Hanstholm Strømrose Data fra bølgemåler bøje (dybdemidlede) 20. jan maj Drawing no.

14 G:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Current.dfs0 N Calm % 10 % Velocity (m/sec) Above Below Date: 6/6/ Init: KIR Client: Project: Grontmij Hanstholm Strømrose Data fra bølgemåler bøje (øverste 6 m) 20. jan maj Drawing no.

15 Vel_avg_upper [m/s] TRIAXYS buoy - current velocity, upper 6 m of water column Velocity (m/sec) F:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Current.dfs Dir_avg_upper [deg] February March TRIAXYS buoy - current direction, upper 6 m of water column April F:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Current.dfs0 February March April Date: 6/6/ Init: KIR Client: Project: Grontmij Hanstholm Strømdata fra øverste 6 m af vandsøjlen Data fra bølgemåler bøje 20. jan maj Strømhastighed og -retning Drawing no.

16 Velocity (m/sec) Vel_avg_all [m/s] TRIAXYS buoy - current velocity, depth averaged F:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Current.dfs0 Direction (degr) Dir_avg_all [deg] February March TRIAXYS buoy - current direction, depth averaged April F:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Current.dfs0 0 February March April Date: 6/6/ Init: KIR Client: Project: Grontmij Hanstholm Tidsserier af dybdemidlede strømdata Data fra bølgemåler bøje 20. jan maj Strømhastighed og -retning Drawing no.

17 F:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Waves.dfs0 N Calm % 10 % Hm0 (m) Above Below Date: 6/6/ Init: KIR Client: Project: Grontmij Hanstholm Bølgerose Data fra bølgemåler bøje 20. jan maj Drawing no.

18 Wave height (m) Hm0 [m] TRIAXYS buoy - significant wave height (Hm0) and mean wave direction (MWD) MWD [deg] Direction (degr) F:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Waves.dfs0 0.0 Tmean [sec] February March TRIAXYS buoy - mean wave period (Tz) April Wave period (sec) F:\HanstholmBuoyLoggerData\Mike Zero\Waves.dfs0 0 February March April Date: 6/6/ Init: KIR Client: Project: Grontmij Hanstholm Tidsserier af bølgedata Data fra bølgemåler bøje 20. jan maj Bølgehøjde, retning og periode Drawing no.

19 B I L A G B Transectplot kir.be.06. DHI

20 475000X X X X Transect data indsamlet 11. April mellem kl. 18:14 og 23:16 (UTC) Data er målt 1.9 m under havoverfladen Scale cm/sec Y Y Y Buoy Y Y Y X X X X

21 475000X X X X Transect data indsamlet 11. April mellem kl. 18:14 og 23:16 (UTC) Data er målt 1.9 m under havoverfladen Y Scale Y 50 cm/sec 1 6(2) Buoy 7(2) Y Y Y W E Y X X X X

22 475000X X X X Transect data indsamlet 11. April mellem kl. 18:14 og 23:16 (UTC) Y Data er dybdemidlede Scale Y 1 50 cm/sec Buoy Y Y Y Y X X X X

23 475000X X X X Transect data indsamlet 11. April mellem kl. 18:14 og 23:16 (UTC) Data er dybdemidlede Y Scale Y 50 cm/sec 1 6(2) Buoy 7(2) Y Y Y W E Y X X X X