Variationer i kystprofilet

Transkript

1 Variationer i kystprofilet

2 Projekt Variationer i kystprofilet Startdato: September 2002 Slutdato: December 2005 Projektgruppe: Projektansvarlig (PA): Projektleder (PL): Projektmedarbejdere (PM): Per Sørensen Søren Bjerre Knudsen Holger Toxvig Madsen Irene Andersen Timeregistrering Kontering Godkendt af Nøgleord Sandbølger, Revler, Sedimenttransport, Satellitfotos, Radar Distribution Internt, Transport- og Energiministeriet, Det Kongelige bibliotek Gr

3 Variationer i kystprofilet December 2005

4 INDHOLD Tegningsliste Referenceliste 1 Indledning Resumé og anbefalinger Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet Indledning Satellitfotos Satellitter og udbydere af satellitfotos Erfaringer fra anvendelsen af satellitfotos Flyfotos Radar Generelle oplysninger Egne erfaringer med anvendelse af radar Sidescan Sediment trend analyse D-afbilning Revleanalyse på grundlag af de opmålte lokalbathymetrier Revleanalyse på grundlag af vestkystopmålingerne Sedimenttransport i den ydre del af kystprofilet Resumé Indledning Beskrivelse af monitoreringsprogrammet Indholdsfortegnelse

5 Bølge- og strømforhold Morfologisk beskrivelse af sandbølgerne Analyser på grundlag af geologisk information Sedimenttransporten i det monitorerede område Anvendelse af resultaterne Konklusioner Referencer Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet Indledning Overblik over sandbølgerne på den centrale del af Vestkysten Fodringssandets kornstørrelse Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) Indledning Bølge- og strømforhold Bathymetrier Revleanalyse Radarbilleder Satellitfotos Sidescan Sandprøver inkl. sediment trend analyser Indledning Visuel bedømmelse af prøverne Sediment trend analyse Kystlinjebugtninger D-analyse Numerisk modellering Sammenfatning af analyseresultaterne i en hypotese Søndervig Indledning Den historiske kystudvikling De senere års kystudvikling Indholdsfortegnelse

6 7.3 Tolkning af observationerne Praktisk anvendelse af erfaringerne fra Søndervig Skagen Indledning Variationen i kystlinjens beliggenhed Ind- og udbugtninger på kystlinjen Planlægning af en analyse af en kystfodring Andre strækninger på Vestkysten Indledning Sdr. Holmsland Tange Indledning Analysemetode Blåvands Huk Fjaltring (Nourtec) Indledning Sediment trend analysen under Nourtec-projektet Tracerforsøget under Nourtec Havneindsejlinger Indledning Thorsminde Indledning Sammenhæng mellem oprensning og revlestrukturen Hypotese for sammenhængen mellem oprensning og revlestruktur Fastlæggelse af revlestrukturen nord for Thorsminde Forsøg på forudsigelse af revlestrukturen ud for Thorsminde Hvide Sande Indledning Sammenhæng mellem oprensningsmængden og fysiske påvirkninger samt revler Hypotese for sammenhæng mellem oprensning og revlestruktur Indholdsfortegnelse

7 TEGNINGER Nr. Titel 5.1 Sandbølgekort 5.2 Geologien under mobilt sand 6.1 Differensplan mellem første og sidste opmåling Differensplan svarende til det første år A Husby - strækningen De målte profiler i langsgående linie (forskellige farver) 6.3 B Husby - strækningen De målte profiler i langsgående linie (3 farver) 6.4 Revlehullets placering bestemt ud fra radarbilleder af brydende bølger 6.5 Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Husby - strækningen Lokalpejling Søndervig-strækningen satellitfotos og Søndervig-strækningen satellitfotos og Søndervig-strækningen satellitfotos og Søndervig-strækningen satellitfotos og Søndervig-strækningen satellitfotos Sdr. Holmsland Tange - SIC-forsøg Kystlinie 2000 og 2005 ud fra satellitfotos 9.2 Sdr. Holmsland Tange - SIC-forsøg Kystlinie 2000 og 2002 ud fra satellitfotos Tegningsliste

8 9.3 Sdr. Holmsland Tange - SIC-forsøg Kystlinie 2002 og 2004 ud fra satellitfotos 9.4 Sdr. Holmsland Tange - SIC-forsøg Kystlinie 2004 og 2005 ud fra satellitfotos 9.5 Sdr. Holmsland Tange - SIC-forsøg Målt kystlinie under forsøget 9.6 Blåvands Huk Bathymetri fra 1969 samt enkelt linie fra 2005 Tegningsliste

9 REFERENCER Bell P.S. and Thorne P.D. (2001). Application of X-band Radar and Acoustic Measurements for Surfzone Hydro and Mopho-dynamics. Borge J.C.N., Reichert K., Dittmer J. and Rosenthal W. (1998). WaMoS II: A Wave and Current Monitoring System. Proceedings of the COST 714 conference, 1998, Paris. Calkoen C.J., Hesselsmans H.F.M., Wensink G.J. and Vogelzang J. (2001). The Bathymetry Assessment System: Efficient Depth Mapping in Shallow Seas Using Radar Images. International Journal of Remote Sensing, 2001, Vol. 22, No. 15, Danish Coastal Authority (1997). Nourtec Thorsminde Tange. Synthesis Report 96. DHI Institut for Vand og Miljø (2005). Sedimenttransport omkring revlesystemer. GeoSea Consulting Ltd. (2005). An Analysis of Grain-Size Data Sets from the West Coast of Denmark. GEUS (1999). Geologisk kortlægning af Vestkysten. Regionalgeologisk tolkning af kystzonen mellem Lodbjerg og Nymindegab. GEUS (2001). Geologisk kortlægning af Vestkysten. En vurdering af aflejringsforholdene i området mellem Nymindegab og Horns Rev. Hersen P. (2004). Flow effect on the morphology and dynamics of barchan dunes. 2 nd international workshop on Marine Sandwave and River Dune Dynamics. Enschede, The Netherlands, Kystinspektoratet (1991). Vestkysten 90. Kystinspektoratet (1999). Sedimentanalyse Vestkysten Kystinspektoratet (2000). Skagen 99 evaluering og fremskrivning. Kystdirektoratet (2001a). Sedimentomsætning offshore. Kystdirektoratet (2001b). Naturligt referenceområde. Referencer

10 Kystdirektoratet (2001c). Sedimentbudget Vestkysten. Kystdirektoratet (2005). Fodringseffektivitet. Larsen B. (2003). Blåvands Huk Horns Rev området et nyt Skagen? Nyt fra GEUS. Nr. 4, OceanWaves GMBH (2004). High Resolution Current and Depth Estimation Husby, Denmark. Olsen H.A. (1985). Analyse af den morfologiske udvikling på strandplanet ud for Thorsminde Havn. Quester Tangent (2004). Acoustic Seabed Classification. Report on Classification of Reson 8101 Multibeam Data and Edgetech Sidescan Sonar Data. Rijkswaterstaat RIKZ (1997). NOURTEC Final Report Ruessink B.G., Bell P.S., van Enckevort I.M.J. and Aarninkhof S.G.J. (2001). Nearshore Bar Crest Position Derived From Remote Sensing Techniques. Ruessink B.G., Bell P.S., van Enckevort I.M.J. and Aarninkhof S.G.J. (2001). Nearshore Bar Crest Location Quantified from Time-averaged X-band Radar Images. Coastal Engineering 45 (2002) Referencer

11 AFSNIT 1 Indledning Det er under storm, at de gennemførte kystbeskyttelsesarbejder skal stå deres prøve. Et godt mål for en storms virkning på Vestkysten er størrelsen af skrænterosionen. Det er en almindelig erfaring, at når skrænttilbagerykningen gøres op efter en storm, er der stor variation i tallene. Hvis den gennemsnitlige skrænttilbagerykning er 1-2 m, er der ofte et sted, hvor tilbagerykningen har været måske 20 m. Det bedste eksempel fra nyere tid er fra stormen den 6. november Stormen, der på grundlag af de registrerede vandstande, blev kategoriseret som en 10 års storm, bevirkede en skrænttilbagerykning ved Nygård Dige vest for Harboøre på ca. 60 m. Skrænttilbagerykningen på den øvrige del af strækningen Lodbjerg Nymindegab var helt ordinær. Et helt aktuelt eksempel oplevede man under orkanen den 8. januar Hvor den gennemsnitlige skrænttilbagerykning på strækningen Lodbjerg Nymindegab var ca. 3 m, var tilbagerykningen ved Søndervig ca. 25 m. Det er karakteristisk for disse strækninger med særlig stor erosion, at man ikke på forhånd opfattede dem som særligt udsatte. Det har heller ikke efter stormene været muligt at finde forklaringen på, hvorfor en bestemt strækning blev særligt hårdt ramt. Den mest anvendte forklaring har været, at det var et revlehul, der var årsagen. Forklaringen er imidlertid kun en hypotese, der har været vanskelig at få verificeret på grund af manglende opmålinger af revlesystemet umiddelbart før og efter stormen. Det er klart, at det for Kystdirektoratet som ansvarlig for kystbeskyttelsen på strækningen Lodbjerg Nymindegab er af stor værdi at kende forklaringen på disse lokale kraftige angreb på kysten. Med en forståelse af sammenhængen vil der være mulighed for at forudse, hvor det næste angreb kommer, og dermed vil der i bedste fald være mulighed for at forebygge stormens erosion i klit eller skrænt f.eks. ved en forøget fodringsindsats. Indledning 4

12 I det foreliggende projekt har hovedformålet været at udvikle en metode, så man er i stand til at forudsige disse lokale angreb på kysten. Parallelt hermed er der arbejdet med muligheden for at forudsige pludselig tilsanding af indsejlingerne til Thorsminde og Hvide Sande. De to formål er koblet sammen, idet det er detaljeret kendskab til revlestrukturen, der er grundlaget for begge forudsigelsesmetoder. Den model, der er udviklet i tilknytning til de to hovedformål, gør det også muligt at forudsige de kystlinjebugtninger, der overlejrer de variationer, der skyldes de direkte bølgepåvirkninger. Denne viden vil bl.a. kunne udnyttes i forbindelse med planlægning og gennemførelse af forsøg med f.eks. kystfodring. Projektet tager afsæt i Kystdirektoratets projekt»sedimentomsætning offshore«, der blev afsluttet i I dette projekt blev der især fokuseret på sedimenttransporten i den ydre del af profilet i form af de op til 5 m høje sandbølger, der bevæger sig nordpå og samtidig indad mod kysten. I det foreliggende projekt opdateres dokumentationen for sandbølgerne på grundlag af de opmålinger, der er udført siden afslutningen af ovennævnte projekt. Hovedindsatsen ligger imidlertid på analysen af revlesystemet. Sandbølgernes og revlesystemets bevægelser giver anledning til hvert sit system af bugtninger på kystlinjen, der bedst kan beskrives som harmoniske svingninger. Bugtningerne, der hænger sammen med sandbølgerne, vandrer mod nord, medens de kystlinjebugtninger, der hænger sammen med revlesystemet, bevæger sig i samme retning som revlesystemet. Da revlesystemet bevæger sig svarende til nettosedimenttransporten, gælder det samme også for disse kystlinjebugtninger. De vandrer altså mod syd syd for Langerhuse og mod nord nord for Agger. På den mellemliggende strækning er retningen mod Thyborøn Kanal. Det har været et sideordnet formål med projektet at undersøge og beskrive en række af de metoder til monitorering af kystlinjen og revlesystemet, der er blevet praktisk anvendelige inden for de senere år. Det drejer sig om satellitfotografering, radarmålinger, sidescanning og avancerede sediment trend analyser. Under projektet er disse monitoreringsværktøjer anvendt i analyserne, så der er opnået en god erfaring med anvendelsen af dem i praksis. Der er også gennemført en numerisk modellering af et område med henblik på at udbygge forståelsen af sammenhængen mellem påvirkning og udvikling. Projektet er gennemført i perioden , og det indgår i Kystdirektoratets udviklingsprogram KUP for perioden Indledning 5

13 AFSNIT 2 Resumé og anbefalinger Anvendte monitorerings- og analysemetoder Rapporten indledes med en gennemgang af de monitorerings- og analysemetoder, der er anvendt i projektet. Det drejer sig om satellitfotos, flyfotos, radar, sidescan, sediment trend analyser og 3D-analyser. Gennemgangen er holdt på et overordnet niveau med fokus på, hvad metoderne kan bruges til, og hvordan man kommer i gang. Afsnittet giver et grundlag for at kunne vurdere, om den pågældende metode kan bruges i forbindelse med en konkret kystteknisk opgave. Resumé af Sedimentomsætning offshore Da projektet tager afsæt i Kystdirektoratets projekt»sedimentomsætning offshore«fra 2001, er et resumé af dette projekt medtaget i afsnit 4 i form af en oversættelse af det paper, der blev præsenteret på»the 28 th International Conference on Coastal Engineering«i Cardiff i I projektet blev det dokumenteret, at profilerosionen fortsætter ud til mindst 20 m dybde, og at det eroderede sand transporteres skråt ind mod kysten. Uden for 10 m dybde skyldes transporten hovedsagelig den kombinerede virkning af bølger og kyststrøm. Erosionen og sedimenttransporten fører til dannelse af op til 5 m høje sandbølger, der bevæger sig nordpå med en indadrettet komposant. Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet I afsnit 5 præsenteres nye resultater vedrørende den ydre del af profilet. Det er sådan, at der siden 1995 er blevet gennemført opmålinger i langsgående linjer uden for m dybde. Fra 1999 blev denne form for opmåling en del af vestkystopmålingen på strækningen Lodbjerg Nymindegab, idet den erstattede den yderste del af de traditionelle opmålinger i vestkystlinjerne. På nuværende tidspunkt er hele strækningen opmålt to gange, idet der dog er forskel på antallet af linjer. For hver linje er de to opmålinger sammenholdt, og sandbølgernes højde og vandringshastighed er bestemt og præsenteret på tegn. nr Det fremgår, at der især er sandbølger ud for Limfjordstanger- Resumé og anbefalinger 6

14 ne, strækningen Bovbjerg Husby samt Sdr. Holmsland Tange. Højden er størst mellem 15 og 20 m dybde og aftager både indad og udad. Hvor der ikke er sandbølger, er det fordi, der ikke er sand i den uforstyrrede bund. Beregninger viser nemlig, at sandbølger, der vandrer ind over lerbund, kun når ca. 1 km ind, inden de går i opløsning på grund af indadrettet sedimenttransport. Under projektet er der gjort den opdagelse, at ethvert område af bunden har et karakteristisk A/E-forhold, der afspejler både sammensætningen af den uforstyrrede bund og tværtransportens størrelse. A er aflejring, og E er erosion, jfr. fig. 2.1, og begge størrelser fremkommer ved en mængdeberegning mellem to opmålinger. Hvis man i første omgang ser bort fra mængdetabet fra området, vil A/E = 0, hvis der er lerbund, og A/E = 1, hvis den uforstyrrede bund består af sand eller grus. Hvis der indgår både sand og ler i den uforstyrrede bund, vil A/E have en værdi mellem 0 og 1, som kan beregnes ud fra kendskab til sandbølgerne i området. Når mængdetabet indad i profilet indregnes, vil A/E få en mindre værdi, men forholdet vil stadig være en konstant for det pågældende område. Bevægelsesretning Erosion (E) Aflejring (A) Fig. 2.1 Definition af A/E-forholdet A/E-forholdet kan anvendes til at fastlægge forholdet mellem sand og ler i den uforstyrrede bund på grundlag af f.eks. to bathymetriske opmålinger, forudsat at disse er uden ensidige målefejl. En endnu mere interessant anvendelse er til fastlæggelse af størrelsen af den ensidige fejl på den enkelte opmåling i et område. Fejlen på opmålingen beregnes som den forskydning, der skal til, for at A/E i forhold til foregående og efterfølgende opmåling er identisk med områdets A/E. Metoden er anvendt med succes på de 19 bathymetriske opmålinger af Naturligt referenceområde ved Husby. Afsnit 5 afsluttes med omtale af en bestemmelse af fodringssandets kornstørrelse samt kornstørrelsen for det naturlige sand inden for 6 m dybde. Undersøgelsen er gennemført ved databasetræk og viser, at fodringssandets gennemsnitskornstørrelse er 0,47 mm, medens det naturlige sand har en gennemsnitskornstørrelse på 1,95 mm, når fraktionen over 2 mm medtages. Resumé og anbefalinger 7

15 Husby-strækningen Afsnit 6 er helliget en detaljeret behandling af data fra den naturlige referencestrækning ved Husby. Betegnelsen refererer til, at der på den 3 km lange strækning aldrig er udført nogen form for kystbeskyttelse. Siden 1999 er strækningen opmålt 2-4 gange om året, således at der foreligger 19 bathymetrier, der udgør en enestående dokumentation for udviklingen i området. I forbindelse med analysen af området er der fundet en forklaring på, hvorfor Kystdirektoratets bølgedata viser svag repræsentation af bølgeretninger fra VSV og V, selvom vinden ikke har en tilsvarende retningsfordeling. Forklaringen er knyttet til, at der for en given 20 minutters bølgeregistrering anvendes den såkaldte peak wave direction som bølgeretning. Hvis mean wave direction anvendes i stedet, får man en mere troværdig retningsfordeling. Det anbefales derfor, at Kystdirektoratet fremover også beregner mean wave direction for de registrerede bølgedata, så muligheden for at anvende denne retning er til stede. Ved analyse af den ydre del af bathymetrierne på strækningen ser man de forventede sandbølgebevægelser mod nord. Et godt eksempel er vist på tegn. nr. 6.3, hvor de 19 opmålte profiler i en langsgående linje er tegnet sammen. Analysen af den gennemførte sidescan opmåling af området bekræftes af oplysningerne om sandbølgerne og de indsamlede bundprøver. Kystdirektoratets egen sidescanner kan skelne mellem ler og sand/grus, og det anbefales derfor, at der fremover ved opmåling i de kystparallelle vestkystlinjer også udføres sidescan. Hovedindsatsen har ligget på en detaljeret analyse af revle- og kystlinjeudviklingen på strækningen. Grundlaget har været de 19 bathymetrier behandlet på en sådan måde, at revlen fremstår tydeligt, samt 11 satellitfotos fra den samme periode. Midlede radarbilleder, hvor bølgebrydningen aftegner revlesystemet, har også været anvendt. Der har endvidere været gennemført en sediment trend analyse. Metoden bygger på, at sedimenterne på bunden sorteres under transporten, således at kendskab til kornstørrelsesfordelingen for et stort antal bundprøver, kan anvendes til at fastlægge transportretningen. Sediment trend analysen viser, at der er sedimenttransport udefra og ind mod revlen. Endelig er der også udført en numerisk modellering af området. Opgaven er udført af DHI Institut for Vand og Miljø. Resultaterne fra projektet»sedimentomsætning offshore«og det foreliggende projekt er sammenfattet i følgende hypotese for sammenhængen mellem den ydre del af profilet, revleudviklingen og kystlinjezonen: Kysten rykker tilbage som et ligevægtsprofil ud til mindst 25 m dybde. Sandet transporteres ind mod kysten, og uden for ca. 10 m dybde skyldes transporten hovedsagelig den kombinerede virkning af bølger og strøm. Når kyststrømmen og bølgerne går i samme retning, er der indadrettet transport og udadrettet transport, når kyststrømmen og Resumé og anbefalinger 8

16 bølgerne er modsatrettede. Det er imidlertid den førstnævnte situation, der er langt den hyppigste, og derfor er nettotransporten indadrettet. Inden for 10 m dybde begynder skævheden af bølgernes orbitalbevægelser også at spille en rolle for den indadrettede transport, der fortsætter ind til inderste revle. Hvis der er rigeligt med sand til stede, fortsætter den indadrettede transport helt ind til kystlinjen. Sedimenttransporten sker via et system af sandbølger på bunden. De ca m lange og op til 5 m høje sandbølger vandrer nordpå med en indadrettet komposant. Der eroderes i den uforstyrrede bund i sandbølgedalene, og dette materiale sammen med eroderet materiale fra sandbølgernes sydside føres i gennemsnit 7 bølgelængder frem, inden det aflejres. Sandbølgerne er tydeligst uden for ca. 14 m dybde. Længere inde viskes de ud af bølgerne, og derfor er der næsten ingen tegn på sandbølger på 8-10 m dybde. Denne del af profilet fremstår derfor roligt, og det er baggrunden for den gamle teori om en såkaldt closure depth. Når bølgerne bryder, sendes store vandmængder ind over revlen og op på stranden. Vandet løber tilbage og samles i revletruget, hvor strømretningen svarer til bølgeindfaldsretningens kystparallelle komposant. Når der er et svagt punkt i revlen, strømmer det opstuvede vand ud igen. Afstanden mellem disse revlehuller er typisk 5 km. Revlen består således af ca. 5 km lange segmenter, der får en måneform, idet begge ender er drejet indad mod kystlinjen. Med den fremherskende bølgeretning og sydgående langs transport vil det enkelte revlesegment være svagt mod nord og stærkt mod syd. Hvor revlen er svag, er der lille langstransport på revlen. Til gengæld forøges transportkapaciteten ved kystlinjen, og der sker tilbagerykning her. På en stærk revle er der stor langstransport og lille transportkapacitet ved kystlinjen og derfor kystlinjefremrykning, jfr. fig Bølgeretning Svag revle Lille bølgegenereret transport Svag strømtransport Stærk strømtransport Kraftig revle Stor bølgegenereret transport Lille bølgegenereret transport Fig. 2.2 Pricipskitse af sammenhængen mellem revlestrukturen og kystlinjebugtningerne Resumé og anbefalinger 9

17 På denne figur ser man også virkningen af udstrømningen fra revletruget. Lige før revlehullet er strømmen i truget meget stærk, og det medfører erosion og lokal kystlinjetilbagerykning. Når strømmen kommer fri af revlen, falder strømhastigheden, og en del af det transporterede sand aflejres. Derved fremkommer den karakteristiske udbugtning på kystlinjen, som kan ses på mange satellitfotos. Revlesegmenterne vandrer svarende til langstransportretningen, og da det er revlestrukturen, der er årsag til kystlinjebugtningerne, følger bugtningerne med. Under storm med høj vandstand vil skrænterosionen være størst, hvor stranden er lav og smal. Det vil være tilfældet, hvor der er en kystlinjeindbugtning. Da det er muligt at følge indbugtningerne, kan man forudsige, hvor der kan opstå ekstraordinær stor skrænterosion i tilfælde af storm. Det vil derfor være muligt at forebygge situationen ved hjælp af kystfodring. Søndervig Den udviklede hypotese/forståelse er i afsnit 7 anvendt på strækningen ud for Søndervig, hvor der var m skrænttilbagerykning under orkanen den 8. januar På satellitfotos fra 1998 til sommeren 2005 kan man følge en kystlinjeindbugtning. Vandringshastigheden er ca. 400 m/år mod syd, og indbugtningens dybeste punkt var beliggende umiddelbart nord for Badevej under orkanen. Der er ingen tvivl om, at kystlinjeindbugtningen sammen med den tilhørende revlestruktur er en del af årsagen til den store skrænterosion. En medvirkende årsag er også det forhold, at skrænttilbagerykningen de sidste ca. 15 år har været langt mindre end kystlinjetilbagerykningen. Da skrænttilbagerykningen kun sker i situationer med høj vandstand og store bølger, medens tilbagerykningen af profilet uden for kystlinjen sker mere jævnt, kan der ske det, at skrænttilbagerykningen kommer»bagefter«. Denne manglende ligevægt i profilet genskabes så under en storm. På grundlag af erfaringerne fra Søndervig anbefales følgende procedure indført: Der holdes øje med kystlinjeindbugtninger på kysten. Da de normalt udvikles over et stykke tid og i øvrigt bevæger sig med nogenlunde konstant hastighed, er det en overkommelig opgave især med den nuværende mulighed for at rekvirere satellitfotos af god kvalitet til en fornuftig pris. Ved analyse af de opmålte kystprofiler skal der holdes øje med, om skrænttilbagerykningen er bagefter tilbagerykningen i den øvrige del af profilet. Hvis det er tilfældet, er der grundlag for en større skrænterosion, end man umiddelbart skulle forvente. For Fællesaftalestrækningen anbefales det, at lade ovennævnte punkter indgå i forarbejdet til den årlige Handlingsplan. Hvis der er risiko for ekstraordinær stor erosion, vil problemet i de fleste tilfælde kunne afhjælpes med fodring, især hvis fodringen igangsættes i god tid. Resumé og anbefalinger 10

18 Skagen I afsnit 8 er en strækning ved Gl. Skagen behandlet. På grundlag af vestkystmålingerne på strækningen er variationen i kystlinjens beliggenhed analyseret. En stor del af variationen vinkelret på kysten skyldes i virkeligheden, at ind- og udbugtninger på kystlinjen bevæger sig mod nord. På grundlag af 12 satellitfotos fra perioden er kystlinjebugtningerne fulgt, og vandringshastigheden er bestemt til ca. 250 m/år, medens bølgelængden er ca m. Hvis man på sådan en strækning skulle analysere effekten af f.eks. kystfodring, er det klart, at en direkte sammenligning af udviklingen på fodringsstrækningen med udviklingen på referencestrækninger kan føre til forkerte resultater. På grund af de store naturlige svingninger betyder det meget for resultatet af analysen, hvor fodringen bliver udført, hvornår analysen bliver igangsat, og hvor længe den løber. Derfor er der udarbejdet følgende forslag til, hvordan en sådan analyse burde udformes, så betydningen af de naturlige svingninger bliver elimineret: Strækningens kystlinjebugtninger kvantificeres bedst muligt Strækningen inddeles i delstrækninger, der opdeles i to ensartede grupper Den autonome udvikling i analyseperioden beregnes for alle delstrækninger Ved lodtrækning bestemmes, hvilken gruppe der skal anvendes som fodringsstrækninger, og hvilken der anvendes til referencestrækninger. Andre strækninger på Vestkysten I afsnit 9 er Sdr. Holmsland Tange og Blåvands Huk inkl. Skallingen behandlet. Ud fra 14 satellitfotos fra perioden er kystlinjen på Sdr. Holmsland Tange fastlagt i forhold til middelkystlinjen. Kystlinjerne er udglattet matematisk, og det er beregnet, at i perioden er der sket en forskydning af kystlinjebugtningerne mod syd på ca m svarende til 230 m/år. Aflejringsområdet syd for Blåvands Huk betegnes Ulven. På grundlag af Kystdirektoratets opmåling af området i vestkystsystemet i 1969 og opmålingen af Horns Rev i 2005 er ændringen af Ulven bedømt. Ulven er vokset ca m mod SSV i perioden svarende til ca. 30 m/år. Den tilsvarende årlige aflejringsmængde er beregnet til 1,1 mio. m³, og mængden er i fin overensstemmelse med en tidligere mængdeberegning udført på en anden måde. Denne forlængelse af Ulven er sat i sammenhæng med områdets overordnede udviklingshistorie. Afsnittet afsluttes med en revurdering af nogle analyseresultater fra Nourtec-projektet, der foregik i perioden Det drejer sig om resultater fra sediment trend analyser og fra anvendelse af flourescerende sand som tracer. Resultaterne var overraskende på daværende tidspunkt, men er med den nuværende viden om sedimenttransporten indad i profilet helt, som man skulle forvente. Resumé og anbefalinger 11

19 Havneindsejlinger I afsnit 10 beskrives et forsøg på at finde en sammenhæng mellem detailstrukturen af revlesystemet ved indsejlingerne i Thorsminde og Hvide Sande og oprensningsbehovet. Datagrundlaget for analysen har ikke været særligt omfattende, men der er formuleret den hypotese, at beliggenheden i forhold til indsejlingen af revlen og kystlinjebugtningerne, som de fremgår af fig. 2.2, har stor betydning for oprensningsbehovet. Da revlestrukturen vandrer på langs ad kysten, er det nærliggende at tænke på muligheden for at forudsige revlestrukturen 1-3 år i forvejen på grundlag af satellitfotos. Fordelen for havnene, ville bestå i, at man ville kunne anvende forudsigelserne om oprensningsbehovet i planlægningen. Sammenfatning Projektets vigtigste resultater er: En overordnet gennemgang af en række nyere monitorerings- og analysemetoder, der er anvendt i projektet. På grundlag af Kystdirektoratets opmåling i langsgående linjer er sandbølgernes højde og vandringshastighed på strækningen Lodbjerg - Nymindegab bestemt og præsenteret på et kort. Der er opstillet den hypotese, at A/E er en karakteristisk konstant for en kyststrækning. A og E er henholdsvis aflejring og erosion i en periode. Hvis A/E-forholdet skal være konstant, kan fejlen på den enkelte opmåling i en serie af opmålinger beregnes. Når bathymetrierne herefter korrigeres for den beregnede ensidige målefejl, er hypotesen, at de fremkomne bathymetrier giver et mere retvisende billede af udviklingen end de originale. Det anbefales, at der arbejdes videre med hypotesen. På grundlag af en meget detaljeret analyse af udviklingen på Husby-strækningen, hvor der aldrig er udført kystbeskyttelse, er der opstillet en hypotese for sammenhængen mellem den ydre del af profilet, revlezonen og kystlinjezonen. Der er opstillet en forklaring på, hvorfor skrænterosionen under orkanen den 8. januar 2005 var så stor ved netop Søndervig. Forklaringen er anvendt til at forudsige den fremtidige udvikling ved Søndervig samt til at foreslå en forbedring af proceduren for Kystdirektoratets løbende overvågning af kystudviklingen på fællesaftalestrækningen. På grundlag af en analyse af variationen i kystlinjens beliggenhed ved Gl. Skagen, er der opstillet et forslag til, hvordan en analyse af en kyststrækning kan forbedres, så betydningen af de naturlige variationer bliver elimineret i analyserne. Der er gennemført en analyse af kystlinjefluktuationerne på Sdr. Holmsland Tange. Endvidere er udviklingen af aflejringsområdet Ulven syd for Blåvands Huk analyseret og forklaret. Resumé og anbefalinger 12

20 Der er opstillet den hypotese, at variationen i oprensningsbehovet i indsejlingerne til Thorsminde og Hvide Sande kan forklares ud fra beliggenheden af revlen og kystlinjebugtningerne. Indledning 13

21 AFSNIT 3 Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 3.1 Indledning I dette afsnit gennemgås de monitorerings- og analysemetoder, der er anvendt i projektet. Nogle af metoderne har tidligere i mindre omfang været anvendt af Kystdirektoratet, men de fleste er nye både for Kystdirektoratet og i det hele taget. Gennemgangen er holdt på det overordnede niveau med fokus på, hvad metoden kan bruges til, og hvordan man kommer i gang. Hvad angår detaljerne, henvises der til litteraturen. 3.2 Satellitfotos Satellitter og udbydere af satellitfotos Området satellitfotos er under voldsom udvikling i disse år. Det gælder antallet af satellitter og udbydere, billedkvaliteten samt prisniveauet. Udviklingen er fulgt siden 1999, og på grundlag heraf må det forventes, at udviklingen fortsætter. I den korte periode mellem 1999 og 2005 vurderes prisniveauet for sammenlignelige fotoopgaver at være reduceret med 70%. Det kan derfor anbefales, at der til en ny kystteknisk undersøgelse indhentes de nyeste oplysninger om udbydere, billedkvalitet og prisniveau, inden der tages stilling til, om satellitfotos skal indgå som en del af grundlaget for undersøgelsen. I det følgende gives nogle oplysninger om de satellitter, der har været undersøgt i det foreliggende projekt: Quick Bird Satellitten tager kun billeder på bestilling. Da der formentlig ikke Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 14

22 er andre end Kystdirektoratet, der tidligere har bestilt fotos af Vestkysten, vil det sandsynligvis ikke være muligt at finde arkivfotos af denne strækning. Oplysninger om forhandlere og priser findes på com. I starten af 2005 var GRAS-Geographic Ressource Analysis & Science Ltd. på Geografisk Institut, Københavns Universitet eneforhandler i Danmark. I efteråret 2005 har fotos også kunnet købes hos Eurimage og Lantmäteriet i Kiruna, IKONOS Satellitten tager kun billeder på bestilling. Det vil derfor formentlig ikke være muligt at finde arkivfotos af Vestkysten. Oplysninger om fotos fra satellitten findes på Eventuelle arkivfotos kan findes på Fotos til projektet er købt hos Lantmäteriet, Kiruna. EROS Satellitten tager kun billeder på bestilling. Det vil derfor formentlig ikke være muligt at finde arkivfotos af Vestkysten. Oplysninger om fotos fra satellitten findes på Fotos fra denne satellit har ikke været benyttet i projektet. SPOT Der eksisterer arkivfotos af Vestkysten. I øjeblikket er opløsningen på fotos fra satellitten enten 2,5 m eller 5 m. Oplysninger om fotos findes på Udover oplysninger om priser m.v. findes et online katalog med gamle fotos. Det er dog ikke lykkedes at bestille fotos online. I stedet er fotos bestilt gennem Lantmäteriet, Kiruna og GRAS. IRS Der eksisterer arkivfotos af Vestkysten. I øjeblikket er opløsningen på fotos fra den indiske satellit 5,8 m. Oplysninger om satellitten findes på medens salget sker på de:8080/index.html på grundlag af en fotooversigt. Landsat Der eksisterer arkivfotos af Vestkysten helt tilbage til 1972, hvor satellitten blev opsendt. I øjeblikket er opløsningen på fotos fra satellitten 15 m. Det gør det vanskeligt at følge kystlinjeind- og udbugtninger, og der er derfor ikke i projektet benyttet fotos fra denne satellit. Hvis opgaven f.eks. bestod i at følge udviklingen af Horns Rev, ville det være oplagt at benytte fotos fra satellitten Erfaringer fra anvendelsen af satellitfotos I projektet er der arbejdet med både sort-hvide fotos og farvefotos. Sort-hvide fotos er billigst, og det er erfaringen, at de er bedst, når det drejer sig om at fastlægge kystlinjen. Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 15

23 Hvis det primært er revlesystemet, man er interesseret i, er der to muligheder. Hvis sigten i vandet er god, kan man se revlen direkte især på farvefotos, se fig Imidlertid er sigten i vandet generelt dårlig på Vestkysten. De bedste chancer for god sigt er om foråret og efteråret med roligt vejr og svag vind fra sydvest. En mulighed kunne være at få information om sigten i vandet fra pejlebåden i Thors min de og på grundlag heraf afgive bestilling på fotografering af en strækning. Den anden måde at få informationer om revlesystemets beliggenhed på er ved at skaffe fotos af en strækning, når der er bølgebrydning på revlen, se fig Man får den mest nøjagtige fastlæggelse af revlens beliggenhed, når bølgerne kun er lidt højere end kriteriet for brydning på den pågældende revle. En af de største udfordringer i forbindelse med anvendelsen af satellitfotos til monitorering af kystlinjebugtninger er at få vist udviklingen grafisk. Da bugtningerne har en bølgelængde på måske 6 km, og variationen på tværs er ca. 30 m, er det fænomener, der umiddelbart lettest kan ses på tegninger i gulvstørrelse. Det er selvsagt et problem at vise det samme på en A4-tegning. Anvendelse af større målestok på tværs af kystlinjens orientering har været anvendt med succes. Endvidere har der været anvendt en metode, hvor hele farvespektret er anvendt, så der fremkommer et markant farveskifte ved overgangen mellem vand og sand. Ved placering af fotos kronologisk over hinanden er det så muligt at følge bugtningerne. Til formidling af resultaterne er det erfaringen, at en Power Point-præsentation er en god metode, når de fastlagte ind- og udbugtninger markeres med pile. Fig. 3.1 Eksempel på satellitfoto hvor revlen ses direkte Prisniveau Som nævnt er prisen på satellitfotos faldet betragteligt i projektperioden. Det er endvidere erfaringen, at prisen er meget afhængig af områdets udstrækning og betingelserne for aftalen. Det er klart, at en aftale om flere fotos reducerer prisen, og muligheden for med kort varsel at bestille eller afbestille hæver prisen. Der er en række specielle aftaleformer, det vil føre for vidt at gennemgå. I en konkret situation skal man blot være forberedt på at undersøge en række muligheder for at få den optimale pris. For at give et indtryk af prisniveauet i efteråret 2005 kan det oplyses, at fotos med opløsningen 0,6 m af den 95 km lange strækning fra Lodbjerg til Hvide Sande i en bredde på ca. 3,5 km har kostet kr. ekskl. moms. Det svarer til en pris på ca. 500 kr. pr. km kyst. Badevej Fig. 3.2 Eksempel på satellitfoto hvor bølgebrydning fastlægger revlens beliggenhed Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 16

24 3.3 Flyfotos Flyfotografering er en velkendt metode til monitorering af kysten. Om man i et konkret tilfælde vælger at anvende satellitfotos eller flyfotos afhænger af prisen og muligheden for at få udført fotograferingen på et bestemt tidspunkt. Et flyfoto kan man i princippet få taget netop den dag, man ønsker det. Det er dog sådan, at det hovedsageligt er om foråret, at fotoflyene arbejder og derfor har kamera monteret. Uden for denne periode skal man selv dække hele udgiften til til- og afrigning af flyet, hvilket naturligvis gør fotograferingen dyr. Endvidere er det tidskrævende og dermed dyrt at få de analoge fotos digitaliseret og rettet op. Hvis det er meget afgørende, at man får fotograferet en kyststrækning inden for et kort tidsrum, vil det være sikrest at anvende flyfotografering. Selvom en satellit som f.eks. Quick Bird kan tage fotos hver tredje dag, kan der let gå en måned fra bestillingen, til fotoet bliver taget på grund af dårligt vejr de dage, hvor satellitten er over strækningen. I det foreliggende projekt har der kun været anvendt en flyfotografering af en del af Vestkysten. På grund af at den var en del af en fælles afdelingsordre, blev det ikke diskuteret med leverandøren, hvordan man bedst får revlesystemet til at fremgå af fotoet. Derfor er det først bagefter opdaget, at fotografering midt på dagen betyder, at sollysets refleksion i vandet gør det umuligt at se revlerne, selvom sigten i vandet er god. Fotograferingen skulle altså have været udført først eller sidst på dagen. 3.4 Radar Generelle oplysninger Radar kan benyttes til kortlægning af lavvandede områder, og selve radarudstyret kan være monteret på en satellit, et fly eller en båd. Radaren kan også være opstillet på land. I det følgende beskrives forskellige måder at anvende radaren på. Egentlig radaropmåling af bunden benyttes i lande med god sigt i vandet som f.eks. i Australien. Med radaren monteret på et fly fås refleksion dels fra vandoverfladen, dels fra bunden. For et par år siden var Kystdirektoratet lige ved at få gennemført et forsøg med metoden i forbindelse med, at et fly fra Australien var på vej til en opgave i Norge. Opmålingen blev imidlertid aldrig gennemført, og det vurderes, at metoden ikke i praksis er anvendelig på Vestkysten på grund af den normalt ringe sigt i vandet. En mere realistisk anvendelse af radar på vestkysten er at nøjes med en indirekte fastlæggelse af bundtopografien på grundlag af radarrefleksionen fra vandoverfladen. F.eks. kan metoden anvendes til at interpolere en opmåling med en linjeafstand på 600 m eller m i stedet for at benytte en opmåling med en linjeafstand på 200 m. Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 17

25 Det giver en besparelse, og ifølge (Calkoen C.J. et al., 2001) kan der opnås en standardafvigelse på 30 cm beregnet ved at sammenligne radarbathymetrien med dybderne i de traditionelt målte linjer, der ikke er brugt til at fastlægge bathymetrien. Vedrørende kommerciel anvendelse af metoden henvises til Der er ikke i projektet benyttet radar fra satellit. Det er der flere grunde til. For det første kræver denne type opmåling moderat vind og stærk tidevandsstrøm, og disse forhold er ikke til stede på Vestkysten. For det andet er modellen Bathymetry Assessment System (BAS) endimensional og dermed uegnet til anvendelse på den komplekse bathymetri i revlezonen. Endelig er det en erfaring, at det er vanskeligt at anvende opmålinger med varierende nøjagtighed inden for samme opmåling. I projektet»sedimentomsætning offshore«blev det således påvist, at til en typisk kystteknisk analyse er det bedre at anvende opmålte linjer med stor nøjagtighed jævnt fordelt over et område end en fladedækkende opmåling, hvor nøjagtigheden varierer hen over området. Der er i 2002 udarbejdet en oversigt over satellitter, der er udstyret med radar, der kan anvendes til fremstilling af bathymetrier. Det drejer sig om satellitterne ERS, Radarsat og JERS, der arbejder med opløsninger på henholdsvis 30, og 18 m. Hvis radaren opstilles på land, er der to anvendelser af radaren til fastlæggelse af bundtopografien. Ved den ene metode tages et stort antal radarbilleder en dag, hvor bølgerne bryder på revlen. Ved at addere de mange billeder fås et tydeligt billede af, hvor bølgerne bryder og dermed af revlens placering, jfr. (Ruessink B.G. et al., 2001). Metoden svarer til at addere en række videobilleder som i systemet ARGUS. Begge metoder bygger på, at brydende bølger reflekterer mere lys/ energi end ikke-brydende bølger. I (Ruessink B.G. et al., 2001) er de to metoder sammenlignet. Ved den anden metode sker der en beregning af bølgehøjde og periode samt strøm på grundlag af 64 radarbilleder optaget med et tidsinterval på 1,5 sekund. Beregningsmetoden er beskrevet i (Borge J.C.N. et al., 1998). På grundlag af ændringer i de nævnte parametre hen over området beregnes efterfølgende bathymetrien. Beregningen er i princippet det omvendte af den velkendte beregning af bølgernes udbredelse hen over en kendt bathymetri. Ved projektstarten var der ingen kommercielt tilgængelige programmer, der kunne anvendes til beregningerne. Metoden var imidlertid blevet anvendt med succes i projektet COAST 3D, jfr. (Bell P.S. and Thorne P.D., 2001). Her var bl.a. strækningen Egmond aan Zee behandlet, og strækningen minder om Husby-strækningen Egne erfaringer med anvendelse af radar Radaren af typen X-band blev anskaffet i På dette tidspunkt var der to firmaer Miros og OceanWaves der solgte programmer til beregning af bølgehøjde og periode samt strøm. Da OceanWaves var det eneste af firmaerne, der var ved at udvikle et program til beregning af bathymetrien ud fra disse data, blev dette firma valgt som leverandør. Senere har det hollandske firma SeaDarq også udviklet et program til at udføre denne beregning på grundlag af X-band radar. Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 18

26 Fig. 3.3 Den anskaffede radar Kystdirektoratets erfaringer med beregning af bathymetrier ud fra radaroptagelser ved anvendelse af programmet fra OceanWaves er dårlige. Det har derfor været overvejet at få SeaDarq til at behandle området ved Husby. Det er imidlertid ikke lykkedes at få tilstækkeligt overbevisende dokumentation for kvaliteten til, at behandlingen har kunnet igangsættes. Systemet fra OceanWaves er imidlertid velegnet til online bølgemåling, og der er fundet god overensstemmelse med Kystdirektoratets andre bølgemålinger, jfr. (OceanWaves, 2004). Derimod er de beregnede strømhastigheder og retninger ikke særligt overbevisende, når der sammenlignes med ADCP-målinger af strømmen. OceanWaves påstår, at deres system måler overfladestrømmen, og at ADCP-måleren ikke kan måle strømmen her, og at det er forklaringen på forskellen. Kystdirektoratet har undersøgt problematikken nærmere. Ved Hvide Sande blev der udlagt et strømkors, medens OceanWaves samtidig målte strøm med radaren. Der var ingen overensstemmelse mellem de to former for strømmåling. Det er som om, at OceanWaves næsten altid måler en strøm væk fra kysten, medens det almindelige er en langsgående tidevandsstrøm. Kystdirektoratets konklusion er, at strømmålingerne er forkerte, og at de ikke må anvendes. Når strømmen er forkert, er det indlysende, at de beregnede dybder også bliver forkerte. OceanWaves har beregnet bathymetrien ud for Husby, jfr. fig. 8 i (OceanWaves, 2004). Det er klart, at det vil være muligt at kalibrere bathymetrien med et par pejlelinjer, så den kommer tæt på den målte bathymetri, jfr. fig. 5 og 6 i samme rapport. En eventuelt kalibreret bathymetri vil imidlertid ikke bidrage til forståelsen af ændringerne i området. Uden for revlezonen er ændringerne så små og så regelmæssige, at de let kan følges ved traditionel opmåling samt interpolation mellem opmålings linjerne. I revleområdet er ændringerne hurtige og store, og her kan interpolation ud fra traditionel opmåling give betydelige fejl. Her var det ventet, at radarsystemet kunne bidrage til, at man kunne følge udviklingen. Programmet fra OceanWaves virker imidlertid ikke, når bølgerne bryder. Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 19

27 Metoden med at anvende selve radarbillederne til at fastlægge revlen har fungeret bedre. Princippet i den anvendte metode er, at radaren udsender et signal og efterfølgende registrerer det tilbagekastede signal. Her registreres retningen af det tilbagekastede signal samt tidspunkt og styrke. På grundlag af det dannede billede ud fra de tilbagekastede signaler kan man se bølgerne. Hvis man så midler de tilbagekastede signaler, får man et gennemsnitsbillede for et område, hvor man kan se, hvor bølgerne bryder og dermed revlens beliggenhed. Der er ikke korrigeret for afstanden til radaren. Signalet er jo stærkere tæt på radaren end længere væk. Med lidt tilvænning er det imidlertid let at bestemme revlens placering. Der er ikke korrigeret for vandstand, bølgehøjde og brydningens afstand fra revletoppen. Det skyldes, at formålet ikke har været at fastlægge små flytninger på tværs, men derimod at følge revlesystemets bevægelser på langs ad kysten. I praksis er revlens flytning på langs bestemt ved, at der alle dage, hvor bølgehøjden har været større end 1,2 m, er dannet et radarbillede for hver time. Ved efterfølgende at vælge det bedste hver dag og senere igen det bedste hver uge er der fremkommet en serie billeder, der beskriver revlens bevægelse. 3.5 Sidescan En traditionel bathymetrisk opmåling udføres i princippet på den måde, at et ekkolod udsender en lydpuls og derefter måler, hvor lang tid det tager for lyden at nå bunden og komme tilbage igen. Når lydhastigheden i vandet er kendt, kan dybden derfor bestemmes. Sidescan er også baseret på, at ekkoloddet udsender lydpulser. Ved sidescan er det imidlertid primært styrken af det reflekterede signal, der registreres. Der findes to former for sidescan: Ved den ene metode registreres kun styrken af det reflekterede signal. Man får altså ingen position for det stykke af bunden, der reflekterer ekkosignalet. Ved anvendelse af denne metode forsøges sidescanfisken ført i en bestemt afstand fra bunden. Ideelt set vil sidescanbilledet så beskrive en vis bredde af bunden, og variationen i billedet skyldes variation i bundhældning og materialerne på bunden. Ved den anden metode måles ud over styrken af det reflekterede signal også tiden. Til sidescanbilledet vil der derfor også være knyttet dybder. Fordelen ved denne metode er, at det eksisterende multibeammåleudstyr kan anvendes. Når dybden vokser, vokser også det udsnit af bunden, der skal vises på sidescanbilledet, og opløsningen falder derfor. Under projektet er der foretaget sidescan efter begge metoder. Umiddelbart har metoden med at slæbe sidescanudstyret i en bestemt afstand over bunden givet det bedste resultat. Sammenligningen er dog ikke nødvendigvis helt retfærdig, idet den sidescanner, der er anvendt i en bestemt afstand over bunden, er væsentligt nyere end det multibeamudstyr, der er anvendt ved den anden sidescanmetode. Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 20

28 Firmaet Quester Tangent udfører bundklassifikation på grundlag af sidescandata. Først sker der en korrektion af signalet for afstanden til bunden og for bundhældningen. Den tilbageværende forskel i signalets styrke tolkes som forskel i bundsedimenterne. Firmaet er blevet anmodet om at foretage en behandling af de indsamlede sidescandata, men at undlade tolkning, da sigteanalyserne af bundprøverne, som skulle anvendes til kalibrering, først blev udført senere. Quester Tangent har påpeget, at Kystdirektoratets multibeamudstyr ikke leverer sammenhørende sidescanværdier og positioner. Det antages, at problemet skyldes, at målingerne sendes over lokalnet i opmålingsfartøjet og først bliver tidsstemplet, når de kommer til computeren. Hvis der er forsinkelser på nettet, bliver tidsstemplingen forkert, og den dybde, der bliver knyttet til en bestemt sidescanmåling, bliver forkert. EIVA, som er leverandør af multibeamudstyret, er blevet orienteret om problemet, men har ikke været i stand til at foreslå en løsning. Sidescanmosaikkerne er blevet gennemgået i eget regi. Områder med lerbund kan umiddelbart ses på begge typer af sidescanbilleder. Opdeling af områder med sandbund efter kornstørrelse volder imidlertid problemer. Der er ikke gået i dybden med denne tolkning på grund af, at der er nogle forskelle i sidescanbilledet fra pejlelinje til pejlelinje, som ikke har med bunden at gøre og derfor ikke burde være der. I forbindelse med Kystdirektoratets pejlinger registreres ekkosignalets styrke til brug ved fastlæggelse af tidspunktet for ekkoet. Når tidspunktet er bestemt, smides oplysningerne om styrken væk. Disse styrkedata er jo egentlig sidescandata, og da der er de omtalte anvendelsesmuligheder for dem, anbefales det, at disse data gemmes fra opmålingen af de vestkystlinjer, der går parallelt med kysten. 3.6 Sediment trend analyse En nettosedimenttransport i en bestemt retning hen over en sandbund vil medføre, at der opstår en variation i kornstørrelsesfordelingen hen over bunden. Det er denne variation, de forskellige udgaver af sediment trend analyser bygger på. På grundlag af kornstørrelsesfordelingen for prøver af bunden udtaget i f.eks. et kvadratisk net søges fastlagt den tilhørende nettosedimenttransportretning. Allerede mellem 1930 og 1980 blev metoden anvendt. Kun én fordelingsparameter f.eks. middelkornstørrelsen blev anvendt, og resultaterne var ikke overbevisende. Fra omkring 1980 forsøgtes flere parametre anvendt i analyserne. Det var normalt middelkornstørrelsen samt fordelingens spredning og skævhed. Samtidig skete der også en udvikling fra analyser i kun én retning til todimensionale analyser. Metodeudviklingen blev også understøttet af udviklingen inden for computerområdet. Det er klart, at uden anvendelse af en computer bliver niveauet af tolkningen hurtigt begrænset af, hvad det er muligt at holde styr på ved anvendelse af papir og blyant. Kystdirektoratet har fulgt metodeudviklingen siden begyndelsen af 1980 erne. Der har bl.a. været holdt flere informationsmøder med Patrick McLaren, der er en af hovedmændene bag metodeudviklingen. Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 21

29 Første gang, metoden blev anvendt af Kystdirektoratet, var under Nourtec-projektet mellem 1993 og Senere under projektet»sedimentomsætning offshore«blev en mere avanceret udgave af metoden anvendt. Den udgave af sediment trend analyserne, der er anvendt i det foreliggende projekt, er beskrevet i (GeoSea Consulting, 2005). Analysen er udført af firmaet GeoSea ved Patrick McLaren. Først gennemføres en vektoranalyse, der giver sammenhængen mellem sedimentkilden og det aflejrede sediment. Herefter gennemgås materialet linje for linje, hvor udvalgte sedimenttransportforløb undersøges individuelt for at sikre, at de er baseret på et tilstrækkeligt stærkt statistisk grundlag. Ved gennemgangen bruges også en metodik, hvor man antager en sedimenttransportretning og på grundlag heraf fastlægger variationen i kornstørrelsesfordelingen. Denne variation sammenholdes så med den faktiske variation. Hvis der er en betydelig forskel modificeres den oprindelige antagelse om transportretningen, og forløbet gentages. Proceduren gentages indtil den bedst mulige overensstemmelse er opnået. Overordnet kan man sige, at metoden bygger på et stærkt videnskabeligt grundlag i form af sammenhængen mellem sedimenttransportretningen og kornstørrelsesfordelingen for sedimenterne på bunden. Med programmeringen af de fleste analyserutiner er man også nået meget langt i retning af at kunne holde styr på de mange data og de tilhørende mange sammenhænge. Imidlertid er variationen af kornstørrelsesfordelingen på bunden i et kystområde mellem kystlinjen og f.eks. 15 m dybde på et givet tidspunkt ikke nødvendigvis bestemt af en enkelt klart defineret meteorologisk situation, og det slører naturligvis de sedimenttransportretninger, man forsøger at fastlægge med metoden. Det er imidlertid vurderingen, at metoden med den udvikling, der de senere år er sket inden for den statistiske del, er et meget stærkt værktøj til at fastlægge hovedretningerne for sedimenttransporten D-afbildning Et program til visning af en bathymetri tredimensionalt er til stor nytte, når udviklingen i et område skal forstås. Med den rette overhøjde og belysningsretning er det muligt at afsløre små opmålingsfejl og følge sandbølger og revleudviklingen. I projektet er programmet GeoZui3D anvendt. Det er en gratis version af programmet Fledermaus, og programmet har derfor nogle mangler i forhold til det kommercielle program. F.eks. kan den viste grafik på skærmen ikke printes. Endvidere kan der ikke optages film af de»flyveture«, der er foretaget mellem to på hinanden følgende bathymetrier. Det har også været besværligt at drapere en sidescan optagelse hen over den opmålte bathymetri. Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 22

30 3.8 Revleanalyse på grundlag af de opmålte lokalbathymetrier Kystdirektoratet har i tidligere projekter analyseret revleudviklingen på grundlag af lokalmålingsbathymetrierne. Revlen har manuelt været fastlagt i alle de opmålte linjer på grundlag af et kriterium om mindst 1 m dybdeforskel mellem revletop og revletrug. Kriteriet er enkelt at anvende manuelt, men der er naturligvis nogle mindre revler, der ikke kommer med. I projektet er revlen fastlagt på grundlag af kriteriet stigende bund mod vest. Kriteriet er let at programmere, og de fremkomne bathymetrier har givet et godt billede af revlesystemet. 3.9 Revleanalyse på grundlag af vestkystopmålingerne De såkaldte vestkystlinjer ligger med m afstand på Vestkysten. Der har tilbage i tiden ofte været foretaget revleanalyser på grundlag af de opmålte profiler. Det har der også i dette projekt, men resultatet er på grund af den store linjeafstand og tidsafstanden mellem opmålingerne så dårligt sammenlignet med de øvrige informationer, der er samlet om revlebevægelserne, at det er vurderet, at det ikke tjener noget formål at præsentere materialet. Oplysningerne om revlebeliggenheden i en vestkystlinje vil i fremtiden hovedsageligt blive anvendt til verificering og kvantificering af revler fastlagt på grundlag af satellitfotos eller radarbilleder. Monitorerings- og analysemetoder anvendt i projektet 23

31 AFSNIT 4 Sedimenttransport i den ydre del af kystprofilet S. Bjerre Knudsen 1, C. Laustrup 2, H. Toxvig Madsen 1 og E. Damgård Christensen 3 1 Senioringeniør, Kystdirektoratet, Postboks 100, 7620 Lemvig, Danmark, [email protected] 2 Afdelingsleder, Kystdirektoratet, Postboks 100, 7620 Lemvig, Danmark, [email protected] 3 DHI Institut for Vand og Miljø, Agern Allé 11, 2970 Hørsholm, Danmark, [email protected] Oversættelse af paper fra The International Conference on Coastal Engineering 2002, Proceedings of the Conference, American Society of Civil Engineers, der blev afholdt i juli 2002 i Cardiff, Wales. Resumé På grundlag af 25 års bathymetriske opmålinger af høj kvalitet er tilstedeværelsen af sandbølger på m dybde uden for den danske Nordsø-kyst dokumenteret. Efter et omfattende hydrografisk monitoreringsprogram, der også omfatter strømmålinger samt geologiske undersøgelser og matematisk modellering, har det været muligt at forklare sandbølgernes bevægelse og komme frem til et estimat for deres bidrag til den tvær- og langsgående sedimenttransport. Indledning Kystdirektoratet har siden 1874 gennemført et bathymetrisk opmålingsprogram på den danske Nordsø-kyst. Programmet omfatter profilmålinger mellem klittop og ca. 25 m dybde i faste linjer med en indbyrdes afstand på ca. 1 km. Med henblik på at undersøge opmålingsnøjagtigheden blev opmålingsprogrammet i 1977 udvidet med ICCE paper 24

32 nogle langsgående linjer på dybder mellem 10 og 20 m, idet man på det tidspunkt antog, at bunden her var stabil. Linjeafstanden var 500 m, og opmålingen blev udført en gang om året. Det stod imidlertid hurtigt klart, at bunden ikke var stabil, men derimod dækket af migrerende bundformer. Derfor blev afstanden mellem målelinjerne i 1984 reduceret til 100 m, og tiden mellem de enkelte opmålinger blev forøget til tre år. Baseret på disse opmålingsdata blev det i 1993 fastslået, at m lange og op til 4 m høje sandbølger bevæger sig mod nordøst, dvs. skråt indad mod kystlinjen. Udbredelseshastigheden mod nord var 5 m/år på 18 m dybde og 20 m/år på 12 m dybde. På begge dybder havde hastighedsvektoren en indadrettet komposant på 3 m/år. For at forbedre forståelsen af sandbølgefænomenet igangsatte Kystdirektoratet et omfattende monitorerings- og analyseprogram i slutningen af 1990 erne. Selvom sandbølgerne er beliggende uden for den primære interessezone i relation til kystbeskyttelse, var opfattelsen den, at sandbølgerne kunne have en indvirkning på revle- og kystlinjezonen. En fastlæggelse af profilvariationerne uden for 10 m dybde kunne være medvirkende til en bedre forståelse af nogle af kort- og langtidsfluktuationerne i den indre del af profilet. Beskrivelse af monitoreringsprogrammet Det monitorerede område er beliggende ved Fjaltring på den centrale del af den danske Nordsø-kyst, se fig Kysten er domineret af bølger fra vest, og i gennemsnit er der ca. 75 dage om året, hvor den signifikante bølgehøjde er over 2,5 m. Kystprofilet har en gennemsnitshældning på ca. 1:100, og sandets kornstørrelse er 0,3 mm. Profiltilbagerykningshastigheden er ca. 4 m/år. Den resulterende bølgegenererede strøm er sydgående, medens kyststrømmens resultant er rettet mod nord. Norge Sverige Fjaltring Nordsøen Danmark England Holland Tyskland Fig. 4.1 Beliggenhedsplan Det område, der er monitoreret detaljeret, har en udstrækning på langs ad kysten på 7,8 km og en bredde på 3 km, og dybden varierer mellem 10 og 20 m. Området ligger umiddelbart syd for det gamle område, der er monitoreret siden 1977, se fig De bathymetriske ICCE paper 25

33 opmålinger af området er udført i 1995, 1998, 1999, 2000 og Opmålingerne er udført med et multi-beam ekkolod og et GPS-positioneringssystem. Afstanden mellem de enkelte opmålingslinjer var 50 m, så opmålingerne var fladedækkende. Gl. område Noter: Strøm Bølger Vind Vandstand Fodring Bathymetri m ICCE paper ADCP 3 ADCP 2 ADCP 1 S 4 Fjaltring Nyt område Nissum Fjord Thorsminde km Fig. 4.2 Det opmålte område samt placeringen af de hydrografiske målestationer På fig. 4.2 er placeringen af de hydrografiske målestationer vist. Vinden, vandstanden og bølgehøjde og -retning er registreret på faste målestationer, medens strømmålerne var udlagt som en del af projektet. Strømmåleren inden for revlen er en S4. De andre tre, der er placeret på henholdsvis 10, 14 og 17 m dybde, er af ADCP-typen. Der er taget sedimentprøver i et 250 m net. I alt 348 prøver pr. kampagne blev taget i 1999, 2000 og En supplerende kampagne blev gennemført i 2001, hvor prøvetagningsområdet var udvidet mod øst ind til revlen. Sidescanning har også været en del af monitoreringsprogrammet. Ved scanningen i 1998 var linjeafstanden 500 m, medens afstanden kun var 50 m ved scanningerne i 1999 og Der blev også udført en sidescanning i 2001, men i dette tilfælde var det kun området landværts hovedområdet, der blev scannet. 26

34 Med henblik på at beskrive formen af sandbølgerne og om muligt de indre strukturer er der i 1998 gennemført et seismisk undersøgelsesprogram. Netstørrelsen var 500 m, og de seismiske data blev tolket af GEUS. Til støtte for tolkningen var der blevet udført 14 vibrocore-boringer. Også et antal C14-dateringer var en del af programmet. Bølge- og strømforhold På fig. 4.3 er de overordnede strømforhold i Nordsøen vist. Som det fremgår, går der en nordgående kyststrøm langs den danske Nordsøkyst. Strømmen, der normalt er forholdsvis svag, er skabt af tidevand og Golfstrømmen i Atlanterhavet. Imidlertid vil stormsituationer med kraftig vestlig vind bevirke vandstandsstigning i Tyske Bugt, som vil forøge kyststrømmen. Atlantic water Atlantic water (west) Norwegian coastal water Fair North North Sea water Isle Current Scottish Coastal water Dooley Current Central North Sea water South North Sea water Continental Coastal water Jutland coastal water Baltic water Channel water Fig. 4.3 Nettostrømme i Nordsøen Der er målt strøm i en periode på 2½ år, og fig. 4.4 er udarbejdet på grundlag af disse strømmålinger. For perioder med bølger højere end 2 m fra henholdsvis NV og SV er middelstrømmen vist. Det fremgår, at strømmen er betydelig både inden for og uden for 8 m dybde. Inden for 8 m dybde er den bølgegenererede nettostrøm sydgående, fordi den resulterende bølgeretning er NNV. Uden for 8 m dybde er nettostrømmen nordgående, fordi kyststrømmen er dominerende her. De største strømhastigheder målt på S4-måleren og ADCP 1, 2 og 3 er henholdsvis 2,1, 1,6, 1,2 og 1,0 m/s. ICCE paper 27

35 m ADCP 3 H > 2 m Retning H > 2 m Retning ADCP m ADCP 2 ADCP ADCP 1 10 m ADCP S 4 Kystlinje S Fig. 4.4 Middelstrømmen i m/s med bølger fra NV og SV Korrelationen mellem bølger og strøm er også analyseret. På fig. 4.5 er middelstrømmen ved ADCP 1 vist for alle målte kombinationer af bølgehøjde og retning. Det er ikke overraskende, at den bølgegenererede strøm målt af den inderste strømmåler har samme retning som bølgernes kystparallelle komposant. Imidlertid er der for ADCP 1 en trekant, hvor strømmen løber i modsat retning af de indkommende bølger. Trekanten er bestemt af hjørnekoordinaterne (270, 0 m), (270, 7 m) og (320, 0 m). Bølgehøjde ADCP 1 m Bølgeretning Strøm mod nord m/s m/s Strøm mod syd m/s 225 Transportretning Indad Udad Fig. 4.5 Middelstrømmen ved ADCP 1 for alle kombinationer af bølgehøjde og retning ICCE paper 28

36 Morfologisk beskrivelse af sandbølgerne Sandbølgerne er observeret over hele det monitorerede område. De største har en bølgelængde på 3-4 km. De to sandbølger inden for området kan ses på fig. 4.2 og fig Fig. 4.6 er et 3D-billede på grundlag af en af multi-beam opmålingerne. Sandbølgernes rygge er orienteret SV-NØ. N km 2 1 Fig D-billede af bathymetri (Højdemålestokken er 40 gange længdemålestokken) Sandbølger med bølgelængde på omkring 500 m kan ses over hele området. Orienteringen er V-Ø, og længden af bølgefronterne varierer mellem 1 og 3 km. Hældningen af bølgerne er mindre på sydsiden af fronten end på nordsiden. Sandbølgerne ser ud til at være bedst udviklede, hvor bunden er relativt høj, og hvor mængden af mobilt sand er rigelig. Derimod er de små eller helt fraværende i de relativt dybe områder. Med en udbredelsesretning mod nord er det fastslået, at disse sandbølger forøger deres højde på vej mod toppen af ryggene. På vej ned igen på den anden side forøges sandbølgernes højde i halvdelen af tilfældene og reduceres i resten. Grunden til denne reduktion af højden er formentlig ikke, at sandbølgerne er på vej nedad, men derimod at de er så tæt ved bunden af de overordnede sandbølger, at erosionen må fortsætte i det oprindelige geologiske profil. ICCE paper 29

37 Hvor det mobile sand er til stede i rigelige mængder er der også sandbølger med bølgelængde mellem 10 og 100 m. Også disse sandbølger har en orientering V-Ø. Der er også observeret sandbølger inkl. ribber med bølgelængde under 10 m. De er kun observeret i områder med grus, og deres orientering er SV-NØ. Denne observation er baseret på to sidescanninger og fire multi-beam opmålinger. Der er stor forskel i højden på sandbølgerne. Den maksimale højde er 7 m midt i området. Maksimumshøjden aftager til 3 m i den østlige del af området og til 4 m i den vestlige del. Den gennemsnitlige udbredelseshastighed for sandbølgerne er 5 m/år i den vestlige del af området og 20 m/år i den østlige del. De maksimale hastigheder er henholdsvis 10 og 30 m/år. Det monitorerede område er generelt under erosion. Ud fra 17 bathymetriske opmålinger af høj kvalitet siden 1977 er det beregnet, at erosionen er 0,38 mio. m³/år. Det svarer til en vertikal erosion på 1,6 cm/år. Transformeres dette tal til en profiltilbagerykningshastighed, får man en værdi svarende til kystlinjezonens tilbagerykningshastighed. Disse resultater viser, at profilerosionen fortsætter til mindst 20 m dybde. Resultatet er i modsætning til det meget benyttede closure depth koncept. Afhængig af hvordan denne dybde beregnes, får man en værdi mellem 6 og 12 m for den danske Nordsø-kyst. Det er dokumenteret med sikkerhed, at erosionen uden for disse dybder ikke er af en negligibel størrelsesorden. Analyser på grundlag af geologisk information På fig. 4.7 er et typisk seismisk profil vist. På det langsgående profil ser man tydeligt sandbølgerne oven på et plant ekko, der repræsenterer overfladen af det uforstyrrede geologiske profil. Det totale volumen af det mobile sand i området er 28,8 mio. m³ eller 1,2 m i gennemsnit. Mellem det mobile sand og det uforstyrrede geologiske profil er der i 13 ud af de 14 vibrocore-boringer et tyndt lag af groft sand eller grus. Laget af groft materiale er en del af det mobile sand. Begrundelsen herfor er: Beregninger med bølger og strøm under kulings- og stormsituationer viser, at det grove materiale let kan flyttes. Hver gang en dykker har afmonteret strømmåleren, har han observeret grus i hulrum i fundamentet. Hvis gruset ikke kunne flyttes, ville laget forsegle de underliggende uforstyrrede geologiske lag. I så fald ville sandbølgerne med de gældende erosionshastigheder for området forsvinde i løbet af 80 år. I perioden siden 1977, hvor sandbølgerne er blevet monitoreret, har sandbølgerne højde været konstant eller svagt stigende. Tre C14-dateringer af skalfragmenter fra laget har givet aldre på 103, 980 og 1195 år, hvilket er i overensstemmelse med sandbølgernes udviklingsforløb. ICCE paper 30

38 Sandbølger Fig. 4.7 Eksempel på et langsgående seismisk profil, der viser tilstedeværelsen af sandbølger Derfor er grundlaget for sandbølgerne de uforstyrrede geologiske lag neden under det tynde gruslag. Ud fra vibrocore-boringerne og den geologiske tolkning af de seismiske data er sandindholdet i disse lag bestemt til ca. 60%. Det betyder, at førnævnte totale erosion i området på 0,38 mio. m³/år frigiver en sandmængde på 0,23 mio. m³/år. Kornstørrelsen for det uforstyrrede sand er ca. 0,3 mm, hvilket er det samme som kornstørrelsen for det mobile sand. Ud fra de tre prøvetagningskampagner er gennemsnitskornstørrelsen bestemt til 0,32 mm, og kornstørrelsen er næsten ens for de tre kampagner. Standardafvigelsen er også næsten konstant 0,15 mm. Der er set bort fra 4% af prøverne, der havde en D 50 over 1 mm. Der er registreret en stigning af kornstørrelsen mod vest i det strømdominerede område uden for 10 m dybde. Det er det modsatte af, hvad der normalt registreres i et bølgedomineret profil. Forklaringen på denne forskel kunne være, at sandet i den vestlige del af området er næsten identisk med det uforstyrrede sand i det geologiske profil, fordi sorteringen her er begrænset. Længere mod øst, hvor bølgerne er mere dominerende, transporterer de det grove sand ind mod revlezonen, medens det fine efterlades. Med det formål at fastlægge transportretningerne for sandet er der gennemført en sediment trend analyse i overensstemmelse med (Gao and Collins 1992). A priori hypotesen var, at to forskellige transportsystemer var mulige: Transport domineret af den nordgående kyststrøm. Denne strøm giver i retning mod nord finere og bedre sorteret sand med en negativt skæv fordeling. Transport domineret af bølgernes transport ind mod revlen. Denne mulighed bevirker, at sandet bliver grovere og bedre sorteret indad mod revlen. Samtidig bliver kornstørrelsesfordelingen mere positivt skæv indad. Det fremgår af fig. 4.8, at gennemsnittet af de tre sediment trend analyser viser en transport hen mod de områder, hvor lagtykkelsen af det mobile sand er stor. Samtidig fremgår det, at den gennemsnitlige transportvektor er rettet mod NØ. På grundlag af de gennemførte side scanninger er der udarbejdet side scan mosaikker. Ved anvendelse af et multivariatanalyseprogram er der fundet en korrelation mellem bundhældningen i N-S-linjer og det reflekterede side scan signal. Da det reflekterede signal er stærkt korreleret med kornstørrelsen på bunden, kan det konkluderes, at kornstørrelsen er korreleret med bundens hældning i N-S-retningen. ICCE paper 31

39 Middel af 3 kampagner 1 kampagne Kornstørrelse: 0,3 mm - 10 mm 1-2 m sand 2-4 m sand Sum af alle transportvektorer Fig. 4.8 Resultatet af sediment trend analysen Sedimenttransporten i det monitorerede område Sedimenttransporten i det monitorerede område er blevet modelleret af DHI Institut for Vand og Miljø. Formålet med modelleringen var at forbedre forståelsen af sandbølgernes udbredelse samt at beregne sedimenttransporten ind og ud af området både på tværs og på langs ad kysten. Modelleringen blev gennemført med modelkomplekset MIKE21 ved anvendelse af modulerne for bølger, strøm og sedimenttransport. Bølgemodellen MIKE21 NSW er en stationær retningsopdelt parameteriseret spektral vind-bølge model. Modellen giver som output reaktionskraften, som anvendes i strømningsmodellen. MIKE21 HD er en todimensional dybdemidlet hydrodynamisk model. Den simulerer vandstandsvariationer og strøm ud fra påvirkningerne. I den foreliggende modellering er modellen anvendt til at simulere vandstandsvariationer og strøm på grundlag af spændingerne hørende til bølgens reaktionskraft og de overordnede kyststrømme. Resultaterne fra strømnings- og bølgemodellerne blev anvendt i sedimenttransportmodellen MIKE21 STQ3, som er en deterministisk intra-wave-period sedimenttransportmodel. Modellen inkluderer en quasi 3D-beskrivelse af strømprofilet og sandtransportprocesserne, idet metoden i (Elfink et ICCE paper 32

40 al. 1996) anvendes. MIKE21 STQ3 anvendte to forskellige beskrivelser af bølgerne. Den ene er baseret på Stoke s førsteordens bølgeteori, medens den anden tager hensyn til skævheden i bølgernes orbitalbevægelser som beskrevet i (Doering og Bowen 1995). De to forskellige metoder blev anvendt med henblik på at kalibrere virkningen af bølgeskævheden. Fig. 4.9 Observerede og modellerede bundændringer med sedimenttransportretninger En periode på et halvt år blev modelleret, og modellen blev kalibreret på grundlag af erosionen i området i løbet af 24 år. Modelberegningerne blev gennemført med forskellige konstante kornstørrelser over hele området samt med et kornstørrelseskort udarbejdet på grundlag af de indsamlede bundprøver. Det kalibrerede resultat er vist på fig De kalibrerede sedimenttransportretninger er baseret på de to forskellige beskrivelser af bølgerne i sedimenttransportmodellen samt med en konstant kornstørrelse over hele området på 0,3 mm. Resultaterne med forskellige kornstørrelseskort viser, at det fine sediment følger den nordgående kyststrøm, medens det grovere sand følger bølgerne på tværs af kysten. De årlige transportmængder er vist på fig Det fremgår, at der er en tilførsel af sediment til den indre del af profilet på ca. 42 m³/m/år. Endvidere fremgår det, at der er en tilførsel af sediment udefra til området. Et andet vigtigt resultat er forholdet mellem størrelsen af den langsgående transport og tværtransporten. På fig kan man se, at den langsgående transport er næsten det dobbelte af den tværgående transport i den største del af ICCE paper 33

41 det strømdominerede område. På 15 m dybde begynder den langsgående transport at aftage, og tværtransporten vokser, så de to slags transport er lige store på 12 m dybde. Flux, Nord 32 X = Y = Flux, Vest 13 Flux, Øst 42 Flux, Syd X = Y = Nissum Fjord 32 Thorsminde 32 Transport i m 3 /(m x år) Fig Årlige transportmængder ind og ud af det monitorerede område Fig Beregnet langsgående og tværgående transport Forklaringen af princippet i sedimenttransporten, der skyldes samvirke mellem bølger og strøm, er illustreret på fig Her er strømmen nordgående, og bølgerne kommer fra SV. På grund af at sediment- ICCE paper 34

42 transporten er tilnærmelsesvis styret af den kombinerede strømhastighed i anden potens, er sedimenttransporten under en enkelt bølgecyklus som vist på figuren. Det betyder, at sedimenttransporten er rettet indad mod kysten. Bølgens orbitalbevægelse ICCE paper Strøm Transportretning i forhold til strømmen Den øjeblikkelige hastighedsvektor Den øjeblikkelige sedimenttransportvektor Gennemsnitlig sedimenttransportvektor Fig Princippet i sedimenttransporten Baseret på den samme teori kan det vises, at i tilfælde af at bølgerne kommer fra VNV, og kyststrømmen samtidig er nordgående, vil sedimenttransporten være udadrettet. I dette tilfælde vil transporten være relativt lille, idet kyststrømmen er svag jfr. fig Midlet over et år vil sedimenttransporten fra det monitorerede område derfor være rettet indad mod land og dermed revlen. Det er tidligere nævnt, at de meget korte sandbølger eller ribber er orienteret SV-NØ. Forklaringen er, at ribberne er dannet, når der ikke er kyststrøm. En sådan situation forekommer med bølger fra NV, se fig Baseret på den detaljerede modellering af sedimenttransporten i det monitorerede område har DHI beregnet den tværgående sedimenttransportkapacitet videre mod syd på den danske Nordsø-kyst. Ud fra kapaciteten er den faktiske transport beregnet. Denne transport er anvendt til at opstille et nyt sedimentbudget for denne kyststrækning. Anvendelse af resultaterne Som et resultat af den forøgede viden om sandbølgebevægelserne i den ydre del af kystprofilet har Kystdirektoratet justeret det løbende 35

43 bathymetriske opmålingsprogram på Nordsø-kysten. Tidligere blev opmålingerne udført hvert andet år i faste linjer vinkelret på kysten ud til ca. 4 km fra kystlinjen. Siden 1999 er opmålingerne i de vinkelrette linjer blevet udført hvert år, men nu til kun ca. 2 km fra kystlinjen. Udenfor udføres opmålingerne i linjer parallelle med kystlinjen med et tidsinterval på 5 år. Opmåling i disse parallelle linjer udføres til ca. 10 km fra kystlinjen. Dette opmålingsprogram anses for optimalt inden for den opmålingskapacitet, der er til rådighed. Som tidligere nævnt har den nye viden ført til en revision af sedimentbudgettet for den danske Nordsø-kyst. I det nye budget er den langsgående transport forøget med ca. 80% i forhold til det tidligere budget. Udover de allerede gennemførte ændringer forventes det, at fastlæggelsen af nye sandindvindingsområder vil kunne udnytte den opbyggede viden om sandbølgerne. Det forventes også, at der vil kunne udarbejdes bedre forudsigelser af detailudviklingen i kystlinjezonen med kendskab til beliggenheden og udbredelseshastigheden af de store sandbølger. Sådanne forudsigelser vil være værdifulde i planlægningen af kystbeskyttelse og i forbindelse med den efterfølgende analyse af effekten. Konklusioner På grundlag af 25 års bathymetriske opmålinger af høj kvalitet er det blevet dokumenteret, at der på den danske Nordsø-kyst er en betydelig erosion uden for den såkaldte closure depth på omkring 10 m vanddybde. Størrelsen af denne erosion sammenholdt med profilhældningen betyder, at denne ydre del af kystprofilet rykker tilbage med den samme hastighed som den indre del. Derfor kan det fastslås, at ligevægtsprofilet fortsætter til mindst 20 m dybde altså til den dobbelte dybde af closure depth. På grundlag af opmålinger, sediment trend analyser, teoretiske overvejelser og matematisk modellering er det vist, at det eroderede sand transporteres skråt indad mod kysten. Beregninger har vist, at tilførslen af sand til den indre del af profilet inden for 10 m dybde er ca. 42 m³/m/år. Transporten af sand sker i form af vandrende sandbølger af varierende størrelse. Tabet af sand til den indre del af profilet bliver udlignet ved erosion i de underliggende uforstyrrede geologiske lag samt ved tilførsel endnu længere udefra i profilet. På denne måde holdes systemet af sandbølger intakt. Årsagen til erosionen i den ydre del af profilet uden for closure depth er tilstedeværelsen af en temmelig stærk kyststrøm. Beregningerne med de numeriske modeller har vist store langsgående variationer i tværtransporten i afhængighed af beliggenheden ICCE paper 36

44 af specielt de store sandbølger. Det forventes, at denne langsgående variation i tværtransporten kan forklare en stor del af variationerne i revle- og kystlinjezonen. Skønt resultaterne stammer fra et område på den danske Nordsø-kyst, forventes det, at tilsvarende resultater vil kunne opnås på andre lige kyststrækninger med moderat tidevand. Referencer Gao, S. and Collins, M Net sediment transport patterns inferred from grain size trends, based upon definition of»transport vectors«. Sediment Geol., 81, Elfrink, B., Brøker, I., Deigaard, R., Hansen, E. A. and Justesen P Modelling of 3D sediment transport in the surf zone. Proceedings of the 25th International Conference on Coastal Engineering (ICCE), Orlando, USA, Doering, J.C., and Bowen A.J Parameterization of orbital velocity asymmetries of shoaling and breaking waves using bispectral analysis. Coastal Eng., Vol. 26, No , pp ICCE paper 37

45 AFSNIT 5 Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet 5.1 Indledning Siden projektet»sedimentomsætning offshore«blev afsluttet i 2001 er programmet for opmåling i de 15 langsgående linjer på strækningen Lodbjerg Nymindegab fortsat. Det er sådan, at siden 1995 er 1/5 af strækningen blevet opmålt hvert år bortset fra i 1996 og i Det betyder, at med opmålingen i 2005 er strækningen fra Lodbjerg til Hvide Sande opmålt to gange i de pågældende linjer. Desuden er der på Sdr. Holmsland Tange opmålt en enkelt linje to gange. Det er disse opmålinger, der er grundlaget for det foreliggende afsnit. 5.2 Overblik over sandbølgerne på den centrale del af Vestkysten På grundlag af de to opmålinger i de langsgående linjer er sandbølgekortet på tegn. nr. 5.1 udarbejdet. Som det fremgår, er højden og udbredelseshastigheden mod nord angivet. På grund af målelinjernes orientering har der ikke kunnet uddrages oplysninger om den indadrettede komposant. I»Sedimentomsætning offshore«viste analysen, at på strækningen Fjaltring - Thorsminde er sandbølgerne størst mellem og m fra kysten. Af tegn. nr. 5.1 fremgår det, at det samme gælder på størstedelen af den strækning, der har kunnet kortlægges. Indad i profilet aftager sandbølgehøjden, og den når et minimum omkring 9 m dybde, der nogenlunde svarer til den gamle closure depth. Fra denne dybde og indad vokser de naturlige variationer igen, men her skyldes variationen revlens bevægelser. Også udad i profilet aftager sandbølgehøjden. Det skyldes den voksende dybde og dermed mindre bølgepåvirkning af bunden. En medvirkende årsag er, at kyststrøm- Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet 38

46 men også aftager udad. I en afstand på 9 km fra kystlinjen er der imidlertid stadig tydelige sandbølgebevægelser, men hastigheden mod nord er nede på nogle få m om året svarende til en sedimenttransport på ca. 15 m 3 /m/år. Projektets arbejdshypotese er, at der på Vestkysten på dybder mellem 10 og 30 m vil være sandbølger, såfremt der er sand til rådighed i bunden under de mobile lag. Når sandbølgerne bevæger sig fra et område med sand i den uforstyrrede bund ind over et område uden sand, vil sandbølgerne ret hurtigt forsvinde. 1m 0m m Tværtransport 30 m³/(m år) 1m 0,5 m Vandringshastighed 10 m/år m Tværtransport 30 m³/(m år) År m m 1m m Tværtransport 30 m³/(m år) 0 0 Sand Ler Fig. 5.1 Skitse der viser sandbølgernes forsvinden hen over lerbund På grund af den indadrettede sedimenttransport fjernes der hele tiden sand fra systemet af sandbølger, og er der f.eks. smeltevandsler neden under sandbølgerne, tilføres der ikke sand nedefra. Hvis man antager, at udstrækningen af sandbølgeområdet er m på tværs af kysten jfr. fig 5.1, og den gennemsnitlige lagtykkelse af sandet er 1 m, vil sandmængden i en kasse med udstrækningen 1 m på langs ad kysten være m 3. Med en indadrettet transport på 30 m 3 /m/år jfr. (Kystdirektoratet, 2001a) vil der gå 100 år, inden sandbølgerne er væk. Med en gennemsnitlig vandringshastighed på 10 m/år vil sandbølgesystemet i løbet af de 100 år have bevæget sig m. Derfor må sandbølgerne være forsvundet ca. 1 km nord for grænsen mellem et område med sand under de mobile lag og et område uden sand. Overordnet set må der derfor gælde, at der kun eksisterer sandbølger, når der i den uforstyrrede bund nedenunder også er sand. Det er derfor interessant at sammenholde sandbølgekortet tegn. nr. 5.1 med de oplysninger, der foreligger om geologien umiddelbart under de mobile lag. Derfor er der som tegn. nr. 5.2 medtaget et kort, der på strækningen Lodbjerg Nymindegab viser geologien under de mobile lag. Kortet er udarbejdet af GEUS i forbindelse med den geologiske kortlægning af Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet 39

47 Vestkysten, der blev udført for Kystdirektoratet i perioden jfr. (GEUS, 1999). Da det desværre har vist sig, at oplysningerne på det geologiske kort nogle steder ikke svarer til virkeligheden, vil andre oplysninger om geologien under de mobile lag blive inddraget. Det drejer sig om resultaterne af de mange prøvepumpninger, der i et 250 m net er udført de sidste 25 år. En anden kilde til information om geologien under de mobile lag udgøres af selve opmålingerne i de tidligere omtalte langsgående linjer i vestkystsystemet. Hvis man ser på et givet område, hvor der er udført to bathymetriske opmålinger med fem års mellemrum og beregner henholdsvis aflejringsmængden og erosionsmængden, vil forholdet aflejringsmængde/erosionsmængde - A/E - give et indtryk af sand- og lerindholdet i havbunden under de mobile lag. Bevægelsesretning Erosion (E) Aflejring (A) Fig. 5.2 Pricipskitse til forklaring af A/E-forholdets betydning A/E-forholdets betydning forklares i det følgende med henvisning til fig For at forenkle forklaringen ses der i første omgang bort fra tværtransportens gradient. Langstransportens gradient er sammenlignet hermed negligibel og dermed næsten uden betydning for mængderegnskabet. Hvis bunden består af 100% lersedimenter I så fald sker erosionen i ler, der ikke aflejres igen inden for området. Aflejringsmængden A vil derfor være 0, og A/E derfor også 0. Det er i øvrigt sådan, at selvom bunden består af rent ler, er den ofte bølget, som var der tale om en bund med sandbølger. Erosionen i en sådan bølget lerbund vil normalt også ske på opstrøms side af forhøjningerne, men der vil altså ikke være nogen aflejring på nedstrøms side. Hvis den uforstyrrede bund består af sand eller grus I dette tilfælde vil den eroderede mængde aflejres igen. Aflejringen sker normalt ikke på samme sandbølges nedstrøms side. Ud fra langstransporten jfr. fig og sandbølgernes flytning kan man beregne, Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet 40

48 at aflejringen sker 6-7 bølgelængder længere nedstrøms. Det vigtigste er, at den eroderede mængde aflejres igen inden for området. Derfor vil erosion og aflejring være lige store, og A/E derfor 1. Hvis den uforstyrrede bund består af både ler og sand/grus I denne situation vil de eroderede lersedimenter forsvinde, medens sandet aflejres igen. Hvis den uforstyrrede bund i et område består af 20% ler og 80% sand, vil A/E være lidt mindre end 1. Med kendskab til sandbølgernes højde, længde og vandringshastighed vil det nøjagtige A/E-forhold kunne fastlægges. Hvis tværtransporten inddrages Man kan selvfølgelig ikke se bort fra tværtransporten. Det er gradienten på tværtransporten, der er hovedansvarlig for nettoerosionen uden for 10 m dybde, og dermed for, at denne del af profilet i hvert fald ud til mindst 25 m dybde rykker tilbage med samme hastighed som den indre del af profilet, og dermed er en del af ligevægtsprofilet. Tabet fra et område indad i profilet vil betyde, at en mindre del af den eroderede mængde aflejres igen, end tilfældet var, da der blev set bort fra tværtransporten. Da det må være en rimelig antagelse, at tværtransporten er proportional med E, vil A/E stadig være en karakteristisk konstant for et område. Værdien vil imidlertid være mindre end værdien uden tværtransport. Sammenfatning vedrørende A/E-forholdet for et område På grundlag af ovenstående ræsonnement må A/E-forholdet være konstant for et givet område. Den absolutte størrelse afspejler både sammensætningen af den uforstyrrede bund og tværtransporten og dermed profiltilbagerykningshastigheden på strækningen. A/E-forholdet beregnes på grundlag af to opmålte bathymetrier ved hjælp af KI-menuen (Kystdirektoratets program til behandling af bathymetriske data). Hvis de to bathymetrier var målt helt uden ensidige målefejl, ville A/E-forholdet beregnet på grundlag af de to bathymetrier være identisk med det karakteristiske A/E-forhold for området. Ensidige målefejl vil påvirke A/E. Ligger den sidst målte bathymetri f.eks. 1 cm for højt, vil den beregnede E blive for lille og den beregnede A for stor, og A/E dermed noget større end områdets karakteristiske A/E-forhold. Man kan derfor anvende den beskrevne metode til at fastlægge størrelsen af den ensidige fejl. Herefter kan bathymetrierne korrigeres for denne fejl, og der fremkommer et bedre bathymetrisk datagrundlag til brug for de forskellige kysttekniske analyser. Metoden og især anvendelsesmulighederne er behandlet mere detaljeret i (Kystdirektoratet, 2005) For strækningen Lodbjerg Hvide Sande, hvor de langsgående linjer er målt to gange, er A/E-forholdet beregnet, se tabel 5.1. Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet 41

49 Strækningsbetegnelse A/E Flade Sø 0,03 Agger Tange 0,25 Thyborøn 0,22 Harboøre Tange 0,01 Harboøre 0,00 Vejlby 0,09 Ferring 0,38 Fjaltring 0,30 Ndr. Thorsminde Tange 0,40 Sdr. Thorsminde Tange 0,37 Husby 0,29 Husby Klit 1,01 Søndervig 0,25 Hvide Sande 0,26 Tabel 5.1 Forholdet mellem aflejring og erosion (A/E) på strækningen Lodbjerg Hvide Sande Tallene i tabel 5.1 er imidlertid både påvirket af geologien under det mobile sand, tværtransporten og de ensidige målefejl. Selvom der altså er tre faktorer, der påvirker A/E-forholdet, forsøges i det følgende at anvende de faktiske A/E-værdier beregnet ud fra de to sæt målinger til at bedømme geologien under det mobile sand. Der henvises til tegn. nr. 5.1 og 5.2. Flade Sø Strækningen ligger delvis nord for det område, der er kortlagt af GEUS. A/E er meget lille, og der er ingen sandbølger. Det tyder på rent ler i stedet for moræneler, som angivet af GEUS. Leret kunne være Agger-ler. Agger Tange GEUS har angivet marint ler i hele området samt i de nærliggende områder. Der er sandbølger, og A/E varierer fra 0,12 til 0,34 med en middelværdi på 0,25. A/E er så konstant, at væsentlige systematiske målefejl kan udelukkes. Derfor kan der med ret stor sikkerhed konstateres, at der er mere sand i området, end GEUS har angivet. Thyborøn GEUS angiver marint ler i hele området. Gennemsnitsværdien af A/E er 0,12 for de inderste otte linjer og 0,59 for de to yderste. Derfor er det korrekt med marint ler i de inderste linjer, men der må være betydelige mængder sand i den yderste del, hvor der også er fundet store sandbølger. Harboøre Tange GEUS angiver hovedsageligt smeltevandssand i området. Med et A/Eforhold på 0,01 er der næsten ingen aflejringer, og der er da heller ingen sandbølger. Opmålingerne i 1995 og 2002 viser en gennemsnitlig Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet 42

50 årlig erosion, der svarer til rimelige profiltilbagerykningshastigheder på disse dybder. Der er derfor ikke noget, der tyder på systematiske målefejl. Hvis der ved næste opmåling også anvendes sidescanner, kan det med stor sikkerhed fastslås, at bunden består af ler. Harboøre Der er ingen sandbølger, og A/E er 0. Området består derfor med stor sandsynlighed af ler. Det er forskelligt fra GEUS angivelse af smeltevandssand og moræneler. Vejlby Der er nogle få sandbølger i den sydlige del af området i overensstemmelse med det lave A/E-forhold på 0,09. Mod nord ligner området nabostrækningen og består formentlig af ler. Der er altså ikke meget, der støtter GEUS oplysninger om smeltevandssand i den yderste del og moræneler i den inderste del af området. Ferring GEUS angiver moræneler i det meste af området. Da moræneler normalt indeholder forholdsvis meget sand, passer det fint med A/E = 0,38 og den kendsgerning, at der er sandbølger i det meste af området. Da A/E kun varierer mellem 0,18 og 0,52, er der derfor intet, der tyder på systematiske målefejl. GEUS har et område med tertiært glimmerler/glimmersand i den sydlige del. Der er kun tale om en strækning på 2 km, men selvom det er for kort en strækning til at sige noget med sikkerhed, tyder opmålingerne på, at det er sand, der er dominerende. Fjaltring Det beregnede A/E-forhold på 0,30 er påvirket af, at der er indvundet store mængder sand i området. For de 5 linjer landværts indvindingsområdet er A/E = 0,67. Det passer meget bedre sammen med, at der er flotte sandbølger i området. Da geologien er meget kompleks, kommenteres GEUS kort ikke. Thorsminde Tange A/E er ca. 0,4. Der er generelt mange flotte sandbølger, men der er også områder uden. Der er god overensstemmelse med GEUS kort. Husby A/E er 0,29 i gennemsnit, men varierer fra 5,66 til 0 for enkeltlinjer. Over en 4,2 km lang strækning er A/E større end 1 svarende til større aflejring end erosion. Her må der være tale om målefejl. Der er kendte problemer med opmålingsnøjagtigheden i dette område på grund af problemer med GPS. Det forholdsvis store A/E-forhold bør derfor ikke tolkes som udtryk for, at der er sand i området. GEUS angiver glimmerler i store dele af området, og det passer fint med fraværet af sandbølger. Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet 43

51 Husby Klit A/E-forholdet på 1,01 dækker over en variation mellem 0 og 27,29. Det betyder, at der er problemer med opmålingen. GEUS angivelse af glimmerler passer fint sammen med, at der kun er få og små sandbølger. Søndervig A/E er 0,25, men varierer fra 0,07 til 1,00. Der er fine sandbølger i den nordvestlige del af området, men A/E er forstyrret af stor sandindvinding. Det forholdsvis lave A/E-forhold passer sammen med kortet fra GEUS, der viser skiftevis sand og ler. Umiddelbart er der ikke helt sammenfald mellem sandbølgerne og sandforekomsterne. Det vil kræve detaljerede undersøgelser med sidescan at afklare forholdene yderligere. Hvide Sande Der er sandbølger i det meste af området, men A/E-forholdet på 0,26 tyder på, at der er op til 50% ler. Det er forskelligt fra GEUS oplysning om rent sand i det meste af området. Sdr. Holmsland Tange Der er kun målt en enkelt linje på strækningen, og A/E-forholdet er ikke beregnet, da det vil være for påvirket af svingningerne i GPS-højden. GEUS har udelukkende sand i området. Det passer fint med, at der er sandbølger overalt bortset fra de sydligste 3 km. 5.3 Fodringssandets kornstørrelse Ifølge projektet»sedimentomsætning offshore«er den samlede onshore transport på 10 m dybde på strækningen Lodbjerg - Nymindegab ca. 1,5 mio. m³/år. Mængden, der føres ind over 6 m dybdekurven, er derfor endnu større. Den naturlige tilførsel af sand til strand- og revlezonen er derfor af samme størrelsesorden som kystfodringen. De to slags sand har samme oprindelsessted, idet fodringssandet indvindes på m vanddybde ud for anvendelsesstedet. Derfor er hypotesen, at der i virkeligheden ikke er nogen forskel på de to slags sand. I projektet»sedimentomsætning offshore«er det dokumenteret, at sandbølgesandet er grovere end den bund, der er kilden til sandet. Det skyldes, at en væsentlig del af ler- og siltfraktionen forsvinder under den proces, der fører bundens materialer op på sandbølgernes forside mod nord. Derfor er det sand, der som onshore transport føres ind i revle- og strandzonen, væsentligt grovere end de geologiske lag, der er udgangspunktet. Nye resultater vedrørende den ydre del af profilet 44

52 Det sand i indvindingsområderne, der pumpes op i lasten og bliver til fodringssand, er en blanding af sandbølgesand og sand indvundet i oprindelig lejring. Under indvindingen sker der et tab af de finere fraktioner, så fodringssandet er grovere end de geologiske lag på strækningen. Den almindelige antagelse er, at fodringssandet er grovere end det naturligt forekommende sand på strækningen. Der er to uafhængige årsager til denne antagelse. Den ene er, at D 50 for fodringssandet fastlægges på grundlag af den del af fodringssandet, der bliver på stranden efter indpumpning, og dette sand er grovere end det sand, der er i skibslasten. Den anden årsag er, at fodringssandet normalt sammenlignes med strandens D 50, der er fastlagt for den del af strandmaterialerne, der er under 2 mm. Under projektet»sedimentanalyse. Vestkysten 1999«(Kystinspektoratet, 1999) blev der indsamlet sedimentprøver i 34 profiler i 4 kampagner i Ved databasetræk er middelkornstørrelsen D 50 for de prøver, der er taget inden for 6 m dybde i profiler på strækningen Lodbjerg Nymindegab, bestemt til 1,95 mm. Der ligger 1702 prøver til grund for dette tal. Tilsvarende er middelkornstørrelsen D 50 for alle strandfodringer bestemt til 0,47 mm på grundlag af 680 prøver. Middelkornstørrelsen for kystnære fodringer er 0,32 mm på grundlag af 126 prøver. Det naturlige sand inden for 6 m dybde er altså signifikant grovere end fodringssandet. Forskellen mellem kornstørrelsen for de to slags fodringssand skyldes hovedsageligt forskellen i prøvetagningsmetoder. Der har været tradition for at se bort fra fraktionen større end 2 mm ved fastlæggelsen af D 50 for det naturlige sand på stranden og i den øvrige del af kystprofilet. Bestemmes D 50 for andelen finere end 2 mm for det naturlige sand fås i stedet for 1,95 mm en middel D 50 på 0,33 mm. I forhold til denne værdi er fodringssandet grovere. Det er imidlertid de 1,95 mm, der må være den korrekte middel D 50 for det naturlige sand, og derfor er konklusionen, at det naturlige sand er klart grovere end fodringssandet. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 45

53 AFSNIT 6 Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 6.1 Indledning Området, der behandles i afsnittet, er en ca. 3 km lang strækning ud for Vedersø Klit, hvor der ikke udføres eller tidligere er udført nogen form for kystbeskyttelse jfr. fig Det er altså en strækning, der udvikler sig naturligt, og det har været baggrunden for at følge udviklingen i området. Siden 1999 er området opmålt 2-4 gange om året i et linjesystem bestående af linjer vinkelret på kysten med en indbyrdes afstand på 200 m samt tre langsgående linjer. På nuværende tidspunkt foreligger der 19 bathymetrier, der udgør en enestående dokumentation for kystudviklingen i området. Felsted Kog Husby Klitplantage Vedersø Klit Husby Sø Fig. 6.1 Beliggenhedsplan Nørresø Km Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 46

54 I Kystdirektoratets projekt»naturligt referenceområde«(kystdirektoratet, 2001b) blev udviklingen i området frem til sommeren 2001 behandlet meget detaljeret. I det foreliggende projekt behandles udviklingen på strækningen ikke tilsvarende detaljeret. Derimod fokuseres der på den del af udviklingen, der svarer til emnet for det foreliggende projekt. Struktureringen af afsnittet svarer til de metoder, der er anvendt i undersøgelsen. For hver metode fremhæves de observationer, der har kunnet anvendes til at forstå udviklingen i området, og til slut sammenfattes de forskellige observationer i en syntese, der anvendes til at opstille en hypotese for sammenhængen mellem revlestrukturen og kystlinjebugtningerne. 6.2 Bølge- og strømforhold Der blev udlagt en ADCP-måler i området på ca. 15 m dybde i juni Den har registreret strøm og bølger indtil umiddelbart efter orkanen den 8. januar Under orkanen blev der målt en strømhastighed på 1,1 m/s, der er den største strømhastighed på denne dybde, som Kystdirektoratet har målt i de ca. 4 år, hvor der har været målt strøm. Udover at blive anvendt til at måle strøm og bølger er ADCP-måleren utilsigtet også blevet anvendt til at måle lagtykkelsen af aflejringen på positionen under og umiddelbart efter orkanen. Det var nemlig sådan, at måleren ophørte med at fungere kl. 21 den 8. januar 2005, altså ca. 5 timer efter orkanens kulmination om eftermiddagen den 8. januar Ved dykkerinspektion i marts kunne det konstateres, at måleren var totalt begravet. I forhold til udgangssituationen betyder det, at der er sket en aflejring på mindst 0,6 m. Det svarer til det, differensplanen ud fra de opmålte bathymetrier omkring tidspunktet for orkanen, viser, jfr. afsnit 6.3. Her foretages der også en detaljeret tolkning af den særprægede observation. Foruden med ADCP-måleren har Kystdirektoratet foretaget bølgemålinger med retning med en waverider. Waverideren har ligget ud for Fjaltring siden Der har været tradition for som bølgeretning for den enkelte 20 minutters registrering at anvende den såkaldte peak wave direction. Denne retning er fastlagt som den retning, hvorfra den største del af bølgeenergien kommer. Udarbejder man et histogram for fordelingen af bølgeretningerne for en given periode, får man normalt en fordeling som vist til venstre på fig Heraf fremgår det, at hyppigheden af bølger fra VSV og V er meget begrænset, medens retningerne SV og NV er langt hyppigere. Dette resultat er overraskende, idet vindretningen ikke udviser en tilsvarende fordeling. Der har i en række år været søgt en forklaring på den specielle fordeling af bølgeretningen. En forklaring, der har været overvejet, har været, om waveriderens krængning under kulings- og stormsituationer, hvor der også normalt er en stærk kyststrøm, skulle Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 47

55 være årsagen. Da ADCP-måleren imidlertid giver den samme retningsfordeling for bølgerne, har det kunnet afvises, at det er instrumentfejl, der er forklaringen. Det har imidlertid vist sig, at hvis mean wave direction anvendes i stedet, bliver retningsfordelingen mere svarende til det forventede. Mean wave direction beregnes som gennemsnitsretningen for en 20 minutters registrering, og den tilhørende retningsfordeling er vist til højre på fig Antal 225 Peak wave directions Antal 225 Mean wave directions Bølgeretning i grader Bølgeretning i grader Fig. 6.2 Fordeling af bølgeretningerne afhængig af analysemetode En mulig forklaring på peak wave retningernes fordeling kunne være, at kyststrømmen refrakterer dybtvandsbølgerne på vej ind til bølgemåleren. I (Kystdirektoratet, 2001a) er det dokumenteret, at kyststrømmen er nordgående ved vindretninger fra SV til og med V. Derfor må dybtvandsbølgerne fra disse retninger refrakteres nogle grader, så retningen bliver lidt sydligere ved bølgemåleren. Tilsvarende er kyststrømmen sydgående ved vind og bølger fra NV og VNV. Dybtvandsbølgerne fra disse retninger vil derfor være lidt nordligere ved bølgemåleren. På grund af kyststrømmen vil bølgeretningerne populært udtrykt drejes lidt væk fra V mod enten SV eller NV og derfor give den fundne fordeling af peak wave retningerne. En medvirkende årsag kunne også være det forhold, at bølgerne i Nordsøen bevæger sig hurtigere end et typisk lavtryk. Medens vinden er i SV vil der allerede være dannet bølger fra NV på bagsiden af lavtrykket i den nordvestlige del af Nordsøen. Disse bølger vil nå Vestkysten, inden vinden når om i NV, og det betyder, at peak wave retningen springer direkte fra SV til NV. Da instrumentfejl kan udelukkes, må man imidlertid tage forskellen i fordelingen af de to former for bølgeretning til efterretning. Det er imidlertid sådan, at forsøget på at korrelere bølger og strøm giver bedre resultater, når mean wave direction anvendes. Man undgår dermed, at bølgeretningen under en række konkrete kulings- og stormsituationer springer direkte fra SV til NV uden at have været i V. Det anbefales derfor, at Kystdirektoratet fremover også beregner mean wave direction for de indsamlede bølgedata, så muligheden for at anvende denne retning er til stede. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 48

56 6.3 Bathymetrier Som nævnt foreligger der 19 bathymetrier fra området fra perioden Det er karakteristisk, at hvis udviklingen bedømmes ud fra de 18 differensplaner mellem på hinanden følgende opmålinger får man umiddelbart et ret kaotisk billede. Det er sådan, at i den ydre del af området uden for ca. 7 m dybde er de virkelige bundændringer i løbet af de f.eks. 3 måneder mellem to opmålinger af samme størrelsesorden som målenøjagtigheden. Det betyder, at i et område, hvor der over de seks år f.eks. er en klar aflejring, vil der være mange af de omtalte differensplaner, der viser den modsatte tendens. Det vanskeliggør naturligvis opgaven med at opstille en overbevisende korrelation mellem påvirkninger og bundændringer. Dette problem er der foreslået en løsning på i projektet»fodringseffektivitet«(kystdirektoratet, 2005). På grundlag af områdets karakteristiske forhold mellem aflejring og erosion (A/E) er der foretaget en beregning af den enkelte bathymetris ensidige fejl. Når bathymetrien korrigeres svarende hertil, er det pludselig muligt at etablere den sammenhæng mellem påvirkninger og kystudvikling, der jo nødvendigvis må være. Det kan oplyses, at de ensidige fejl ligger inden for +- 4 cm. Den overordnede udvikling fremgår af differensplanen mellem første og sidste opmåling jfr. fig. 6.3 og tegn. nr Det ses, at der er et stort område ca. midt i den yderste del, hvor der er sket aflejring på op til 0,5-1 m. Endvidere er der et stort område i den sydlige tredjedel, hvor der er sket erosion på op til 0,5-1 m. Yderligere et erosionsområde kan ses i nordvesthjørnet af området. Fig. 6.3 Differensplan mellem og Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 49

57 Ser man på udviklingen det første års tid jfr. fig og tegn. nr. 6.2, fremgår det, at den svarer til den overordnede udvikling, idet dog aflejringstykkelsen og erosionsdybden er klart mindre. Man kan ved at sammenligne de to figurer se, at der sker en sandbølgebevægelse mod nord. Det er lettest at se i erosionsområdet i nordvesthjørnet. Sandbølgebevægelsen er imidlertid endnu lettere at se på en udtegning af de opmålte linjer i en af de tre langsgående linjer jfr. tegn. nr Fig. 6.4 Differensplan mellem og Som nævnt i afsnit 6.2 sandede ADCP-måleren til under slutningen af orkanen. Ud fra differensplanen på grundlag af bathymetrierne før og efter fremgår det, at der i perioden er aflejret ca. 0,6 m sand på strømmålerens position. Det skønnes, at langt den største del er aflejret i forbindelse med orkanen. Da måleren først blev begravet 5 timer efter orkanens kulmination kl. 16 den 8. januar 2005, tyder det på, at aflejringen først foregår, når stormen og dermed strømmen begynder at aftage. Antagelsen passer fint med beregninger foretaget under projektet»sedimentomsætning offshore«(kystdirektoratet, 2001a). Her viste beregninger, at sand, der bliver eroderet på opstrøms side af en sandbølge, skal bevæge sig i gennemsnit 7 sandbølgelængder mod nord, inden det aflejres, hvis erosions- og aflejringsmængderne skal passe med de numeriske modelberegninger af transporten mod nord. De 7 sandbølgelængder passer fint sammen med den strækning, et opslæmmet sandskorn kan transporteres af kyststrømmen under en tidevandsperiode. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 50

58 6.4 Revleanalyse Revleudviklingen er vanskelig at følge på differensplaner, da flytninger i planen ikke fremgår direkte, men kun indirekte. Hvis derimod de traditionelle bathymetrier behandles i et program (program met Surfer), der skaber en glidende overgang mellem de farvetoner, der repræsenterer de forskellige dybdeintervaller, får man en langt bedre mulighed for at følge revlerne. Differensplanerne kan dog anvendes som supplement til at anskueliggøre, hvor revleflytningen er stor. Endvidere er anvendt en udgave af bathymetrierne, hvor områder med aftagende dybde mod vest er vist med en farve. Disse planer er anvendt til at måle, hvor stor revleflytningen konkret har været. På fig er Surfer-planerne vist. I det følgende gennemgås revleudviklingen detaljeret, idet teksten er placeret mellem de bathymetrier, der kommenteres. Fig. 6.5 Bathymetri Revlen i den nordlige tredjedel af området er stort set uforandret i perioden. Den markante kystlinjeudbugtning bliver mindre, hvilket er naturligt, da en markant kystlinjeudbugtning hænger sammen med, at revlen bevæger sig mod syd. Samtidig er der sket en markant kystlinjefremrykning over en ca m lang strækning umiddelbart syd for midten af området. Fig. 6.6 Bathymetri I perioden er der sket en markant revlevandring mod syd. Kystlinjeudbugtningen er som følge heraf igen blevet meget markant. Fig. 6.7 Bathymetri Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 51

59 Revlen har trukket sig en lille smule tilbage mod nord (kan kun ses på differensplan og hældningsplan), og kystlinjeudbugtningen er udjævnet lidt og samtidig udstrakt ca. 200 m længere mod syd. Fig. 6.8 Bathymetri Der er sket en revleflytning mod syd, og udbugtningen er svarende hertil igen blevet meget markant. Fig. 6.9 Bathymetri Revlen har trukket sig lidt tilbage mod nord, og den markante udbugtning er forsvundet. Samtidig kan man mod syd tydeligt se en revle, der går ud fra kystlinjen. Fig Bathymetri Der er sket en lille tilbagetrækning af den nordlige revle samtidig med, at den er svækket. Fig Bathymetri Igen er der sket en lille tilbagetrækning af den nordlige revle, og den er blevet yderligere svækket. Årsagen til svækkelsen er, at der er reduceret tilførsel af sand fra den ydre del af profilet, fordi bunden her hovedsageligt består af ler. Endvidere er der i den indre del af profilet mellem 6 og 10 m dybde en sandbølgedal, der også medfører mindre sandtilførsel. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 52

60 Fig Bathymetri Den nordlige revle er vandret lidt mod syd under fortsat svækkelse. Igen er kystlinjeudbugtningen blevet markant. Fig Bathymetri Revleflytningen mod syd er fortsat. Fig Bathymetri Revlen er vandret lidt mod syd og svækket yderligere. Fig Bathymetri Revlebeliggenheden har været stabil i perioden. Fig Bathymetri Revlen har flyttet sig lidt mod syd, idet den er svækket. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 53

61 Fig Bathymetri Fortsat flytning mod syd, idet revlen svækkes. Fig Bathymetri En ny revle kommer ind i billedet mod nord, idet den gamle svækkes yderligere. Samtidig sker der en styrkelse af den indre revle. Det virker som en naturlov, at der skal være en revle af en vis størrelse, hvis der er sand nok. Fig Bathymetri Den nordlige del af den ydre revle er nærmest væk. Til gengæld vokser den indre revle der, hvor den ydre revle er svag eller væk. Samtidig vandrer den indre revle ud til den sydlige del af den gamle revle og går i forbindelse med den. Man ser nu den nordlige del af en måneformet revle i området. Fig Bathymetri Revlen har trukket sig lidt tilbage mod nord. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 54

62 Fig Bathymetri Revlen vandrer lidt mod syd. Fig Bathymetri Revlen er vandret udad på grund af orkanen den 8. januar Tilsyneladende er revlen vandret lidt mod nord, men det er svært at afgøre på grund af den store flytning mod vest. Fig Bathymetri Radarbilleder Som tidligere nævnt lykkedes det ikke at beregne en pålidelig bathymetri ud fra radaroptagelserne. Derimod er radarbillederne anvendt direkte til at fastlægge revlestrukturen. Det er sket ved at et stort antal billeder er adderet og derefter divideret med antallet. Denne midling er sket enten på grundlag af 32 eller 64 billeder. Det er erfaringen, at revlestrukturen er meget lettere at se på et midlet billede end på et direkte billede. Bølgebrydningen er jo under en situation med f.eks. 1,5 m høje bølger ikke begrænset til selve revlen. Der er også bølgebrydning udenfor. Denne brydning er imidlertid mere diffus end brydningen på revlen og foregår derfor ikke nøjagtigt det samme sted på hvert billede. Det er denne forskel, der gør, at revlen slår igennem, når et stort antal billeder bliver anvendt til at danne et midlet billede. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 55

63 Fig Eksempel på et radarbillede Der har været anvendt forskellige principper for udvælgelsen af billeder til midling. I starten blev der valgt et billede for hver time. På grundlag heraf blev det bedste billede for hver dag valgt og senere det bedste billede for hver uge. Det viste sig uoverkommeligt at vælge mellem alle billeder, da der er taget et radarbillede hvert femte minut. Senere blev det besluttet kun at se på billeder fra dage, hvor bølgehøjden var over 1,2 m. Der er ikke foretaget korrektion af billederne for forskellen i afstanden til radaren. Det betyder, at brydende bølger tæt på radaren fremstår tydeligere end tilsvarende brydende bølger længere væk. Derfor kan billederne ikke anvendes til at vurdere variationen i revlehøjden på langs ad kysten. Derimod kan billederne anvendes til at bedømme revleflytninger samt til at fastlægge beliggenheden af revlehuller. Fig viser et eksempel på et enkelt radarbillede, hvor man tydeligt ser bølgefronterne. Fig og tegn. nr. 6.4 er eksempler på anvendelse af midlede billeder. Man kan se på tegningen, at revlehullet har flyttet sig mod syd. Da radaren dækker et større område end de bathymetriske opmålinger, er det muligt at følge revlehullet uden for det opmålte område jfr. fig Mellem de to positioner er der ca m svarende til en flytning på 500 m/år. Fig Revlehullets beliggenhed på bathymetri og midlet radarbillede I projektet har der især været fokus på at bruge radarbillederne til at følge revlehullet. Det er imidlertid klart, at metoden også kan bruges til at vurdere ændringen af revlehøjden over tid på et givet sted. Hvis bølgehøjden 1,5 m giver brydning på et tidspunkt, men ikke senere hvor bølgehøjden 2 m til gengæld giver brydning, så er revlen blevet lavere. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 56

64 6.6 Satellitfotos Strækningen er dækket af 11 satellitfotos fra perioden april 1998 til juni I det følgende præsenteres de enkelte fotos efterfulgt af en kommentar. På hvert foto er der påsat en pil, der viser beliggenheden af kystlinjeindbugtningens dybeste punkt. Som det vil fremgå, er der forskel på, hvor veldefineret punktet er. På alle fotos er beliggenheden af indbugtningen i 1998 også vist, så den samlede forskydning af indbugtningen fremgår. Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Det fremgår, at stranden er smal i den nordlige del af området, og at der er en kystlinjeudbugtning lidt syd for midten af området. Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Indbugtningen er vandret lidt mod syd, og den største udbugtning ligger stort set midt i området. På fotoet kan den inderste revle ses. Man ser, at der ikke er en revle ud for indbugtningen, og at der ud for udbugtningen starter en revle, som fjerner sig fra kysten mod syd. Man kan se, at der nord for referenceområdet er en revle, medens det ikke er tilfældet sydfor. Det skyldes muligvis, at onshoretransporten her er meget lille. Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Indbugtningen er midt i området. Den ydre måneformede revle slutter som forventet ud for indbugtningen. Udbugtningen er nu i den sydlige halvdel af området. Den er imidlertid ikke så tydelig, da en strandsø eller en ralaflejring ligger centralt i bulen. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 57

65 Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Indbugtningen er ikke så tydelig, medens udbugtningen helt mod syd er meget veldefineret. Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Den oprindelige indbugtning er ikke tydelig, men den er fastlagt ved at se på, hvor revlen ender, og stranden er smal. Fotoet viser desuden, at en ny indbugtning er på vej ind i området fra nord, medens den oprindelige udbugtning er forsvundet ud af referenceområdet mod syd. Naturligt referenceområde Fig Flyfoto De to indbugtninger er lidt vanskelige at lægge fast. Revleendens beliggenhed samt den smalleste strand er anvendt. Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Et fint foto hvor især den nordlige indbugtning er tydelig. Også de to udbugtninger henholdsvis nord og syd for referenceområdet er tydelige. Man kan ane revlen. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 58

66 Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Fotoet er forholdsvis godt. Den nordlige indbugtning er tydelig, medens den sydlige indbugtning er fastlagt som det smalleste sted mellem to mindre udbugtninger. I øvrigt er den inderste revle synlig, men igen er der ingen revle syd for referenceområdet. Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Et særdeles godt foto med en meget tydelig indbugtning mod nord. Her er revlen meget svag eller mangler helt. Den sydlige indbugtning er nu vandret ud af referenceområdet. Mellem de to indbugtninger ses en tydelig måneformet revle. Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Et godt foto med en tydelig indbugtning mod nord. Stranden er meget smal her. Den sydlige indbugtning er utydelig og fastlagt som det smalleste sted nord for den sydlige udbugtning. Naturligt referenceområde Fig Satellitfoto Et meget skarpt foto, hvor både den inderste og den yderste revle kan ses. Ved indbugtningen mod nord peger revlen fra nord ind mod punktet, medens revlen mod syd udgår derfra. Den sydlige indbugtning er ikke tydelig, og kun med meget god vilje kan man se, at den ydre revle peger ind mod kysten tæt på indbugtningen. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 59

67 Det fremgår tydeligt på grundlag af de viste fotos, at indbugtningen vandrer mod syd. I de tilfælde hvor revlen kan ses, ligger den som forventet. Da påvirkningerne kommer fra vest, er det revlesystemet, der vandrer mod syd, medens kystlinjebugtningerne blot afspejler revlens bevægelse. 6.7 Sidescan Kystdirektoratet foretog i 2003 en sidescan opmåling af området. Det 6 km 2 store område er målt både med Kystdirektoratets eget ekkolod Reson 8101 og med en sidescan fisk fra Edgetech. I de yderste ca. 1,5 km af området er scanningen fladedækkende, medens der i den inderste del er målt med en linjeafstand på 100 m. Da Kystdirektoratet ikke har software til at behandle sidescan data, er behandlingen udført af firmaet Quester Tangent. Behandlingen er rapporteret i (Quester Tangent, 2004). Firmaets behandling er gennemført ved anvendelse af en række avancerede automatiserede behandlingsteknikker, der deler bundsegmenterne op i en række klasser på grundlag af forskel i energiintensitet i sidescan signalet. Resultatet af behandlingen præsenteres på planer, hvor de forskellige farver viser bundens opdeling i klasser. Se tegn. nr. 6.3 A/B Se tegn. nr. 6.3 A/B Fig Sidescan mosaik og kompleksitetsplot På fig er to figurer fra rapporten vist. Af sidescan mosaikken fremgår det, at bundsedimenterne er ret ensartede over størstedelen af området. Mod nordvest og mod syd er der imidlertid områder, der afviger fra dette billede. Dette mønster bekræftes af den anden del af figuren, der er et såkaldt kompleksitetsplot. Jo rødere farven er, jo mere kompleks er bunden. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 60

68 På grundlag af de mange prøver af bunden, der er indsamlet af dykker, kan det fastslås, at de to områder, der skiller sig ud, består af ler og grus, medens bunden i den øvrige del af området består af sand. Viden om, hvorvidt bunden består af sand eller ler, er vigtig, når bathymetriske opmålinger analyseres med hensyn til sandbølger. Sammenholdes to pejlinger med nogle års mellemrum i en linje parallel med kysten, vil en lerknold, der fejlagtigt opfattes som en sandbølge, kunne medføre en fejltolkning. Hvis lerknolden af en eller anden grund eroderes hurtigere på nordsiden end på sydsiden, vil det kunne tolkes som om, en sandbølge vandrer mod syd, hvilket er modsat bevægelsesretningen. Sidescan vil kunne anvendes til at fastlægge, hvor sandet er groft, og hvor det er fint. Denne analyse vil normalt give det bedste resultat uden for 10 m dybde, idet de større variationer i dybden indenfor gør analysen vanskeligere her. Analysen af sandets kornstørrelse har imidlertid måttet opgives i det foreliggende projekt, da der er betydelige forskelle i sidescanbillederne fra linje til linje. Disse langsgående striber har ingen sammenhæng med bundsedimenterne og burde naturligvis ikke have været der. Som det fremgår, er oplysningerne om, hvorvidt bunden består af sand eller ler, overordentligt nyttige i forbindelse med analysen af sandbølger. På grundlag heraf anbefales det, at Kystdirektoratet ved den fremtidige opmåling af de kystparallelle vestkystlinjer også udfører sidescan med multibeamudstyret, der har en sidescanner indbygget. Scanneren er tilstrækkelig god til at kunne skelne mellem sand og ler. Hvis der også ønskes oplysninger om sandets kornstørrelse, anbefales anvendelse af en egentlig sidescanner indbygget i en fisk, der føres i en fast afstand af bunden. 6.8 Sandprøver inkl. sediment trend analyser Indledning Der er gennemført 3 prøvetagningskampagner i området med 90 prøver i hver kampagne. Prøverne er taget af dykker i et 200 m net. For at få en korrekt repræsentation af grusfraktionen var prøvestørrelsen på ca. 20 kg. Alle sten over 16 mm er blevet vejet, og resten af prøven er neddelt inden sigtning. Det har givet en korrekt kornkurve, når grusfraktionen ikke har været alt for stor. Det har imidlertid vist sig i forbindelse med sediment trend analysen, at den helt fine andel af prøven også er meget vigtig. De udførte sigteanalyser beskriver ikke den finkornede fraktion detaljeret nok, og i tilfælde af at der senere skal gennemføres en ny sediment trend analyse, bør det overvejes at skaffe bedre sigteudstyr eller lade sigtningen udføre af andre f.eks. GEUS eller firmaet, der skal udføre sediment trend analysen Visuel bedømmelse af prøverne I projektet»sedimentomsætning offshore«blev sten og grus fra havbunden mellem 15 og 25 m vanddybde sammenlignet med sten og grus fra stranden. Det viste sig, at sten fra havbunden var mere Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 61

69 kantede end sten fra stranden. Nogle få sandprøver fra de to områder blev testet på Arla s forskningslaboratorium i Århus ved anvendelse af elektronmikroskop og et program til beregning af et indeks for kornenes kantethed. Man fandt imidlertid ingen signifikant forskel i kantetheden af sand fra de to dele af profilet. I det foreliggende projekt har det været undersøgt, om det er muligt at se forskel på materialer fra henholdsvis ca. 15 m dybde og stranden. Materialerne over 16 og 32 mm blev fotograferet, men det var ikke muligt at se forskel. Derimod var der stor forskel på, hvor stor en andel af prøverne, der indeholdt materiale større end 16 mm. 13 af de 15 prøver fra stranden indeholdt en fraktion større end 16 mm, medens det kun var tilfældet for en af de 15 prøver fra havbunden. Grunden til, at det ikke var muligt at se forskel på sten fra havbunden og fra stranden, antages at være, at stenene i dette område er aflejret i tertiærtiden, hvorimod de i området ved Fjaltring, der dannede grundlag for det tidligere projekt, er aflejret i kvartærtiden. Tertiære aflejringer er vandaflejrede, og derfor ændrer det ikke på kantetheden, at materialet transporteres ind på stranden. Der er dog en forskel på stenene over 32 mm afhængig af, om de er fra havbunden eller fra stranden. Stenene fra havbunden er begroet med rurer, og det må betyde, at de har ligget stille i flere måneder Sediment trend analyse Sediment trend analysen blev gennemført af det canadiske firma Geo- Sea, og rapporteringen foreligger i form af (GeoSea Consulting Ltd., 2005). Grundlaget for firmaets analyse er 6 datasæt i form af sigteresultater. De to datasæt hører til prøvetagningskampagner, hvor der er taget prøver i alle netpunkter i et 200 m net, der dækker hele området. De 4 øvrige datasæt hører til prøvetagningskampagner, hvor prøverne er taget i 4 linjer vinkelret på kysten. Hvert datasæt omfatter sigteresultater fra ca. 90 prøver. Analysen af prøverne i de to net gav nogenlunde samme resultat for sedimenttransportretningen i området, jfr. fig og På stranden er der sydgående transport, medens der uden for revlen er nordgående transport. De modsatrettede transportretninger i de to dele af kystprofilet mødes i revlezonen, hvor transportretningen både indefra og udefra er nogenlunde vinkelret på kysten. Det fremgår også af figurerne, at der uden for revlen hovedsageligt er områder med dynamisk ligevægt, dvs. at der hverken sker erosion eller aflejring. Der er også områder, hvor der sker erosion, og det er vurderingen, at erosionen sker i sedimenter i oprindelig lejring. På stranden er anvendt betegnelsen»mixed case«, hvilket betyder, at der både er erosion og aflejring. Analysen af datasættene fra de fire linjer bekræfter ovennævnte resultater. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 62

70 Fig Sedimenttransportretninger på grundlag af kampagne den september 2003 Fig Sedimenttransportretninger på grundlag af kampagne den 6. marts Kystlinjebugtninger I dette afsnit er det især kystlinjens ud- og indbugtninger, der behandles. Grundlaget er tegn. nr , hvor surferbathymetrier og satellitfotos er sat sammen. Da det er kystlinjens variation i forhold til kystlinjens overordnede form, der er af interesse, er kystlinjens beliggenhed i forhold til middelkystlinjen vist. Der er anvendt en meget større målestok på tværs end på langs for at fremhæve variationen. Bathymetri tegn. nr. 6.5 Der er en markant kystlinjeudbugtning i forlængelse af revlen. Det antages at skyldes, at hastigheden for den bølgegenererede strøm inden for revlen falder, når der bliver mere plads, efter at revleenden er Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 63

71 passeret. Det fremgår også, at der er dybt mellem kystlinjeudbugtningen og revleenden, og at der indenfor er en kystlinjeindbugtning. Det tyder på kraftig strøm her. Bathymetri tegn. nr. 6.6 Udbugtningen er ikke så koncentreret, men er mere langstrakt end på den foregående bathymetri. Der har heller ikke i den foregående periode været en markant revlevandring mod syd. Det er karakteristisk, at en tydelig revlevandring betyder en markant kystlinjeudbugtning. Forklaringen på dette er formentlig, at en markant revleflytning svarer til markant sydgående sedimenttransport og derfor en periode med vind fra retninger nord for vest. Hvis revlen ikke flytter sig, har vejret været mere blandet, og de markante kystlinjeudbugtninger sløres. Bathymetri tegn. nr. 6.7 Kystlinjeudbugtningen er igen blevet meget markant. Der har også i den foregående periode været en meget tydelig vandring af revlen mod syd. Det bør også bemærkes, at kystlinjen ligger meget tilbagetrukket i den sydlige del af området. Grunden hertil er en svag eller manglende ydre revle. På satellitfotoet ses den ydre revle mod nord, medens der ingen ydre revle er mod syd. Bathymetri tegn. nr. 6.8 På de to måneder siden sidste bathymetri er der næsten ikke sket noget. Bathymetri tegn. nr. 6.9 Igen er der en tydelig udbugtning. Det passer fint sammen med, at revlen er vandret mod syd. Det er også karakteristisk, at når udbugtningen er stor og markant, er indbugtningen det også, idet årsagen til begge bugtninger er den samme. Bathymetri tegn. nr Udbugtningerne er ikke særligt markante. Det passer med, at revlen har trukket sig tilbage mod nord. Der er sket en betydelig kystlinjefremrykning på den nordlige del af strækningen, hvor revlen er kraftig. Når revlen er høj, foregår der stor sedimenttransport her og mindre i kystlinjezonen. Transportkapaciteten er derfor lille omkring kystlinjen, og der sker aflejring af sand her, hvad enten sandet kommer fra nord eller syd. Bathymetri tegn. nr Revlen er blevet svækket, og det betyder, at kystlinjebugtningerne bliver mindre markante. Bathymetri tegn. nr Revlen er yderligere svækket, og kystlinjebugtningerne bliver endnu mere jævnet ud. Variationen af bugtningerne ligger mellem -5 og 25 m og er dermed den hidtil mindste. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 64

72 Bathymetri tegn. nr Revlen er blevet en lille smule kraftigere, og det gælder også for udbugtningen. Bathymetri tegn. nr Revlen er vandret meget mod syd, og man bemærker, at den nordlige del er klart svagere end den sydlige del. Den svage revle mod nord betyder øget transport i strandzonen og erosion her. Det betyder, at kystlinjen for første gang i lang tid ligger inden for middelkystlinjen. Bathymetri tegn. nr Revlen er meget svækket, og kystlinjens bugtninger er de hidtil mindste. Bathymetri tegn. nr Revlen er vandret lidt mod syd og er blevet svækket yderligere. En svag revle betyder forøget sedimenttransport i strandzonen, og man ser en begyndende indbugtning mod nord. Bathymetri tegn. nr Revlen svækkes fortsat, og der opstår nogle mindre kystlinjebugtninger mod nord. Bathymetri tegn. nr Revlen er meget svag, og kystlinjen er næsten uden bugtninger. Bathymetri tegn. nr Den ydre revle er næsten væk. Der er en ny revle på vej ind i området fra nord. Endvidere er der opstået en revle tæt ved kystlinjen lidt syd for midten af området. Bathymetri tegn. nr Den oprindelige ydre revle er væk. Den førnævnte strandnære revle er gået sammen med resterne af den ydre revle mod syd. Fra nord er revlespidsen kommet længere ind i området. Bag de to revler sker der en fremrykning af kystlinjen, medens der sker tilbagerykning, hvor revlen mangler. Bathymetri tegn. nr Der er næsten intet sket, men der er også kun gået 25 dage siden sidste opmåling. Bathymetri tegn. nr Revlen fra nord er stadig på vej ind i området, og der er kommet en udbugtning på kystlinjen i forlængelse af revlen. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 65

73 Bathymetri tegn. nr Der er to revler i den nordlige del af området. Selvom revlespidsen ikke er så tydelig på den indre revle, kan man se den udvikling, der er på vej, og som tydeligt fremgår af satellitbilledet fra den 7. juni D-analyse Som tidligere omtalt er der til 3D-analysen benyttet programmet GeoZui3D, der er en gratis version af det kommercielle program Fledermaus. Der kan ikke printes fra GeoZui3D, så de viste eksempler er skærmprint. Fig D-billede af revleflytningen fra april 1999 (rød farve) til august 2000 (lys farve) På fig ses revlens vandring mod syd fra april 1999 til august På fig er de mellemliggende 4 bathymetrier fra den første i april 1999 til den sidste i december 2000 medtaget, og igen kan man se revleflytningen. Figurerne giver kun et begrænset indtryk af de muligheder, der er for visualisering, når man arbejder ved skærmen, og det er sådan, at 3D har været et værdifuldt værktøj til at opbygge en forståelse af udviklingen i området. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 66

74 Fig D-billede af revleflytningen fra april 1999 til december 2000 inkl. de mellemliggende bathymetrier 6.11 Numerisk modellering Med henblik på at belyse sammenhængen mellem revlens variation på langs ad kysten og tilførslen af sand til kystlinjezonen blev DHI Institut for Vand og Miljø anmodet om at gennemføre en numerisk modellering for området. Modelleringen er rapporteret i (DHI Institut for Vand og Miljø, 2005). Modelleringen er gennemført med den dybdeintegrerede hydrodynamiske model MIKE 21 HD. Perioden er anvendt til kalibrering af modellen. Perioden er kort, og den indeholder en storm. Endvidere er der både bølge- og strømdata til rådighed. Modellen er derefter anvendt på perioden , hvor der sker en interessant udvikling i revlezonen. Kvaliteten af en modellering bedømmes normalt ved at sammenligne den modelberegnede bathymetri ved slutningen af den modellerede periode med den opmålte bathymetri på dette tidspunkt. For begge perioder gælder, at overensstemmelsen mellem de to bathymetrier er meget dårlig og i særdeleshed i området ved enden af revlen. Dette område var i forhold til formålet med modelleringen af særlig interesse. Det har derfor ikke været muligt at anvende resultaterne fra modelleringen til at forklare sammenhængen mellem revleudviklingen og kystlinjebugtningerne. Dog anvendes oplysningen om, at transporten konstant skifter mellem revlen og kystlinjezonen. Det betyder, at når revlen er svag, vil transporten på revlen være lille, men til gengæld stor i kystlinjezonen. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 67

75 Det medfører erosion inden for en svag revle. Tilsvarende betyder en kraftig revle stor transport på revlen og lille transport i kystlinjezonen og derfor aflejring her Sammenfatning af analyseresultaterne i en hypotese I det følgende opstilles en hypotese for sedimenttransporten fra den ydre del af kystprofilet ind mod revlezonen samt for revleudviklingen og revlens sammenhæng med kystlinjens bugtninger. Hypotesen er baseret på projektet»sedimentomsætning offshore«, hvis hovedresultater er gengivet i afsnit 4, samt på de nye resultater vedrørende den ydre del af profilet i afsnit 5 og på afsnit 6 s resultater vedrørende revlen og kystlinjen. Kysten rykker tilbage som et ligevægtsprofil mindst ud til 25 m dybde. Sandet transporteres ind mod kysten, og uden for ca. 10 m dybde skyldes transporten hovedsagelig den kombinerede virkning af bølger og strøm. Når kyststrømmen og bølgerne går i samme retning, er der indadrettet transport og udadrettet transport, når kyststrømmen og bølgerne er modsatrettede. Det er imidlertid den førstnævnte situation, der er langt den hyppigste, og derfor er nettotransporten indadrettet. Inden for 10 m dybde begynder skævheden af bølgernes orbitalbevægelser også at spille en rolle for den indadrettede transport. Den indadrettede transport fortsætter ind til inderste revle, og hvis der er rigeligt med sand til stede, fortsætter den helt ind til kystlinjen. Sidstnævnte situation er dokumenteret af sediment trend resultaterne under Nourtec-forsøget i perioden , se afsnit nr Den indadrettede sedimenttransport sker via et system af sandbølger på bunden. De ca m lange og op til 5 m høje sandbølger vandrer nordpå med en indadrettet komposant. Der eroderes i den uforstyrrede bund i sandbølgedalene, og dette materiale sammen med eroderet materiale fra sandbølgernes sydside føres i gennemsnit 7 bølgelængder frem, inden det aflejres. Sandbølgerne er tydeligst uden for ca. 14 m dybde. Længere inde viskes de ud af bølgerne, og derfor er der næsten ingen tegn på sandbølger på 8-10 m dybde. Denne del af profilet fremstår derfor roligt, og det er baggrunden for den gamle teori om en såkaldt closure depth. Når bølgerne bryder, sendes store vandmængder ind over revlen og op på stranden. Vandet løber tilbage og samles i revletruget, hvor strømretningen svarer til bølgeindfaldsretningens kystparallelle komposant. Når der er et svagt punkt i revlen, strømmer det opstuvede vand ud igen. Afstanden mellem disse revlehuller er typisk 5 km. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 68

76 Revlen består således af ca. 5 km lange segmenter, der får en måneform, idet begge ender er drejet indad mod kystlinjen. Som det fremgår af fig er revlens overordnede form tilpasset den fremherskende bølgeretning fra VNV-NV. Når bølgerne kommer fra SV vil den svage nordende af revlen drejes indad, så hele revlesegmentet får den karakteristiske måneform. Bølgeretning Fig Revlesegmenternes form Med den fremherskende bølgeretning og sydgående langstransport vil det enkelte revlesegment være svagt mod nord og stærkt mod syd. Hvor revlen er svag, er der lille langstransport på revlen. Til gengæld forøges transportkapaciteten ved kystlinjen, og der sker tilbagerykning her. På en stærk revle er der stor langstransport og lille transportkapacitet ved kystlinjen og derfor kystlinjefremrykning, jfr. fig På denne figur ser man også virkningen af udstrømningen fra revletruget. Lige før revlehullet er strømmen i truget meget stærk, og det medfører erosion og lokal kystlinjetilbagerykning. Når strømmen kommer fri af revlen, falder strømhastigheden, og en del af det transporterede sand aflejres. Derved fremkommer den karakteristiske udbugtning på kystlinjen, som kan ses på bl.a. fig. 6.7 og Udbugtningen beskyttes muligvis i en vis grad af, at udstrømningen gennem revlehullet får bølgerne til at bryde lidt længere ude, så der er mindre bølgeenergi inde ved kystlinjen. Bølgeretning Svag revle Svag strømtransport Lille bølgegenereret transport Stærk strømtransport Kraftig revle Stor bølgegenereret transport Lille bølgegenereret transport Fig Principskitse af revle og kystlinje Revlesegmenterne vandrer svarende til langstransportretningen. Da det er revlestrukturen, der er årsag til kystlinjebugtningerne, følger bugtningerne med, som det fremgår af fig Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 69

77 Fig Flytning af revle og kystlinje Under storm med høj vandstand vil skrænterosionen være størst, hvor stranden er lav og smal. Det vil være tilfældet, hvor der er en kystlinjeindbugtning. Da det er muligt at følge indbugtningerne, kan man forudsige, hvor der kan opstå problemer med skrænterosion i tilfælde af storm. Det vil derfor være muligt at forebygge situationen ved hjælp af kystfodring. Husby-strækningen (Naturligt referenceområde) 70

78 AFSNIT 7 Søndervig 7.1 Indledning Orkanen den 8. januar 2005 medførte betydelig kliterosion på store dele af Vestkysten. Ingen steder var erosionen imidlertid større end ved Søndervig, hvor der blev registreret en skrænttilbagerykning under orkanen på ca. 20 m. Dertil kommer, at der i løbet af det forudgående år i flere omgange var sket skrænttilbagerykning på 1-2 m pr. gang under situationer med vindhastigheder fra vest på under 20 m/s. I det følgende analyseres kystudviklingen på strækningen, og der opstilles en forklaring på, hvorfor virkningen af orkanen blev så voldsom netop ved Søndervig. 7.2 Den historiske kystudvikling Bedømt over lang tid er kysttilbagerykningen ved Søndervig beskeden sammenlignet med mange andre lokaliteter på Vestkysten. I rapporten»vestkysten 90«(Kystinspektoratet, 1991) er kystlinjens beliggenhed på tre forskellige tidspunkter vist på en tegning. Den ene kystlinje stammer fra Videnskabernes Selskabs kort fra 1795, den anden fra Generalstabens topografiske kort fra 1872, medens den tredje fra 1988 er fastlagt af Kystinspektoratet. På grundlag heraf kan kystlinjetilbagerykningen ved Søndervig beregnes til ca. 1,0 m/år i perioden og til ca. 0,7 m/år i perioden Siden 1957 er kystprofilet ved Søndervig opmålt i de såkaldte vestkystlinjer. I starten gik der 3-5 år mellem de enkelte opmålinger, derefter 1-2 år og siden 1998, er der målt op hvert år. Disse vestkystopmålinger udgør grundlaget for de analyser af kystudviklingen, som er præsenteret i de forskellige vestkystrapporter, Kystdirektoratet har udarbejdet. For at reducere betydningen af opmålingsunøjagtigheden og for at eliminere de såkaldte tilfældige variationer mellem de enkelte Søndervig 71

79 vestkystlinjer har der været tradition for at opdele kysten i delstrækninger på 3-5 km og så behandle vestkystmålingerne på strækningen samlet. Ved Søndervig drejer det sig om profilerne L 5490 L 5530, se fig Stadil Fjord Badevej Søndervig Ringkøbing Ringkøbing Fjord Km Fig. 7.1 Beliggenhedsplan. På grundlag af de opmålte profiler er udviklingen i beliggenheden af kystlinjen og skræntfoden beregnet og vist på fig Til illustration af forskellen på, om de fem linjer behandles samlet eller enkeltvis, er resultatet af begge behandlinger vist. Det fremgår tydeligt, at tilbagerykningen af kystlinjen foregår mere jævnt, når analysen sker på grundlag af de fem linjer samlet, end når de behandles enkeltvis. For de enkelte linjer er der kystlinjeflytninger fra en måling til den efterfølgende måling på op til 80 m. Det fremgår også, at selvom der lægges ca. 20 års målinger til grund, er der variationer fra en tilbagerykning på 4,5 m/år til en fremrykning på 0,7 m/år. Der er altså i en periode på næsten 20 år i en enkelt linje konstateret en kystlinjefremrykning på 0,7 m/år, selvom langtidsudviklingen på strækningen er kysttilbagerykning på ca. 1 m/år. Metoden med at analysere et antal vestkystlinjer samlet giver et godt grundlag for at bedømme den overordnede kystudvikling på en strækning. Derfor er det den rigtige metode at anvende, når der skal diskuteres fremtidig målsætning for den maksimale kysttilbagerykning samt forslag til, hvilke kystbeskyttelsesarbejder det er nødvendigt at gennemføre for at opfylde denne målsætning. Den store variation f.eks. i kystlinjens beliggenhed, der fremkommer, når linjerne behandles enkeltvis, bør imidlertid ikke opfattes som et udtryk for opmålingsfejl eller tilfældige variationer. Størstedelen af variationen skyldes harmoniske svingninger i kystmorfologien. Svingningerne foregår imidlertid i alle tre dimensioner. Derfor er det vanskeligt at anvende tværprofiler målt med ca. 1 km afstand til visuelt at se de forskellige svingninger i kystmorfologien for sig. Søndervig 72

80 Afstand fra reference m L5490-L Periode Tilbagerykning ,2 m/år Periode Tilbagerykning ,8 m/år 30 Kystlinje 20 Skrænt År Afstand fra reference m Kystlinje 20 Skrænt 10 L5490 Periode Tilbagerykning ,5 m/år ,1 m/år ,4 m/år Periode Tilbagerykning ,3 m/år År Afstand fra reference m Kystlinje 20 Skrænt 10 L5500 Periode Tilbagerykning ,2 m/år ,1 m/år ,5 m/år Periode Tilbagerykning ,1 m/år År Afstand fra reference m L 5510 Periode Tilbagerykning Kystlinje Skrænt ,3 m/år ,2 m/år ,4 m/år Periode Tilbagerykning ,4 m/år År Afstand fra reference m Kystlinje 20 Skrænt 10 L5520 Periode Tilbagerykning ,2 m/år ,0 m/år ,1 m/år Periode Tilbagerykning ,7 m/år År Afstand fra reference m L 5530 Periode Tilbagerykning Kystlinje Skrænt ,7 m/år ,8 m/år ,6 m/år Periode Tilbagerykning ,5 m/år År Fig. 7.2 Kystlinje- og skrænttilbagerykning i 5 vestkystlinjer samlet og enkeltvis. 7.2 De senere års kystudvikling Vestkystlinje L 5510 ligger kun 200 m nord for Badevej. Det fremgår af fig. 7.2, at kystlinjetilbagerykningen i linjen har svaret nogenlunde til gennemsnittet de sidste 15 år. Derimod har skrænten haft nogenlunde samme beliggenhed i 1990 og i 2004 og har i øvrigt i en del af den mellemliggende periode haft en mere fremskudt beliggenhed. Søndervig 73

81 Fra sommeren 2004 til foråret 2005 er skrænten rykket tilbage som vist på fig Den største tilbagerykning er sket omkring Badevej med ca. 25 m, hvoraf de ca. 20 m skete under orkanen den 8. januar Fig. 7.3 Skrænttoppen efter orkanen vist på lasertopografi fra Der er skaffet satellit- og flyfotos af strækningen tilbage til Billederne er vist på fig. 7.4 samt på tegn. nr På hvert af billederne er kystlinjeindbugtningens dybeste punkt markeret. Det fremgår, at der er betydelig forskel fra billede til billede på, hvor entydigt punktet kan fastlægges. Der er imidlertid ikke tvivl om, at indbugtningen vandrer mod syd. Vandringshastigheden er ved lineær regression fastlagt til ca. 400 m/år. Det fremgår også, at indbugtningen lå tæt på Badevej i efteråret 2004 og vinteren 2005, hvor skrænterosionen var voldsom her Badevej Badevej Badevej Fig. 7.4a Satellitfotos med kystlinjeindbugtningens flytning. Søndervig 74

82 Badevej Badevej Badevej Badevej Badevej Længde 3060 m Hastighed 385 m/år Badevej Fig. 7.4b Satellitfotos med kystlinjeindbugtningens flytning. 7.3 Tolkning af observationerne Af de fremskaffede satellitfotos fremgår det, at der på strækningen er en tydelig kystlinjeindbugtning, der er på vej mod syd. På nogle satellitfotos viser bølgebrydningen beliggenheden af revlesystemet. Det drejer sig om billederne fra maj 2000, maj 2002 og juni På disse tre fotos ses et revlebillede omkring indbugtningens dybdepunkt, der bekræfter den opstillede hypotese for sammenhængen mellem revlesystemet og beliggenheden af kystlinjeindbugtningen. Søndervig 75

83 Da kystlinjeindbugtningen og revlesystemet bevæger sig som en helhed, kunne man forvente at finde en klar sammenhæng mellem de enkelte flytninger af indbugtningens dybdepunkt og den tilhørende påvirkning på kysten. Ved anvendelse af korrelationsanalyseprogrammet Unscrambler er der fundet følgende korrelationer: Metode Korrelationskoefficient Langstransport (CERC) 0,7 H² 0,93 H² cos(indfaldsvinkel) 0,95 Tabel 7.1 Korrelation mellem påvirkning og flytning af indbugtningen. Det fremgår, at det ikke, som man vel skulle forvente, er den akkumulerede langstransport, der er bedst korreleret med flytningen af indbugtningen. Der er bedre korrelation med H², der er proportional med den bølgeenergi, der sendes ind på kysten uden hensyntagen til retningen. Den bedste korrelation er imidlertid opnået med H²*cos(indfaldsvinkel), der er proportional med den del af bølgeenergien, der sendes vinkelret ind på kysten. At skrænterosionen blev så stor ud for indbugtningen skyldes, at indbugtningen medfører en lav og smal strand samt et hul i revlen, som det fremgår af principskitsen fig En anden medvirkende årsag er det forhold, der fremgår af fig. 7.2, at skrænttilbagerykningen de sidste ca. 15 år har været langt mindre end den gennemsnitlige kystlinjetilbagerykning. Da skrænttilbagerykningen kun sker i situationer med høj vandstand og store bølger, medens tilbagerykningen af profilet uden for kystlinjen sker mere jævnt, kan der ske det, at skrænttilbagerykningen kommer»bagefter«. Denne manglende ligevægt i profilet genskabes så under en storm. 7.4 Praktisk anvendelse af erfaringerne fra Søndervig Skrænttilbagerykningen ved Søndervig i løbet af efteråret 2004 og under orkanen i januar 2005 bevirkede, at den aftalte målsætning for kysttilbagerykningen under Fællesaftalen blev ændret. Før orkanen var målsætningen at reducere den naturlige kysttilbagerykning til ca. 0,7 m/år. Efter orkanen blev målsætningen ændret til standsning af tilbagerykningen. Som en del af aftalen er der blevet anlagt 720 m skræntfodsbeskyttelse ved Badevej og Hafavej. Fremover forventes målsætningen opfyldt ved hjælp af kystfodring. Det er naturligt på grundlag af erfaringerne fra Søndervig at overveje, om man kunne have forudset situationen. Selve stormen kan man naturligvis ikke forudse. Hvad angår størrelsen af erosionen, svarer den til Kystdirektoratets kriterier for bredden af højvandsbarrieren svarende til en 100 års storm. På grundlag af målte kliterosioner under storme i begyndelsen af 90 erne er den maksimale erosion under en 100 års storm bestemt til 30 m. Denne grænse holder erosionen ved Søndervig sig under. Til de 30 m lægges i øvrigt et sikkerhedstillæg på 10 m, så det anvendte kriterium for mindste barrierebredde er 40 m. Søndervig 76

84 Der, hvor der er muligheder for forbedringer, er med hensyn til at forudse den lokalitet, hvor en eventuel storm eller orkan vil forårsage størst skrænterosion. Der har tilbage i tiden været eksempler på, at en storm især har ramt en bestemt lokalitet, uden at det har været muligt efterfølgende at forklare, hvorfor erosionen netop skete der. Et eksempel er erosionen ved Ferring Sø under en storm i begyndelsen af 90 erne. I dette tilfælde var man meget tæt på et egentligt digegennembrud. Det har i projektet været undersøgt, om man ved at anvende gamle satellitfotos kunne finde en forklaring på erosionen. Det er imidlertid ikke muligt, idet satellitfotos fra den periode har for dårlig opløsning til at kunne anvendes. På grundlag af erfaringerne fra Søndervig anbefales følgende procedure indført: Der holdes øje med kystlinjeindbugtninger på kysten. Da de normalt udvikles over et stykke tid og i øvrigt bevæger sig med nogenlunde konstant hastighed, er det en overkommelig opgave især med den nuværende mulighed for at rekvirere satellitfotos af god kvalitet til en fornuftig pris. Ved analyse af de opmålte kystprofiler skal der holdes øje med, om skrænttilbagerykningen er bagefter tilbagerykningen i den øvrige del af profilet. Hvis det er tilfældet, er der grundlag for en større skrænterosion, end man umiddelbart skulle forvente. Hvis man anvendte Vellingas metode til beregning af skrænterosionen, der bygger på en beregning af det aktuelle kystprofils afvigelse fra stormprofilet hørende til stormvandstanden, ville man afsløre det samme, men det er enklere blot at sammenligne skrænttilbagerykningen med den øvrige del af profilets tilbagerykning. For Fællesaftalestrækningen anbefales det, at lade ovennævnte punkter indgå i forarbejdet til den årlige handlingsplan, hvori det følgende års arbejder fastlægges i detaljer. I tilfælde af at det tyder på, at der er potentiel risiko for ekstraordinær skrænterosion under en storm, vil problemet i de fleste tilfælde kunne afhjælpes med fodring, især hvis fodringen igangsættes i god tid, inden skrænterosionen bliver et egentligt problem. Søndervig 77

85 AFSNIT 8 Skagen 8.1 Indledning Ved Gl. Skagen er der i perioden gennemført en række lokalmålinger af stranden. Da dette datamateriale foreligger, er det valgt at analysere vestkystmålinger og lokalmålinger på strækningen med henblik på at beskrive de variationer og svingninger, der forekommer i kystlinjens beliggenhed. Denne analyse er suppleret med en analyse af en serie satellitfotos af strækningen fra de senere år. På grundlag heraf er det skitseret, hvordan en analyse af f.eks. en kystfodring kunne tilrettelægges, så der tages hensyn til de naturlige svingninger. Herved må resultatet af analysen forventes at blive forbedret i forhold til, hvis der kun sker en direkte sammenligning mellem udviklingen på selve fodringsstrækningen og på referencestrækninger. 8.2 Variationen i kystlinjens beliggenhed På fig. 8.1 er den analyserede strækning vist. Man ser de delstrækninger, hvor der er udført strandnivellementer, samt Kystdirektoratets vestkystlinjer. Vestkystlinjerne er målt med 1-5 års mellemrum. På grundlag af opmålingerne er kystlinjens og skræntfodens beliggenhed i perioden beregnet og vist på fig Det fremgår, at der er stor variation i kystlinjens beliggenhed fra måling til måling. Den største fremrykning af kystlinjen sker i L 1120 fra 1977 til 1978 og er på 37 m. Gennemsnittet af de største fremrykninger i de enkelte linjer er 11,3 m med en standardafvigelse på 9,6 m. Svarende til kystlinjefremrykningen sker der en forøgelse af sandmængden på stranden. Gennemsnittet af de største aflejringer i de enkelte linjer mellem kote 0 og kote +1,5 m er beregnet til 13,3 m³/m med en standardafvigelse på 10,4 m³/m. Skagen 78

86 Gl. Skagen C Skagen B A Kandestederne Km Fig. 8.1 Beliggenhedsplan Over lang tid er der kysttilbagerykning i alle vestkystlinjer på strækningen, men der er som nævnt betydelige svingninger omkring denne overordnede udvikling. Da der er tale om svingninger, betyder det, at hvis kystlinjen på et tidspunkt ligger meget fremskudt eller alternativt meget tilbagetrukket, er der meget stor sandsynlighed for, at kystlinjen ved den følgende måling ligger mindre ekstremt placeret. Der er gennemført en analyse, hvor strandens bredde regnet fra klitfod til kystlinjen er bestemt for alle opmålingstidspunkter i alle linjer. I 13 tilfælde ud af 121 mulige er strandens bredde mindre end 30 m. I 12 af de 13 tilfælde gælder, at strandens bredde er forøget i den efterfølgende måling. Der er i mange af tilfældene tale om en betydelig breddeforøgelse. I gennemsnit udgør forøgelsen 33%. På grundlag heraf kan man konstatere, at hvis den kystfodring, der skal analyseres, tilfældigt eller bevidst bliver etableret på en strækning, hvor stranden er ekstremt smal i forhold til gennemsnitsbredden, vil analyseresultatet med stor sandsynlighed blive for positiv, hvis der blot sker en direkte sammenligning med udviklingen på en referencestrækning. Den omvendte situation kan naturligvis også forekomme, såfremt kystfodringen, der skal analyseres, bliver etableret på et tidspunkt og på en strækning, hvor stranden er meget bred. Skagen 79

87 Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Afstand fra reference m L Kystlinje Skrænt År Fig. 8.2 Kystlinje- og skrænttilbagerykning i 11 vestkystlinjer Skagen 80

88 8.3 Ind- og udbugtninger på kystlinjen I det foregående afsnit er der bl.a. set på variationen af kystlinjens beliggenhed i målelinjerne, der ligger nogenlunde vinkelret på kystlinjen. En del af denne variation skyldes i virkeligheden, at ind- og udbugtninger på kystlinjen bevæger sig mod nord Strækning A Strækning A Strækning A Strækning A Strækning A Fig. 8.3 Satellitfotos af strækning A Skagen 81

89 Strækning B Strækning B Strækning B Strækning B Strækning B Fig. 8.4 Satellitfotos af strækning B I rapporten»skagen 99«(Kystinspektoratet, 2000) blev der foretaget en analyse af udbugtningerne på strækningen. Man fandt, at udbugtningerne havde en indbyrdes afstand på i gennemsnit 3,5 km, og at deres vandringshastighed mod nord var ca. 170 m/år. Undersøgelsen er baseret på flyfotos taget med 3-6 års mellemrum. På grund af den store tidsafstand mellem de enkelte fotos og på grund af den lille Skagen 82

90 målestok, der er anvendt, er det i praksis vanskeligt at følge især de mindre ind- og udbugtninger. Derfor er undersøgelsen gentaget ved anvendelse af satellitfotos. For perioden er der anskaffet i alt 12 satellitfotos med en opløsning på 5,8 m. På fig er der vist fotoserier af de tre strækninger A, B og C. Det er de bedste fotos, der er vist. Strækning C Strækning C Strækning C Strækning C Strækning C Fig. 8.5 Satellitfotos af strækning C Skagen 83

91 Det fremgår af fig. 8.3, at en tydelig udbugtning er på vej mod strækning A. For strækning B fremgår det af fig. 8.4, at der både er en ind- og en udbugtning, der passerer strækningen. Endelig fremgår det af fig. 8.5, at der i begyndelsen af monitoreringsperioden var en kystlinjeindbugtning på stræknig C, og at den vandrer ud af området og igennem høfdesystemet nordfor. Der er som nævnt udført en række opmålinger på strækningerne A, B og C. Opmålingerne på strækning C i januar 1999 og et år senere er behandlet matematisk, idet det polynomium, der bedst beskriver kystlinien, er fundet. Af fig. 8.6 fremgår forskydningen mod nord af kystlinjebugtningen i løbet af det første år. Det fremgår også, at der på den overordnede bugtning ligger et system af mindre bugtninger med mindre bølgehøjde og længde. Man kan bl.a. se, at en mindre udbugtning i løbet af året nærmer sig toppen af den store udbugtning. Den lille vil blive opslugt af den store og forstærke denne. Afstand fra reference m Poly. ( ) 5 Poly. ( ) Strækning C Stationering Fig. 8.6 Kystlinjebugtningerne behandlet matematisk På grund af kystprofilets større stejlhed er det vanskeligere at fastlægge og følge kystlinjebugtningerne ved Skagen end f.eks. på Holmsland-tangerne. Det skal der tages hensyn til ved at anvende relativt flere satellitfotos på en strækning som ved Skagen, og samtidig bør opløsningen være bedre end de anvendte 5,8 m. På trods heraf er der ingen tvivl om bugtningernes tilstedeværelse på strækningen, samt at de vandrer mod nord. Vandringshastigheden er bestemt til ca. 250 m/år, og bølgelængden er ca m. Der er altså fundet en kortere bølgelængde end i Kystdirektoratets tidligere undersøgelse. Det er ikke overraskende, idet fotogrundlaget for analysen har været meget bedre denne gang, således at flere af de mindre bugtninger er kommet med. Med flere mindre bugtninger, er det helt naturligt, at vandringshastigheden går op, idet små kystlinjebugtninger og sandbølger vandrer hurtigere end store jfr. (Hersen P., 2004). 8.4 Planlægning af en analyse af en kystfodring Tilstedeværelsen af vandrende kystlinjebugtninger m.v. er en kendsgerning, man må forsøge at tage bedst muligt hensyn til i analyser af kyststrækninger. Skagen 84

92 En måde at undgå problemet på er ved at udføre sine analyser på meget lange strækninger, så både fodringsstrækninger og referencestrækninger har en længde på flere gange bugtningernes bølgelængde. Så ideelle analysebetingelser er imidlertid sjældne i praksis. Normalt er både strækningen og tiden, der er til rådighed, kort bl.a. af økonomiske grunde. Man får altså normalt en strækning på 1-2 km måske med en klar kystmorfologisk variation på langs, hvor der så i løbet af måske et eller to år skal gennemføres en fagligt acceptabel analyse. I en sådan situation anbefales det at starte med at få styr på strækningens forskellige langsgående svingninger. Hvis der i årene forud er gennemført et regelmæssigt opmålingsprogram, er det naturligvis en stor fordel, og disse data skal gennemanalyseres. Selvom der eksisterer sådanne data og selvfølgelig i særdeleshed, hvis der ikke gør, bør der anskaffes så mange satellitfotos af strækningen som muligt. På grundlag heraf fastlægges de forskellige svingninger på strækningen bedst muligt, og de søges kvantificeret ved fastlæggelse af bølgelængde, bølgehøjde og vandringshastighed. Herefter inddeles stækningen i delstrækninger, og disse delstrækninger deles herefter op i to grupper, der er så ensartede som muligt. Den ene gruppe anvendes til fodringsstrækninger, medens den anden anvendes til referencestrækninger. Herefter skal der så opstilles det bedste bud på, hvordan hele strækningen ville udvikle sig i analyseperioden uden fodring. Denne autonome udvikling skal gøres kvantitativ, så den kan anvendes i f.eks. mængdeberegninger. Testes fodringen f.eks. på, i hvilket omfang den er i stand til at forøge mængden af sand på stranden mellem kote 0 og klitfoden i måske kote 3, skal den autonome udvikling omsættes til mængder i dette koteinterval. Disse beregninger kan være besværlige og tidskrævende, men de er nødvendige for at kunne komme ud med et troværdigt analyseresultat. Når de så er gennemført bedst muligt, og der dermed foreligger et kvalificeret bud på den autonome udvikling på de forskellige delstrækninger i den kommende analyseperiode, er man klar til at kunne igangsætte selve fodringen. Forinden skal der foretages en lodtrækning om, hvilken af de to grupper af delstrækninger, der skal være fodringsstrækninger, og hvilken der skal være referencestrækninger. Ved at indskyde denne lodtrækningsprocedure optimerer man analysebetingelserne, idet man reducerer indflydelsen på resultatet fra dem, der har gennemført beregningerne af den autonome udvikling. Det kunne for analyser i eget regi være Kystdirektoratet, der havde gennemført dem. Man kan i det hele taget sige, at man så har gjort mest muligt for at leve op til anbefalingerne for en god kystteknisk analyse. Skagen 85

93 AFSNIT 9 Andre strækninger på Vestkysten 9.1 Indledning Efter den detaljerede gennemgang af Husby-strækningen samt Søndervig og Skagen behandles i dette afsnit yderligere tre strækninger, men mere summarisk. Det er satellitfotos, der er grundlaget for analysen af Sdr. Holmsland Tange og Blåvandshuk inkl. Skallingen, medens den sidste del af afsnittet omfatter en revurdering af nogle af undersøgelsesresultaterne fra Nourtec-projektet, der foregik i perioden Det er sediment trend analysen og tracerundersøgelsen, der vurderes med baggrund i den erfaring og viden, der er opbygget siden. 9.2 Sdr. Holmsland Tange Indledning Som nævnt i afsnit 8 er muligheden for at følge kystlinjebugtninger på Sdr. Holmsland Tange god på grund af, at kystprofilet her er fladere end de fleste andre steder på Vestkysten. I det følgende resumeres en undersøgelse af kystlinjebugtningerne på strækningen Analysemetode Den strækning, der er analyseret, er en ca. 11 km lang strækning på den sydlige del af Sdr. Holmsland Tange. Grundlaget for analysen er 14 satellitfotos af strækningen fra perioden Endvidere foreligger der 3 strandnivellementer fra Middelbeliggenheden af kystlinjen på strækningen er fastlagt ud fra Kystdirektoratets opmålinger i vestkystlinjerne på strækningen i perioden I MapInfo er afstanden fra denne middelkystlinje til kystlinjen på de 14 satellitfotos samt på de tre opmålinger bestemt for hver 200 m. På denne måde får man så de i alt 17 kystlinjers beliggenhed i forhold til middelkystlinjen. Andre strækninger på Vestkysten 86

94 9.2.3 Resultater Kystlinjerne, der er fastlagt ud fra satellitfotos, er udglattet ved hjælp af et 6. grads polynomium. På fig. nr. 9.1 og tegn. nr. 9.1 er kystlinjen i 2000 og 2005 på grundlag af satellitfotos vist. Det fremgår, at der i perioden er sket en forskydning af kystlinjebugtningerne mod syd på ca m svarende til ca. 230 m/år. Afstand fra middelkystlinie m Polyn Polyn m Stationering Fig. 9.1 Kystlinjebugtninger På tegn. nr ses kystlinjebugtningernes forskydning de mellemliggende år. Det fremgår, at fra 2000 til 2002 og fra 2004 til 2005 er der en klar forskydning mod syd, medens forskydningen fra 2002 til 2004 ikke entydigt er mod syd. Forskydningen af bugtningerne foregår ikke jævnt. Forskydningen må variere med påvirkningerne, men det er endnu ikke lykkedes at finde sammenhængen. Det er klart, at når denne sammenhæng er kendt, vil fremskrivningen af den autonome udvikling kunne forbedres. Det fremgår også tydeligt af tegningerne, at de overordnede bugtninger er overlejret af et system af bugtninger med kortere bølgelængde. Disse bugtninger vandrer ifølge litteraturen om sandbølger hurtigere end de overordnede, men de er ikke blevet analyseret nærmere. De små bugtningers vandring hen over de store gør det undertiden vanskeligt at følge de store, især hvis tiden mellem de to målinger er lille. Dette forhold er der taget hensyn til ved udvælgelsen af de satellitfotos, hvis kystlinje er præsenteret. På fig. nr. 9.2 og tegn. nr. 9.5 er kystlinjen på grundlag af de tre opmålinger i januar, april og juni 2005 vist. Der ses en forskydning mod syd, men den er på grund af den korte periode ikke helt entydig. Andre strækninger på Vestkysten 87

95 Afstand til middelkystlinie m m Stationering Fig. 9.2 Tre opmålte kystlinjer fra Blåvands Huk På satellitfotos indkøbt for at kunne følge kystlinjebugtningerne var det umuligt at overse aflejringsområdet syd for Blåvands Huk. Området, der betegnes Ulven, fremgår tydeligt f.eks. på det fremragende foto fra den 5. september 2005, se fig Ud over Ulven viser fotoet, der har en opløsning på 0,6 m, meget tydeligt to revler ned langs strækningen Vejers Blåvands Huk. Det er altså muligt at se revlernes placering direkte, når sigten i vandet er god. Sigten i vandet er bedst forår og efterår, og det bør derfor tilstræbes at bestille fotos taget på dette tidspunkt. Man bør også ved ordreafgivelsen sikre, at man kan få et preview, så det kan afgøres, om fotoet skal købes i sort-hvid eller farver. Kystdirektoratets vestkystsystem dækker Ulven, men på grund af de lave dybder på revet er de to mest interessante linjer i forhold til Ulven normalt ikke målt. I 1969 blev hele linjesystemet imidlertid målt, se tegn. nr Det er endvidere sådan, at Kystdirektoratet i september 2005 har gennemført en opmåling af hele Horns Rev. Den inderste målelinje ligger sådan, at den også giver information om Ulven, jfr. tegn. nr Det ses, at opmålingsfartøjet har været nødt til at forlade linjen for at have tilstrækkelig vanddybde til rådighed. Ved at sammenligne dybderne i den sejlede linje med de tilsvarende dybder på bathymetrien fra 1969, fremgår det tydeligt, at Ulven er vokset mod SSV. Forlængelsen er ca m, således at længdeforøgelsen har været ca. 30 m/år i perioden siden Man ser også på tegningen, at dybdekurverne rykker indad vest for spidsen af Blåvands Huk. Længere nordpå er der den modsatte udvikling. Hvis man antager, at de 30 m fremrykning om året gælder for hele revet til ca. 20 m dybde, og at revet har en bredde ved enden på ca. 4 km, vil der aflejres ca. 1,1 mio. m³ om året. Denne mængde er i Andre strækninger på Vestkysten 88

96 meget fin overensstemmelse med Kystdirektoratets rapport»sedimentbudget Vestkysten«(Kystdirektoratet, 2001c). Her er man via en anden beregningsmetode kommet frem til en aflejringsmængde på Ulven på ca. 1 mio. m³/år. Fig. 9.3 Satellitfoto fra den 5. september 2005 af Blåvands Huk og det lavvandede område Ulven Sandet til forlængelsen af Ulven tilføres af den bølgegenererede strøm ved vind fra nordvestlige retninger. Når strømmen efter Blåvands Huk kommer ud på større vanddybder, aftager strømhastigheden, og sandet aflejres. Når denne proces er foregået tilstrækkeligt længe, og aflejringsområdet er blevet tilstrækkeligt stort og lavt, vil onshore transporten begynde at skubbe sandet op over kote 0, og dermed vil en tangedannelse være i gang. Revet har fra 1969 til i dag ændret hovedretning fra SV til SSV. Man kan forestille sig, at onshore transporten efterhånden som den aflejrede mængde vokser, og vanddybden aftager, fører mere og mere sand ind over revet til revets østside. Denne proces vil med tiden bevirke, at revet drejer. Andre strækninger på Vestkysten 89

97 For den inderste del af revet vil der, når den egentlige tangedannelse er gået i gang, ske havrendinger, der fører sand over på tangens østside. Kombinationen af havrendinger og onshore transport uden for enden af tangen vil bevirke, at tangen vokser mod SØ. Det er denne udvikling, der med tiden fører til dannelse af en ny udgave af Skallingen uden for den eksisterende, ligesom man har set tidligere jfr. fig Under fremrykningen af den nye Skallingen vil der fortsat ske erosion på især den østligste halvdel af Skallingen, og muligheden er så, at selve Skalling Ende bliver til en ø som følge af en havrending. Det svarer til den måde, øen Langli blev dannet på. Forlængelsen og drejningen af Ulven reducerer tilførslen af sand fra nord til Skallingen. Samtidig bevirker den mindre vanddybde over Ulven større bølgerefraktion og formentlig større langsgående sedimenttransport. Endelig ændres kystens orientering på grund af variationen af tilbagerykningshastigheden langs strækningen. Fig. 9.4 Skallingens udviklingshistorie (Larsen B., 2003) 9.4 Fjaltring (Nourtec) Indledning Nourtec-projektet foregik i perioden jfr. sammenfatningsrapporten (Rijkswaterstaat, 1997) og den danske rapport (The Danish Coastal Authority, 1997). Under det EU-støttede projekt omfattede den danske del en sammenligning af virkningen af en strandfodring og en revlefodring. Andre strækninger på Vestkysten 90

98 Under projektet gennemførtes en meget omfattende dataindsamling og et stort antal analyser. Bl.a. gennemførte GeoSea Consulting en sediment trend analyse på grundlag af to prøvetagningskampagner. Endvidere gennemførte Kystdirektoratet en analyse af sedimenttransporten i området på grundlag af en optælling af antal tracerkorn i sandprøverne fra tre kampagner. Det var sådan, at der til fodringssandet var tilsat flourescerende tracersand med det formål at kunne følge fodringssandet, efter at det var eroderet. Resultaterne af de to analyser er naturligvis medtaget og tolket i slutrapporten for projektet. Resultaterne var imidlertid overraskende på daværende tidspunkt, og derfor blev resultaterne nærmest opfattet som et tegn på, at de to metoder ikke var anvendelige. Med nutidens viden må resultaterne vurderes anderledes, og derfor præsenteres i det følgende en nyvurdering af de to gamle undersøgelser Sediment trend analysen under Nourtec-projektet De to fodringer var afsluttet ved udgangen af marts 1993, medens de to prøvetagningskampagner, der ligger til grund for GeoSea s analyse, blev gennemført den 10. juni 1993 og den 15. juli Prøverne blev taget i linjer med 500 m indbyrdes afstand. På grundlag af de fremsendte sigteanalyseresultater blev analysen gennemført. Hvad angår det teoretiske grundlag for analysen, henvises til afsnit 3.6. I 1993 var analyserutinerne imidlertid ikke så automatiserede, som tilfældet er i dag. Analysens hovedresultat fremgår af fig. 9.5 og m 4 m 4 m Erosion Equilibrium Net Accretion Mixed Case Nourishment Areas Clay Km Fig. 9.5 Sedimenttransportretninger juni 1993 Andre strækninger på Vestkysten 91

99 10 m 4 m 4 m Erosion Equilibrium Mixed Case Ambiguous Direction Nourishment Areas Clay Km Fig. 9.6 Sedimenttransportretninger juli 1993 På grund af at prøverne er taget i et linjesystem og ikke et kvadratisk net, har GeoSea kun udtalt sig om transportretningen vinkelret på kysten. Det fremgår af figurerne, at i 23 af de 27 linjer går transporten indad. Af Nourtec-rapporten fremgår det, at der i de pågældende linjer havde været erosion i den samme periode. Konklusionen var dengang, at indadgående transport og erosion ikke passede sammen, og på det grundlag blev der reelt set bort fra rapporten fra GeoSea. Ud fra resultaterne under projektet»sedimentomsætning offshore«samt resultaterne fra Husby-strækningen jfr. afsnit 6 er der ingen modstrid mellem indadgående transport og erosion. Der gælder nemlig, at der altid er indadgående transport fra ca. 10 m dybde ind til revlen. I et aflejringsområde eller et fodret område, hvor der er rigeligt med sand til rådighed, fortsætter denne transport helt ind på stranden. I et erosionsområde derimod er der udadgående transport fra stranden ud til revlen. Fodringssandet i Nourtec-projektet var finere end det naturlige materiale på stranden. Derfor er det naturligt, at GeoSea fandt udadrettet transport i 2 af de 27 linjer, medens firmaet i undersøgelsen af Husbystrækningen fandt indadgående transport i alle linjer, idet der her kun er naturligt sand Tracerforsøget under Nourtec Det flourescerende tracersand blev blandet i fodringssandet under indvindingen. Der blev anvendt blå tracer i strandfodringssandet og rød tracer i sandet til revlefodringen. Når fodringen var gennemført, og omfordelingen af fodringssandet gik i gang, ville fordelingen af antallet af tracerkorn i bundprøverne fra en kampagne give information om fodringssandets bevægelse. Andre strækninger på Vestkysten 92

100 På fig. 9.7 og fig. 9.8 er antallet af tracerkorn i prøverne fra kampagnerne den 10. juni og den 15. juli 1993 vist. Det var de samme prøver, der blev anvendt af GeoSea jfr. ovenfor. m Number pr. kilo sand Coast line Nourishment with m m m Fig. 9.7 De røde tracerkorns fordeling i juni og juli 1993 Det fremgår, at de røde tracerkorn fra revlefodringen især er ført mod nordvest. Det skyldes, at udjævningen af fodringen i begyndelsen især skete mod vest, idet fodringens længde bevirkede et dybt og bredt revletrug indenfor, som sandet ikke kunne passere. Mængdeberegninger under Nourtec støtter denne antagelse. Efter at fodringssandet er blevet ført lidt mod vest, vil kysttstrømmen føre sandet videre mod nord, så det altså kan spores mod nordvest i de første prøvetagningskampagner efter fodringens afslutning. I senere prøvetagningskampagner kan de røde tracerkorn især ses i nærheden af kystlinjen og på stranden. Det er i overensstemmelse med GeoSea s oplysning om indadrettet transport, når profilet har normal form. m Number pr. kilo sand Coast line Nourishment with blue (B) or red (R) tracer m m m Fig. 9.8 De blå tracerkorns fordeling i juni og juli 1993 Andre strækninger på Vestkysten 93

101 Af fig. 9.8 fremgår det, at de blå tracerkorn fra strandfodringen især er blevet fundet i nærheden af kystlinjen i den sydlige del af området. Det er i overensstemmelse med hovedsagelig indadrettet transport i profilet og sydgående sedimenttransport omkring kystlinjen som følge af den generelt sydgående bølgegenererede strøm. I flere kampagner er der imidlertid også fundet en del blå tracerkorn længere ude i profilet. Det skyldes, at bølgerne under hård vind og kuling eroderer i strandfodringen og kortvarigt fører sandet og de blå tracerkorn udad. Andre strækninger på Vestkysten 94

102 AFSNIT 10 Havneindsejlinger 10.1 Indledning Oprensning i indsejlingen er for både Thorsminde Havn og Hvide Sande Havn en stor udgiftspost. Flere gange i tidens løb er indsejlingerne justeret for at reducere oprensningsbehovet. I dette afsnit beskrives et forsøg på at finde en sammenhæng mellem oprensningsbehovet og detailstrukturen af revlesystemet omkring indsejlingen. H.A. Olsen har i (Olsen H.A., 1985) arbejdet med noget af det samme, men hans opfattelse af revlens udviklingsforløb er forskellig fra den opfattelse, der fremgår af den foreliggende rapport Thorsminde Indledning Oprensningen i indsejlingen til Thorsminde har i perioden ligget på ca m³ om året. I de efterfølgende år frem til 2003 har gennemsnittet været ca m³. I 2004 blev der gennemført en omfattende ombygning af indsejlingen. Som følge heraf forventes oprensningen reduceret til ca m³/år Sammenhæng mellem oprensning og revlestrukturen Det er valgt at fokusere på de år, hvor oprensningsmængden enten har været meget stor eller meget lille. For disse år er revlestrukturen analyseret enten på grundlag af lokalpejlinger eller for de senere år på grundlag af satellitfotos. Havneindsejlinger 95

103 Perioden efter 1990 Perioden er valgt, da besejlingsdybden blev forøget fra 2,5 m til 3,5 m i Samme år blev indvindingen på stranden nord for nordre ledemole indstillet. Oprensningen har været mindst i 1990 og Der er ikke satellitfotos fra disse år, hvor bølgehøjden er over 1,5 m, så der er brydning på revlen. Der er imidlertid lokalpejlinger. På lokalpejlingen fra 1990 er der ingen tydelige revler. Det er der på lokalpejlingen fra Revlen foran indsejlingen har imidlertid en dybde over revletoppen, der er så stor, at revlen ikke generer besejlingen af havnen. De største oprensninger i perioden har været i 1998 og i For 1998 er der imidlertid hverken satellitfotos eller en lokalpejling. For 2003 er der både et satellitfoto og en lokalpejling, men der er ingen tydelig revle. Perioden Perioden ligger mellem ledemolens forlængelse i 1979 og dybdeforøgelsen i indsejlingen i Der er ingen satellitfotos fra denne periode. De største oprensninger finder sted i 1980 og i Da der ikke er nogen lokalpejling i 1987, ses der kun på revlens beliggenhed i Dette år er der en kraftig revle fra nordre ledemole og nordpå. De mindste oprensninger er i 1982 og i 1983, men der er ikke lokalpejlinger fra disse år. Perioden Perioden ligger før ledemolens forlængelse i Den største oprensning fandt sted i Lokalpejlingen viser en revle umiddelbart uden for indsejlingen. Oprensningen er mindst i 1970, men der er ingen lokalpejling fra dette år. Som det fremgår, er datagrundlaget for sammenhængen mellem oprensning og revlestruktur beskedent på grund af, at der ikke er udført årlige lokalpejlinger. Der kan derfor ikke opstilles en model for sammenhængen. Derfor vil der kun blive formuleret en hypotese Hypotese for sammenhængen mellem oprensning og revlestruktur Hypotesen er, at de migrerende måneformede revlers øjeblikkelige beliggenhed i forhold til indsejlingen er bestemmende for oprensningsbehovet. Behovet for oprensning kan skyldes revlen i sig selv, hvis vanddybden over revletoppen er under 3,5 m. Oprensningsbehovet kan også skyldes den aflejring inden og uden for indsejlingen, som revlestrukturen bevirker. Havneindsejlinger 96

104 På fig er vist et revlesystem bestående af halvmåneformede revlesegmenter svarende til principskitsen fig Dette revlesystem migrerer mod syd med en hastighed på m om året. Revlesystemet vil derfor kunne komme til at ligge på en række principielt forskellige måder i forhold til havneindsejlingen. Af præsentationstekniske grunde er nogle af disse placeringer vist ved, at indsejlingen er indtegnet forskellige steder i forhold til revlesystemet. I det følgende kommenteres de viste beliggenheder. Bølgeretning C A B Svag revle Svag strømtransport Lille bølgegenereret transport Stærk strømtransport Kraftig revle Stor bølgegenereret transport Lille bølgegenereret transport Fig Pricipskitse af revlesystemets beliggenhed i forhold til indsejlingen Ved beliggenhed A på fig går revlen ubrudt forbi indsejlingen. Det, der er afgørende for, om der er behov for oprensning, er vanddybden over revletoppen. Umiddelbart efter færdiggørelsen af den nye indsejling i 2004 havde man situationen vist på fig Vanddybden over revletoppen er kun 2,5 m altså mindre end de tilstræbte 3,5 m. Oprensningsbehovet i denne situation skyldes altså revlen i sig selv og ikke den sedimentation, der er en følge af revlestrukturen. Fig Bathymetri fra den 28. september 2004 Havde vanddybden over revletoppen i stedet været over 3,5 m, ville der ikke have været besejlingsproblemer jfr. fig Jo længere ude revlen ligger, jo større er sandsynligheden for, at der mindst er 3,5 m dybde over revletoppen. Havneindsejlinger 97

105 Fig Bathymetri fra den 3. april 2002 Hvad enten dybden over revletoppen er over eller under 3,5 m, må situationen betragtes som forholdsvis stationær. En kulingssituation vil formentlig ikke ændre på situationen. Det betyder, at en gennemgående revle med over 3,5 m vanddybde over revletoppen beskytter indsejlingen mod tilsanding, idet den langsgående sedimenttransport føres forbi. Fig Bathymetrier fra Ved beliggenhed B af indsejlingen i forhold til revlesystemet er revlen svag eller helt væk. I denne situation må der forventes erosion uden for indsejlingen og altså et begrænset oprensningsbehov. Beliggenhed C er karakteriseret ved, at revlen fra nord slutter umiddelbart nord for indsejlingen. Ved nordvestlig vind vil strømmen i revletruget aflejre det transporterede sand i eller inden for indsejlingsåbningen, da strømmen mister hastighed efter at være kommet fri af revlen. Situationen svarer til, at indsejlingsåbningen ligger, hvor der Havneindsejlinger 98

106 på en kyst uden havn ville have været en udbugtning. På fig er vist et eksempel på udviklingen frem mod en sådan situation. Man ser revleenden ca. 500 m nord for indsejlingen, og man ser, hvordan kystlinjeudbugtningen vandrer sydpå. I 1977 når udbugtningen havnen, og det medfører stor tilsanding og behov for oprensning. Hypotesen er altså, at det er en af de tre beskrevne revlestrukturer, der vil være til stede ved indsejlingen størstedelen af tiden. Da der er stor forskel på de besejlingsforhold, der er under de tre situ ationer, er det en del af hypotesen, at situationerne kan forudses måske 1-2 år i forvejen på grundlag af detailkendskab til revlestrukturen nord for havnen Fastlæggelse af revlestrukturen nord for Thorsminde Når målet er at få et billede af revlestrukturen nord for havnen, er vestkystprofilerne ikke velegnede, idet de på strækningen kun er målt pr. ca. 1 km og kun en gang om året. Her er satellitfotos langt mere velegnede. Da det er sjældent, at sigten i vandet er så god, at revlen kan ses direkte, er det en erfaring under projektet, at man i stedet skal forsøge at skaffe satellitfotos fra dage, hvor der er bølger over ca. 1,5 m gerne lidt højere. Bølgerne vil så bryde på de revler, der har betydning for besejlingen, og skummet vil tegne et billede af revlestrukturen. På fig er vist 6 satellitfotos af Sdr. Thorsminde Tange fra perioden Det fremgår, at der i 1997 er en kraftig sammenhængende ydre revle på den nordlige del af strækningen. Det går igen på de to fotos fra Selv om der kun er 40 dage imellem dem, kan man se, at revlesystemet er vandret mod syd. Flytningen er imidlertid ikke så stor, som det ser ud til, idet bølgehøjden er 0,4 m højere på det sidste foto. På fotoet fra 2000 er revlen meget utydelig, da bølgehøjden kun er 1,6 m. Den smule, der kan ses af ydre revle, ligger midt på tangen, og det må altså være den højeste del af revlen. På fotoet fra 2003 er den ydre revle tydelig, og den når næsten ned til Thorsminde. På det sidste foto fra 2005 er revlen nået endnu tættere på indsejlingen Forsøg på forudsigelse af revlestrukturen ud for Thorsminde Med en hypotese om at oprensningsbehovet er bestemt af revlestrukturen omkring indsejlingen, er det nærliggende at tænke på muligheden for at forudsige revlestrukturen 1-3 år i forvejen. Fordelen for havnen ville bestå i, at man kunne anvende forudsigelsen i planlægningen. Grundlaget for forudsigelsen er detaljeret kendskab til revlesystemet nord for indsejlingen og gerne på hele tangestrækningen. Den billigste måde at skaffe denne information på vil være ved hjælp af satellitfotos på dage med en passende bølgehøjde. Ved anvendelse af de årlige pejlinger i vestkystlinjerne vil det være muligt at supplere oplysningerne fra satellitbillederne om beliggenheden af revlesystemet med oplysninger om dybden over revletoppen m.v. Havneindsejlinger 99

107 Fig Satellitfotos af Sdr. Thorsminde Tange Havneindsejlinger 100

108 Med detaljeret kendskab til revlestrukturen umiddelbart nord for indsejlingen foregår forudsigelsen ved at forskyde revlestrukturen f.eks. 1, 2 og 3 gange den gennemsnitlige årlige flytning. For den forudsagte revlestruktur foran indsejlingen bedømmes oprensningsbehovet herefter som værende f.eks. stort, middel eller lille. Den vanskeligste del af forudsigelsen vil formentlig være knyttet til den tidligere omtalte beliggenhed A. Om der er mere end eller mindre end 3,5 m dybde over revletoppen, er jo afgørende for oprensningsbehovet. Det er klart, at en kraftig storm i forudsigelsesperioden kan ændre dybden over revlen, men der må være mere end 50% sandsynlighed for, at revlen bevæger sig sydpå, uden at dybden over revletoppen ændrer sig væsentligt Hvide Sande Indledning Den nuværende oprensningsmængde i indsejlingen til Hvide Sande ligger på ca m³ om året i fast mål. Indsejlingens officielle dybde var indtil ,5 m. Siden dette tidspunkt har dybden været 4,5 m Sammenhæng mellem oprensningsmængden og fysiske påvirkninger samt revler Det er det foreliggende projekts hypotese, at revlestrukturen omkring indsejlingen har stor betydning for oprensningsbehovet. Det er derfor valgt at fokusere på de år, hvor oprensningsmængden enten er meget stor eller meget lille. For disse år er revlestrukturen analyseret på grundlag af lokalpejlinger, såfremt de er udført. De fem største oprensninger foregik i 1976, 1989, 1992, 1994 og Der er lokalpejlinger fra 1992 og I begge tilfælde er der en sammenhængende revle nord for indsejlingen med en dybde over revletoppen på under 3 m. De fem mindste oprensninger foregik i 1979, 1982, 1983, 1984 og Der er lokalpejlinger fra 1979, 1983, 1984 og På disse pejleplaner er der ingen sammenhængende revle med vanddybde over revletoppen på under 3 m nord for indsejlingen. Oprensningen i indsejlingen må også være afhængig af de fysiske påvirkninger på strækningen. Derfor er der udført korrelationsanalyse mellem den årlige vindenergi og den årlige oprensningsmængde for årene Korrelationen er imidlertid forholdsvis dårlig. Sammenhængen mellem den månedlige bølgeenergi og den månedlige oprensningsmængde for peri oden er også analyseret. Korrelationen er igen forholdsvis dårlig. Der er en lidt bedre korrelation, når bølgeenergien fra den foregående måned anvendes i stedet. Havneindsejlinger 101

109 Den bedste sammenhæng er opnået, når oprensningsmængden sammenkobles med antal dage pr. måned med en vindhastighed over 14 m/s, jfr. fig Her er glidende gennemsnit over 3 måneder plottet som funktion af tiden. Det ses, at der er en rimelig god sammenhæng mellem de to kurver. Nogle gange er der ikke overraskende en forsinkelse fra påvirkningen til oprensningen. Grunden til denne acceptable sammenhæng mellem vind og oprensning fra 1994 til 2004 antages at være, at revlestrukturen er nogenlunde uændret i denne periode m3/måned Hvide Sande dage/måned Månedlig oprensning - glidende gennemsnit over 3 mdr. Antal dage pr. måned med vindhastighed over 14 m/s - glidende gennemsnit over 3 måneder Tid Fig Glidende gennemsnit over 3 måneder af oprensning og antal kulingsdage. Der er for perioden foretaget en korrelationsanalyse af sammenhængen mellem oprensningsmængden, påvirkningerne og revlebeliggenheden umiddelbart nord for havnen. Revlebeliggenheden er bestemt på grundlag af profilmålingerne i vestkystlinje L5640. Der er beregnet en rimelig høj korrelation på 0,93, og analysen viser endvidere, at revlernes placering er vigtigere for korrelationen end bølger og vind. Den fundne korrelation på 0,93 svarer til, at 60% af oprensningen kan forklares/modelleres ud fra de undersøgte variable. Det har været forsøgt at beskrive revlestrukturen mere detaljeret omkring indsejlingen ved anvendelse af satellitfotos. På de satellitfotos, der har været til rådighed, fremgår den yderste revle ikke, idet bølgerne ikke har været tilstrækkeligt høje på de tidspunkter, hvor optagelserne blev foretaget. Som det fremgår, er datagrundlaget beskedent. Det vanskeliggør også analysearbejdet, at oprensningsmængderne ikke altid afspejler det øjeblikkelige oprensningsbehov. Der kan have været udført forsøg med at holde større dybder i indsejlingen end de officielle, eller der kan have været udført forebyggende oprensninger nord eller syd for indsejlingen. Hvis der skulle findes en sammenhæng i tingene, skulle aflejringsmængden i indsejlingsområdet så vidt muligt fastlægges på grundlag af bathymetriske opmålinger. Havneindsejlinger 102

110 Hypotese for sammenhæng mellem oprensning og revlestruktur Hypotesen for sammenhængen mellem oprensningsbehovet og revlestrukturen ved Hvide Sande er den samme, som blev præsenteret for Thorsminde Havn jfr. afsnit Det vil derfor formentlig også være muligt for Hvide Sande at forudsige størrelsesordenen af oprensningen 1-3 år forud jfr. afsnit Havneindsejlinger 103