Vågmodellering Kinneviken

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Vågmodellering Kinneviken"

Stig Axelsson
för 7 år sedan
Visningar:

Dimensionerande underlag Uppdragsnummer Göteborg 2014-03-31 12802546 DHI Sverige AB GÖTEBORG

556550-9600 Drakegatan 6 Svartmangatan 18 Honnörsgatan 16 Södra Tullgatan 4 Box 3287 412 50

1 Dimensionerande underlag Uppdragsnummer Göteborg DHI Sverige AB GÖTEBORG STOCKHOLM VÄXJÖ MALMÖ Org. Nr Drakegatan 6 Svartmangatan 18 Honnörsgatan 16 Södra Tullgatan 4 Box Göteborg Stockholm Växjö Malmö Tel: Tel: Tel: Tel: Fax: Fax:

2 LEDNINGSSYSTEM FÖR KVALITET ENLIGT ISO 9001:2008 Projektets namn: Hamnstaden Lidköping Projekt nr: Projektledare: Anna Karlsson Beställare: Lidköpings kommun Kvalitetsansvarig: Olof Liungman Beställarens ombud: Leif Blomkvist Handläggare: Anna Karlsson Granskad av / datum: Maria Aneljung / Rapport version: V1.1 Godkänd av kvalitetsansvarig / datum: Anna Karlsson / Uppdragsnr: Utskriftsdatum: i

Leif Blomkvist Handläggare: Anna Karlsson Granskad av / datum: Maria Aneljung /2014-03-12 Rapport version: V1.

3 Innehållsförteckning 1 Inledning 1 2 Vågmodellering Vågmodellen Ingångsvärden Vind Vattenstånd Resultat Referenser 7 Uppdragsnr: Utskriftsdatum: ii

.. 4 2.2.2 Vattenstånd... 4 2.3 Resultat.

4 1 Inledning DHI har i ett tidigare uppdrag för Lidköpings kommun satt upp en vågmodell för Kinneviken och Vänern. Södra delen av Kinneviken är exponerad för vind från nordnordost ända från norra delen av Värmlandssjön och vågorna på Vänern kan bli relativt stora. I denna rapport har vi räknat fram dimensionerande vågor baserat på normala vattennivåer i Vänern tillsammans med en 50-årsvind. Resultaten kan sedan användas för att t.ex. räkna på hållfasthet hos strukturer som utsätts för vågpåverkan. 1

5 2 Vågmodellering 2.1 Vågmodellen Vågberäkningarna har utförts med DHI:s numeriska vind-/vågmodell, MIKE 21 SW. MIKE 21 SW är en spektral vind-/vågmodell, som simulerar vågförhållanden och tar hänsyn till faktorer som: Vindens friktion mot vattenytan Refraktion med djupet Uppgrundning Brytande vågor Bottenfriktion Interaktion mellan vågor För vågberäkningarna har en komplett spektral och kvasi-stationär formulering använts. Detta innebär att vi för en bestämd vindriktning och vindhastighet har beräknat vågornas tillväxt och transformation över Vänern, från Karlstad i norr till Kinneviken i söder. Simuleringarna har utförts med hänsyn tagen till en bottenfriktion som motsvarar den kornstorlek på sand som finns i Kinneviken. Detta tillvägagångssätt är något konservativt och valdes eftersom inga vågdata fanns tillgängliga för kalibrering. Modellens batymetri (bottentopografi) har byggts upp från aktuella sjökort för Vänern och lokala djupmätningar utförda av Bohusgeo AB. Modellbatymetrin och beräkningsnätet för hela Vänern exklusive Dalbosjön kan ses nedan i Figur 2-1. I modellen används ett oregelbundet beräkningsnät, där djupen definieras i de triangulära hörnpunkterna och resultaten beräknas i cellernas mittpunkt. Ju mindre trianglar desto högre upplösning på modellresultatet. I området kring Hamnstaden är beräkningsnätet mest detaljerat för att ge bra beräkningsresultat. En närbild på beräkningsnätet visas i Figur 2-2. Beräkningsnätet har utformats för att ta hänsyn till strandlinjernas utformning, vattendjupet i området där vågorna genereras och vindförhållandena (hastighet och riktningar) i området. 2

Bottenfriktion Interaktion mellan vågor För vågberäkningarna har en komplett spektral och kvasi-stationär formulering använts.

6 Figur 2-1. Beräkningsnät och modellbatymetri för Vänern exklusive Dalbosjön. Figur 2-2. Beräkningsnät och modellbatymetri lokalt vid småbåtshamnen. 3

7 2.2 Ingångsvärden Kinneviken är främst exponerad för vågor från nordnordost. Ett sammanhängande område med öppet vatten sträcker sig ända från norra Vänern ned till Lidköping, en sträcka på ca 9 mil. Det är över denna längsta sträcka som vågorna som når Lidköping kan byggas upp. Eftersom syftet med studien har varit att kartlägga dimensionerande vågor har uteslutande vågor som genereras av nordnordostliga vindar studerats Vind För att bestämma vindhastigheter som ingångsvärde för modellberäkningarna har vi tittat på statistik från ref /1/. Här har man räknat ut återkomsttid för olika vindhastigheter och riktningar. Man har byggt upp statistiken genom att analysera data från två stationer, Såtenäs och Pålgrunden, se Tabell 2-1. Tabell 2-1. Vindhastighet i m/s för olika återkomsstider, Gumbel-fördelade. Från ref /1/. Återkomsttid (år) Nordlig vind Ostlig vind I dimensionerande syfte har vi har valt att modellera vindhastighet från nordnordost, ca 25 m/s för att motsvara en återkomsttid på 50 år enligt tabellen Vattenstånd Höjden på vågorna bestäms förutom vindförhållandena även av aktuellt vattendjup. Vindar och extrema vattennivåer är dock oberoende av varandra i Vänern. Därför har vi valt att beräkna vågförhållanden för medelvattenstånd (44.65 m i RH2000 Vbg) för att representera ett scenario med ca 50 år återkomsttid. I Tabell 2-2 redovisas beräknad vattennivå för olika återkomsttider i Vänern vid Vänersborg, RH2000, för åren Extremvärdesanalysen är baserad på Gumbelfördelning (EV1). Tabell 2-2. Återkomsttid för vattennivå vid Vänersborg RH2000. Återkomsttid (år) Nivå (m) Data hämtade från SMHI:s vattenwebb. 4

Eftersom syftet med studien har varit att kartlägga dimensionerande vågor har uteslutande vågor som genereras av nordnordostliga vindar studerats. 2.

8 2.3 Resultat I Figur 2-3 visas resultaten från vågberäkningarna i form av en karta med konturer över signifikant våghöjd. På denna ses strandlinjerna och vattenytan vid medelvattennivå i Kinneviken samt vågornas höjd för vindhastighet 25 m/s vid nordnordostlig vind. I Tabell 2-3 redovisas dimensionerande vågdata för olika djup. Vattendjupet vid nuvarande pir är drygt 2 m och vattendjupet på utsidan av ny planerad pir är ca 3 m vid medelvatten. Vattendjupen visas i Figur 2-4. Figur 2-3. Signifikant våghöjd vid medelvattennivå och vind från nord-nordost 25 m/s. Tabell 2-3. Signifikant våghöjd, Hs och H10, peak-wave period, Tp, och medelvågperiod, T02, för olika djup ut från småbåtshmnen. Vattendjup Variabel 2 m 3 m 4 m 13 m H s [m] H 10 [m] T p [s] T 02 [s] H10 är framräknat som 1.27Hs, ref. /2/. 5

I Tabell 2-3 redovisas dimensionerande vågdata för olika djup. Vattendjupet vid nuvarande pir är drygt 2 m och vattendjupet på utsidan av ny planerad pir är ca 3 m vid medelvatten.

9 Figur 2-4. Djup realtivt medelvattennivå. 6

10 3 Referenser /1/ Asp, M., Caldarulo, L. Bilaga 1 till SMHI Rapport nr /2/ United States. Army. Corps of Engineers; Coastal Engineering Research Center (U.S.) Shore Protection Manual Vol

Relevanta dokument

Tolkning av framtida vattennivåer i Helsingborg

Helsingborgs kommun PM Tolkning av framtida vattennivåer i Helsingborg LEDNINGSSYSTEM FÖR KVALITET ENLIGT ISO 9001:2000 Projektets namn: Helsingborg Klimat Projekt nr: 12801584 Projektledare: Erik Mårtensson