KUSTPROCESSER I SAMBAND MED TRYCKUTJÄMNINGSMODULER I YSTADBUKTEN MODELLERAT MED HJÄLP AV TREDIMENSIONELL GIS

Transkript

1 EARTH SCIENCES CENTRE GÖTEBORG UNIVERSITY B KUSTPROCESSER I SAMBAND MED TRYCKUTJÄMNINGSMODULER I YSTADBUKTEN MODELLERAT MED HJÄLP AV TREDIMENSIONELL GIS Uffe Schultz Department of Physical Geography GÖTEBORG 23

2

3 GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för geovetenskaper Naturgeografi Geovetarcentrum KUSTPROCESSER I SAMBAND MED TRYCKUTJÄMNINGSMODULER I YSTADBUKTEN MODELLERAT MED HJÄLP AV TREDIMENSIONELL GIS Uffe Schultz ISSN B369 Projektarbete Göteborg 23 Postadress Besöksadress Telefo Telfax Earth Sciences Centre Geovetarcentrum Geovetarcentrum Göteborg University S-45 3 Göteborg Guldhedsgatan 5A S-45 3 Göteborg SWEDEN

4

5 Sammanfattning På ett flertal ställen i södra Sverige är kusten utsatt för erosion där bebyggelse, infrastruktur, natur- och kulturlandskap och områden för friluftsliv och turism anses vara i riskzonen. Ystad kommun, som har mest erosionsproblem, och även många andra kommuner har observerat behovet av att åtgärder vidtas men en ansvarig samordningsmyndighet har saknats bildade därför sju svenska kommuner och ett danskt expertorgan Erosionsskadecentrum. Idag är 18 kommuner med erosionsproblem medlemmar och verkar för att utveckla flexibel, kostnadseffektiv och miljöanpassad erosionsskyddsteknik. Ystad kommun har installerat ett kustskyddssystem som placerats i Sandskogen i Ystadbukten. Systemet består av tryckutjämningsmoduler som skall minska erosionen vid storm och bättre bygga upp stranden vid dyningar. Vid fyra tillfällen från oktober 22 till januari 23 har avvägning av sandstranden i Sandskogen i Ystadbukten utförts i syfte att analysera tryckutjämningsmodulernas effekt. I ett GIS har sedan dessa avvägningar jämförts och tredimensionellt analyserats för att kunna relatera volymförändringen av sand till tryckutjämningsmodulernas placeringar på stranden. Data för vattenstånd, vindhastighet och vindriktning under mätperioden har även legat till grund för tolkning av kustprocesserna. Resultaten visar att tryckutjämningsmodulerna bidragit till lokala ackumulationer av sand, men dock inte till en nettoackumulation inom området. Under hela mätperioden skedde en nettoerosion på cirka 3 m 3. Systemet med tryckutjämningsmodulerna är inte intakt och många rör fattas, vilket ger en minskad effekt. Fältområdet lider av sedimentbrist, vilket försvårar en uppbyggnad av sand. Det kan dock ses att tryckutjämningsmodulerna lokalt tenderar att hålla kvar sanden då stranden utsätts för stormvågor och även att de tenderar att ackumulera sand då stranden utsätts för dyningar. Summary Coastal processes in relation to pressure-equalizing modules in Ystad Bay modelled with three-dimensional GIS. - Many places along the Swedish south coast are exposed to erosion where houses, infrastructure, landscapes with nature and culture values and areas for recreation and tourism are considered to be in the risk zone. Ystad town, where the erosion problem is greatest, and many other towns have addressed the need for something to be done, but a responsible co-ordination institute has been missing. For that reason seven Swedish and one Danish town founded in 1994 the institute Erosionsskadecentrum. Today 18 towns with erosion problems are members and work to develop flexible, low cost and environmentally engineered erosion protection techniques. Ystad town has established an erosion protection system on the beach in Sandskogen in Ystad Bay. The system consists of pressure-equalizing modules that will reduce the erosion during storm conditions and increase the accumulation of sand during swell conditions. At four occasions from October 22 to January 23 the beach has been leveled in purpose to analyze the effect of the pressure-equalizing modules. The levels have then been compared three dimensionally and analyzed in a GIS to relate volume change of sand to the location of the pressure-equalizing modules on the beach. Data for water level, wind speed and wind direction for the period has also been used to interpret the coastal processes. The results show that the pressure-equalizing modules locally contribute to accumulation of sand, but not to a net accumulation in the area. During the whole period there was a net erosion of 3 m 3 sand. The pressure-equalizing system is not fully functional and many modules are missing, which reduces the effect. The field area suffers a lack of sediment, which makes the build up of the beach difficult. However, it can be seen that the pressureequalizing modules tend to locally keep the sand when exposed to storm waves and also tend to accumulate sand when exposed to swell waves. 1

6 Sammanfattning... 1 Summary... 1 Förord Inledning Isostasi, eustasi och relativ havsnivåförändring Erosionen i Ystadbukten Tidigare mätningar av erosionen i Ystadbukten Profilinmätning Tryckutjämningsmoduler Syfte Frågeställningar Kustprocesser Klimatet Vågor Vindström Kustnormala strömmar Dyningar och stormvågor Kustparallella strömmar Stränder Bukter Headland control Kustskyddstekniker Tvärhövder Tryckutjämningsmoduler Områdesbeskrivning Ystadbukten, en del av Östersjön Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning Metodik Vindriktning, vindhastighet och vattenstånd Fältstudie Strandavvägning Beräkning av volymförändringen med hjälp av tredimensionell GIS Resultat Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning Volymförändringen 9 oktober 11 november Profiler Volymförändringen 11 november - 3 december Volymförändringen 3 december - 23 januari Volymförändringen under hela mätperioden Förändringen vid tryckutjämningsmodulerna Diskussion Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning Ystadbuktens form Erosionen under ett år Tryckutjämningsmodulernas effekt Tvärhövdernas påverkan Felkällor Slutsatser

7 8 Förslag till åtgärder och uppföljning Referenser

8 Förord Jag har alltid varit fascinerad av just kustzonen så valet av ämne har inte varit svårt. Jag har egentligen vetat att jag skulle göra en examensuppsats om kusterosion sedan jag läste om kustprocesser i naturgeografi introduktionskursen i Lund, eller jag har i alla fall hoppats på att jag skulle göra det sedan dess. Nu när uppsatsen är skriven kan jag fortfarande glädjas åt att ämnet inte är uttömt och att det fortfarande finns mer att fascineras av när det gäller havet och kusten. Det kanske mest fascinerande med havet är dess mångsidighet och humörsvängningar; hur ett kaotiskt hav i storm kan förvandlas till en spegelblank harmonisk yta; aggressivt och rofyllt på samma gång; hur inspirerande havet kan vara med dess förmåga att fängsla känslorna och skapa magiska stunder och oförglömliga ögonblick; och samtidigt är kusten en plats som människan får kämpa för, en fåfäng kamp mot krafter vars syften ingen kan ändra; en kompromisslös plats där människan blivit tvungen att inse sina begränsningar. Trots det, en plats värd att kämpa för. Jag vill ge ett stort tack till: Erling Alm som från början gjort detta arbete möjligt för mig att genomföra. Hans Hanson som bistått med material och som hjälpt till att definiera arbetet, Bengt Eriksson som varit min kontakt på mätkontoret, Leif Ekholm och Per-Owe Rix som hjälpt mig med avvägningarna och som fått frysa minst lika mycket som jag, Margaretha Ohlsson som bistått mig med vind och vatten data, och Jon Norin som varit min handledare och vägledare. Jag vill även tacka Karin min underbara fästmö, som numera kan lika mycket om kustprocesser som jag, för hennes tålamod och stöd. 4

9 1. Inledning 1.1 Isostasi, eustasi och relativ havsnivåförändring Kusterosion är ett problem som observerats kring många av världens kuster. Till stor del beror problemen på en global havsnivåhöjning till följd av bland annat klimatförändringar som styr fördelningen av vatten mellan hav och land. Vid den senaste landisens maximala utbredning för cirka 2 år sedan var så mycket vatten bundet i isen att havsytan var cirka 12 m lägre än idag (Fairbanks 1989, s 637). För tillfället är den globala havsytehöjningen cirka 2,5 mm/år (Pethick 1984, s 233). Intresset för kustprocesser och erosionsproblem har även uppstått på grund av urbanisering där förändring av kustlinjens form orsakar att tidigare jämviktslägen störs och måste anpassa sig till de nya förhållandena. Klimatförändringar bidrar också till att jämviktslägen störs, till exempel kan nederbördsförändringar påverka flödesmängden i vattendrag och därmed deras struktur och sedimenttillförsel till kusten. Erosionen kring Skånes kuster påverkas av eustatiska och isostatiska förändringar orsakade bland annat av den senaste glacialtiden (Weichsel). Eustatiska förändringar syftar till havsytans nivåförändringar och isostatiska förändringar syftar till jordskorpans nivåförändringar. Beroende på hur dessa samverkar eller motverkar varandra ändras strandlinjens läge. Weichselisens utbredning över Fennoscandia och Skottland innebar att jordskorpan trycktes in på grund den stora tyngden. Isostatiska förändringar på grund av glaciärers påverkan kallas glacio-isostsi. Den resulterande sänkningen av jordskorpan var proportionell mot isens tjocklek, det vill säga inte lika stor vid isfrontens södra gräns över norra Tyskland som vid dess centrum. Landhöjningen efter isavsmältningen är därför inte lika stor i södra Sverige som längre norrut. Längs Sveriges sydkust sker för tillfället en eustatisk höjning som är snabbare än den isostatiska höjningen, vilket resulterar i en relativ höjning av havsytan på 1 mm/år. I Ångermanlands kusttrakter sker istället en relativ landhöjning på 8 mm/år (SNA 1992, s 15). Den landhöjning som för tillfället sker där istäcket var som mäktigast är även förknippat med en landsänkning av intilliggande områden. Landsänkningen beror på att isens tyngd orsakade ett horisontellt massflöde och tryckte undan jordskorpan som till en början höjdes i områdena utanför istäcket men som nu strävar efter att återställas. De områden där det för tillfället sker en landsänkning är bland annat kusten kring norra Tyskland, Danmark, Nederländerna och England (figur 1). Den isostatiska sänkningen kombinerat med den eustatiska höjningen gör att dessa områden är utsatta för kraftig kusterosion. Även i nedisningsområden utanför Europa återfinns likartade förhållanden (figur 2, zon 2). Figur 1. Den totala glacio-isostatiska förändringen (m) från senaste nedisningen (Weichsel) i det nordvästeuropeiska nedisningsområdet. Den tjockare linjen visar nedisningsområdet. The total glacio-isostatic change (m) since the last glacial period (Weichsel). The thicker line shows the ice-covered area. (Från Mörner 1979, s 289). 5

10 1.2 Erosionen i Ystadbukten På ett flertal ställen i södra Sverige är kusten utsatt för erosion där bebyggelse, infrastruktur, natur- och kulturlandskap och områden för friluftsliv och turism anses vara i riskzonen. Ystad kommun, som är mest utsatt för erosion, och även många andra kommuner har observerat behovet av att åtgärder vidtas men en ansvarig samordningsmyndighet har saknats bildade därför sju svenska kommuner och ett danskt expertorgan Erosionsskadecentrum. Idag är 18 kommuner med erosionsproblem medlemmar. Till Erosionsskadecentrum är även ett Ingenjörsvetenskapligt Råd knutet, där nationella och internationella forskare, produktutvecklare, konsulter och entreprenörer ingår. Syftet är att utveckla flexibel, kostnadseffektiv och miljöanpassad kustskyddsteknik. För tillfället bedrivs fullskaleprojekt i Sandskogen i Ystad och i Strandbaden i Löderup (figur 3). Figur 4 visar de erosionsdrabbade områdena vid Ystad och Löderup. Figur 3. Karta över Sverige och Ystadbukten. Map of Sweden and Ystadbukten. (Från SNA 1992). Figur 4. Karta över eroderade kustavsnitt kring Ystadbukten. Map of eroded coast segments around Ystad bay. (Hanson 23). För att minska erosionen vid Sandskogen har en mängd olika kustskyddstekniker applicerats, bland annat har fem stenpirar byggts vinkelrätt mot strandlinjen, så kallade tvärhövder (figur 5), dräneringsrör har grävts ner längs med stranden, klitterna har förstärkts, ett system med fenor har placerats en bit ut i vattnet, och ett nytt system har använts under två år där ihåliga rör vertikalt placerats i stranden ner till grundvattnet för att fungera som tryckutjämnare. 6

11 Figur 5. Karta över det eroderade området vid Sandskogen. Beteckningarna 1-5 avser hövderna. Map of the eroded beach at Sandskogen. The numbers 1-5 are the groins. (Efter Hanson 23). Detta examensarbete kommer att baseras på beräkningar av volymförändringen av sandstranden öster om Ystad Saltsjöbad (figur 5). Fältarbetet kommer att bestå av avvägningar inom fältområdet inklusive inmätningar av nivån vid tryckutjämningsmodulerna. 1.3 Tidigare mätningar av erosionen i Ystadbukten Profilinmätning Tidigare mätningar av volymförändring i Ystadbukten har gjorts av Hans Hanson vid Lunds Tekniska Högskola, Institutionen för Teknisk Vattenresurslära, som ingår i Ingenjörsvetenskapliga Rådet. Avvägning av det erosionsdrabbade området vid Sandskogen startade 1997 i samband med att en ny tvärhövd (hövd 1) placerats nedanför Ystad Saltsjöbad. Ett kontrollprogram gjordes upp där avvägning utförs en gång per år under en tioårsperiod och sammanställs i en rapport där den totala erosionen i området redovisas. Avvägning har utförts längs fem fasta mätlinjer som löper från klitterna på stranden och ut i vattnet till ett avstånd på cirka 2-55 meter. Tre linjer ligger väster om hövd 1, en ligger direkt öster om den och en linje ligger mellan hövd 3 och 4. Volymförändringen har uppskattats genom att anta att en mätlinje är representativ längs en sträcka parallellt med kusten motsvarande halva avståndet, på ömse sidor, mellan två intilliggande mätlinjer. Volymförändringen har uppskattats dels för hela den uppmätta profilen och dels enbart ovan medelvattenlinjen. Resultaten från visar en total materialförlust inom hela området på 89 m 3 men samtidigt en ackumulation ovan medelvattenlinjen på 5 m 3 (Hanson 2, s 3) uppskattades erosionen till 5426m 3 och uppskattades den till 34942m 3. Resultaten tolkas som att det först skedde en ackumulation av sand på botten nära stranden på grund av hövderna, men sedan 1998 upphörde denna ackumulation medan erosionen utanför hövderna fortsatte och totalt blev det erosion. Ackumulationen ovan medelvattenlinjen har skett väster om den nya hövden medan erosion har skett direkt öster om den. Området mellan hövd 3 och 4 hade en ackumulation ovan medelvattenlinjen på 336 m 3 mellan 9952 och 7

12 519, vilket ansågs svårtolkat. Dock är den totala erosionen stor här på grund av erosionen utanför hövderna (Hanson 2, s 12-15) Tryckutjämningsmoduler Den 12 oktober 2 etablerades tryckutjämningsmodulerna. 41 rör borrades ner på en sträcka av 9 meter öst om Ystad Saltsjöbad. Rören placerades i rader med cirka 5 meters intervall parallellt med strandlinjen. I varje rad placerades rören med cirka 1 meters intervall. I de flesta raderna sattes två rör men där stranden var bredare sattes tre stycken. I samband med etablerandet gjordes en inmätning av nivån vid varje rör. Utanför varje modulrad gjordes även en inmätning av en profil cirka 3 meter ut i vattnet. Jämnt fördelat över året gjordes av mätkontoret på Ystad kommun tio inmätningar av nivån vid rören och i början av november 21 gjordes även en inmätning cirka 3 meter ut i vattnet, som vid etableringen. Resultaten som sammanställdes i en rapport av SIC (21a, s 8) visade en total nettoackumulation av sand på 2475 m 3 under året. Störst ackumulation skedde mellan april och juni sedan minskade den till oktober. I rapporten angavs att området är ett typiskt läsideerosionsområde med avsaknad av sediment, och därav den ringa sandackumulationen. Det rekommenderades att hövderna skulle omkonstrueras eller öppnas eftersom de orsakar kraftiga vågreflektioner som eroderar i klittfoten vid högvattenstillfällen. Ett förslag gjordes om en sandmatning till området på mellan 5-1 m 3 /löpmeter strand, som utbyggs med tryckutjämningsmoduler för att hålla kvar sanden i området. Tryckutjämningsmoduler har även etablerats i Malmö, Ängelholm och Båstad. I Ängelholm rapporterades en ackumulation på 1 m 3 /löpmeter mellan november 21 och april 22 (SIC 22a, s 2) Längs Danmarks västkust har systemet gett positiva resultat. I gamla Skagen har ett erosionsdrabbat område kunnat stabiliseras tillfredställande (SIC 22b, s 6). Där tryckutjämningsmodulerna fungerat bäst är längs Accra Beach i Ghana. Här ackumulerades 17,7 m 3 /löpmeter mellan juli 2 och januari 21 (SIC 21b, s 6). 1.4 Syfte Erosionsskadecentrum har beslutat att det behövs bättre studier om hur tryckutjäningsmodulerna fungerar. Tidigare slutsatser om tryckutjämningsmodulernas effektivitet har dragits från mätning av endast rörens nivå. Genom att göra avvägning en gång per månad där nivån mäts vid 5-6 punkter och föra in det i ett GIS kan en tredimensionell bild av stranden skapas, vilket möjliggör att strandprocesserna mer detaljerat kan studeras. Tillsammans med vetskapen om hur vädret och vattenståndet varierat kan slutsatser dras om hur vågklimatet och sedimenttransporten varit, vilket underlättar vid bedömningen av vad som kan anses vara orsakat av tryckutjämningsmodulerna. Syftet med detta examensarbete är att relatera volymförändringen under oktober 22 till och med januari 23 till tryckutjänings-modulernas placering på stranden för att svara på frågan om de bidrar till minskad erosion och i så fall hur effektiva de är. Baserat på resultatet av studien kommer förslag att ges till en åtgärdsplan för vidare erosionsförebyggande arbete. 8

13 1.5 Frågeställningar Kan ett samband ses mellan vindriktning, vindhastighet och vattenstånd i Ystadbukten, och i så fall, hur förhåller sig dessa faktorer till variationer i volymförändringen? Hur är fältområdets placering i Ystadbukten relaterat till erosionen? Kan tvärhövderna på stranden relateras till variationer av volymförändringen? Bidrar tryckutjämningsmodulerna till ackumulation, och i så fall, hur stor är den? Kan tryckutjämningsmodulernas effekt urskiljas från andra möjliga orsaker vid eventuell ackumulation? Är tredimensionell GIS en bra metod vid analys av volymförändringar jämfört med andra metoder? Vilka för- och nackdelar finns det med att använda tredimensionell GIS? 9

14 2 Kustprocesser Många är de faktorer som i komplexa processer formar och åter omformar det ständigt föränderliga kustlandskapet, gränsskiktet mellan hav och land definierat i ett dynamiskt jämviktsförhållande som ett resultat av samspelet mellan de drivande naturprocesser och de rådande geologiska förhållandena. Klimatet är en av de initierande drivkrafterna till detta levande landskap. Sandstränders förmåga att anpassa sig och snabba respons på förändringar bidrar till att dessa områden är svåra för människan att få kontroll över. 2.1 Klimatet Det ständigt växlande vädret vid vår latitud innebär variationer i lufttryck och nederbörd. Dessa faktorer påverkar kustlandskapet genom att de orsakar variationer i vattenståndet och vågklimatet. Vågklimatet beskriver vågornas storlek och inbördes fördelning under året, och är tillsammans med vattenståndet de drivkrafter som avgör om sand eroderas eller ackumuleras i ett område. Lufttrycksvariationer orsakar vindar som beroende på hastighet och riktning påverkar vattenståndet och vågklimatet i Östersjön. Lufttrycket i sig själv är en faktor som påverkar vattenståndet. Ett kraftigt högtryck kan bidra till ett lågt vattenstånd och det motsatta gäller för ett kraftigt lågtryck. Vindriktningen är av stor betydelse för vattenståndsvariationen längs Östersjöns kuster (Gustavsson 1994, s 7). Variationer i nederbörden ger variation i avrinning från vattendrag, vilket påverkar vattenståndet. Även nederbörd och avdunstning från vattenytan påverkar vattenståndet. 2.2 Vågor Det är vågorna som transporterar den energi som formar kustlandskapet. De orsakar även strömmar i den kustnära zonen. Hur vågor påverkar ett kustområde beror bland annat på vågornas karaktär, vilken bestäms av våghöjd, våglängd, vågperiod och vågens branthet. Våghöjden (H) är höjden mellan vågens dal och topp. Våglängden (L) är avståndet mellan en vågtopp eller vågdal och nästa vågtopp eller vågdal. Vågperioden (T) är tiden det tar för en våglängd att passera en given punkt. Vågens branthet definieras som H/L. I en våg rör sig vattnet i en cirkulär rörelse kallad orbitalrörelse. Rörelsemönstret bildar små celler som minskar i diameter med djupet till dess att de blir så små att de inte längre gör någon påverkan. Detta djup infinner sig ungefär vid halva våglängden. Orbitalrörelsen är inte helt cirkulär på grund av att vågen rör sig, vilket betyder att då vattenpartikeln roterat ett varv har den också förflyttats en kort sträcka i vågens rörelseriktning. Detta ger en masstransport mot stranden (Pethick 1984, s 25). Hastigheten på transporten ökar då vattendjupet minskar (figur 6). Masstransporten mot stranden balanseras av en allmän utströmning, men ibland även av smala och starka strömmar riktade utåt, så kallade rip-strömmar (dessa kommer att beskrivas senare). 1

15 Figur 6. a) Visar hur vattenpartiklars orbitalrörelse ger masstransport. b) Masstransportens hastighet ökar då vattendjupet minskar. c) Masstransportens hastighet och riktning varierar med djupet. a) Shows how water particle path gives mass transport. b) The velocity of the mass transport increases as water depth decreases. c) Vertical variation of mass transport velocity and direction. (Pethick 1984, s 25). En indelning baserad på förhållandet mellan våglängden och det rådande vattendjupet görs på grund av att orbitalrörelsens form och vågens hastighet förändras när det blir grundare. Där L vattendjupet (d) är större eller lika med våglängden/4: d rör sig vågorna med en 4 g L hastighet (c) som definieras enligt: c =,där g är tyngd accelerationen. Det vill säga att 2π hastigheten är proportionell mo t våglängden. Då vågorna kommer in på grundare vatten: L d får de en annan hastighet som beror av bottens påverkan. Hastigheten definieras då 2 enligt: c = g d Det som sker när en våg kommer in över grundare vatten är att orbitalrörelsens cirkulära form blir ellipsformad. Den vertikala axeln blir kortare och minskar mer med djupet. Närmast botten är orbitalrörelsen mest tillplattad. Ju grundare det blir när vågen rör sig mot stranden desto mer tillplattad blir formen och närmast botten blir det till slut endast en rörelse som går fram och tillbaka. Orbitalrörelsens horisontella axel minskar mindre med djupet då vågen kommer in på grunt vatten än vad den gör då den är på djupt vatten. Då vågen kommit in över tillräckligt grunt vatten för att vågen skall vara lång är orbitalrörelsens horisontella axel lika stor på hela djupet. Detta betyder att då vågen rör sig in över grundare vatten ökar orbitalhastigheten vid botten, vilket medför en ökad stress på botten som kan bidra till erosion. När vågen kommer in över tillräckligt grunt vatten är hastigheten proportionell mot djupet, vilket betyder att när vågen har en vinkel mot stranden kommer den delen av vågen som är 11

16 närmare stranden att minska mer i hastighet än den delen som är längre ifrån, på grund av skillnaden i djup. Då vågen fortsätter framåt vrider den sig och blir successivt mer parallell med stranden. Detta fenomen kallas refraktion. 1 2 E n vågs energi är proportionell mot våghöjden i kvadrat enligt: E = ρ g H 8 där ρ är densiteten för havsvatten. Vågperioden bestämmer med vilken hastighet energin kommer till stranden. Därför förändras inte vågperioden när vågor kommer in över grundare vatten även om fashastigheten och våglängden minskar, vilket innebär att våghöjden istället ökar för att hastigheten på energitransporten skall vara lika stor hela tiden. Detta betyder att branta vågor utsätter stranden för mer energi än flacka vågor. En indelning kan göras i stormvågor och dyningar, där stormvågor är branta och asymmetriska med varierande våghöjd, våglängd och vågriktning, medan dyningar är mindre branta och sinusformade. Detta beror på att stormvågor genereras av vinden, det vill säga att de får sin energi från vinden när det blåser över ett område men utanför genereringsområdet, där vinden inte längre tillför energi, sorteras vågorna och bildar dyningar. Vågorna sorteras efter hur snabba de är, vilket bestäms av våglängden, de med störst våglängd är snabbast. Östersjön är ett relativt litet hav vilket gör att stormvågor och dyningar anländer till kusten nästan samtidigt eftersom de inte hinner sorteras på så kort avstånd. 2.3 Vindström Vinden genererar vågor i vindriktningen, och genererar även en ytström och en masstransport. När det blåser överför vinden kraft på vattenytan, vindstress, som accelererar ytskiktet i vindens riktning. När ytskiktet får en hastighet uppkommer en corioliskraft som accelererar vattnet åt höger på norra halvklotet. Med hjälp av turbulens som bildas förmedlas rörelsen neråt. Friktion mot underliggande vatten bromsar det accelererade ytskiktet men accelererar samtidigt underliggande vattenskikt som då även accelereras till höger på grund av corioliskraften. Detta skikt får en större vinkel mot vindriktningen än ytskiktet eftersom ytskiktet redan ändrat rörelseriktning då det accelererade det undre. Hastigheterna försvagas med djupet på grund av att sressöverföring med turbulens inte är så effektivt. I ytan motverkas vindstressen av corioliskraften och friktionen. Det tar ett par timmar innan balans är uppnådd och då är ytskiktets hastighet cirka 3-4 % av vindhastigheten och riktad 45 till höger om vindriktningen. Då balanseras vindstressen av resultanten av friktionen och corioliskraften. Den spiral av hastighetsvektorer vridna med ökande vinkel åt höger och med exponentiellt avtagande hastighet med djupet som uppstått kallas ekmanspiralen. Det djup som påverkas, det vill säga till det djup där strömmen upphör kallas ekmandjupet och brukar ligga vid cirka 4 meter. Summan av dessa pilar ger en sammanlagd transport, masstransport, riktad 9 till höger om vindriktningen. Detta skapar vattenståndsvariationer och strömmar vid kusten. 2.4 Kustnormala strömmar När vågorna anländer till kusten och vattnet blir grundare kommer vågorna att förändras, vilket ger upphov till strömmar inom den kustnära zonen. På grund av att orbitalrörelsen blir ellipsformad vid minskande vattendjup och tillslut blir helt tillplattad närmast botten innebär det att den har kapacitet att erodera botten. Detta är den kustnormala eller vågnormala strömmen. På grund av orbitalhastighetens förändring sker även en förändring av själva vågen 12

17 som då får en spetsigare vågtopp och en längre vågdal. Den oscillerande orbitalrörelse är därför osymmetrisk. Hastigheten framåt är snabb och tidsmässigt kort, medan hastigheten tillbaka är långsam och tidsmässigt lång. Denna asymmetri blir mer uttalad ju grundare det blir och fortsätter även efter att vågen brutit. Vad som händer efter att vågen brutit är att orbitalhastigheten minskar det har därför betydelse för erosionen hur utvecklad asymmetrin är innan vågen bryter. När vågen bryter beror bland annat på bottenlutningen. En våg bryter på grund av att den blir för brant. Vågens branthet definieras som: vågens branthet = våghöjd/våglängd Enligt King (1972, s 45) blir förhållandet mellan våghöjd och våglängd i praktiken nästan aldrig större än,1 innan vågen bryter. Efter att vågen har brutit minskar den oscillerande hastigheten proportionellt mot roten ur γ djupet: u = g d (Pethick 1984, s 3) 2 där u = maximal horisontell hastighet, γ = våghöjden/vattendjupet då vågen bryter. Asymmetrin i den oscillerande strömmen ökar fortfarande efter vågen brutit, eftersom det blir grundare, men hastigheten minskar. Förhållandet mellan våghöjden och vattendjupet när vågen bryter är en faktor som är relaterad H till bottenprofilens lutning: γ = (Pethick 1984, s 27) d Detta förhållande har visat sig vara mellan,6 och 1,2 med ett medelvärde på,78. Branta profiler ger höga värden på gamma och att flacka profiler ger låga värden på gamma. Detta betyder att en våg med samma höjd bryter på grundare vatten om profilen är brant och på djupare vatten om profilen är flack. Den maximala hastigheten då vågen bryter är alltså beroende av både våghöjden och bottenlutningen. För en given bottenlutning, det vill säga ett givet gamma ( γ ), ger vågor med högst våghöjd högst horisontell hastighet när vågen bryter, medan för en given våghöjd ger brantast bottenlutning högst horisontell hastighet när vågen bryter. Där botten är flack bryter vågen på djupt vatten på grund av det låga gammavärdet och den oscillerande strömmen har inte utvecklat så stor osymmetri ännu. Där botten är brant bryter vågen på grundare vatten och den oscillerande strömmen har därför utvecklat större asymmetri så att när vågen bryter är hastigheten framåt stark men kort och hastigheten bakåt svag men längre. Det finns ett samband mellan våghöjd, profilens lutning, vågperioden och hur vågen bryter: B b H b = 2 g s T (Pethick 1984, s 27) där B b är en brytningskoefficient, H b är våghöjden då vågen bryter och s är profilens lutning. Brytningskoefficienten användes för att dela in de olika formerna i fyra typer surging, collapsing, plunging och spilling, där surging har det lägsta värdet och spilling det högsta. (Eftersom dessa termer inte har några bra namn på svenska kommer de engelska namnen att användas.) Surging är typisk för låga vågor på brant bottenlutning och spilling är typisk för höga, korta vågor på flack botten. När vågen bryter som surging sker detta nära stranden och en stor del av energin reflekteras mot stranden och utåt igen. När en våg bryter som spilling sker detta längre från stranden och den mesta energin går åt inom den breda surfzonen. 13

18 Eftersom asymmetrin i den oscillerande strömmen ökar på grund av vågförändringen när vågen kommer in över grundare vatten, och eftersom typen av brytning och på vilket djup vågen bryter även beror på vågförändringen, kan det minskande djupet när vågen närmar sig stranden anses vara den avgörande faktorn för både asymetrin i den oscillerande strömmen och för hur vågen bryter (figur 7). Figur 7. Förhållandet mellan brytningstyp, brytningskooeficient och den ökande asymetriskt oscillerande strömmen. The relationship between breaker type, breaker coefficient, and the increasing onshore current asymmetry. (Pethick 1984, s 32) Alltså avgör bottenlutningen hur vågorna bryts. Vågens kvarvarande energi avgör om strandprofilen kommer att vara stabil, byggas på eller erodera. En flack bottenlutning gör att vågen bryter som spilling och på ett längre avstånd från stranden, vilket gör att vågen dör ut innan den kommer fram och kan erodera uppspolningszonen. Strandens bottenlutning är ett resultat av ett tidigare jämviktsläge som skapats genom samspelet mellan vågrörelsen, vattenståndet och sedimentens storlek och är ett uttryck för medelvärdet av dessa faktorer. 2.5 Dyningar och stormvågor Dyningar och stormvågor påverkar stranden olika. Dyningar bygger upp strandplanet medan stormvågor eroderar det. Dyningar transporterar det materialet som stormvågorna suspenderat och samtidigt som de bygger upp strandplanet står de även för den huvudsakliga sedimenttransporten På grund av dyningarnas regelbundenhet och refraktion sker den huvudsakliga sandtransporten in mot land. Då den brytande vågen passerar genom bränningszonen suspenderas ytterligare material. När vågen rör sig utmed uppsköljningszonen infiltreras en del av vattnet genom sanden och ner till grundvattennivån och material deponeras på 14

19 stranden. Möjligheten för allt vatten att infiltreras beror på vågperioden, kornstorleken på strandplanet och hur vattenmättat strandplanet är. Dyningar har lång period och strandplanet blir inte mättat, vilket betyder att mycket vatten kan infiltreras och mycket av det material som kom med vågen kan deponeras. Resultatet blir att strandprofilen byggs upp och blir brantare. Det är på detta sätt en så kallad sommarprofil byggs upp (figur 8). Figur 8. De hydrauliska förhållandena under en sommarprofils påbyggnad. The hydraulic conditions in accreting beach. (Efter Gustavsson 1994, s 23). Stormvågor utsätter stranden för mer energi, det vill säga fler vågor, vilket gör att uppsköljningszonen blir mättad och vattnet infiltreras inte lika fort när vågen spolas upp utan nästan lika mycket strömmar tillbaka och sediment följer med. Strandplanet undermineras på grund av återflödet i höjd med vattennivån, vilket bidrar till att foten av strandplanet börjar erodera (figur 9). Figur 9. De hydrauliska förhållandena under en vinterprofils utbildning. The hydraulic conditions under storm conditions. (Efter Gustavsson 1994, s 24). Under vinterperioden eroderar stormvågorna stranden och skapar en flack profil, en så kallad vinterprofil eller stormprofil (figur 1). Sanden transporteras ut en bit och bygger upp revlar. Den höga vindhastigheten vid stormtillfällen orsakar en ytström riktad mot land som i sin tur orsakar en bottenström riktad utåt som för med sig det eroderade materialet och deponerar det på utsidan av reveln. Omslaget mellan sommar- och vinterprofil beror på vågornas branthet och behöver inte nödvändigtvis bero på årstidsskiftningen mellan sommar och vinter. Vid stormtillfällen kan en sommarprofil eroderas till en vinterprofil eftersom stormen utsätter stranden för de brantare stormvågorna. Stormvågor eller vågor som precis lämnat sitt genereringsområde är de vanligaste vågtyperna i östersjön. 15

20 Figur 1. Sommar- och vinterprofil. Storm and swell profile. 2.6 Kustparallella strömmar Kustparallella strömmar uppstår när de infallande vågorna har en vinkel mot stranden. Den ovan beskrivna oscillerande strömmen kommer då att få en komponent parallellt med kusten. Denna litorala ström kan föra med sig mycket suspenderat material, särskilt precis efter en storm då mycket förts upp i suspension. Då stormvågorna skapat en stormprofil och fört ut material som bildat revlar beror den litorala sedimenttransporten som orsakas av de efterföljande dyningarna på hur stor infallsvinkel vågorna har. På grund av refraktion har oftast inte de infallande vågorna större vinkel än 1 mot stranden. I den kustnära zonen samverkar de kustnormala och de kustparallella strömmarna och skapar ett cirkulärt strömsystem. Kustparallella strömmar uppstår även om de infallande vågorna inte har någon vinkel mot stranden, vilket beror på den masstransport mot stranden orsakad av vågornas orbitalrörelse, som tidigare nämndes. Masstransporten omvandlas till kustparallella strömmar inom bränningszonen och matar ripströmmarna som för ut motsvarade mängd vatten som förts in i zonen på grund av masstransporten (figur 11). Figur 11. Cellcirkulation inom den kustnära zonen. Cell circulation in the near shore zone. (Hanson Dessa smala rip-strömmar är oftast fördelade med jämnt intervall längs kuststräckan, vilket förklaras som ett resultat av att sekundära vågor bildas med rät vinkel mot de inkommande vågorna (Pethick 1984, s 43). De sekundära vågorna kallas kantvågor och är stående vågor 16

21 som bildas på grund av regelbundenheten hos de inkommande vågorna i bränningszonen. De kan ge den nödvändiga drivkraften för ett cirkulärt strömsystem genom att samverka med de inkommande vågorna och skapa regelbundna variationer i våghöjd. Då den inkommande vågen möter en kantvåg blir resultatet att de båda kombineras, vågkrönet och vågdalen hos den inkommande vågen får formen av den stående vågen men med förstärkt verkan. Detta skapar variationer i våghöjden hos den inkommande vågen med ett intervall som är det samma som våglängden hos en kantvåg. Med anledning av vågor i surfzonen skapas en så kallad wave set-up där vattenytan lutar uppåt från bränningszonens början och mot stranden. Vattenytans lutning skiljer sig inte vid stora eller små vågor men eftersom högre vågor bryter längre från stranden är vattennivån alltid högre för större vågor vid en given punkt. En samverkan av wave set-up och de regelbundna variationerna i våghöjd orsakade av kantvågor skapas en tryckgradient från områden med högre vattennivån till områden med lägre vattennivå. Tryckgradienten driver de kustparallella strömmarna som matar ripströmmarna. Intervallet mellan ripströmmarna varierar och det är omdiskuterat och inte helt klargjort vilka faktorer som styr detta. Beroende på om de inkommande vågorna har en vinkel eller inte kommer den kustparallella strömmen gå antingen åt det hållet strömkomponenten är riktad eller åt båda hållen längs stranden. Denna cellcirkulation ger upphov till rytmiska former. I områden där vågorna kommer utan vinkel mot stranden bildar ripströmmarna kanaler i revlarna där de löper ut. Om vågorna kommer med en vinkel mot stranden kan den kustparallella strömmen förflytta revlarna så att de blir transversa och börjar från stranden. Dessa formerna är stabila när de väl bildats. 2.7 Stränder Det finns tre avgörande faktorer som påverkar strandprofilen, vågor: variationer i vågenergi, branthet eller brytningstyp; sedimentvariationen; sedimenttransportprocesser Ytterligare en faktor som påverkar strandprofilen är vattenståndsvariationer. Vid stigande vattenstånd infiltreras vatten då vågorna löper utmed uppspolningszonen och tillbakaflödet blir reducerat och därmed också erosionen. Vid minskande vattenstånd ökar erosionen genom tillskottet av vatten. Effekten ökar ju hastigare förändringen av vattenstånd är. En annan effekt av ett varierat vattenstånd är att det kan få en avgörande betydelse för var tidigare eroderat material kommer att avsättas under återuppbyggnadsfasen. Är vattenståndet lågt innebär det att material avsätts på djupt vatten. För att det skall ske någon erosion måste tröskelvärdet för sedimenttransport överskridas, det vill säga den energi som krävs för att partiklar från sedimentet skall förflyttas, vilket är beroende av sedimentets kornstorlek. På grund av den asymetriska hastigheten för den vågnormala strömmen kan hastigheten för tröskelvärdet överskridas i båda riktningarna endast då vågorna är höga och branta. Då blir nettotransporten riktad utåt på grund av den längre varaktigheten för strömmen i den riktningen och profilen blir flackare. Längre och flackare vågor orsakar en vågnormal ström som överskrider hastigheten för tröskelvärdet endast då den är riktad mot stranden, vilket ger en nettotransport i denna riktning och profilen blir brantare. Erosionen som vågor orsakar och som bidrar till förändringar av profilen beror på vågkaraktären. Höga, branta vågor bryter ofta som spilling, och den vågnormala strömmen 17

22 har inte hunnit utveckla så stor asymetri, vilket innebär att om strömmen är tillräckligt kraftig för att erodera kommer sand att transporteras utåt. Det finns även ett samband mellan sandens kornstorlek och strandprofilens lutning, (figur 12). Det har visat sig att branta profiler består av grövre material och att flacka profiler består av finare material. Detta beror på infiltrationsförmågan hos stränder med olika kornstorlekar. På en strand med grov kornstorlek infiltreras vattnet lättare när det spolas upp och tillbakaflödet blir då reducerat vilket gör att en del av det material som kom med vågen deponeras. Det sker en materialtransport mot stranden som då byggs upp och blir brantare. Finare material innebär en lägre infiltrationshastighet för vattnet, vilket betyder att tillbakaflödet blir större än på stränder med grövre material. Detta är ett indirekt samband som i första hand beror på den energi stranden utsätts för genom vågor. Stränder anpassar sig till ett jämviktsförhållande genom att variera strandprofilens vinkel och kornstorlek i förhållande till vågenergin. Flacka stränder fördelar eller sprider ut vågenergin bättre, det vill säga att energipåverkan per ytenhet blir lägre än för branta stränder. Jämförs kornstorleken gör grövre material att vågenergin får sämre erosionskraft genom den högre infiltrationshastigheten. Olika vågor har dessutom olika förmåga att sortera material. På grund av den asymetriska rörelsen hos den vågnormala strömmen kommer olika kornstorlekar att påverkas då rörelsen är antingen framåt eller bakåt. Figur 12. Relationen mellan strandlutning och sedimentens kornstorlek. Relationship between beach slope and grain size. (Gustavsson 1994, s 21). Stormvågor sorterar materialet genom att föra ut finare på djupt vatten och låta det grövsta vara kvar. Sorteringen ger en strand med grövre material och därmed ökar också infiltrationen på stranden, vilket leder till att strandprofilens lutning ökar. Men då stränder med samma kornstorlek jämförs har de som utsätts för mer energi flackare profil (figur 13). 18

23 Figur 13. Relationen mellan strandlutning och sedimentens kornstorlek bestämd av vågenergin vid stranden. The relationship between beach angle and sediment grain size is determined by the wave energy at the beach. (Pethick 1984, s 17). 2.8 Bukter Bukter kännetecknas av att de ligger mellan två uddar och har en form som återspeglar den dominerande vågriktningen och sedimenttransporten. Det finns två former av stabila bukter: bukter i statisk jämvikt och bukter i dynamisk jämvikt. En bukt är i statisk jämvikt då inget ineller utflöde av sediment sker. Då en bukt är i dynamisk jämvikt har den en sedimenttransport både till och från bukten. I en bukt som är i statisk jämvikt bryter dyningarna samtidigt utmed hela bukten på grund av att bottenkonturerna är parallella med kustlinjen. Detta beror på att om den våggenererade strömmen skulle ha en vinkel mot stranden och detta skulle orsaka en hastighet på den kustparallella strömmen som överstiger tröskelvärdet för sedimenttransport skulle erosion ske. Områden där kustlinjen inte är parallell med de brytande vågkammarna skulle erodera och sediment skulle transporteras längs kusten till områden där vågorna har en mindre vinkel mot stranden. Där vinkeln är så liten att strömmens komponent längs kusten inte längre kan orsaka en hastighet stor nog att transportera sediment kommer deposition att ske. Hur mycket vågorna refrakteras beror på deras våglängd, och därför kommer olika vågor att ha olika vinkel mot kustlinjen. Kustlinjen och bottenkonturerna kommer att anta ett medelläge eller ett läge som motsvarar den dominerande våglängden. Vid stormtillfällen då strandprofilen förändras från en sommarprofil till en vinterprofil kommer dyningarna som efterföljer stormen att föra materialet som bildat revlar tillbaka till ursprungsläget igen. Att skapa bukter i statisk jämvikt är därför ett effektivt sätt att hantera erosionsproblem och kallas headland control (se kapitel nedan). En bukt som är i dynamisk jämvikt har ett in- och utflöde av sediment, vilket betyder att den inte formar sig så att vågkammarna är parallella med kustlinjen eftersom det skulle betyda att ingen sedimenttransport skulle ske. Istället har de infallande vågorna en vinkel mot stranden som orsakar en ström längs kusten stark nog att transportera det redan suspenderade materialet men utan att någon erosion eller deposition sker. Ibland kan en udde lokalt hindra sedimenttransporten längs kusten. Området bakom udden kommer då att få ett reducerat inflöde av sediment jämfört med resten av bukten. Denna typ av bukt är vanlig och kallas på engelska bland annat för zeta bays, fish hook beaches eller 19

24 half-heart bays på grund av dess form (figur 14). Strandlinjen bakom udden kommer att forma sig parallellt med vågorna, men längre nerströms där det sker ett inflöde av sediment kommer strandlinjen att formas så att vågorna får en vinkel mot stranden. Figur 14. Zeta bays vid New South Wales i Australien. Zeta bays at New South Wales in Australien. (Pethick 1984, s 118). Även om sedimenttransporten parallellt med kusten är störst där vågorna har störst vinkel mot kustlinjen betyder det inte att erosionen är störst där eftersom det i första hand är vågenergin som bestämmer styrkan på erosionen. Störst erosion är det vid udden eftersom vågenergin koncentreras här på grund av att vågorna refrakteras (därför består udden ofta av berggrund). Längs uddens sida blir vågenergin lägre och därmed också erosionen. Energikoncentrationen ökar sedan inåt i bukten (figur 15). Men om sedimenttransporten uppströms en bukt i dynamisk jämvikt skulle avstanna betyder det att bukten skulle eroderas till ett stabilt läge, vilket innebär att strandlinjen och bottenkonturerna i bukten formas till att vara parallella med vågorna. Alltså orsakar även variationer i den litorala sedimenttransporten erosion längs ett kustavsnitt och ger upphov till strandlinjens förflyttning. Detta kan orsakas av förändringar i vågklimat eller floders sedimenttransport, men också av att konstruktioner förhindrar sedimenttransport längs kusten. Ofta uppstår problem nedströms erosionsförebyggande konstruktioner, till exempel tvärbankar (se Kustskyddstekniker) eftersom dessa har som syfte att fånga upp material från den litorala strömmen. 2

25 Figur 15. Vågenergin koncentreras mot uddar på grund av refraktion. The wave energy focus on outcrops due to refraction. (Pethick 1984, s 121). 2.9 Headland control Det har visat sig att genom att skapa bukter som är i statisk jämvikt kan erosion effektivt förhindras. Genom att installera konstgjorda uddar på rätt ställe kan kustlinjen orienteras parallellt med vågkammarna och därmed minimera sedimenttransporten. Buktens utseende vid statisk jämvikt kan bestämmas enligt samband som definierats av Gustavsson (1994, s 87). De har bestämt ett paraboliskt uttryck för morfologiskt stabilt formade bukter. Uttrycket kan användas för att bestämma det statiska utseendet för en naturlig bukt som börjat erodera på grund av till exempel minskad sedimenttillförsel uppströms. Det kan även användas för att bestämma hur en bukt i dynamisk jämvikt skall kunna stabiliseras. Uttrycket kan användas för att bestämma hur ett system av bukter skall byggas för att stabilisera en rak kuststräcka. Tekniken har tillämpats på ett flertal ställen i världen för både landåtervinning och förhindrande av igenslamning av anläggningar (Gustavsson 1994, s 73). 21

26 2.1. Kustskyddstekniker Tvärhövder En tvärbank, eller en hövd som den även kallas, är en pir som byggs vinkelrätt mot kusten och har som syfte att fånga upp det material som transporteras med den kustparallella strömmen. Detta är den vanligaste konstruktionen för att stabilisera ett erosionsdrabbat område. Mellan två tvärbankar tenderar kustlinjen att bli parallell med de brytande vågkammarna, vilket minskar den litorala sedimenttransporten. Hövderna kan ha stor påverkan på omgivande kuststräcka och det har visat sig vara mycket svårt att utforma konstruktioner som ger önskad effekt. På uppströmssidan av en hövd ackumuleras material från den litorala sedimenttransporten vilket gör att erosion uppstår nedströms hövden eftersom den naturliga sedimenttransporten till detta område nu minskat. Enligt Gustavsson (1994, s 68) borde hövderna placeras på så sätt att området mellan dem är i statisk jämvikt, det vill säga enligt principen för headland control. Han menar att anledningen till att så många försök med hövder fått ingen eller motsatt effekt beror på missuppfattningar om tvärbankens morfologiska funktion. Längs en kuststräcka där hövder placerats kommer erosion, ackumulation och sedimenttransport variera beroende på vågklimatet. Dyningar som infaller med en vinkel mot stranden transporterar sand i komponentens riktning och deponerar det på uppströmssidan av hövden. Det kan även skapas rip-strömmar som transporterar ut sanden längs sidan av hövden. Infaller vågorna utan vinkel deponeras sanden uppe på stranden mellan två hövder. Mellan två hövder kan det också skapas rip-strömmar som för ut sanden. Det blir därför svårt att bygga hövder som visar sig effektiva om vågorna infaller utan en dominerande infallsvinkel mot kusten. Stormvågor med en vinkel mot stranden eroderar sand vid den sidan om hövden där vågorna faller in och för bort materialet, antingen utåt eller längs stranden bort från hövden. Stormvågorna skapar nämligen en wave set-up som blir störst vid den sidan om hövden där vågorna faller in, vilket skapar en tryckgradient riktad bort från hövden, och därmed skapas en ström som för bort sand Tryckutjämningsmoduler SIC, Skagen Innovation Center, har uppfunnit ett kustskyddssystem som de patenterade Systemet består av vertikala rör, så kallade tryckutjämningsmoduler, som placeras på stranden. Tryckutjämningsmodulernas syfte är att bygga upp en balanserad och bred strand genom att vågorna skall förlora stor del av sin energi då de spolas upp på stranden vid högvattensituationer, vilket gör att erosionen av stormvågor inte blir så stor. Modulerna är vertikala filter och fungerar som tryckutjämnare av grundvattenbassängen, det vill säga att vattentrycket i stranden sänks, vilket gör att havsvattnet lättare kan sjunka ner genom sanden (SIC 22c, s 1). Stranden dräneras därför effektivare och grundvattennivån sjunker fortare i strandprofilen mellan en högvattensituation och en lågvattensituation, vilket gör att efter en storm kan dyningarna lättare deponera material som stormvågorna eroderat. Vid en högvattensituation där stormvågorna skapar en wave set-up och vattenståndet stiger blir stranden inte vattenmättad som den annars kunnat bli. Genom att stranden dräneras effektivare sköljs finare material ut och kornstorleken kommer att bli grövre. Rören placeras på stranden så att de dränerar stranden både vid högt och lågt vattenstånd. 22

27 3 Områdesbeskrivning 3.1 Ystadbukten, en del av Östersjön Som tidigare nämnts beror kusterosionen längs Sveriges sydkust bland annat på att det för tillfället sker en eustatisk höjning som är snabbare än den isostatiska höjningen, vilket resulterar i en relativ höjning av havsytan på 1 mm/år. På grund av att vädersituationen uppvisar ett varierat men periodiskt beteende återspeglas detta hos erosions- och ackumulationsprocesserna kring Östersjön som då uppvisar liknande beteende. Den ständiga variationen i lufttryck, vindriktning och stormtillfällen i Östersjöns vattenområde bidrar till ett varierat vågklimat med en avsaknad av en förhärskande vågriktning och vågtyp. Gustavsson (1994, s 77) anger detta som en orsak till att de stabila bukterna som kan ses längs Skånes kust avviker från det paraboliska uttrycket för morfologiskt stabilt formade bukter. Han menar även att Östersjöns erosionsmönster främst bestäms av kombinationen högvatten och infallande vågriktningar. Ett ungefärligt transportmönster över en längre tid för vatten och sand i Ystadbukten visas i figur 16. Om de infallande vågorna kommer från sydsydväst blir sedimenttransporten riktad mot mitten av bukten som figuren visar. Figur 16. Uppskattat transportmönster för sand och vatten. Estimated transport pattern for sand and water. (Hanson 23.) Ystadbukten kan inte anses vara en stabil bukt på grund av att det sker en nettoerosion i bukten. Eftersom bukter längs Skånes kust är stabila trots att de avviker från det paraboliska uttrycket för morfologiskt stabilt formade bukter är det svårt att bestämma en stabil form för Ystadbukten. En stabil bukt enligt det paraboliska uttrycket har en dominerande infallsvinkel på de infallande vågorna. 3.2 Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning Vattenståndet i Östersjön är halvdagligt, vilket innebär att det är två högvatten och två lågvatten under ett dygn då inga andra faktorer påverkar förutom de tidvattenbildande krafterna. Östersjön kännetecknas dock av varierande vattenstånd, vilket bland annat beror på 23