Vågmätningar i Furusundsleden 2014

Transkript

1 Vågmätningar i Furusundsleden 2014 Utredning om vågbildning och vågenergier från olika fartygskategorier Lars Granath Hydrographica

2 Föreliggande rapport är resultatet av ett fristående forskningsprojekt som finansierats av Trafikverket, Sjöfartsverket och Stockholms Hamn. Författaren ansvarar själv för innehållet. Slutledningar och ställningstaganden är författarens egna och skall inte förutsättas representera finansierande parters åsikter. 2

3 3 Vågmätningar i Furusundsleden 2014 Utredning om vågbildning och vågenergier från olika fartygskategorier SAMMANFATTNING Föreliggande rapport behandlar vågbildningen från passagerarfartygstrafiken i en del av Furusundsleden och utgör andra delen i ett tredelat projekt med syfte att förslå åtgärder för att minska erosionsskadorna på de känsligaste stränderna. Med utrustning för att noggrant registrera och lagra data om vågrörelser har ett omfattande material samlats in. Ur materialet kan avläsas amplituden för avsänkning och ytvåghöjd för varje passerande fartyg. Fartygens fart registreras via AIS. Mätningar har utförts på tre olika platser under juni-augusti, samt under hela november på en av dessa platser. Tillsammans har mätningarna givit en bra bild av de olika fartygens individuella egenskaper när det gäller vågbildning i olika fart. Undersökningens målsättning har varit att försöka avgöra vilka hastigheter de olika fartygen eller fartygsslagen bör hålla för att minska de skadliga effekterna av framför allt avsänkningarna som orsakas av fartygens tryckvågor. I normalfallet saknar fartygens ytvågor betydelse för erosionen. Resultatet visar att en sänkning av farten från 12 till 10 knop har en mycket gynnsam effekt på avsänkningarnas storlek, de reduceras i normalfallet till hälften. Men det är också tydligt att olika fartyg har mycket olika egenskaper när det gäller vågbildning, vissa fartyg skulle i princip kunna tillåtas att hålla 12 knop där andra fartyg skulle behöva framföras långsammare, i 10 knop, för att de skulle nå en jämförbar reduktion av vågenergierna. Det står också klart att avsänkningarnas storlek vid ett givet tillfälle är mycket svåra att förutse. Ett och samma fartyg kan vid olika tillfällen ge lika värden oavsett hastighet, och de lokala bottentopografiska förhållandena är en mycket viktig faktor för utfallet. Avsänkningens storlek kan på en och samma plats vara den dubbla beroende på i vilken riktning fartyget passerar. Avsänkningens storlek har dessutom en extremt lokal koppling, nivån vid en och samma fartygspassage kan variera med flera hundra procent bara på meters avstånd mellan mätpunkterna. Undersökningens alla resultat kan utläsas ut sammanställningarna i bilagorna, där fartygen behandlas som separat enheter, med undantag för kryssningstrafiken som ses som en grupp. Fartygen är inte namngivna, utan presenteras avidentifierade. Undersökningens slutsatser är att den fartsänkning som temporärt beslutades i april 2014 och som innebar en sänkning av farten i det aktuella området Vallersvik-Stabo udde från 12 till 10 knop, har haft en gynnsam effekt på avsänkningarna och bör därför permanentas. Nackdelen är att detta drabbar även fartyg som skulle kunna trafikera leden i 12 knop utan att överskrida den norm för avsänkningar som på så vis skapats, men så länge inget system för individuella dispenser är tillgängligt kan denna nackdel behöva accepteras. Det samma gäller även för Åbotrafikens fartyg som under 2014 haft generell dispens för trafik i 12 knop. I denna grupp skulle flera fartyg utan olägenhet kunna framföras i 12 knop, men på grund av att det i denna grupp också finns fartyg som genom kraftiga ytvågor riskerar att vidmakthålla erosionsproblemen och även skapa andra problem vid höga vattenstånd bör Åbotrafikens generella dispens för 12 knop i det aktuella ledavsnittet omprövas. Lars Granath Fil. Dr., naturgeografi Hydrographica Kartläggning

4 4 INNEHÅLL BAKGRUND 5 DELUTREDNING 2 5 Olika vågrörelser 6 Metodik 8 Mätutrustning 8 Datainsamling 9 Felkällor 9 Kalibrering av mätutrustningen 10 Visuella kontrollavläsningar 10 Vattendjup 10 Yttre felkällor, störningar 11 AIS-data 12 UNDERSÖKNINGENS UPPLÄGGNING 12 Tillåten fart för olika fartygskategorier 14 Extramätningar under november UTVÄRDERINGSMETODIK 15 Identitetslösa fartyg 18 RESULTAT FRÅN MÄTNINGARNA JUNI-AUGUSTI 18 Resultat från tidigare mätningar 21 Vågbildning från andra fartygskategorier 22 Kommentarer till resultatet 22 RESULTAT FRÅN MÄTNINGARNA I NOVEMBER 23 Fartens betydelse 24 Fartygsstorlekens betydelse 24 Systerfartyg, skrovformer 25 DISKUSSION 26 Åbotrafikens fartyg 27 Individuella dispenser? 27 Erosionsskydd 28 Andra farleder 29 Problemet med kraftiga ytvågor 30 SLUTSATSER OCH REKOMMENDATIONER 30 BILAGOR 33 ff

5 5 VÅGMÄTNINGAR I FURUSUNDSLEDEN BAKGRUND Fartygstrafiken i Furusundsleden har ända sedan 1960-talet varit ökande. Särskilt under och 1980-talet var finlandstrafiken mycket expansiv, då nya och större fartyg byggdes för att locka till korttidsturism i Mariehamn, Åbo och Helsingfors. Under 2000-talet har i stället den internationella kryssningstrafiken varit den ökande, såväl vad gäller antal anlöp som fartygens storlek. Ökande trafik har alltid medfört ökande slitage på farledsstränderna. Åtgärder har vidtagits i form av utredningar, och utredningarna har lett till översyn och ändringar av fartgränserna i de känsliga delarna av leden. Under 00-talet har fastighetsägare återigen noterat en ökning av skadorna, och 2012 påbörjades en ny utredning med undertecknad författare som utförare. Uppdraget initierades av Stockholms Hamn AB, Sjöfartsverket och Trafikverket, och är avsett att pågå under tre år, med avslutning Frågeställningarna är koncentrerade till tre ämnen: Har erosionsskadorna ökat under senare tid? Hur fördelar sig vågenergierna för olika fartyg och fartygskategorier? Kan effekten av fartsänkningsåtgärder övervakas på lång sikt? Den första frågeställningen kan anses besvarad av 2013 års delutredning som ställde en helt ny fältinventering mot en bakgrund av tidigare ( ) jämförbara inventeringar av samma strandsträckor. Frågan är utredd i 2013 års delrapport Erosionsskador i Furusundsleden , och är med ett entydigt ja besvarad. Skadornas omfattning har under den aktuella perioden mer än fördubblats, både till sträcka och till allvarlighetsgrad. Utredningen ledde till en preliminär och temporär hastighetsbegränsning i det värst utsatta ledavsnittet mellan Vallersvik och Stabo udde. Denna fartbegränsning skall på nytt prövas under april 2015, och för denna prövning skall utredningens del 2 ligga som underlag. DELUTREDNING 2 I denna andra del av projektet är således syftet att så långt det är möjligt med tillgängliga medel försöka studera de olika fartygskategoriernas vågbildning, men även söka svar på frågan om det finns tydliga individuella skillnader mellan fartyg i samma kategori. Fartygens vågbildning behöver inte vara enda orsaken till erosionsproblem, vissa fartyg kan skapa kraftiga strömmar utan att bilda anmärkningsvärda vågor, men vågbildningen utgör för närvarande det enda konkret mätbara beviset för hur skonsamt och miljöeffektivt ett fartyg färdas i ett känsligt ledavsnitt. Frågan kompliceras även av att olika fartygsskrov kan vara optimerade för miljöeffektiv framfart i vissa fartregister men inte i andra. Med miljöeffektivitet menas här fartygets egenskaper att med låg bränsleinsats hålla en given fart med minimal vågbildning. Ett självklart men viktigt konstaterande är att fartygsvågor alltid genereras av den energi som tillförs fartyget. Höga och många vågor kring och efter ett fartyg är alltså pengar i sjön för redaren, som med dessa pengar bekostar omlagringen av grus och sten längs farledsstränderna. Det är därför angeläget att försöka mäta graden av bortkastad energi mot stränderna. Det vore önskvärt att inkludera även registrering av vattenströmmars riktning och styrka i samband med fartygspassager, men sådana mätningar kräver komplicerad utrustning och den reella betydelsen av strömmarna kan bli svåra att utvärdera. Vattenströmmarna genereras dock av fartygens tryckvågor, och dessa tryckvågor är betydligt enklare att registrera. I

6 6 föreliggande utredning är utgångspunkten därför att registreringen av fartygens tryckvågor tillräckligt väl avspeglar i vilken omfattning ett fartyg skapar skadliga vattenströmmar. Olika vågrörelser Utredningens syfte har således varit att registrera de vågrörelser som varje passerande fartyg åstadkommer. Åtminstone tre helt olika typer av vågsystem följer ett fartyg på dess väg, och de kan inbördes variera i betydelse beroende på fartygets fart. Bernoullivågor är de tryckvågor som enkelt uttryckt skapas genom kombinationen av att fartyget pressar undan vatten med sin bog, och av att detta undanpressade vatten sedan sugs tillbaka för att fylla hålet efter fartygets skrov. Bernoullivågen (fortsättningsvis används det begripligare ordet tryckvågen) upplevs från land som en lätt höjning av vattenytan i samband med att fartygets stäv passerar, därefter kommer vattenytan att sjunka kontinuerligt medan fartyget passerar detta kallas vanligen avsänkning för att efter passagen stiga tillbaka, oftast då till högre nivå än vid utgångsläget. Processen kan pågå under några minuter, och vågens amplitud kan vara betydande, från några centimeter för små fartyg i låg fart, till en meter eller mer för större fartyg, i tidigare studier har värden på upp mot 2 meter kunnat uppmätas lokalt. Storleken på dessa avsänkningar är principiellt beroende av fartygets storlek och fart, men den viktigaste faktorn som bestämmer tryckvågens effekt vid stranden är de bottentopografiska förhållandena i farleden utanför stranden. Effekterna har således mycket stor lokal variation. Någon minut efter att tryckvågen avklingat kommer Kelvinvågorna, som fortsättningsvis kommer att kallas ytvågor. Som framgår av namnet färdas dessa vågor ytligt och går inte på djupet som tryckvågen. Om tryckvågen generellt är kopplad till fartygets storlek och deplacement, är ytvågorna i stället huvudsakligen beroende av skrovets form. I modern skeppskonstruktion ingår att med hjälp av olika konstruktionsfinesser, till exempel stävbulber, skapa strömningsmönster längs skrovet som minskar vattenmotståndet och därmed gör fartyget mer lättdrivet. Ett lättdrivet skrov gör mindre ytvågor. Ytvågorna kan bestå av flera komponenter. Hos många fartyg kan en tydlig bogvåg urskiljas, efter bogvågen följer med ett visst tidsmellanrum aktersvallen. En gemensam populärbeteckning på dessa typer av ytliga vågor är svall, men svallvågorna ska i dessa sammanhang skiljas noga från tryckvågorna, som är de vågor som innehåller den ojämförligt största mängden energi, och påverkar ständerna mest genom att alstra de vattenströmmar som lösgör och omlagrar strandmaterialet. Efter fartygspassagen kan man när svallvågorna avklingat i de flesta fall notera en långsam och mycket långvågig vattenrörelse som inte syns som vågor, men som en uppmärksam iakttagare kan se som en långsam hävning upp och ner, en slags andning i vattenytan. Dessa vågor är de transversella vågor som efterlämnas av ett passerande fartyg och vars vågkrön ligger vinkelrätt mot fartygets färdriktning. Det transversella vågorna är i det aktuella området och i de aktuella farterna inte särskilt kraftiga och har ingen större påverkan på stränderna, därtill är vattenrörelserna alltför långsamma. Men de är fullt iakttagbara och kan innebära en amplitud på 4-5 cm med en tid mellan kulminationerna på ca 5 minuter, och de kan på stilla vatten göra sig påminda i upp till en timme efter en fartygspassage. I sällsynta fall kan två tätt passerande fartyg åstadkomma en interferens som innebär en förstärkning av transversalvågen, men i allmänhet släcker det senast passerande fartyget ut föregående fartygs vågor och ersätter det med de egna.

7 7 Av flygbilden figur 1 framgår tydligt både systemen med ytvågor och transversella vågor. Tryckvågorna som huvudsakligen fortplantar sig på djupet, kommer aldrig att kunna ses på en bild. De kan däremot tydligt iakttas i figur 2 från registreringen av vattenrörelserna så som de samlats in i samband med årets etapp 2 i projektet om erosionsskador. Figur 1. Varje fartyg under gång skapar flera olika vågsystem. I denna bild syns tydligt ytvågorna som lämnar fartyget midskepps i ca 45 vinkel, och de mindre tydliga transversella vågorna som ligger på en lång rad efter fartyget, tvärs färdriktningen. Fig. 2. I ett vågregistreringsdiagram syns samtliga vågsystem. Först tryckvågen som får vattenytan att inledningsvis stiga för att därefter sjunka kraftigt, sedan ytvågorna (svallvågorna), och senare följer de transversella vågorna under lång tid, i detta fall tar det en timme innan transversalvågorna ebbat ut. (Se även figur 7 och 8.)

8 8 Metodik Att mäta och registrera vågor eller vätskenivåer är vardag inom ett flertal tekniska branscher och inom naturvetenskapen. Vid skeppskonstruktion utprovas skrovegenskaperna i samband med modellförsök i vattenrännor med kontrollerade egenskaper. Någon omfattande undersökning med noggrann mätning av samtliga fartygsvågor under verkliga förhållanden i farledsmiljö har däremot aldrig gjorts. Mätning av vågor kan göras på många olika sätt; med hjälp av bottenfasta givare som mäter den ovanliggande vattenpelarens tryck, med hjälp av dopplerteknik som mäter avgivna akustiska signalers avvikelse, eller med hjälp av kapacitiva ledningstrådar. Den senare är den ojämförligt enklaste och billigaste metoden, utan att därför vara inexakt. Vad den kräver är kontinuerlig strömförsörjning och en installation på en fast fixerad position, men dessa krav har varit enkla att tillgodose inom det nu aktuella projektet. För vågmätningarna har därför valts att arbeta med en utrustning för kapacitiv mätning, vilken beskrivs närmare nedan. Mätutrustning Utrustningen består som visas i figur 3 av (1) en probe, dvs den aktiva mätande enheten, (2) en analog/digital (A/D)-omvandlare, (3) en dator för styrning av datainsamling och datalagring, (4) mjukvara för att hantera datat, samt (5) en strömförsörjningsenhet. Figur 3. De olika komponenterna i den utrustning som använts för vågregistreringarna. 1. Proben består av en elektronikenhet samt den anslutna kapacitiva tråden. Dessutom ansluts en jordledning som hänger fritt i vattnet intill den kapacitiva tråden. Den senare hängs liksom den kapacitiva tråden fritt i vattnet direkt från elektronikboxen som är fast och orörligt monterad, till exempel på en utskjutande regel från en brygga. Den kapacitiva tråden hålls sträckt och vertikal med en tyngd i änden. Elektronikboxen håller en spänning mellan tråden och jordledningen, men spänningen kommer att variera beroende på hur stor del av tråden som befinner sig i vatten. Är tråden maximalt torrlagd, är spänningen 5 volt, är den helt nedsänkt är spänningen + 5 volt. Spänningsförändringarna registreras blixtsnabbt.

9 9 2. Den aktuella spänningen förmedlas av elektronikboxen till A/D-omvandlaren, som översätter den analoga spänningssignalen till en digital signal som kan förstås av datorns mjukvara. 3. Datorn, som är en ordinär laptop, tar via en virtuell serieport in signalen och lagrar de inkommande uppgifterna. 4. Mjukvaran är förutom proben den viktigaste komponenten. Här har det varit viktigt att datainsamling och lagring verkligen är anpassad för det aktuella behovet, och Hydrographica har därför fått hjälp att utveckla ett specialprogram för det aktuella ändamålet. Befintliga program för hantering av mätdata har nackdelar som gör bearbetningen av resultatet onödigt komplicerad och tidsödande. Programutvecklaren Olle Söderholm har för Hydrographica skrivit ett utomordentligt välfungerande och komplikationsfritt program som styr såväl datainsamling som lagring på ett sätt som gör den efterföljande bearbetningen och kopplingen till AIS-data mycket säker och effektiv. 5. Strömförsörjningen sker via ett nätaggregat som levererar 24V DC, till såväl probe som dator. Mellan nätaggregat och 230V AC är ett överspänningsskydd inkopplat för att ge skydd i händelse av åsknedslag. Datainsamling Systemet kan lämna 10 mätvärden per sekund, och mätvärdena har millimeternoggrannhet. Efter utprovning har det visat sig att en insamlingstäthet på 4 värden per sekund gott och väl täcker behoven för denna undersökning. Loggfilerna blir hanterbara och bearbetningen går snabbare. Programmet är inställt för att automatiskt spara en ny datafil varje timme, varje fil innehåller då rader, och varje rad ger realtidsklockslag i millisekunder och avläst vattennivå. På ett dygn lagras således närmare uppgifter om vattnets vågrörelse varav kanske 5% berör fartygspassager. Resten är vindvågor. Som kuriosa kan konstateras att under fyra månaders datainsamling har den totala mängden insamlat data alltså uppgått till ca 75 miljoner uppgifter Programmet inkluderar dessbättre en genomtänkt redovisningsdel som eliminerar behovet av att manuellt granska 75 miljoner uppgifter. I ett viewerprogram presenteras data i form av en vågkurva som är kopplad till klockslag. Kurvan kan zoomas och hanteras på många olika sätt så att avläsningen kan göras så säker som möjligt. Det är nämligen inte möjligt att med bibehållen vetenskaplig heder utföra någon form av automatiserad bearbetning av data, endast en visuell bedömning av kurvan kan garantera att eventuella överlagrande vindvågor inte räknas som fartygsvågor, eller att störningar från andra passerande fartyg eller fritidsbåtar kommit att påverka resultatet. Den speciella störning som kommer sig av att drivande sjögräs fastnat på mättråden går heller inte att identifiera annat än genom erfarenhet av att visuellt bedöma vågkurvans utseende. Figur 2 ger ett begrepp om hur en lyckad registrering skall se ut. Felkällor Mätningarna som utförts på tre olika platser under sommaren 2014, från början av juni till slutet av augusti samt under hela november har fungerat mycket bra. Ett antal manuella mätningar (visuella avläsningar av mätstång) har gjorts samtidigt som de automatiska på varje plats för att kontrollera att de automatiskt registrerade mätningarna visat jämförbara resultat. De parallella manuella mätningarna har bekräftat tillförlitligheten på de automatiska, med vissa begränsningar som diskuteras nedan. Andra felkällor kan gälla kalibrering av mätutrustningen eller rena mekaniska störningar av avläsningarna.

10 10 Kalibrering av mätutrustningen För att de värden som lagras skall vara exakt kopplade till nivåförändringar i cm eller millimeter krävs en kalibrering av mätutrustningen för att koppla spänningsvärden till nivåvärden. Denna kalibrering görs mycket enkelt och med hög precision inifrån programmet på så sätt att trådens önskade nollnivå först registreras, varefter tråden sänks ned till ett förinställt mått och den då erhållna spänningen kalibreras till det aktuella måttet. I praktiken har det visat sig att en kalibrering på nivåerna 0 resp +50 cm ger den precision som krävs, och efterföljande kontroller har visat att kalibreringen av spänning gentemot nivåmått inte är en felkälla som behöver tas hänsyn till. Utrustningen klarar vattennivåförändringar på mm-nivå. Kontrollmätningarna visar att kalibreringsfelen är mindre än 2% av det avlästa våghöjdsvärdet. Visuella kontrollavläsningar När det gäller avsänkningarna råder en mycket god överensstämmelse mellan manuell avläsning mot cm-graderad avvägningsstång och den automatiska registreringen. Avsänkningen sker långsamt och kontrollerat och det är lätt att följa med och notera vattenrörelsen visuellt. När det gäller ytvågorna som inom loppet av enstaka sekunder når sina max- och minvärden kan de visuella avläsningarna innehålla en högre grad av osäkerhet. Det har dock gått att konstatera att den automatiska avläsningen ibland lämnar ett något lägre värde än den visuella bedömningen. Det finns en avvikelse som kan innebära att den automatiserade registreringen emellanåt redovisar ett 10-15% lägre värde än det faktiska när det gäller ytvågor. Sannolikt är det frågan om att vågens maximala topp eller vågdal passerar mellan två registreringstillfällen, eller att det rör sig om en minimal eftersläpning i spänningsförändringarna. Det skulle också kunna vara tänkbart att mätresultatet påverkas av att den vattenmassa som utgör den översta toppen eller dalen på vågen är mycket liten, och att den kortvariga passagen av denna begränsade vattenmängd därför inte räcker för att ge utslag hos proben. Under alla omständigheter är denna felkälla inte kritisk för resultatet. Den automatiska registreringen har aldrig visat sig ge högre värden än den visuella, endast lägre. Det innebär att alla automatiska registreringar för ytvågor alltid visar ett minimivärde. Vågorna kan vara högre, men inte lägre, och under den långa tid registreringarna pågått, kommer de relativa värdena för olika fartyg eller fartygskategorier ändå att vara fullt jämförbara. Slutsatsen av de visuella kontrollmätningarna är att de automatiska registreringarna är fullt tillförlitliga när det gäller mätningar av tryckvågor, men att de kan visa för låga värden på ytvågor, däremot aldrig för höga. Vattendjup Vågor som kommer in mot en grund strand blir förändrade. Ytvågor som skapas på djupt vatten har en given frekvens beroende på fartygets skrovform och fart. Med frekvens avses antal vågor per tidsenhet. Vågen definieras av det horisontella avståndet mellan två vågtoppar våglängd och vertikala höjden mellan vågtopp och vågdal amplitud (även begreppet våghöjd används ibland synonymt med amplitud). En våg skapar en vattenrörelse i cirkulära mönster från ytan och ner till ett vattendjup som beror på vågens våglängd. När en våg närmar sig grunt vatten kommer denna cirkulära rörelse av vattenpartiklarna i vågens understa delar att störas av friktionen mot bottnen och denna störning fortplantar sig uppåt i vågen. Hela vågens rörelse bromsas upp. Man räknar med att en våg på allvar börjar bromsas när vattendjupet motsvarar hälften av våglängden. Eftersom frekvensen antal vågor per tidsenhet inte kan ändras, kön av bakomliggande vågor på det djupare vattnet väntar inte, måste våglängden för de vågor som hunnit in på grunt vatten förkortas eftersom de går långsammare. Energin i vågen står i förhållande till våglängd och våghöjd och är konstant till

11 11 dess vågen har bromsats så mycket att den bryter, och energin omsätts till skumkammar, materialtransport och värme. Så länge vågen inte bryter omfördelas däremot vågen mot förkortad våglängd och ökad våghöjd. Detta innebär att proben skall placeras över så djupt vatten att vattendjupet är tillräckligt för att inte störa våghöjden. Det gäller i huvudsak endast Kelvinvågorna (ytvågorna). Tryckvågorna är annorlunda konstruerade och kan snarast beskrivas som en laminär vattenström i stället för cirkelrörelser. De påverkas därför inte på samma sätt av uppgrundande vatten. Våglängden för ytvågorna är olika för olika typer av vågor, till exempel för bogvågor och aktersvall, men även för olika fartyg och för samma fartyg i olika fart. Kortare våglängder än 3-4 meter förekommer sällan från fartyg av det aktuella slaget, och längre våglängder än 6-7 meter är sällsynta. Det betyder att ett önskvärt vattendjup för proben bör vara mer än 3 meter. Detta djup har inte alltid kunnat uppnås, men på samtliga platser där utrustningen varit installerad har vattendjupet överstigit 2,5 meter. Detta betyder att det inte går att bortse från att vissa långvågiga ytvågor kan ha blivit uppbromsade och därmed lätt förhöjda. Maximalt bör de dock inte ha överdrivits mer än ca 10%, vilket i normalfallet innebär några cm. För de enstaka fartyg som driver en hög bogvåg framför sig är problemet inte aktuellt, eftersom den vågen har mycket kort våglängd, mindre än 3-4 meter. I den aktuella studien är det inte heller ytvågorna som utgör det viktiga studieobjektet utan avsänkningarna, som inte påverkas nämnvärt av uppgrundning. Vattendjupet som felkälla bör därför i stort sett kunna bortses från. Yttre felkällor, störningar Under sommaren är det inte ovanligt att vattnet är bemängt med kringdrivande fragment av sjögräs eller annan vattenvegetation, inte minst genom att fartygens tryckvågor lösgör material från stranden eller bottnen. Dessa lösdrivande fragment fångas ibland av mättråden och kan ackumuleras till stora tovor som fastnat mer eller mindre permanent på tråden. Ibland kan de lossna av sig själv, ibland krävs en aktiv rensning. Dessa tovor av sjögräs påverkar mätresultatet i varierande grad, en större ansamling kan helt slå ut mätresultatet medan en mindre tuss kan göra att vågdalar eller vågtoppar försvinner eller reduceras. Det går erfarenhetsmässigt att lära sig hur diagrammet ser ut när registreringen är störd av sjögräs på tråden. Vid bearbetningen av insamlat data har sådana perioder av misstänkt sjögräs helt sorterats bort ur materialet. Endast helt rena och entydiga mätdata har använts. En annan felkälla är att tolkningen av vågdiagrammen försvåras om fartygsvågorna överlagras av kraftiga vindvågor. Flera fartyg i undersökningen har så låga värden på sina ytvågor att de understiger höjden på vindvågorna, och det går då inte otvetydigt att urskilja vad som är svallvågor från fartygen. Fartygens svallvågor åsätts i sådana fall ett värde som är mindre än vindvågornas. För merparten av fartygen gäller dock att de normalt ger svallvågor med högre amplitud och större våglängd än vindvågorna. De går att skilja ut även vid situationer med stark vind. Tolkningsproblem orsakade av vindvågor uppstår överhuvudtaget inte när det gäller fartygens tryckvågor. Avsänkningen syns alltid tydligt även om den överlagras av vindvågor. Under mätsäsongen 2014 förekom på sensommaren ett antal kraftiga åskväder som slog ut strömförsörjningen på många platser i det aktuella området. Utrustningen har tack vare överspänningsskyddet inte tagit skada, men registreringarna har vissa luckor under denna period i månadsskiftet juli/augusti. Totalt sett rör det sig dock bara om sammanlagt ett par dygn. I övrigt har registreringarna pågått kontinuerligt utan problem.

12 12 AIS-data Registreringarna av vågbildningen framträder tydligt i diagrammen, men de måste kopplas till specifika fartyg. Det kan göras på ett tillförlitligt sätt med hjälp av fartygens automatiska identifikationssystem, AIS. Dessa uppgifter är allmänt tillgängliga via olika nätapplikationer, till exempel via websiten Marine Traffic, där fartygens namn, position och fart presenteras i stort sett i realtid, med en uppdateringsfrekvens på några minuter. För en mer exakt koppling mellan fartyg/tid/position/fart krävs dock tillgång till originaldata, där fartygens data sänds och registreras var 10:e sekund eller oftare. För det aktuella projektet har Sjöfartsverket ställt dessa inofficiella lagrade data till förfogande. Ur AIS-materialet går det att söka fram vid vilket klockslag ett givet fartyg passerat en given position intill registreringsutrustningen, och med vilken fart. Det har inte inneburit några svårigheter att koppla ihop en specifik vågregistrering med ett specifikt fartyg, fartygens vågor är tydligt separerade, och endast i undantagsfall har registreringarna störts av överlagrande vågor från oidentifierade fartyg eller fritidsbåtar som vanligen saknar AIStransponder. Det är också mycket lätt att i diagrammen skilja den lättare trafiken från den tyngre trafik som nu varit föremål för undersökning genom att den lättare trafikens fartyg helt saknar den karakteristiska tryckvågen med sin tydliga avsänkning. Samtliga fartyg i finlandstrafik eller i kryssningssjöfart är stora nog att signalera sin passage genom en tydlig inledande tryckvåg som går lätt att identifiera i vågdiagrammen. Det har i några enstaka fall inträffat att ytvågorna från ett sådant större fartyg interfererat med fritidsbåtars svall just vid mötet med proben, men i dessa få fall har en notering gjorts och den aktuella registreringen har lämnats blank i statistiken. UNDERSÖKNINGENS UPPLÄGGNING Undersökningens målsättning är som tidigare berörts att leverera ett tillförlitligt underlag för kommande beslut om lämplig fart för olika kategorier av fartyg eller i en framtid kanske för enskilda fartyg, om det skulle gå att utveckla system för fartygsspecifika fartgränser där fartyg med kraftig och miljöstörande vågbildning får hänvisas till lägre fart eller mindre känsliga farleder. I nuläget måste målsättningen vara att hitta fartgränser som medför att den allmänna vågbildningen reduceras till en så jämn nivå som möjligt och där inga fartyg överskrider denna fastställda maximala nivå för vågbildning. Genom mätningarna bör det vara möjligt att identifiera denna hypotetiska ribba, under vilken fartygen kan upprätthålla sin trafik utan att orsaka ökande skador. Erosionsprocesserna styrs av förhållandevis enkla fysikaliska lagar, samma naturlagar som i ett geologiskt perspektiv strävar efter att bryta ner allt land till kontinentalsockelns nivå, och innan dess att utjämna alla strandlinjer till en jämn och rak linje. I det ögonblickliga perspektivet kan processen översättas till konstaterandet att så länge de fartygsalstrade vågenergierna håller sig under en viss nivå, kommer stränderna efterhand att inta ett jämviktsläge där lutningsprofil och materialsammansättning anpassat sig efter rådande energier. Detta kan ta mer eller mindre lång tid, i det aktuella farledsavsnittet finns stränder som redan är färdiganpassade till en hög energinivå, men även känsliga partier som har långt kvar till jämvikt och därför kommer att fortsätta att eroderas. En sänkning av de allmänna energinivåerna kommer att innebära att de färdigeroderade stränderna i stort sett behåller sitt utseende, de halveroderade kommer att stoppa upp, och för de känsligaste

13 13 strandavsnitten kan en fortsatt erosion förväntas, dock i långsammare takt, och jämviktsläget kommer att infinna sig tidigare än om vågenergierna fortsatt att öka kontinuerligt. Erosionstakten kan alltså avstannas eller bromsas med hjälp av en lämplig fartreglering, vilket har påvisats i tidigare undersökningar från 1990 respektive 2004, då en fartsänkning år 1994 gav tydliga förbättringar av erosionsläget i Furusundsleden. Den gynnsamma effekten av fartsänkningen kom så småningom att förtunnas eller helt utraderas genom att trafiken och fartygsstorlekarna ökade kraftigt under hela 00-talet. En viktig slutsats av alla de undersökningar som gjorts under åren är att högenergifartygen sätter erosionsribban. En enstaka passage av ett fartyg med kraftig vågenergi utövar inte någon avgörande effekt på stränderna, men ett avvikande fartyg som regelbundet återkommer med höga energier kan ensamt åstadkomma betydligt allvarligare effekter än den samlade påverkan av de fartyg som ligger under det önskade energitaket. Sökandet efter detta energitak måste med de resurser som idag kan anses ekonomiskt försvarbara bygga på vågmätningar. Men då skall hänsyn tas till såväl tryckvågor som ytvågor. Tidigare studier har lämnat många frågetecken outrätade i sökandet efter förståelsen av sambandet mellan fartygstrafiken och erosionsskadorna, men en fråga är åtminstone glasklart besvarad. Effekten av fartygens tryckvågor är helt och hållet beroende av bottentopografin utanför den aktuella stranden. Resultatet av de nu utförda mätningarna bekräftar med all önskvärd tydlighet detta faktum. Effekterna är på de flesta platser helt beroende av om fartygen är på in- eller utgående, och avsänkningens storlek kan variera med flera hundra procent på platser med bara meters inbördes avstånd. Mot bakgrund av ovanstående fakta är det givet att mätningar måste utföras från flera platser med olika förhållanden, och att de måste pågå under tillräckligt lång tid för att lämna ett tillräckligt antal mätvärden för individuella fartyg eller fartygskategorier. Trots långa mätserier kan det dock inträffa att vissa fartyg med gles trafik inte uppnår önskvärd mängd mätningar för att ge stabilt statistiskt underlag. Tre olika platser har valts för undersökningen, och på varje plats har mätningarna pågått upp till en månad. Det finns flera andra platser där det hade varit önskvärt att utföra mätningar, men ett ovillkorligt krav är tillgång till elnät. Det är därför ingen slump att de aktuella platserna har anknytning till de fastighetsägare som engagerat sig i frågan, de kan utöva behövlig kontinuerlig tillsyn av utrustningen och eliminerar riskerna för vandalisering eller åverkan på den känsliga och stöldbegärliga datautrustningen. Det skulle kunna invändas att det kan föreligga en möjlighet för utomstående att påverka resultatet, men denna risk är helt utesluten. Dator och program är lösenordsskyddade, och datainsamlingen går inte att manipulera utan att det kommer att vara uppenbart i bearbetningen. De tre platser som valts framgår av figur 4 och är från söder till norr: Nykvarnsholme. Ö utan landförbindelse. Vid fyren finns en klassisk lokal för erosionsskador där dokumentation och mätningar gjorts av undertecknad sedan Mätutrustningen har under perioden 2-28 augusti varit placerad på en brygga ca 100 meter söder om fyren. Vattendjup vid proben ca 3 meter, avstånd från stranden ca 8 meter. Avstånd till farleden är ca 120 meter, leden är här relativt trång, och avsänkningarna vid fyren kan bli kraftiga. Björnhuvud. Proben placerad under perioden 13 juni 3 juli på privat brygga ca 50 m norr om Björnhuvuds ångbåtsbrygga. Vattendjup vid proben ca 3,5 meter, avstånd till

14 14 land ca 7 meter. Avstånd till farleden ca 200 meter, det förhållandevis vida ledavsnittet medger en viss frihet för fartygen att välja spår som kan avvika något från farledslinjen. Kopparnäs. Proben placerad på privat brygga innanför Gråholmarna under perioden 3-27 juli (samt 1-30 november, se nedan). Vattendjup vid proben ca 2,5 meter, avstånd från land ca 15 meter. Avstånd till farleden ca 300 meter, med begränsade möjligheter till sidavvikelser för fartygen. Figur 4. De tre platser där vågmätningar skett under sommaren-hösten Tillåten fart för olika fartygskategorier Undersökningen har som inledningsvis nämndes varit fokuserad på att skapa klarhet i olika fartygs vågbildning, men även på att lämna underlag för kommande beslut om lämplig fartreglering i det aktuella farledsavsnittet Vallersvik Stabo udde, som är det mest känsliga ledavsnittet i Furusundsleden. Länsstyrelsen beslutade i mars 2014 om en preliminär och temporär fartreglering som skall omprövas i april Fartregleringen innebar följande förutsättningar för den aktuella undersökningen: Samtliga skepp (fartyg med längd och breddmått överstigande 12 resp 4 meter) skall i Furusundsledens avsnitt mellan Vallersvik och Stabo udde framföras med max fart 10 knop. Undantag gäller för reguljär trafik på linjen Stockholm-Åbo, som får framföras i 12 knop. Undantag gäller också för den reguljära skärgårdstrafikens passbåtar som har fri fart. I praktiken gällda således att alla kryssningsfartyg och alla fartyg i reguljär trafik på Mariehamn/Helsingfors/Tallinn har hållit 10 knop i området där mätningarna skett, liksom övriga fartyg i lasttrafik. Fem fartyg som trafikerar linjen Stockholm-Åbo har av tidtabellsskäl fått dispens, och har under mätperioden passerat med 12 knops fart. Utvärderingen av AIS-datat har visat att efterlevnaden av fartgränserna överlag varit mycket god, oavsett fartygskategori.

15 15 Extramätningar under november 2014 Undersökningens ursprungliga uppläggning var att mätningarna skulle pågå under den period då trafiken med kryssningsfartyg är som intensivast. Under den tid (13 juni 28 augusti) som mätningarna utförts har också ca 70% av kryssningsanlöpen till Stockholm passerat mätstationerna, somliga regelbundet återkommande fartyg har uppmätts vid ett flertal tillfällen. Detta har givit ett mycket bra underlag för bedömningar av vågbildningen såväl från enskilda fartyg i reguljär trafik som från sammanslagna kategorier typ kryssningsfartyg. En svaghet i underlaget från sommarens mätningar har dock varit att det saknats möjlighet att jämföra den reguljära Mariehamn/Helsingfors/Tallin-trafikens vågbildning i farten 12 knop, respektive Åbotrafikens vågbildning i 10 knop. För att råda bot på denna svaghet förordnade länsstyrelsen om en tillfällig förändring av fartregleringen under november månad, gällande en sträcka om 1 distansminut på ömse sidor om linjen Kopparnäs Klubben. Under hela november upphävdes på denna sträcka den gällande 10-knopsbegränsningen för att skapa ett underlag för jämförelser av samma fartyg i farten 10 respektive 12 knop. Vågregistreringarna skedde under denna månad från en och samma plats, Kopparnäs brygga, där fartygen tidigare under mätningarna i juli passerat i 10 knops fart. För att ytterligare komplettera underlaget beslöts också att på samma sträcka sänka farten för Åbo-trafiken från 12 till 10 knop. Denna sänkning gällde under tiden 16-30/11, men lämnade ett bra och mycket entydigt underlag för hur Åbotrafikens fartyg skapade vågor i 10 respektive 12 knop. Med tanke på att Åbo-fartygen passerar dubbelt så ofta som Helsingforsfartygen blir antalet mättillfällen per fartyg ändå lika stort trots den kortare tiden. Det rör sig under hela november om minst 22 mätningar för varje fartyg, in- och utgående sammantaget. Denna tillfälliga justering av fartgränserna kom att ge ett klart förbättrat och mycket värdefullt underlag för de kommande slutsatserna om hur farten påverkar vågbildningen från olika fartyg. Resultat och slutsatser från denna extra novembermätning presenteras i det följande separerat från den sammanhållna genomgången av sommarens mätningar i juni-augusti. UTVÄRDERINGSMETODIK Datainsamlingen från vågmätningsutrustningen resulterar i ett stort antal filer där klockslag korrelerats med vattennivåvärde. Filernas innehåll kan visualiseras och tolkas i det viewerprogram som är kopplat till datainsamlingsprogrammet. Att tolka resultatet visuellt är tidsödande men helt nödvändigt för att säkert kunna isolera de fartygsgenererade vågorna från vindgenererade vågor och för att kunna avgöra vad som är överlagringar eller störningar från andra vågsystem. Även förekomsten av mekaniska störningar av till exempel sjögräs på tråden är sådant som endast kan avgöras genom visuell tolkning av diagrammen. I figur 5 visas ett exempel på ett lättolkat vågdiagram vid lugn vattenyta, och i figur 6 visas ett exempel på hur diagrammet ter sig vid en situation med kraftiga vindvågor. Diagrammet har på y-axeln mått i meter och på x-axeln visas klockslag. Datorns klocka ställs noggrant efter GMT, vilket är den tid som redovisas i AIS-datat. GMT från AIS justeras sedan för att motsvara lokal tid. Noggrannheten är hög, mått kan redovisas i millimeter och tiden i millisekunder. Viewer-programmet medger kraftig inzoomning för noggrann tolkning och avläsning av detaljer.

16 16 Figur 5. Exempel på optimalt utfall av vågregistreringar, med tydliga utslag vid lugn vattenyta och utan störningar. Figur 6. Svårbearbetat diagram där kraftiga vindvågor försvårar identifieringen av fartygsvågorna. Vindvågor gör avläsningarna mer komplicerade, men inte omöjliga. Vid genomgången och bearbetningen av insamlat data har arbetsgången varit att inledningsvis upprätta ett kalkylblad för varje dag, där datum, klockslag, fartygsidentitet, fartygskategori, färdriktning, fart, amplitud för tryckvåg, amplitud för ytvåg och eventuella kommentarer för varje fartyg har listats. De sex första kriterierna hämtas från AIS-data, varefter fartygets passagetid för den aktuella mätstationen uppsöks i vågdiagrammet och amplituden för tryckrespektive ytvågor läses av. Av figur 7 och 8 framgår hur avläsningen görs.

17 17 Figur 7. Inzoomat diagramavsnitt med beskrivning av hur avläsningarna utförs. I detta fall saknas bogvåg, fartyget i fråga lämnar i den aktuella farten endast vanliga svallvågor från aktern. Figur 8. Exempel på fartygsvågor där fartyget även genererar en bogvåg, som når land tidsmässigt mitt emellan tryckvågen (avsänkningen) och aktersvallen. Endast entydiga avläsningar registreras. Störningar i vågdiagrammen orsakade av till exempel sjögräs på tråden, kraftiga störningar av vindvågor eller andra fartyg förkastas. Antalet förkastade värden är inte särskilt stort, totalt under sommarens mätningar har de uppgått till ca 7% av hela materialet. Det godkända och i excelfilerna samlade materialet har sedan utgjort basen för de bearbetningar och resultatsammanställningar som presenteras i det följande.

18 18 Identitetslösa fartyg Den sålunda uppbyggda rådatabasen har skapats med utrustning och program som tillhör Hydrographica och inte ingår i finansieringen av det aktuella projektet. Rådatat är därför inte avsett att utgöra offentligt tillgängligt material utan är Hydrographicas eget underlag, men de resultat som utvunnits ur Hydrographicas arbetsmaterial på uppdragsgivarens beställning och så som de presenteras i denna rapport skall betraktas som offentliga och tillhör uppdragsgivaren. Med hänsyn till att uppdragets målsättning är att avgöra de olika fartygskategoriernas vågbildning i relation till varandra och inte att peka ut de enskilda fartygens individuella vågbildning, kommer fartygen i den följande genomgången av resultaten inte att presenteras individuellt, utan att vara identitetslösa och presenteras som Fartyg A, B, C etcetera. Några vetenskapliga skäl för att i detta skede av undersökningen använda specifika fartygsnamn finns inte. RESULTAT FRÅN MÄTNINGARNA JUNI AUGUSTI Efter databearbetning enligt ovanstående beskrivning har resultaten sammanställts för de tre mätlokalerna separat. Databearbetningen har syftat till att för varje fartyg eller grupp av fartyg fastställa vågbildningen, dels tryckvågen som ger avsänkning, dels ytvågorna efter fartyget. Målsättningen har varit att redovisa resultatet i så enkla och standardiserade statistiska termer som möjligt. För varje fartyg/grupp har noterats max- och minvärden för registrerad vågamplitud, samt medelvärde för samtliga passager av fartyget/gruppen på respektive lokal. Det har visat sig att ett medianvärde, som skulle ha kunnat övervägas, i flertalet fall överensstämmer med medelvärdet, och i övriga fall avviker medianvärdet mycket litet från medelvärdet. Medelvärden har därför valts konsekvent, för att det är ett mer välkänt begrepp än medianvärde. Resultaten presenteras i diagram som samlat de totala informationerna för varje lokal, och de blir därigenom innehållsrika men svårlästa. Dessa detaljerade samlingsdiagram redovisas därför som bilagor till rapporten, men i figur 9 nedan visas hur dessa diagram skall tolkas. Resultatdiagrammen i bilagorna 1-4 visar mycket tydligt hur olika förhållandena är på de olika mätlokalerna. Detta har i alla tidigare studier anats men inte lika tydligt bekräftats som i ljuset av den nu utförda vågmätningen som är mycket mer omfattande än alla tidigare studier. Resultaten visar att på den sydligaste lokalen Nykvarnsholme ger utgående fartyg en väsentligt lägre avsänkning än ingående. För lokalen Björnhuvud gäller att fartyg oavsett färdriktning ger i stort sett samma avsänkningsnivåer medan lokalen Kopparnäs visar rakt motsatt fördelning jämfört med Nykvarnsholme. Vid Kopparnäs ger utgående fartyg markant större avsänkningar än ingående fartyg. Anledningen till denna skenbart ologiska fördelning är med stor sannolikhet att söka i bottentopografins betydelse. Med en något förenklad bild kan man beskriva mekanismen bakom avsänkningen som att fartyget vid sin passage hämtar vatten för att fylla igen det hål som fartyget lämnar bakom sig. Vattnet hämtas från den vattenmassa som finns tillgänglig framför fartyget, och om detta vattenområde är grunt, kommer vattenytan att behöva sänkas mer än om samma kvantitet vatten skall tas från ett djupare område med större tillgång på vatten. Av detta skäl förstår man att avsänkningens storlek är starkt beroende av de lokala förhållandena på detaljnivå. Som exempel på detta kan nämnas att parallella mätningar som utfördes manuellt på Nykvarnsholme visade att samma fartyg som skapade en avsänkning på 40 cm vid den fasta mätstationen kunde skapa en avsänkning på över 100 cm vid en mätposition ca 100 meter norr om den fasta.

19 19 Figur 9: Förklaring till bilagorna 1-4. (Del av resultatdiagram för lokal Björnhuvud). Diagrammet tolkas på följande sätt: på y-axeln visas mått på vågamplituden i cm, och på x- axeln bokstavskoden för de undersökta fartygen, inom parentes antal observationer, och strax ovanför visas medelhastigheten under observationsserien. Röda staplar avser tryckvågornas amplitud (avsänkningen) medan blåa staplar anger ytvågornas amplitud (svallvågorna). Staplarnas övre nivå är det maximala amplitudvärde som uppmätts under mätperioden på den aktuella lokalen, och den undre nivån avser det lägsta amplitudvärde som uppmätts för respektive fartyg/grupp. Det horisontella svarta strecket på staplarna är medelvärdesnivån för samtliga registreringar av tryckvågor/ytvågor för respektive fartyg. För alla diagram av detta slag som presenteras i rapporten gäller konsekvent att staplar med stark färg alltid avser fartygens resultat i 12 knop, medan resultat för den lägre hastigheten 10 knop alltid har svagare färg. Avsänkningar har alltid röda färger och ytvågor blå. När det gäller ytvågorna förekommer också lokala skillnader för in- och utgående fartyg även om det inte alls är lika tydligt. Dessa skillnader beror dock inte på bottentopografin, som saknar betydelse för ytvågornas utbredning så länge vattendjupet överstiger 3-4 meter, vilket det gör överallt utanför mätstationerna. I stället handlar det om utskjutande strandlinjer, uddar och läande öar som kan påverka ytvågorna genom att länka av dem eller delvis bryta ner dem. Det är alltså uppenbart att mätresultaten bör ses endast som tre lokala stickprover. Längs den aktuella sträckan av känsligt strandmaterial mellan Vallersvik och Stabo udde finns således avsnitt som kan vara tämligen opåverkade av fartygstrafiken, men även kritiska punkter där amplituderna för både tryckvågor och ytvågor kan överstiga alla de i denna undersökning uppmätta nivåerna. Men med den mängd vågregistreringar som samlats in på de tre lokalerna föreligger dock ett dataunderlag som ger en stabil bas för uttalanden om skillnader mellan olika fartygskategorier i olika farter. Analyserade var för sig ger de tre olika resultatdiagrammen i bilagorna 1-3 måhända ingen riktigt tydlig bild av det stora sammanhanget, mer än att det är möjligt att urskilja skillnader för olika fartyg och olika farter, och att trenden är gemensam för de olika lokalerna trots att mätvärdena i absoluta tal varierar. Frågan är då hur man på bästa sätt skall erhålla en enkel men tillförlitlig bild av de generella förhållandena. En tänkbar hantering av materialet skulle för det ändamålet vara att fartyg för fartyg addera medelvärdena från de olika lokalerna, såväl för in- och utgående. Medelvärdena i sig har en inbyggd reduktion av extremvärdena och

20 20 bygger på tillräckligt många värden för att vara statistiskt hållbara för de individuella fartygen eller fartygsgrupperna. Om en sådan addition av alla uppmätta medelvärden görs fartyg för fartyg, blir skillnaderna mellan fartygen och farterna tydliggjorda på ett betydligt mer lättillgängligt sätt än i de bilagda resultatdiagrammen. I nedanstående tabell/figur 10 visas denna ackumulerade sammanställning som framställts genom att fartygets/gruppens samtliga medelvärden från hela sommarens passager på de tre olika lokalerna adderats. I gruppen kryssningsfartyg ingår alla fartyg som inte kan anses ha reguljär tidtabellsbunden trafik, alltså även enstaka lastfartyg och tankers. Fartyg med dräktighet under bruttoregisterton (se sid 24) har uteslutits ur denna grupp, då de inte orsakar någon mätbar avsänkning i den aktuella farten 10 knop. Sammanställningen i figur 10 visar således de olika fartygens inbördes skillnader vad gäller tryck- och ytvågor, och ur den synvinkeln bör diagrammet kunna vara den utgångspunkt som behövs för att föra fortsatta resonemang om var ribban för vågpåverkan bör läggas, och vilka fartreglerande åtgärder som i så fall kan behöva vidtas. Bristen i detta generaliserade sätt att summera effekterna är dock att det gömmer en del lokala effekter. Vissa fartyg som i nedanstående diagram figur 10 sammantaget klarar ribban, gör det kanske inte när man detaljstuderar förhållandena vid någon av datainsamlingslokalerna separat. För en mer fullständig bild måste resultatdiagrammen i bilagorna 1-3 studeras i detalj. Figur 10. Sammantaget resultat från mätningarna juni-augusti. Staplarna anger de ackumulerade medelvärdena för avsänkning (röd/ljusröd stapel) och ytvågor (blå/ljusblå stapel) från respektive fartyg vid de tre lokalerna. Medelvärdena från resultatdiagrammen i bilagorna 1-3 har alltså summerats. Diagrammet ger en bild av de generella förhållandena, men säger inget om hur ett visst fartyg uppträder vid en viss lokal.

21 21 Resultat från tidigare mätningar De under sommaren 2014 genomförda mätningarna har kompletterats med de tidigare nämnda extramätningarna under november, för att jämförelser mellan samma fartyg/fartygsgrupper i olika fart skall bli möjliga. Dessa jämförelser presenteras separat i ett följande avsnitt. Vad som har saknats i undersökningen har varit möjligheten att undersöka vågbildningen från gruppen kryssningsfartyg i farten 12 knop, eftersom fartbegränsningen 10 knop för dessa fartyg varit i kraft under hela mätsäsongen Denna brist visade sig dock kunna täckas av det förhållandevis omfattande material som insamlats privat vid Kopparnäs under år Fastighetsägaren Clas Boström har under en lång period manuellt registrerat avsänkningar och farter för såväl kryssningsfartyg som andra fartyg i reguljär trafik. Detta material är systematiskt insamlat och tillräckligt stort för att medge en analys av effekterna från kryssningsfartyg som passerat i 12 knop. Det kan givetvis ifrågasättas om ett privat insamlat material är hållbart ur vetenskaplig synpunkt, eller om materialet måhända är färgat av en önskan att redovisa data som belyser problemen från fastighetsägarens synvinkel. Det visade sig dock att det privata materialet var systematiskt insamlat och tillräckligt omfattande för att även innehålla en mängd registreringar av kryssningsfartyg i farten 10 knop utöver de som passerat i 12 knop, men även registreringar av reguljär trafik både i 10 och 12 knop. Alla dessa mätningar från 2013 hade alltså sin motsvarighet i de automatiska mätningar som gjorts under sommaren 2014, och det gick att ställa de privata mätningarna från 2013 mot 2014 års automatiska mätningar fartyg för fartyg i lika hastighet. Vid denna jämförelse framkom en övertygande likhet mellan de manuella mätningarna från 2013 och de automatiska från De manuella mätningarna från 2013 ligger systematiskt ca 15% högre än de automatiska, men det kan högst sannolikt förklaras av att de inte gjorts på exakt samma punkt. De manuella avsänkningsmätningarna från 2013 har utförts på grundare vatten, ca 10 meter innanför den punkt där de automatiska registreringarna gjordes Avsänkningens amplitud ökar där vattnet är grundare. Bortsett från denna systematiska avvikelse som lätt kan korrigeras, överensstämde de privata manuella mätningarna mycket väl med de automatiska i de fall där de mätt samma fartyg i samma fart. De privat utförda mätningarna av kryssningsfartyg i farten 12 knop kunde därför utan tvekan användas som jämförelsematerial i den nu aktuella undersökningen sedan en korrektion för vattendjupet utförts. Jämförelsen omfattar enbart kryssningsfartyg på utgående vid Kopparnäs, och avser endast avsänkningens amplitud, men resultatet av jämförelsen är mycket intressant. Det visar sig att avsänkningens amplitud för de aktuella fartygen som grupp betraktat halveras vid fartreduktionen från 12 till 10 knop. Få kryssningsfartyg passerade i realiteten Kopparnäs med så hög fart som 12 knop år 2013, men med högre fart än 10 knop passerade 34 kryssningsfartyg, som vid en medelfart på 11 knop genererade i medeltal en avsänkning på 30 cm (korrigerat värde). Spridningen av fartvärdena var relativt stor, mellan 10 och 12,4 knop. Under 2014 års automatiska mätningar under juli registrerades 23 kryssningsfartyg på utgående med en medelfart på 10,2 knop. Spridningen av fartvärdena var 2014 något mindre, från 9 till 10,6 knop. Medelvärdet på avsänkningen från dessa fartyg, som i många fall var desamma som under 2013, var 17 cm. Det är alltså helt uppenbart att en förhållandevis liten fartsänkning i detta fartregister leder till en stor minskning av vågenergierna mot stränderna, i detta fall i stort sett en halvering. Resultatet av denna jämförelse med privata data för kryssningstrafikens fartyg vid Kopparnäs styrks också av de mätningar som gjordes av undertecknad författare i samband med försöksanlöpet av Navigator of the Seas i juni 2007 (Granath 2007). I denna rapport redovisas bakgrundsmätningar av avsänkningar och svallvågor från den ordinarie finlandstrafiken.