spredning af klapmateriale på klapplads i nordsøen · 1.2 metode 1.2.1 spredningsmekanisme...

75
Kystdirektoratet Rapport, Slutrapport 27. november 2015 Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen 421000 .000000 421000 .000000 423000 .000000 423000 .000000 425000 .000000 425000 .000000 427000 .000000 427000 .000000 429000 .000000 429000 .000000 431000 .000000 431000 .000000 433000 .000000 433000 .000000 435000 .000000 435000 .000000 437000 .000000 437000 .000000 439000 .000000 439000 .000000 441000 .000000 441000 .000000 443000 .000000 443000 .000000 445000 .000000 445000 .000000 447000 .000000 447000 .000000 449000 .000000 449000 .000000 451000 .000000 451000 .000000 453000 .000000 453000 .000000 .000000 6133000 .000000 .000000 6135000 .000000 .000000 6137000 .000000 .000000 6139000 .000000 .000000 6141000 .000000 .000000 6143000 .000000 .000000 6145000 .000000 .000000 6147000 .000000 .000000 6149000 .000000 .000000 6151000 .000000 .000000 6153000 .000000 .000000 6155000 .000000 .000000 6157000 .000000 .000000 6159000 .000000

Upload: others

Post on 18-Feb-2021

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • Kystdirektoratet

    Rapport, Slutrapport 27. november 2015

    Spredning af klapmateriale på klapplads

    i Nordsøen

    421000.000000

    421000.000000

    423000.000000

    423000.000000

    425000.000000

    425000.000000

    427000.000000

    427000.000000

    429000.000000

    429000.000000

    431000.000000

    431000.000000

    433000.000000

    433000.000000

    435000.000000

    435000.000000

    437000.000000

    437000.000000

    439000.000000

    439000.000000

    441000.000000

    441000.000000

    443000.000000

    443000.000000

    445000.000000

    445000.000000

    447000.000000

    447000.000000

    449000.000000

    449000.000000

    451000.000000

    451000.000000

    453000.000000

    453000.000000

    61

    33

    00

    0

    .0000

    00

    61

    33

    00

    0.0

    000

    00

    61

    35

    00

    0

    .0000

    00

    61

    35

    00

    0.0

    000

    00

    61

    37

    00

    0

    .0000

    00

    61

    37

    00

    0.0

    000

    00

    61

    39

    00

    0

    .0000

    00

    61

    39

    00

    0.0

    000

    00

    61

    41

    00

    0

    .0000

    00

    61

    41

    00

    0.0

    000

    00

    61

    43

    00

    0

    .0000

    00

    61

    43

    00

    0.0

    000

    00

    61

    45

    00

    0

    .0000

    00

    61

    45

    00

    0.0

    000

    00

    61

    47

    00

    0

    .0000

    00

    61

    47

    00

    0.0

    000

    00

    61

    49

    00

    0

    .0000

    00

    61

    49

    00

    0.0

    000

    00

    61

    51

    00

    0

    .0000

    00

    61

    51

    00

    0.0

    000

    00

    61

    53

    00

    0

    .0000

    00

    61

    53

    00

    0.0

    000

    00

    61

    55

    00

    0

    .0000

    00

    61

    55

    00

    0.0

    000

    00

    61

    57

    00

    0

    .0000

    00

    61

    57

    00

    0.0

    000

    00

    61

    59

    00

    0

    .0000

    00

    61

    59

    00

    0.0

    000

    00

    Legend

    N_20130101_lo...

    Sediment [kg/m2]

    0.01<

    0.02 - 0.1

    0.11 - 0.5

    0.51 - 1

    1.01 - 5

    5.01 - 50

    50.01 - 100

    100.01 -500

    500.01 -1,000

    >1000

  • NIRAS A/S

    Sortemosevej 19

    3450 Allerød

    CVR-nr. 37295728

    Tilsluttet FRI

    www.niras.dk

    T: +45 4810 4200

    F: +45 4810 4300

    E: [email protected]

    PROJEKT Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    Kystdirektoratet

    Projekt nr. 219793

    Dokument nr. 1217968091

    Version 2

    Udarbejdet af TEB, JAD

    Kontrolleret af JAD, ISA

    Godkendt af JAD

  • INDHOLD

    Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads Nordsøen

    www.niras.dk

    1 Indledning ................................................................................................... 1

    1.1 Problemstilling ............................................................................................ 1

    1.2 Metode ........................................................................................................ 2

    1.2.1 Spredningsmekanisme ............................................................... 2

    1.2.2 Tributyltin (TBT) .......................................................................... 4

    1.2.3 Modelværktøj .............................................................................. 4

    2 Konklusion ................................................................................................. 6

    2.1 Nærområdet på 4 km2 ................................................................................ 6

    2.1.1 Sediment ..................................................................................... 6

    2.1.2 Tributyltin (TBT) .......................................................................... 7

    2.2 Natura 2000 området .................................................................................. 7

    2.2.1 Sediment ..................................................................................... 7

    2.2.2 TBT ............................................................................................. 8

    3 Data grundlag ............................................................................................. 9

    3.1 Oprensningsmateriale ................................................................................. 9

    3.2 Vanddybder................................................................................................. 9

    3.3 Vinddata .................................................................................................... 10

    3.4 Vandstandsdata ........................................................................................ 11

    3.5 Strømdata ................................................................................................. 11

    3.6 Temperatur og saltholdighed .................................................................... 11

    4 Nærfeltsmodel .......................................................................................... 12

    5 Hydrodynamisk model ............................................................................ 14

    5.1 Beskrivelse af MIKE 21 HD FM ................................................................ 14

    5.2 Modelopsætning ....................................................................................... 14

    5.3 Model verifikation ...................................................................................... 15

    6 Sediment spredningsmodel.................................................................... 19

    6.1 Beskrivelse af MIKE 21 PA ....................................................................... 19

    6.2 Sedimentkilder .......................................................................................... 19

    6.3 Miljøfarlige stoffer ..................................................................................... 21

    7 Metocean .................................................................................................. 22

    7.1 Generelle cirkulation i Nordsøen .............................................................. 22

    7.1.1 Strøm ........................................................................................ 22

    7.1.2 Temperatur og saltholdighed .................................................... 23

    7.2 MetOcean forhold i 2013 .......................................................................... 25

    7.2.1 Vind ........................................................................................... 26

    7.2.2 Bølger ....................................................................................... 27

    7.2.3 Strøm ........................................................................................ 30

    7.3 Vejrsituationer med risiko for spredning til Natura 2000 områder ............ 32

    7.3.1 Storm fra Nordvest .................................................................... 33

  • INDHOLD

    Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads Nordsøen

    www.niras.dk

    7.3.2 Storm fra Sydvest ..................................................................... 35

    7.3.3 Storm fra Øst ............................................................................. 36

    8 Eksisterende Sedimentforhold på klappladsen ................................... 38

    8.1 Sedimentet på havbunden og uddybningen ............................................. 38

    8.2 Baggrundskoncentration ........................................................................... 38

    9 Klap-scenarier og spildrater ................................................................... 39

    9.1 Spildrater................................................................................................... 39

    10 Spredningen i nærfeltet .......................................................................... 41

    10.1 Klapningen ................................................................................................ 41

    10.2 Sediment- og TBT koncentration i vandsøjlen i nærfeltet ........................ 41

    10.3 Sedimentation ved bunden i nærfeltet ...................................................... 42

    10.4 TBT ved bunden i nærfeltet ...................................................................... 44

    11 Spredning i fjernfeltet for Scenarie 1 ..................................................... 47

    11.1 Samlet massebalance for sediment, Scenarie 1 ...................................... 47

    11.2 Klappladsen, Scenarie 1 ........................................................................... 51

    11.2.1 Sedimentkoncentrationsforholdene på klappladsen, Scenarie 1

    .................................................................................................. 51

    11.2.2 TBT koncentration på 1,5 ngTBT/l, scenarie 1 ......................... 52

    11.2.3 TBT koncentration på 0,2 ng TBT/l, scenarie 1 ........................ 53

    11.2.4 Sedimentation på klappladsen, Scenarie 1 .............................. 55

    11.2.5 TBT i sedimentet på klappladsen, scenarie 1 ........................... 57

    11.3 Natura 2000 områderne, Scenarie 1 ........................................................ 58

    11.3.1 Sedimentkoncentrationen i Natura 2000 områderne, scenarie 1

    .................................................................................................. 58

    11.3.2 TBT koncentration på 1,5 ng/l i Natura 2000 områderne,

    scenarie 1 ................................................................................. 59

    11.3.3 TBT koncentration på 0,2 ngTBT/l i Natura 2000 områderne .. 60

    11.3.4 Sedimentationen i Natura 2000 områderne, scenarie 1 ........... 61

    11.3.5 TBT i sedimentet i Natura 2000 områderne scenarie 1. ........... 62

    12 Følsomhedsanalyse 250m3 versus 1000m3 pram ................................. 64

    12.1 Sediment ................................................................................................... 64

    12.2 TBT koncentration på 1,5 ng TBT/l ........................................................... 68

    13 Citerede værker ....................................................................................... 70

  • 1 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    1 INDLEDNING

    1.1 Problemstilling

    Esbjerg Havn står overfor at skulle foretage en større oprensning af havnesedi-

    menter, hvoraf ca. 200.000 m3 materiale planlægges klappet i Nordsøen. De

    eksisterende klappladser lige uden for Grådyb vurderes ikke egnet til dette for-

    mål, hvorfor der skal findes en ny placering til klapning af det oprensede materia-

    le.

    Figur 1-1 Forslag til klapplads vist med lille blå firkant SØ for Horns Rev samt nærlig-

    gende Natura 2000 områder og tidevandsområder.

    Efter en indledende screeningsproces, hvor der bl.a. er taget hensyn til de om-

    kringliggende Natura 2000 områder, navigationsforhold, kommercielt fiskeri mm.,

    er der udpeget et område lige syd for Horns Rev (Figur 1-1) beliggende ca. 24

    km fra Esbjerg på en havdybde omkring 14 m.

    Formålet med nærværende rapport er at beskrive, hvad der sker med det klap-

    pede materiale under og efter klapningen med speciel fokus på at beskrive på-

    virkningen af de omkringliggende Natura 2000 områder.

    Følgende konkrete spørgsmål undersøges i rapporten:

    Hvorledes og hvorhen transporteres det klappede materiale under klap-

    ningen og efter at det er klappet?

    I hvor høj grad bliver det klappede materiale på klappladsen?

    Hvad er koncentrationen af sedimentet og de miljøfarlige stoffer i vand-

    fasen under klapningen og efter klapningen?

    Hvor tykke sedimentaflejringer kan forventes på og omkring klapplad-

    sen?

    Grådyb

    Vesterhavet1 sømil

    JuvreDyb

    Knudedyb

    FanøBugtVest

  • 2 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Hvor høje koncentrationer af sediment og miljøfarlige stoffer kan forven-

    tes i Natura 2000 områderne og hvor meget sediment ender i disse om-

    råder?

    1.2 Metode

    1.2.1 Spredningsmekanisme

    Klapningen foregår fra en pram, der lukker sine pramklapper op, hvorefter det

    oprensede materiale falder som en tung sedimentstrøm ned mod bunden. Under

    sin vej ned gennem vandsøjlen, vil sedimentstrømmen blive fortyndet af ind-

    trængende vand. En mindre del af sedimentet, i størrelsesordenen 5 %, vil blive

    spildt til vandsøjlen under transporten ned mod bunden.

    Når de 95 % af klapmaterialet når havbunden skabes der en ”sedimentpøl”, som

    vil sprede sig som en bundstrøm ud i alle retninger pga. af pølens højere densi-

    tet. Efter kort tid, dvs. højst timer, ligger sedimentpølen som en flad pandekage

    på bunden.

    De 5 %, der er spildt over hele vandsøjlen under klapningen, vil blive ført med

    strømmen samtidigt med at de enkelte sedimentkorn falder ned mod bunden

    med faldhastigheder, der afhænger af kornstørrelsen. De største sandpartikler

    falder hurtig ned mod bunden, mens de mindste lerpartikler falder meget lang-

    somt. De mindste lerpartikler tiltrækker imidlertid hinanden (flokkolering) og dan-

    ner større partikler med større faldhastigheder. Graden af flokkolering er af-

    hængig af sediment koncentration, som det er beskrevet i Figur 1-2.

    Figur 1-2: Sammenhæng mellem sedimentkoncentration og faldhastigheder, Ref. [1]

    Flokkolerede lerpartikler vil typisk være flere uger om at falde 14 m fra overfla-

    den og ned gennem vandsøjlen på klappladsen, mens det blot tager finsandet 2

    timer at nå bunden.

  • 3 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Strømmen i Nordsøen skaber i kombination med bølgerne strømhastigheder,

    som nær havbunden er så store, at det aflejrede klapmateriale ind i mellem brin-

    ges i suspension normalt lige over bunden (re-suspension) for så senere at falde

    ned på bunden igen, når strømmen aftager. Kun den allerfineste fraktion (ler og

    finsilt) kan normalt re-suspendere videre op i hele vandsøjlen, mens grovsilt og

    finsand ”hopper ad sted” hen over havbunden i takt med strømmen og bølgerne.

    Hvis strømmen er over ca. 0,1 m/s vil lerfraktionen i sedimentpølen forblive i

    suspension (Figur 1-3), mens der skal mere end 0,2 m/s til at holde finsand i

    suspension.

    Figur 1-3: Relationer mellem sedimentransport kornstørrelse og strømhastighed. (Hjul-

    ström Kurve). Reference?

    Bundtransporten vil påvirke livet nær bunden af i og omkring klappladsen med

    høje koncentrationer og sedimentation, mens spredningen i vandsøjlen sker med

    meget lavere koncentrationer, som først og fremmest påvirker det pelagiske liv i

    vandsøjlen.

    Når sedimentet aflejres, starter der en konsolidering af materialet. Herefter skal

    der for fuldt konsolideret meget fint sediment en op til flere gange større strøm-

    hastighed til at bringe materialet i suspension (re-suspension) igen (Figur 1-3).

    I modelberegningerne er der skelnet mellem transporten i den øverste del af

    vandsøjlen, transporten nær bunden og sedimenteret materiale, som vist på

    Figur 1-4. Den samlede sedimentation defineres som er summen af de to neder-

    ste kasser: bundtransport + sedimenteret materiale.

  • 4 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Suspenderet materiale

    Øverste del af vandsøjlen

    Bundtransport, nederste meterSedimenteret materiale

    Figur 1-4: Illustration af sediment stadier i modelberegningerne af sedimentspredningen.

    1.2.2 Tributyltin (TBT)

    TBT er det miljøfarlige stof der stilles de skrappeste krav til. Der skelnes mellem

    ”kronisk påvirkning”, som ikke må overskrides i et gennemsnit over vandsøjlen

    over et år, og ”akut påvirkning” som ikke må overskrides uden for et nærmere

    bestemt påvirkningsområde:

    Kriterier for kroniske påvirkning: TBT ≤ 0,2ng/l.

    Kriterier for akut påvirkning: TBT ≤ 1,5ng/l

    Indholdet af TBT i oprensningsmaterialet varierer mellem 13 og 77 µg/kg TS

    (medianværdier).

    Modelberegningerne er gennemført med en konservativ TBT koncentration på

    100 µg/kg TS. Denne værdi er over 2 gange højere end den vægtede middel-

    værdi for de bassiner, der indgår i klapansøgningen.

    TBT binder sig til de fine partikler i sedimentet, men en ganske lille del vil blive i

    vandet. Denne del bestemmes vha. en såkaldt fordelingskoefficient (Kd-faktor),

    som i dette studie er sat til 160.000, hvilket er baseret på tidligere undersøgelser

    med sediment fra Esbjerg Havn [2].

    1.2.3 Modelværktøj

    Til at beskrive de to forskellige spredningsmekanismer under og lige efter klap-

    ningen i nærfeltet omkring klappladsen og den videre spredning i fjernfeltet

    udenfor klappladsen er der opstillet to modeller:

    1. En empirisk Nærfeltsmodel, der beregner spredningen i og lige omkring

    klapningen.

    2. En numerisk Hydrodynamisk model, som beregner spredningen uden-

    for klappladsen.

    Nærfeltsmodellen beskriver følgende processer i spredningen af de 95 % af

    materialer som falder ned mod bunden:

  • 5 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Klapningen fra prammen, hvor sedimentet forlader prammen og falder

    ned som en tung sedimentstrøm gennem den 14 m høje vandsøjle mod

    havbunden.

    Dannelsen af sedimentpølen på havbunden lige efter klapningen

    Spredningen og sedimentationen af sedimentpølen under påvirkning af

    strømmen i området.

    Modellen er nærmere beskrevet i Kapitel 4.

    Til at beregne den videre transport af de 5 % som spildes vandsøjlen under lap-

    ningen samt den del af materialet som re-suspenderes af bølger og strøm, er der

    opsat en Hydrodynamisk model (Kapitel 5). Modellen beskriver bølge-og

    strømforholdene og oven på denne er der opsat en sedimentspredningsmodel til

    at transportere materialet.

    Sedimentspredningsmodellen fører sedimentet rundt i modelområdet, så længe

    strømmen er højere end de kritiske værdier for re-suspension. Modellen sedi-

    menterer materialet midlertidigt, når strømhastigheden er under den kritiske ha-

    stighed.

  • 6 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    2 KONKLUSION

    I dette kapitel præsenteres konklusionerne af modelberegningerne af sprednin-

    gen af de klappede 200.000 m3 oprensningsmateriale fra Esbjerg Havn.

    For at dække et spænd af forskellige mulige klapningsscenarier fra små pramme

    med lange tømningstider til store pramme med korte tømningstider er følgende

    to klapningsscenarier blevet undersøgt:

    Klapscenarie 1: Små pramme og gradvis klapning

    Pramstørrelse: 250 m3 effektiv udnyttelse 80 %, dvs. 200 m

    3 svarende til 250

    tons oprensningsmateriale i hver pram.

    Tømningstid på klappladsen sker gradvist over 1 time.

    Klapscenarie 2: Store pramme og kortvarig klapning

    Pramstørrelse: 1.000 m3 effektiv udnyttelse 80 %, dvs. 800 m

    3 svarede til 1.000

    tons oprensningsmateriale i hver pram.

    Tømningstid på klappladsen sker ”momentant” over 20 minutter.

    Klapningen foretages i begge tilfælde hver 5. time døgnet rundt.

    2.1 Nærområdet på 4 km2

    Spredningen af sediment og TBT fra klapningen på klappladsen og et 4 km2 stort

    nærområde er beskrevet i det følgende.

    2.1.1 Sediment

    Lige efter den sidste klapning befinder 98 % af det klappede mængde sig inden-

    for et begrænset område på ca. 4 km2 rundt om klappladsen uanset hvilken af de

    to undersøgte klapscenarier der anvendes. Her giver det anledning til en maksi-

    male reduktion af vanddybden på ca. 30 cm.

    Under klapningen vil der forekomme maksimale momentane sedimentkoncentra-

    tioner, der varierer mellem 2 – 5.000 mg/l på selve klappladsen (1 km2). De stør-

    ste værdier opstår først og fremmest som følge af re-suspension af aflejret mate-

    riale.

    Hvis der ses bort fra re-suspension vil max koncentrationsværdierne værdierne

    fra en klapning variere mellem 2-300 mg/l, hvor de største værdier optræder med

    hurtig klapning fra den store pram.

    Uden for klappladsen på kanten af det 4 km2 store nærområde varierer de mak-

    simale sedimentkoncentrationen mellem 10-50 mg/l.

    Sedimentkoncentrationer i vandsøjlen overskrider 10 mg/l hver dag i løbet af

    klappeperiode i det ca. 4 km2 store nærområde omkring klappladsen.

    Udenfor dette nærområde falder hyppigheden af overskridelsen til tæt på nul på

    nær et mindre område NV for klappladsen, hvor koncentrationen overskrides i 1-

    25 dage i løbet af klapperioden.

  • 7 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Sedimentkoncentrationerne udenfor nærområdet ligger indenfor de naturlige

    variationer, som typisk varierer mellem 2-10 mg/l, med maksimal koncentrationer

    på ca. 100 mg/l under storm [3].

    2.1.2 Tributyltin (TBT)

    Den modellerede sedimentmængde indeholder en samlet mængde på ca. 7,8 kg

    TBT (forudsat en konservativ TBT koncentration på 100 µg/kg TS), hvoraf 98 %

    findes indenfor et nærområde på 4 km2 lige efter klapningen.

    Under klapningen vil der forekomme momentane maksimale TBT koncentratio-

    ner op til 0,2-500 ng/l i nærområdet afhængig af strømforhold og klapmetode.

    Hvis der ses bort fra re-suspension vil max koncentrationsværdierne fra en klap-

    ning variere mellem 0,02-50 ng/l, hvor de største værdier optræder med hurtig

    klapning fra den store pram.

    Uden for klappladsen på kanten af nærområdet varierer TBT koncentrationen

    mellem 0,1 – 1,0 ng/l.

    De højeste værdier indtræffer for hurtig klapning med store pramme.

    Koncentrationer på over 1,5 ng TBT/l overskrides i nærområdet i 20-50 dag for

    begge klapningsmetoder.

    Udenfor nærområdet, i et område, der strækker sig fra ca. 3 km sydøst for plad-

    sen til ca. 5 km nordvest for pladsen, overskrides af 1,5 ng TBT/l i 0,5 dag for

    den store pram med hurtig tømning, mens der ikke sker nogen overskridelse for

    lille pram og langsom tømning.

    Udenfor nærområdet vil den årlige gennemsnitlige TBT koncentration over vand-

    søjlen det første år efter klapningens start ligge under 0,2 ng/l for begge klap-

    ningsmetoder.

    De efterfølgende år vil TBT koncentrationen i vandsøjlen være så lille i hele om-

    rådet, at den ikke vil kunne registreres.

    2.2 Natura 2000 området

    Spredningen af sediment og TBT fra klapningen til de nærliggende Natura 2000

    områder er beskrevet i det følgende.

    2.2.1 Sediment

    Uanset valg af klapmetode vil ca. 2,2 ‰ af den samlede klapmængde svarende

    til 550 tons sediment transporteres ind i Natura 2000 områderne i Vadehavet,

    hvoraf 300 tons transporteres gennem Grådyb, 200 tons gennem Knudedyb og

    50 tons gennem Juvre Dyb.

    Hoveparten af sedimentationen sker bag Fanø, hvor der over et område på 12

    km2 ligger et meget tyndt lag sediment med en maksimal tykkelse på 0,1 mm.

  • 8 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Sedimentkoncentrationerne i dybene ind til Vadehavet er under 10 mg/l i hele

    perioden.

    2.2.2 TBT

    Ca. 20 g TBT transporteres in i Vadehavet uanset valg af klapmetode.

    Alle TBT koncentrationer i dybene ind til Vadehavet ligger under 1,5 ng/l, mens

    0,2 ng/l overskrides i nogle timer i løbet af klapperioden.

    Midlet over et år vil TBT koncentrationen i alle tre dyb ind til Vadehavet ligge

    væsentlig under 0,2 ng/l.

  • 9 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    3 DATA GRUNDLAG

    3.1 Oprensningsmateriale

    Oprensningsmaterialet er nærmere beskrevet i dette afsnit.

    Kun den del af oprensningsmaterialerne fra bassinerne, hvor TBT koncentratio-

    nerne er under det øvre Aktionsniveau, i henhold til Klapvejledningen (VEJ nr.

    9702 af 20/10/2008) [4], foreslås klappet i Nordsøen.

    For nærværende modellering, er dette antaget at dreje sig om 1. bassin, 2. bas-

    sin, forhavnen til 1. og 2. bassin, indsejlingen til 5. bassin, 5. bassin og bed-

    dingsområdet.

    Materialet består af en blanding af ler, silt, finsand og medium sand med største-

    parten af materialet beliggende i ca. 60-80 % siltfraktionen (Tabel 3-1).

    Tabel 3-1: Kornkurvefordeling og faldhastigheder.

    Faldhastighederne for silt og finsand i kolonne 4 i Tabel 3-1 er bestemt ud fra

    Stokes lov, mens der er taget hensyn til flokkolering af lerpartiklerne i bestem-

    melsen af faldhastigheden i henhold til Figur 1-2.

    Indholdet af TBT i oprensningsmaterialet varierer mellem 13-77 µg/kg TS.

    Modelberegningerne er gennemført med en konservativ værdi på 100 µg/kg TS.

    Alt i alt fører det til en modelleret deponering på maksimalt 7,8 kg TBT på klap-

    pladsen.

    3.2 Vanddybder

    Vanddybderne i modellen er baseret på en kombination af opmålinger, søkort og

    globale data:

    Vadehavet/Esbjerg Havn/Grådyb

    Esbjerg Havn:

    1_2_Bassin_20150106_dvr90.xyz

    5_Bassin_20150302_dvr90.xyz

    6_Bassin_20150106_dvr90.xyz

    Dokhavn_20150303_dvr90.xyz

    Type Faldhast ighed Forhavne

    Fra [mm]Til [mm] m/s

    t il 1. og 2.

    bassin

    Ler 0 0.00195 1.000E-05 11.18% 9.01% 7.50% 7.50% 8.07%

    Silt 0.002 0.063 2.300E-04 75.30% 76.99% 62.23% 62.23% 62.85%

    Fin Sand 0.063 0.25 5.333E-03 10.49% 12.91% 23.13% 23.13% 26.90%

    96.97% 98.91% 92.86% 92.86% 97.81%

    52,610 86,665 55,321 24,626 30,778

    5. bassinForhaven t il 5.

    Bassin

    Beddingsområd

    e

    Kornstørrelse

    Sum [%]

    Sum vådvægt [ tons]

    1. bassin

  • 10 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Ny_Osthavn_20150428_dvr90.xyz

    Sønderhavn_20150428_dvr90.xyz

    Trafikhavn_20150428_dvr90.xyz

    Pejling af indsejlingerne 7. maj 2015 og d. 27. april 2015:

    Indsejling_N_20150507_dvr90.xyz

    Indsejling_S_20150507_dvr90.xyz

    Indsejling_O_20150427_dvr90.xyz

    Pejlinger fra Grådyb løbet fra efteråret 2014:

    Reference ETRS89 og højde DVR90

    Grådyb_2_10_20141105_dvr90.xyz

    Grådyb_10_12_20140828_dvr90.xyz

    Grådyb_12_14_20141105_dvr90.xyz

    Grådyb_14_15b_20141104_dvr90.xyz

    Grådyb_15b_17_20141104_dvr90.xyz

    Fanø Bugt/Horns Rev

    Søkort 61 (No S5 2011)

    Søkort 93 (No 47 2010)

    Søkort 94 (No 18 2009)

    Nordsøen/Engelske Kanal

    World Bathymetry

    http://www.gebco.net/data_and_products/gebco_world_map/

    3.3 Vinddata

    Vind er trukket fra ECMWF [5] hindcast database i form af vindfelter dækkende

    nord Europa i et 0.125° x 0.125° net i form af hastighedskomponenter øst-vest

    og nord-syd samt lufttryk i Pa som 6 timers værdier.

    http://www.gebco.net/data_and_products/gebco_world_map/

  • 11 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    3.4 Vandstandsdata

    To typer af vandstandsdata er benyttet:

    1) Målinger fra hhv. Esbjerg og Hvidesande til verifikation af modellen.

    2) Vandstande generet ved hjælp af MIKE tool ”Tide Prediction og Heights”

    [6] baseret på global tidevandskonstanter fra et 0.125° net – anvendt

    som input til den hydrodynamiske model.

    3.5 Strømdata

    Måling af strøm er stillet til rådighed for to perioder. En i 2002 hvor der er målt

    strøm ved Agger Tange og Fjalting, og en for en position syd for Esbjerg i 2013.

    1) Agger Tange

    a. Position: 452536, 6293171 WGS84 UTM32N (estimeret)

    b. Periode: 2002-05-28 til 2002-10-10

    2) Fjalting

    a. Position: 445396, 6255623 WGS84 UTM32N (estimeret)

    b. Periode: 2002-05-28 til 2002-10-10

    3) Grådyb

    a. Position: 55° 26.4353; 8° 28.1270 @6.5m DVR90

    b. Periode: 2013-09-07 til 2013-10-11

    3.6 Temperatur og saltholdighed

    Der er indsamlet temperatur og saltholdighedsprofiler fra Novana station

    1510003 Blåvand Vest, som ligger meget tæt på klappladsen. Data er behandlet

    i kapitel 7.1.2.

  • 12 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    4 NÆRFELTSMODEL

    Til at beskrive spredningsprocessen i og omkring klappladsen er der først opsat

    en empirisk nærfeltsmodel. Denne betragter sedimentet fra det forlader pram-

    men over klappladsen. Sedimentet falder som en tung sedimentstrøm ned gen-

    nem den 14 m høje vandsøjle mod havbunden og lægger sig som en ”sediment-

    pøl” på bunden med en vist diameter og højde (Figur 4-1).

    Figur 4-1: Nærfeltsmodel, der viser sediment pølens udbredelse lige efter klapningen og

    til tiden t efter klapningen under forhold, hvor strømmen er lille og der ikke sker

    re-suspension. Pølen breder sig ud i alle retninger samtidigt med at der sker

    en sedimentation, hvorved pølen dybde aftager.

    Modelen er opstillet som et regneark, der behandler klapning af blandet klap-

    materiale bestående af s% ikke-kohæsivt materiale og k% kohæsivt materiale

    (vægt-procenter).

    Ved klapning af oprenset sediment fra Esbjerg Havn sættes k = 50 % og s =

    50%, svarende til at k dækker ler- og halvdelen af siltfraktionen, mens s dækker

    den anden halvdel af siltfraktionen og finsandsfraktionen (Tabel 6-1).

    Regnearket bygger på en matematisk beskrivelse af transporten og den densi-

    tetsdrevne spredning af pølen i en recipient (klapplads) med konstant vanddybde

    d og konstant hastighed (Figur 4-1). Der er ikke regnet med lagdeling af vandsøj-

    len i recipienten idet lagdeling i området optræder meget sjældent (Kapitel 7.1.2).

    Der er taget højde for eventuel flokullation af det kohæsive sediment, den densi-

  • 13 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    tets-drevne spredning af pølen, den advektive transport med strømmen, bund-

    fældning eller ej af sedimentet, ligesom medrivning af det omgivende vand ind i

    den lodrette stråle og ind i pølen er medtaget.

    Den afgørende fortynding af det klappede materiale sker i forbindelse med den

    lodrette stråle fra pram til bund. Størrelsen af medrivningen af recipientens vand

    og dermed fortyndingen afhænger af klapmetoden og materialet.

    Der er normalt ikke nogen særlig yderligere fortynding i forbindelse med pølens

    transport og spredning nedstrøms.

    Det betyder konkret, at der ofte sker en langsom udpresning af pølens vand op i

    det overliggende vand, hvor der så sker en fortynding ved diffusion af dette foru-

    renede (men densitets-neutrale) vand.

    Modellen beregner koncentrationen af TBT i det udpressede vand på grundlag af

    en fordelingskoefficient (Kd faktor) som er sat til 160.000 (afsnit 1.2.2).

  • 14 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    5 HYDRODYNAMISK MODEL

    5.1 Beskrivelse af MIKE 21 HD FM

    MIKE 21 HD FM [6] er en hydrodynamisk model baseret på et fleksibelt bereg-

    ningsnet og kan på baggrund af input på de åbne rande beregne vandstand og

    dybdeintegreret strøm. Styrken ved FM modellen er at det giver mulighed for at

    arbejde med en dybdemodel, hvor de mindre væsentlige områder kan beskrives

    med et grovere modelnet og fokusområdet i et finere net. Det betyder at lokale

    forhold kan beskrives mere detaljeret samtidigt med at beregningstiden kan hol-

    des på et fornuftigt niveau.

    5.2 Modelopsætning

    Strømningsforholdene i Vadehavet og på den valgte klapplads er et produkt af

    tidevandsstrømmen i Nordsøen og den vindgenereredet strøm. For at kunne

    beskrive begge er det opsat en model for Nordsøen og den østlige del af den

    Engelske Kanal, Figur 5-1, med en opløsning ned til omkring 100 m lokalt om-

    kring klappladsen og i render til Vadehavet, Figur 5-2.

    Til at drive modellen er der genereret vandstand langs de tre åbne rande vha.

    MIKE 21 ”Tide Prediction of Heights” og vindfelter fra ECMWF i en opløsning på

    0.125°.

    Figur 5-1: Nordsømodel, hele modelområdet.

    Åben rand

    Åben rand

    Åben rand

  • 15 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 5-2: Nordsømodel, fokusområde; koordinater i WGS84 UTM32.

    5.3 Model verifikation

    Modellen er verificeret for to perioder:

    1) 2013-01-01 til 2014-01-01

    a. Vandstand Hvidesand

    b. Vandstand Esbjerg

    c. Strøm Grådyb

    2) 2002-05-12 til 2002-10-09

    a. Strøm Agger Tange

    b. Strøm Fjalting

    Generelt er der god overensstemmelse mellem målt og simuleret vandstand og

    strøm. De observerede forskelle i vandstand vurderes at kunne tilskrives lufttryk-

    ket, som kun har minimal indflydelse på strømningsmønstret, da forskellen i

    amplitude ikke er påvirket.

    De observerede forskellige mellem målt og simuleret strøm syd for Esbjerg

    (Figur 5-3, Figur 5-4 og Figur 5-5) ligger inden for det forventelige. Dybderne i

    modellen er fra 2014 og grundet de dynamiske forhold i området er forskelle i

    denne størrelsesorden acceptable.

  • 16 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Forskellen mellem den observerede og simulerede strøm ved både Agger Tange

    (Figur 5-6) og Fjaltring (Figur 5-7) er større, hvilket kan skyldes, at der er tale om

    en punktmåling, mens modellen giver et gennemsnit for modelnettet. Dog er den

    målte og den beregnede strømhastighed på begge lokaliteter af samme størrel-

    se. Ligeledes skifter strømretningen generelt på samme tid, men med mindre

    forskelle i retningerne.

    Figur 5-3: Sammenligning af målt og simuleret vandstand ved Esbjerg og Hvide Sande,

    september 2013.

  • 17 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 5-4 Sammenligning af målt og simuleret vandstand ved Esbjerg og Hvide Sande,

    december 2013.

    Figur 5-5 Sammenligning af målt (sort) og simuleret (rød) strøm syd for Esbjerg.

  • 18 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 5-6 Sammenligning af målt (sort) og simuleret (rød) strøm ved Agger Tange.

    Figur 5-7 Sammenligning af målt (sort) og simuleret (rød) strøm ved Fjalting.

  • 19 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    6 SEDIMENT SPREDNINGSMODEL

    6.1 Beskrivelse af MIKE 21 PA

    MIKE 21/3 Particle er en Lagransk model, som beregninger transporten af et

    given partikel drevet af strøm, dispersion og faldhastighed, hvor strømmen

    kommer fra den hydrodynamiske model MIKE 21 HD FM og interpoleres til den

    position som partiklen befinder sig på, [7]. Til hver tidsskridt beregner modellen

    både den horisontale og vertikale position af hver partikel.

    Modellen inkluderer ikke en eventuel interaktion mellem partiklerne. Den antager

    desuden at partiklerne har en hastighed svarende til det omgivende vand, hvilket

    kun er gældende for partikler uden masse. Det vurderes at forenklingerne er

    acceptable i det aktuelle tilfælde med små partikler med lille masse.

    Partiklerne følger Langevin ligning givet som

    𝑑𝑋𝑖 = 𝑎(𝑡, 𝑋𝑡)𝑑𝑡 + 𝑏(𝑡, 𝑋𝑡)𝜉𝑡𝑑𝑡

    Hvor

    “a” er det drivende led

    “b” er et diffusion led og

    “ξ” et tilfældigt tal

    Tilsammen beskriver de transporten af en partikel som funktion af strøm, diffusi-

    on og tilfældighed.

    Partiklerne kan repræsentere opløst materiale, materiale som kan henfalde og

    flere sedimenttyper. Der kan defineres henfaldsperiode og alder samt en kombi-

    nation af flere sedimentfraktioner samt mulighed for at definere faldhastigheder

    for sedimenttyper.

    6.2 Sedimentkilder

    Modellen fødes med to kilder, der beskriver henholdsvis 5 % spildet over vand-

    søjlen og 95% spildet ved bunden (Figur 6-1). De 5 % spild påføres modellen 2

    m fra overfladen, mens de 95 % påføres modellen 2 m over bunden.

  • 20 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 6-1 Spildkilder i modelberegninger.

    Modellen fører spildet rundt i modelområdet så længe strømmen er højere end

    de kritiske værdi for re-suspension. Modellen sedimenterer materialet midlerti-

    digt, når strømhastigheden er under den kritiske hastighed.

    De totale klapmængder og 5% af de total mængder er vist på Tabel 6-1 fordelt

    på sedimentfraktioner.

    5% spildmængder sediment

    Tabel 6-1 Fordeling af den totale klapmængde og 5% heraf på sediment fraktioner fra de

    forskellige bassiner.

    Forhavne

    til 1. og 2. bassin5. bassin

    Forhaven til 5.

    BassinBeddingsområde1. bassin

    Mængde tons Mængde tons Mængde tons Mængde tons Mængde tons Mængde i alt Tons

    Clay 0 0,00195 5.882,47 7.806,93 4.149,77 1.847,25 2.482,28 22.168,71

    Silt 0,00195 0,063 39.614,70 66.725,28 34.425,15 15.324,14 19.344,18 175.433,45

    Fine sand 0,063 0,42 5.518,76 11.188,74 12.796,21 5.696,15 8.277,78 43.477,63

    Medium sand 0,42 2 1.594,13 944,18 3.950,10 1.758,36 673,43 8.920,21

    Coarse sand 2 4,75 - - - - -

    Fine gravel 4,75 19 - - - - -

    Sum 52.610,06 86.665,13 55.321,24 24.625,90 30.777,68 250.000,00

    Mængde tons Mængde tons Mængde tons Mængde tons Mængde tons Mængde i alt tons

    Clay 0 0,00195 294,12 390,35 207,49 92,36 124,11 1.108,44

    Silt 0,00195 0,063 1.980,74 3.336,26 1.721,26 766,21 967,21 8.771,67

    Fine sand 0,063 0,42 275,94 559,44 639,81 284,81 413,89 2.173,88

    Medium sand 0,42 2 79,71 47,21 197,51 87,92 33,67 446,01

    Coarse sand 2 4,75 - - - - -

    Fine gravel 4,75 19 - - - - -

    Sum 2.630,50 4.333,26 2.766,06 1.231,29 1.538,88 12.500,00

  • 21 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    6.3 Miljøfarlige stoffer

    Mængden af TBT i sedimentet er holdt konstant og sat til 100 μg/kg oprenset

    tørstof.

    For at kunne vurdere virkningen af en mikrobiel nedbrydning (her defineret som

    1. ordens henfald) på TBT koncentrationen er beregningen foretaget for følgende

    henfaldskonstanter, der angiver hvor lang tid der går før mængden af TBT er

    halveret (T50):

    1) Uden henfald

    2) T50 på 100 dage

  • 22 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    7 METOCEAN

    7.1 Generelle cirkulation i Nordsøen

    7.1.1 Strøm

    Nordsøens strømforhold er i høj grad præget af tidevandet, som udbreder sig fra

    Atlanterhavet i nord som lange tidevandsbølger, der løber ned langs den engel-

    ske østkyst mod syd vender rundt og løber op langs den danske vestkyst. Der

    opstår derved en mod uret pulserende cirkulation i Nordsøen forårsaget af tide-

    vandet (Figur 7-1).

    Figur 7-1 Skematisk gengivelse af den generelle cirkulation i Nordsøen. De

    mørke pile viser overfladestrømme mens de lys pile viser strøm-

    ninger i dybden. Tykkelsen indikerer styrken af de forskellige

    transporter [8].

    Den generelle cirkulation i den sydlige del af Nordsøen er desuden bestemt af

    vand, som strømmer ind gennem Den Engelske Kanal fra syd og blandes med

    ferskvandstilførsler fra de engelske, franske, hollandske og belgiske floder.

    Strømmen fortsætter som en kyststrøm op langs den tyske kyst, hvor den yderli-

    gere opblandes med vand fra de tyske floder og slutter sin færd langs den dan-

    ske vestkyst som den Jyske Kyststrøm.

  • 23 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    7.1.2 Temperatur og saltholdighed

    Undersøgelse af lagdeling af vandsøjlen omkring klapplads ved Esbjerg er fore-

    taget på baggrund af salinitets- og temperaturmålinger foretaget i perioden fra

    1989 til 2006 af målestationer placeret som vist af Figur 7-2.

    Figur 7-2 Placering af klapplads Nordsøen og målestationer.

    Af temperatur og salinitetsmålinger er densiteten af vandet beregnet ned gen-

    nem vandsøjlen som beskrevet i [9].

    Hvor temperatur målinger ikke er foretaget i samme dybde som salinitets målin-

    ger er der foretaget en lineær interpolation af temperaturen. Beregnede densitets

    målinger ses i Figur 7-3.

    Springlag defineres som signifikant ved en densitetsforskel mellem mindste og

    højeste densitet i vandsøjlen større end 1,5 kg/m3 .

    I Figur 7-4 ses signifikante springlag med angivelse af måledato. Det ses at

    springlag primært opstår i en periode fra marts til juli måned med enkelte tilfælde

    i januar, februar og august.

    Dette er i overensstemmelse med de generelle forhold i Nordsøen, hvor der

    opstår lagdeling i de dybeste dele omkring sommermånederne hvor vind og

    dermed opblanding af vandsøjlen er minimal [10].

    I perioden fra marts til juli måned er der foretaget målinger af springlag 7 gange

    ud af totalt 124 målinger, som giver et estimat af springlag i 6% af målingerne.

  • 24 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-3 Densitets profiler for Blåvand Vest. X akse densitet i kg/m3 og Y-akse vand-

    dybde. Se placering på Figur 7-2.

  • 25 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-4: Springlag med angivelse af dato.

    Det kan således konkluderes at området ved klappladsen hovedsageligt er verti-

    kalt opblandet afbrudt af kortere perioder med lagdeling specielt om foråret og

    sommeren.

    Opblandingen af vandmasserne skyldes først fremmest den kraftige tidevands-

    generede nord- sydgående strøm, som slår igennem over hele vanddybden uan-

    set lagdeling, samt de vekslende vindfelter, der skaber bevægelse i vandsøjlen,

    som er i stand til at holde vandmasserne fuldt opblandet det meste af året.

    7.2 MetOcean forhold i 2013

    2013 er udvalgt som et repræsentativt år for modelberegningerne. Perioden

    indeholder, som det fremgår af resten i dette kapitel, både rolige perioder om

    sommeren (juli-august) med svage vinde og små strømhastigheder ved klap-

    pladsen og meget urolige perioder i vinterhalvåret med storme fra SV, NV med

    højvande og fra Ø med samtidigt lavvande ved klappladsen.

    I de rolige perioder vil sedimentet aflejres tæt på klappladsen, mens de stærke

    storme genererer strømhastigheder ved bunden, som potentielt kan re-

    suspendere klapmaterialet og transportere det væk.

  • 26 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-5 Strøm- og vandstandsforholdene i 2013.

    7.2.1 Vind

    På klappladsen blæser vinden oftest fra den vestlige sektor med SV som den

    mest dominerede vindretning (Figur 7-6, Figur 7-7,Figur 7-8). Østlige og nordøst-

    lige vinde indtræffer dog også med hyppigheder på 15% af tiden.

    Figur 7-6 Wind rose for 2013 10 mMSL.

    Hastighederne er typisk i intervallet mellem 5 -10 m/s, afbrudt jævnligt i vinter-

    halvåret af storme med hastigheder i intervallet 15-20 m/s. En særlig høj ha-

  • 27 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    stighed på næste 25 m/s indtraf da orkanen Bodil passerede hen over Nordsøen

    5-12-2013.

    Figur 7-7 Vindforhold 2013.

    Figur 7-8: Vind fordeling på hastighed og retning 2013

    7.2.2 Bølger

    Bølgerne er beregnet med MIKE 21SW spectral bølgemodel opsat for Nordsøen

    drevet af vindfelter fra ECMWF [5]. De fundne bølgeforhold er angivet som en

    bølgerose (Figur 7-9), som en tidsserie (Figur 7-10) og som fordeling på bølge-

    højder (Figur 7-11) for den signifikante bølgehøjde.

    Bølgerne kommer hyppigst fra SV med højder typisk mellem 0,5 og 1,5m afbrudt

    af storme, hvor bølgerne kan nå op på 4 m højde (under Bodil 5-12-2015).

  • 28 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-9: Bølgerose for 2013. Signifikant bølgehøjde Hs, som beregnes som mid-

    delværdien af de højeste tredjedel af bølgerne i et bølgetog.

    Figur 7-10: Tidsserie af bølgeforhold (Hs) i 2013.

  • 29 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-11: Fordelinger af den signifikant bølge højde, Hs, middel bølgeretning og

    den dominerende bølge periode, (Peak wave period), 2013.

    Bølgerne kan skabe store strømhastigheder nær bunden:

  • 30 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Tid Hs

    Bølgehøj-

    de

    Tp

    Bølgeperio-

    de

    Lw

    Bølgelæng-

    de

    Um, Hs

    Middelstrømha-

    stighed

    Um, Hmax

    Maksimal

    strømha-

    stighed

    [%] [m] [s] [m] [m/s] [m/s]

    10.35% 0.25 4.10 26.10 0.02 0.03

    19.43% 0.50 4.38 29.74 0.05 0.09

    20.82% 0.75 4.95 37.30 0.11 0.20

    16.31% 1.00 5.29 42.01 0.17 0.32

    11.04% 1.25 5.52 45.09 0.24 0.44

    9.46% 1.50 5.83 49.36 0.32 0.60

    4.95% 1.75 6.37 56.67 0.43 0.80

    2.85% 2.00 7.24 68.13 0.58 1.07

    1.69% 2.25 7.77 75.08 0.69 1.29

    1.02% 2.50 7.61 72.97 0.75 1.40

    0.68% 2.75 8.16 80.03 0.88 1.63

    0.40% 3.00 8.20 80.55 0.96 1.79

    0.33% 3.25 8.75 87.53 1.09 2.02

    0.11% 3.50 9.21 93.22 1.20 2.24

    0.11% 3.75 8.45 83.67 1.22 2.28

    0.01% 4.00 9.74 99.85 1.41 2.63

    0.02% 4.25 10.33 107.12 1.54 2.87

    0.01% 4.50 10.07 103.94 1.61 3.00

    Tabel 7-1: Fordelingen af bølgegerede hastigheder ved bunden på klappladsen.

    Det fremgår af værdierne i Tabel 7-1, at tærskelværdi på ca. 0,1-0,2 m/s for re-

    suspension overskrides mere end halvdelen af tiden.

    7.2.3 Strøm

    Strømhastigheden på og omkring klappladsen er vist som strømroser på Figur

    7-12.

    På klappladsen løber strømmen nogenlunde lige ofte mod NNV og SSØ med

    hastigheder typisk i intervallet 0,1-0,3 m/s.

  • 31 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-12: Strømrose på og omkring klappladsen.

    Strømmen varierer med tidevandet (Figur 7-12) i de to hovedretninger. Denne

    regelmæssige svingning er overlejret af en svag nordgående strøm, Jyske Kyst-

    strøm, som er skabt af vandtilstrømningen fra de tyske, belgisk og hollandske

    floder samt en vindgeneret strøm, som opstår, når der passerer lavtryk hen over

    Nordsøen (Figur 7-13).

    Den opstillede hydrauliske model inkluderer ikke tilstrømningen fra floderne mod

    syd, hvilket vurderes at give konservative resultater, når sedimentationen i de

    nærliggende Natura 2000 områder, der er placeret hovesagligt syd for klapplad-

    sen, skal vurderes.

    Modellen inkluderer derimod de vindgererede strømninger, som kan ændre

    strømbilledet radikalt, se Figur 7-13 og afsnit 7.3.

  • 32 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-13: Strømhastighed midlet over 24 timer. Blå kurve hastighed (m/s) og brun

    streg viser retningen. Strømmen løber normalt mod nord med hastighe-

    der på under 5 cm/s, afbrudt kortvarigt (1-2 dage) af stærkere strømme

    på 0,1-0,3 m/s, som enten mod nord eller mod syd.

    7.3 Vejrsituationer med risiko for spredning til Natura 2000 områder

    Med henblik på at vurdere risikoen for at klappet sediment kan blive ført ind i

    Natura 2000 områderne beskrives 3 situationer med stærke vinde rettet mod

    områderne henholdsvis fra Nordvest (Bodil stormen), Sydvest og Øst.

  • 33 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Det skal pointeres at vandpartiklerne vandrette transportveje kun indikerer i hvil-

    ken retning sedimentet flyttes, idet sedimentpartiklerne bevæger sig både

    vandret og lodret og sedimentere med mellemrum når de når bunden og strøm-

    men er lav. Jo finere sediment jo mere ligner sedimentpartiklerne vandpartikler-

    nes transportmønster.

    7.3.1 Storm fra Nordvest

    En særlig voldsom hændelse ramte Nordsøen d. 5-6 december 2013, da stor-

    men Bodil passerede hen over Norsøen (Figur 7-14).

  • 34 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-14: Tidsserie af strømhastigheden på klappladsen, hvor stærke NV-lige vinde

    (Bodil stormen) har udvisket den vekslende tidevandstrøm og skabt en kon-

    stant SØ- gående strøm med hastigheder på mellem 0,1 og 0,5 m/s.

    Stærke NV-lige vinde pressede vandet mod SØ med hastigheder varierende

    mellem 0,1 og 0,5 m/s over 1 døgn og skabte højvande, der var 2,5 m over dag-

    lig vande og 4 m høje bølger.

    For at undersøge strømcirkulationen i området under stormen er der i Figur 7-15

    vist transportveje under stormen. Stormen bringer vandet fra klappladsen mod

    syd og langt størstedelen af vandet er placere mellem de to Natura 2000 områ-

    der.

  • 35 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-15: Transportveje for vandpartikler med start position på klappladsen, hvert

    10. min i 48 timer og så fulgt i yderligere en uge under forskellige kraftig

    vindsituationer fra Øst (blå), Sydvest (gul) og Nordvest (rød).

    7.3.2 Storm fra Sydvest

    Der er også situationer, hvor strømmen over et døgns tid løber i vestlige retnin-

    ger på mellem 0,1 og 0,2 m/s, skabt af en konstant vind fra SV (Figur 7-16 og

    Figur 7-17).

    Figur 7-16: Tidsserie af vind for periode med dominerende sydvesten vind.

    Vind fra Øst

    Vind fra SV

    Vind fra NV

  • 36 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-17 Tidsserie af strømhastigheden på klappladsen, hvor langvarige SV-lige vinde

    har udvisket den vekslende tidevandstrøm og skabt en konstant NØ- gående

    strøm med hastigheder på ca. 0,2 m/s.

    Vandet presses først mod vest af Horns Rev og derefter over revet gennem ren-

    den mod nord, hvor den sammen med den svage Jyske Kyststrøm vil bringe

    vandpartiklerne op langs Jyllands vestkyst Figur 7-15.

    7.3.3 Storm fra Øst

    Endelig er der situationer med øst- nordøstlige vinde (Figur 7-18, Figur 7-19).

    Den vindgenererede strøm er ikke stærk nok til helt at udviske tidevandsstrøm-

    men, men den øger de nordgående hastighed og reducere de sydgående.

    Figur 7-18 Tidsserie af vind for periode med dominerende østen vind.

  • 37 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 7-19: Tidsserie af strømhastigheden på klappladsen, med østlig vind som har

    skabt en østlig konstant NØ- gående strøm med hastigheder på ca. 0,2

    m/s.

    Den resulterende strøm løber langsomt mod NNV skubbet længere ud fra kysten

    af de østlige vind end den nordgående strøm under SV-lige vinde (Figur 7-15).

  • 38 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    8 EKSISTERENDE SEDIMENTFORHOLD PÅ KLAPPLADSEN

    8.1 Sedimentet på havbunden og uddybningen

    Sedimentet på 14 m vanddybder ud for Grådyb består hovedsageligt af finsand

    med middelkornstørrelse på ca. 0,1 mm [3]. Denne sedimentstørrelse er i dyna-

    misk ligevægt med strøm- og bølgepåvirkningen i området.

    Det materiale som ønskes klappet er noget finere. Det består primært (ca. 40 –

    90 %) af silt med korndiameter fra 0,002-0,063 mm. Der er ca. 7 – 17 % finere

    materiale (ler) med korndiameter mindre end 0,002 mm og ca. 6 – 35 % grovere

    materiale hovedsageligt som finsand, dvs. større end 0,063 mm.

    Det må forventes, at de finere fraktioner med tiden vil blive re-suspenderet og

    ført med strømmen enten mod nord for senere at blive sorteret ud på større

    vanddybder med roligere forhold, eller ind bag øerne i Vadehavet. Det kan også

    ske, at de finere fraktioner konsoliderer på bunden og først bliver ført videre i

    forbindelse med kraftige storme.

    8.2 Baggrundskoncentration

    Baggrundskoncentrationen varierer mellem normalt mellem 2-10 mg/l i klapom-

    rådet [3].

    Under storm kan koncentrationen øges til ca. 50 – 100 mg/l [3].

  • 39 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    9 KLAP-SCENARIER OG SPILDRATER

    Der skal klappes i alt 200.000 m3 in situ svarende til 250.000 tons vådt sediment,

    og 100.000tons Tørstof (TS).

    Sedimentkoncentration og sedimentation vil afhænge af prammene størrelse

    samt hvor hurtig prammene tømmes. Den samlede klapningsperiode vil desuden

    afhænge af prammene størrelse og antallet af klapninger hver dag.

    Store sedimentkoncentration i vandsøjlen opnås med store pramme og hurtig

    klapning, mens små værdier optræder med små pramme og langsom klapning.

    For at dække et passende spænd af mulige sedimentkoncentrationer med små

    og store pramme og korte og lange tømningstider af prammen udføres bereg-

    ningerne for de følgende to klapningsscenarier:

    Klapscenarie 1: små pramme og gradvis klapning

    Pramstørrelse: 250 m3 effektiv udnyttelse 80 %, dvs. 200 m

    3 svarende til 250

    tons oprensningsmateriale i hver pram.

    Tømningstid på klappladsen gradvist over 1 time.

    Klapscenarie 2: store pramme og kortvarig klapning

    Pramstørrelse: 1.000 m3 effektiv udnyttelse 80 %, dvs. 800 m

    3 svarede til 1.000

    tons oprensningsmateriale i hver pram.

    Tømningstid på klappladsen ”momentant” over 20 minutter

    Klapningen foretages i hvert tilfælde hver 5. time døgnet rundt.

    9.1 Spildrater

    De to klapningsscenarier er for en mængde på 250.000 tons omsat til følgende

    spild rater som vist på Figur 9-1.

  • 40 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 9-1: Sedimentkilde ved 5 % spild for hhv. 250 m3 (øverst) og 1.000 m

    3 (nederst)

    pram.

    0

    1

    2

    3

    4

    5

    6

    Jan-01 Jan-29 Feb-26 Mar-26 Apr-23 May-21 Jun-18 Jul-16 Aug-13 Sep-10 Oct-08 Nov-05 Dec-03 Dec-31

    Silt kg/s

    Fine sand kg/s

    Clay kg/s

    0

    10

    20

    30

    40

    50

    60

    70

    Jan-01 Jan-29 Feb-26 Mar-26 Apr-23 May-21 Jun-18 Jul-16 Aug-13 Sep-10 Oct-08 Nov-05 Dec-03 Dec-31

    Silt kg/s

    Fine sand kg/s

    Clay kg/s

  • 41 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    10 SPREDNINGEN I NÆRFELTET

    Resultaterne af beregningerne af spredningen af klapmaterialet indenfor nærfel-

    tet umiddelbart efter klapningen er præsenteret i dette kapitel.

    10.1 Klapningen

    Der er undersøgt to klapscenarier som beskrevet i kapitel 9.

    I det følgende behandles spredningen af de 5 % i nærfeltet og spredningen af de

    95 % hver for sig.

    10.2 Sediment- og TBT koncentration i vandsøjlen i nærfeltet

    Hver gang der klappes, spildes der 5 % af prammens last til vandsøjlen svaren-

    de til henholdsvis 12.500 kg sediment for scenarie 1 og 50.000 kg for scenarie 2.

    Klapningen i scenarie tager 1 time, mens klapningen af scenarie 2 tager 20 mi-

    nutter.

    Det er antaget at prammen og driver med strømmen under klapningen, indenfor

    det udpegede klapområde. Dvs. at materialet under klapningen fordeler sig over

    et område af klappladsen.

    Klapmaterialet består af 3 forskellige fraktioner med hver sin faldhastighed. Det

    tager ca. 1 dag for finsand spildt i overfladen at falde de 14 m ned gennem

    vandsøjlen på klappladsen, mens tallene er 8 dage for siltfraktionen og 16 dage

    for lerfraktionen, se faldhastigheder i Tabel 3-1.

    Hvis tømningen af prammen tager 20 minutter, så vil skibet drive ca. 200 m un-

    der klapningen, mens det driver ca. 600 m hvis det tager 1 time.

    Forudsættes det herefter at alt det spildte materiale fra en pram fordeles ud på et

    areal af 100 x100 m2 ved 20 minutters tømning og 600 x 600 m

    2 ved 1 times

    klapning med en vanddybde på 14 m fås en gennemsnitlig koncentration i vand-

    søjlen som vist i Tabel 10-1. Der er taget hensyn til sedimentationen under klap-

    ning og den videre transport i de fem timer inden den næste pram.

    Det fremgår, at efter 5 timer er koncentrationerne i vandsøjlen fra én klapning i

    størrelsesordenen 1 til 3 mg sediment/l og 0,1 til 0,3 ng TBT/l for de to scenarie.

    Hvis disse TBT koncentrationer repræsenter den gennemsnitlige TBT koncentra-

    tion på klappladsens grænse i hele klapperioden vil den gennemsnitlige TBT

    koncentration over hele året på denne grænse være i størrelsesordenen 0,08 ng

    TBT/l.

    Den videre spredning af sedimentfanerne i fjernfeltet er behandlet i Kapitel 11.

  • 42 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Scenarie 1 Scenarie 2

    Tømningstid [s] 60 minutter 20minutter

    Drift af Pram under klapning [m] 100-600 100

    Vandvolumen [m3] 360000 140000

    Spildt Mængde [kg] 12500 50000

    Sediment lige efter klapning, [mg/l] 2-60

    340

    TBT lige efter klapning, [ng/l] 0,2-6 34

    Sediment 5 timer efter klapning, [mg/l] 1

    3

    TBT 5 timer efter klapning, [ng/l] 0,1 0,3

    Tabel 10-1: Koncentration umiddelbart efter én klapning og 5 timer senere inden

    næste klapning.

    10.3 Sedimentation ved bunden i nærfeltet

    Umiddelbart efter at prammen har klappet sine 200 m3 materialer vil dette nå

    bunden og spredes ud i alle retninger.

    Materialet består af 50 % finsand og grovsilt og 50 % kohæsive materiale, ler og

    finsilt. Det fine sand aflejres meget hurtigt indenfor klappladsen, mens det kohæ-

    sive materiale transporteres længere væk.

  • 43 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Scenarie 1: 200 m3 pram; 1 time tømning 2: 800 m

    3 pram; 20 min tømning

    Kohæsivt materiale; V=0,1 m/s

    Scenarie 1: 200 m3 pram; 1 time tømning 2: 800 m

    3 pram; 20 min tømning

    Kohæsivt materiale; V=0,25 m/s

    Figur 10-1: Nærfeltsberegning (50 % kohæsive materialer) (afstand fra klapposition i

    m) af pøl radius, pøl dybde og sedimentkoncentration lige efter klapning

    af en pram med 200 m3 materiale. Strømhastighed = 0,1 m/s og 0,25

    m/s.

    Når materialet når bunden lægger det sig som en cylindrisk formet pøl med en

    radius r = 6 m, dybde y = 3,5 m og en koncentration på 100-150 kg/m3 afhængig

    af klapscenarie, hvilket svarer til 100-150 g/l (Figur 10-1).

    Pølen breder sig hurtigt ud i alle retninger som en densitetsstrøm og efter kort tid

    ca. 10-20 minutter vil radius på sedimentpølen for den lave hastighed (0,1 m/s)

    nå værdier over 100 m i en afstand af blot ca. 100 m fra klappositionen. Samti-

    digt reduceres dybden af sedimentpølen til 1 mm og koncentrationen til 10 kg/m3

    i den meget tynde pøl. Alt materialet er stort set aflejret som det fremgår af Figur

    10-2.

    Hvis hastigheden er større f.eks. 0,25 m/s (nederste figur, Figur 10-1) vil koncen-

    trationsforholdene i pølen de første 50-100 m ikke være meget forskelligt fra

    udbredelsen ved den lave hastighed Herefter vil det kohæsive materiale fortsæt-

    te med at spredes, da det ikke sedimenterer, i alle retninger som en ca. 0,1 m tyk

    og flere hundrede meter bred sedimentstrøm langs bunden med en meget svag

    faldende sedimentkoncentration på ca. 15 kg/m3 300 m fra klappositionen.

    Ved de lave strømhastigheder vil det klappede materiale sedimentere som vist

    på Figur 10-2 for Scenarie 1.

  • 44 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Ikke Kohæsivt materiale; V=0,1 m/s

    Kohæsivt materiale; V=0,1 m/s

    Figur 10-2: Sedimentation ved V=0,1 m/s. Scenarie 1: 200 m3 pram og 1 times tøm-

    ning. Øverst ikke kohæsivt materiale, nederst kohæsivt materiale for en

    klapning.

    Den største dybdeforringelse, som opnås ved klapning i stille vejr, forventes for

    en enkel pramtømning at kunne give en maksimal dybdeforringelse på ca.5 mm

    (ikke kohæsivt materiale ) + 2 mm (kohæsivt materiale) i alt 7 mm. Tilsvarende

    makismal dybdeforringelse for scenarie 2 er 4 mm større.

    Der er meget stor sandsynlighed for at der sker re-suspension inden den næste

    klapning, hvorfor man efter klapningens afslutning kun kan forvente mindre æn-

    dringer af bundtopografien.

    10.4 TBT ved bunden i nærfeltet

    TBT koncentrationerne reduceres mens pølen breder sig ud i alle retninger i

    løbet af de første ca. 20 minutter, fra ca. 20-305 µg/l i start pølen til ca. 3 µg/l

    (Figur 10-3).

    Ved den lave hastighed (0,1 m/s) vil TBT koncentrationen i vandet være forsvin-

    dende efter 100 m. For de høje hastigheder, hvor de kohæsive materialer ikke

    bundfældes vil pølen fortsætte langs bunden som en ca. 0,1 m høj og 6-800 m

    bred cylinder. Denne cylinder breder sig videre ud med en TBT koncentration,

    der falder fra ca. 15 µg/l til ca. 1,5 µg 600 m fra klapposition, svarende til en over

    dybden gennemsnitlig TBT koncentration på under ca. 10 ng/l.

  • 45 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Der vil skabes en sediment pøl med TBT for hver klapning og denne pøl vil nor-

    malt passere ud af området inden den næste klapning foretages. Der vil derfor

    normalt være perioder og områder med lave eller helt uden TBT koncentrationer,

    som vil reducere middelværdierne af TBT over tid og sted. Disse forhold belyses

    nærmer med den hydrodynamiske modellering af spredningen i fjernfeltet.

    Scenarie 1: 200 m3 pram; 1 time tømning 2: 800 m

    3 pram; 20 min tømning

    Kohæsivt materiale; V=0,1 m/s

    Kohæsivt materiale; V=0,25 m/s; Scenarie 1.

    Figur 10-3: TBT i µg/l koncentration for to forskellige strømhastigheder.

    Når materialet sedimenterer på bunden, sker der udpresning af vandet i sedi-

    mentet (perkolatet) til vandsøljen. Koncentrationerne i vandsøjlen som følge af

    denne proces er vist i Figur 10-4. Umiddelbart efter en klapning er TBT koncen-

    trationen 0,5-0,8 µg/l. Koncentrationen aftager hurtigt og i afstanden 500 m er

    koncentrationen blot 1,5-2 ng/l. 0,2 ng/l opnås i en afstand på 600 m for de store

    strømhastigheder og ca. 3-5 km for de små strømhastigheder.

  • 46 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Scenarie 1: 200 m3 pram; 1 time tømning 2: 800 m

    3 pram; 20 min tømning

    Kohæsivt materiale; V=0,1 m/s

    V=0,1 m/s; koncentration i mg/l

    V=0,25 m/s; koncentration i mg/l

    Figur 10-4: TBT koncentrationen i vandsøjlen som følge af udpresning af perkolat

    vand fra sedimentet når det aflejres.

    Koncentrationen længere væk fra klappositionen falder mere med højere strøm-

    hastigheder (Figur 10-4).

    Disse TBT værdier inkluderer ikke bidrag til koncentrationen fra det generelle

    spild på 5 % i vandsøjlen eller fra re-suspension af tidligere klappet materiale.

    Dette behandles i kapitel 11.

  • 47 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    11 SPREDNING I FJERNFELTET FOR SCENARIE 1

    Modelberegningerne i fjernfeltet er udført for begge de i kapitel 9 omtalte klap-

    nings scenarier:

    Klapscenarie 1: små pramme og gradvis klapning

    Pramstørrelse: 250 m3 effektiv udnyttelse 80%, dvs. 200 m

    3 svarende til 250 tons

    oprensningsmateriale i hver pram.

    Tømningstid på klappladsen gradvist over 1 time.

    Klapscenarie 2: store pramme og kortvarig klapning

    Pramstørrelse: 1.000 m3 effektiv udnyttelse 80 %, dvs. 800 m

    3 svarede til 1.000

    tons oprensningsmateriale i hver pram.

    Tømningstid på klappladsen ”momentant” over 20 minutter

    I dette kapitel redegøres for resultaterne af beregningerne for Scenarie 1.

    Spredningen i fjernfeltet sker fra følgende kilder:

    5 % spildt over hele vanddybden under klapningen.

    Re-suspension og transport af de 95 % uddybningsmateriale, som når

    havbunden under klapningen og hvor det indledningsvist spreder sig

    som et tyndt lag ud over store dele af klappladsen, som beskrevet i af-

    snit 10.3.

    Der redegøres indledningsvist for spredningen af den samlede massebalance af

    hele den klappede mængde fordelt på de to forskellige interesseområder: Klap-

    pladsen og Natura 2000 områderne.

    Dernæst fokuseres på sediment koncentrationer og sedimentationsrater samt

    TBT koncentrationer i de samme områder.

    11.1 Samlet massebalance for sediment, Scenarie 1

    I alt klappes der 250.000 tons oprensningsmængde, som indeholder 7,8 kg TBT,

    under den konservative forudsætning af en TBT koncentration på 100 µg/kg TS.

    For at illustrere fordelingen af klapmaterialet nær klappladsen er denne delt ind i

    områder omkring klappositionen som vist på i Figur 11-1. Inderst er der et områ-

    de 0,26 km2 lige omkring klappositionen, dernæst et område på 1 km

    2, svarende

    til selve klappladsen, så et område på 4,04 km2 og videre ud til 121,2 km

    2.

  • 48 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 11-1: Arealer benyttet til sedimentmassebalance beregninger i omegnen af

    klappladsen. Klappladsen svarer til de 1.02 km2.

    Den samlede masse (sedimenteret og suspenderet) i de forskellige områder

    omkring klappladsen er vist på Figur 11-2 som funktion af tiden. Massen vokser i

    takt med klapningen og når klapningen er slut efter 200 dage i august måned

    stopper den generelle vækst i massen.

    Mere end 98 % af massen befinder sig indenfor et areal på 4 km2 omkring klap-

    pladsen.

    Under og efter klapningens afslutning vil bølger og strøm ganske langsomt jæv-

    ne bunden ud. 4 måneder efter at klapningen er afsluttet findes hovedparten ca.

    240.000 tons af den klappede mængde på 250.000 tons stadigvæk inden for en

    afstand af klappladsen på mindre end 2 x 2 km2 (Figur 11-2). Ca. 60.000 tons

    findes indenfor et areal på 0,26 km2.

    Modellen inkluderer ikke konsolidering af det klappede sediment. Det må formo-

    des, at der sker en vis konsolidering, som vil betyde at materialet i endnu højere

    grad bliver på bunden omkring klappladsen. På den anden side viser beregnin-

    gerne i næste afsnit, at materialet re-suspenderes ganske ofte, hvilket retfærdig-

    gør udeladelsen af konsolidering.

    121.2 km2

    100.18 km2

    81.16 km2

    64.14 km2

    49.13 km2

    36.11 km2

    25.09 km2

    16.07 km2

    9.05 km2

    4.04 km2

    1.02 km20.26 km2

  • 49 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 11-2: Massebalance for udvalgte områder omkring klappladsen (Figur 11-1)

    med stigende arealer. Eksempel indenfor 4 km2 aflejres ca. 240.000

    tons.

    En meget lille del af det klappede materiale forlader klapområdet indenfor de

    første 4 måneder (Figur 11-2). Ler-fraktionerne, som udgør ca. 10% af den sam-

    lede mængde bliver transporteret længst væk ind i Vadehavet eller op ad den

    Jyske Vestkyst, mens sandfraktionerne spredes langs bunden lige udenfor klap-

    pladsen.

    For områderne Grådyb, Knudedyb og Juvre Dyb (se placering på Figur 1-1) de-

    poneres der i størrelsesordenen 550 ton svarende til 2,2 ‰ af den samlede

    klapmængde, hvoraf Grådyb står for 300 tons, Knudedyb for 200 tons og Juvre

    Dyb for 50 tons (Figur 11-3).

    Hoveparten af sedimentationen sker under selve klapningen og fortsætter ca. 3

    måneder efter klapningen, hvorefter kurverne tenderer til at blive vandrette. Dette

    antyder, at den efterfølgende re-suspension af materiale på klappladsen ikke vil

    give anledning til nogen væsentlig sediment tilførsel til Vadehavet.

    4 km2

    1 km2

    klapplads

    0,26 km2

    Klapning

    afsluttet

    4 måneder

    senere

  • 50 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 11-3: Akkumuleret sedimentation i Grådyb, Knudedyb og Juvre Dyb. Sedimen-

    tation er lig med den øvre indhyldningskurve som er vist med rød punkte-

    ret streg for Grådyb. De lodrette blå linjer indikerer re-suspension. Tide-

    vandet skaber en jævn vekslen mellem sedimentation og re-suspension,

    mens større storme bringer materialet op i suspension i længere tid.

    Figur 11-4: Akkumuleret sedimentation i Vesterhavet, Fanø Bugt Vest og Hele mo-

    delområdet (se placering på Figur 1-1).

    Uden at inkludere nedbrydning af TBT under transporten og opholdet i Natura

    2000 området er der sedimenteret følgende mængder TBT i Vadehavet (Figur

    11-4):

    Grådyb: 300.000 kg x 0,3 x 100 µgTBT/kg TS = 0,01 kg TBT

    Knude Dyb: 200.000 kg x 0,3 x 100 µgTBT/kg TS = 0,006 kg TBT

    Juvre dyb: 50.000 kg x 0,3 x 100 µgTBT/kg TS = 0,0015 kg TBT

    Suspension

  • 51 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    11.2 Klappladsen, Scenarie 1

    11.2.1 Sedimentkoncentrationsforholdene på klappladsen, Scenarie 1

    Sedimentkoncentrationen på klappositionen er beregnet for vandsøjlen over 12

    m i et horisontalt net på 100 x 100 m.

    Overskridelsen af 10 mg/l er vist på Figur 11-5. Det fremgår, at sedimentkoncen-

    trationen i vandsøjlen overskrides meget hyppigt i løbet af den 200 dage lange

    klappeperiode i et ca. 4 km2 stort nærområde omkring klappladsen.

    Udenfor dette nærområde falder hyppigheden af overskridelsen til nul på nær et

    mindre område NV for klappladsen, hvor koncentrationen overskrides i 1-10

    dage i løbet af klapperioden.

    Figur 11-5: Antal dage med mere end 10 mg/l i den del af vandsøjlen der er mere

    end en meter over bunden.

    De maksimale sedimentkoncentrationer i løbet af klapperioden når værdier uden

    for et nærområde på ca. 4 km2 mellem 1 og 50 mg/l i et 15 km langt NNV-SSØ

    orienteret bælte uden for klappladsen. På selve klappladsen og i et 4 km2 stort

    område omkring pladsen varierer max øjebliksværdier mellem 25 og 5.000 mg/l

    (Figur 11-6) afhængig af hvor stor en del af det aflejrede materiale, der er bragt i

    resuspension. Langt den største del af det re-suspenderede materiale vil befinde

    sig lige over bunden og det vil aflejres igen lige så snart strømmen falder.

    Nær kysten langs Skallingen og Blåvands huk optræder der koncentrationer

    mellem 0-100 mg/l.

    421000.000000

    421000.000000

    423000.000000

    423000.000000

    425000.000000

    425000.000000

    427000.000000

    427000.000000

    429000.000000

    429000.000000

    431000.000000

    431000.000000

    433000.000000

    433000.000000

    435000.000000

    435000.000000

    437000.000000

    437000.000000

    439000.000000

    439000.000000

    441000.000000

    441000.000000

    443000.000000

    443000.000000

    445000.000000

    445000.000000

    447000.000000

    447000.000000

    449000.000000

    449000.000000

    451000.000000

    451000.000000

    453000.000000

    453000.000000

    61

    33

    00

    0

    .0000

    00

    61

    33

    00

    0.0

    000

    00

    61

    35

    00

    0

    .0000

    00

    61

    35

    00

    0.0

    000

    00

    61

    37

    00

    0

    .0000

    00

    61

    37

    00

    0.0

    000

    00

    61

    39

    00

    0

    .0000

    00

    61

    39

    00

    0.0

    000

    00

    61

    41

    00

    0

    .0000

    00

    61

    41

    00

    0.0

    000

    00

    61

    43

    00

    0

    .0000

    00

    61

    43

    00

    0.0

    000

    00

    61

    45

    00

    0

    .0000

    00

    61

    45

    00

    0.0

    000

    00

    61

    47

    00

    0

    .0000

    00

    61

    47

    00

    0.0

    000

    00

    61

    49

    00

    0

    .0000

    00

    61

    49

    00

    0.0

    000

    00

    61

    51

    00

    0

    .0000

    00

    61

    51

    00

    0.0

    000

    00

    61

    53

    00

    0

    .0000

    00

    61

    53

    00

    0.0

    000

    00

    61

    55

    00

    0

    .0000

    00

    61

    55

    00

    0.0

    000

    00

    61

    57

    00

    0

    .0000

    00

    61

    57

    00

    0.0

    000

    00

    61

    59

    00

    0

    .0000

    00

    61

    59

    00

    0.0

    000

    00

    Legend

    Klapplads

    Vandsøjlen fra1m og op

    Overskridelse10mg/l [dag]

    0 - 1

    1.1 - 2

    2.1 - 5

    5.1 - 10

    11 - 25

    26 - 50

    51 - 75

    76 - 100

    110 - 150

    160 - 250

  • 52 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Figur 11-6: Maksimum koncentration af sediment i vandsøjlen.

    11.2.2 TBT koncentration på 1,5 ngTBT/l, scenarie 1

    Fordelingen af overskridelsen af TBT koncentration på 1,5 ng/l er vist på Figur

    11-7 og Figur 11-8 henholdsvis uden nedbrydning af TBT og med henfaldskon-

    stant på 100 dage.

    Figur 11-7: Antal dage hvor TBT koncentrationen overskrider 1,5 ng/l i vandsøjlen på

    klappositionen uden henfald.

    421000.000000

    421000.000000

    423000.000000

    423000.000000

    425000.000000

    425000.000000

    427000.000000

    427000.000000

    429000.000000

    429000.000000

    431000.000000

    431000.000000

    433000.000000

    433000.000000

    435000.000000

    435000.000000

    437000.000000

    437000.000000

    439000.000000

    439000.000000

    441000.000000

    441000.000000

    443000.000000

    443000.000000

    445000.000000

    445000.000000

    447000.000000

    447000.000000

    449000.000000

    449000.000000

    451000.000000

    451000.000000

    453000.000000

    453000.000000

    61

    33

    00

    0

    .0000

    00

    61

    33

    00

    0.0

    000

    00

    61

    35

    00

    0

    .0000

    00

    61

    35

    00

    0.0

    000

    00

    61

    37

    00

    0

    .0000

    00

    61

    37

    00

    0.0

    000

    00

    61

    39

    00

    0

    .0000

    00

    61

    39

    00

    0.0

    000

    00

    61

    41

    00

    0

    .0000

    00

    61

    41

    00

    0.0

    000

    00

    61

    43

    00

    0

    .0000

    00

    61

    43

    00

    0.0

    000

    00

    61

    45

    00

    0

    .0000

    00

    61

    45

    00

    0.0

    000

    00

    61

    47

    00

    0

    .0000

    00

    61

    47

    00

    0.0

    000

    00

    61

    49

    00

    0

    .0000

    00

    61

    49

    00

    0.0

    000

    00

    61

    51

    00

    0

    .0000

    00

    61

    51

    00

    0.0

    000

    00

    61

    53

    00

    0

    .0000

    00

    61

    53

    00

    0.0

    000

    00

    61

    55

    00

    0

    .0000

    00

    61

    55

    00

    0.0

    000

    00

    61

    57

    00

    0

    .0000

    00

    61

    57

    00

    0.0

    000

    00

    61

    59

    00

    0

    .0000

    00

    61

    59

    00

    0.0

    000

    00

    Legend

    Klapplads

    N_20130101...

    Max. sedimentmg/l

    0 - 2

    3 - 10

    11 - 50

    51 - 100

    101 - 250

    251 - 500

    501 -1,000

    1,001 -5,000

    5,001 -10,000

    10,001 -25,000

    421000.000000

    421000.000000

    423000.000000

    423000.000000

    425000.000000

    425000.000000

    427000.000000

    427000.000000

    429000.000000

    429000.000000

    431000.000000

    431000.000000

    433000.000000

    433000.000000

    435000.000000

    435000.000000

    437000.000000

    437000.000000

    439000.000000

    439000.000000

    441000.000000

    441000.000000

    443000.000000

    443000.000000

    445000.000000

    445000.000000

    447000.000000

    447000.000000

    449000.000000

    449000.000000

    451000.000000

    451000.000000

    453000.000000

    453000.000000

    61

    32

    000

    .0000

    00

    61

    33

    000

    .0000

    00

    61

    34

    000

    .0000

    00

    61

    35

    000

    .0000

    00

    61

    36

    000

    .0000

    00

    61

    37

    000

    .0000

    00

    61

    38

    000

    .0000

    00

    61

    39

    000

    .0000

    00

    61

    40

    000

    .0000

    00

    61

    41

    000

    .0000

    00

    61

    42

    000

    .0000

    00

    61

    43

    000

    .0000

    00

    61

    44

    000

    .0000

    00

    61

    45

    000

    .0000

    00

    61

    46

    000

    .0000

    00

    61

    47

    000

    .0000

    00

    61

    48

    000

    .0000

    00

    61

    49

    000

    .0000

    00

    61

    50

    000

    .0000

    00

    61

    51

    000

    .0000

    00

    61

    52

    000

    .0000

    00

    61

    53

    000

    .0000

    00

    61

    54

    000

    .0000

    00

    61

    55

    000

    .0000

    00

    61

    56

    000

    .0000

    00

    61

    57

    000

    .0000

    00

    61

    58

    000

    .0000

    00

    61

    59

    000

    .0000

    00

    Legend

    TBT 1.5 ng/l

    Overskridelse1.5ng/l [dag]

    0 - 0.01

    0.011 - 0.05

    0.051 - 0.1

    0.11 - 0.5

    0.51 - 1

    1.1 - 2

    2.1 - 5

    5.1 - 10

    11 - 20

    21 - 50

  • 53 Kystdirektoratet:

    Spredning af klapmateriale på klapplads i Nordsøen

    www.niras.dk

    Koncentrationer på 1,5 ng TBT/l overskrides i nærfeltet ca. 20-50 dage og stort

    ikke i resten af fjernfeltet.

    Figur 11-8: Antal dage hvor TBT koncentrationen overskrider 1,5 ng/l i vandsøjlen på

    klappositionen for henfaldskonstant på 100 dage.

    Det fremgår, at halveringstiden på 100 dage reducerer området, hvor TBT kon-

    centrationen overskrider 1,5 ng/l, ganske lidt.

    11.2.3 TBT koncentration på 0,2 ng TBT/l, scenarie 1

    Fordelingen af overskridelsen af en TBT koncentration på 0,2 ng/l er vist på Figur

    11-9 og Figur 11-10 for to henfaldskonstanter på henholdsvis 0 dage og 100 dage.

    TBT koncentrationer på 0,2 ng/l overskrides i vandfasen i ca. 200 dage ud af de

    200 dage med klapning på selve klappladsen og i et 4 km2 stort nærområde

    omkring klappladsen.

    Udenfor nærområdet overskrides 0,2 ng/l i nogle få dage i et begrænset område

    NNV for klappladsen.

    421000.000000

    421000.000000

    423000.000000

    423000.000000

    425000.000000

    425000.000000

    427000.000000

    427000.000000

    429000.000000

    429000.000000

    431000.000000

    431000.000000

    433000.000000

    433000.000000

    435000.000000

    435000.000000

    437000.000000

    437000.000000

    439000.000000

    439000.000000

    441000.000000

    441000.000000

    443000.000000

    443000.000000

    445000.000000

    445000.000000

    447000.000000

    447000.000000

    449000.000000

    449000.000000

    451000.000000

    451000.000000

    453000.000000

    453000.000000

    61

    32

    000

    .0000

    00

    61

    33

    000

    .0000

    00

    61

    34

    000

    .0000

    00

    61

    35

    000

    .0000

    00

    61

    36

    000

    .0000

    00

    61

    37

    000

    .0000

    00

    61

    38

    000

    .0000

    00

    61

    39

    000

    .0000

    00

    61

    40

    000

    .0000

    00

    61

    41

    000

    .0000

    00

    61

    42

    000

    .0000

    00

    61

    43

    000

    .0000

    00

    61

    44

    000

    .0000

    00

    61

    45

    000

    .0000

    00

    61

    46

    000

    .0000

    00

    61

    47

    000

    .0000

    00

    61

    48

    000

    .0000

    00

    61

    49

    000

    .0000

    00

    61

    50

    000

    .0000

    00

    61

    51

    000

    .0000

    00

    61

    52

    000

    .0000

    00

    61

    53

    000

    .0000

    00

    61

    54

    000

    .0000

    00

    61

    55

    000

    .0000

    00

    61

    56

    000

    .0000

    00

    61

    57

    000

    .0000

    00

    61

    58

    000

    .0000

    00

    61

    59

    000

    .0000

    00

    Legend

    TBT 1.5 ng/l T5