Høring: Ansøgning om vandindtag til Norsøens Forskerpark - Hirtshals

Rød = etablering af 2 stk. ø315 drænrør på 200 meter i KT -2,5 til -3,5 Blå = eksisterende 2 stk. ø315 drænrør på 100 meter i kote -1,45 til -2,5

H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx

ADRESSE COWI A/S

[adresse]

[postnr by]

TLF [telefon]

FAX [telefon]

WWW cowi.dk

PROJEKTNR. DOKUMENTNR. 01 VERSION UDGIVELSESDATO BESKRIVELSE UDARBEJDET KONTROLLERET GODKENDT

1.0 05-06-2020 [..] [..] [..] NORDSØEN FORSKERPARK VURDERING AF ANLÆG TIL INDVINDING AF SALTVAND – GRAVET DRÆN MOD SYD-VEST FORUDSÆTNINGSNOTAT

INDVINDING AF SALTVAND

H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx INDHOLD 1 Indledning 2 2 Beskrivelse af nyt anlæg i havstokken 2 3 Forhold omkring det nye anlæg 4

3.1 Vindforhold 4
3.2 Vandstandsvariationer i havet 5 4 Ny Pumpestation 7 5 Diskussion af løsning med dybe dræn 8 6 Referencer 9

Indledning

Nordsøen Forskerpark (NF) og COWI har i en længere periode undersøgt mu- lige løsninger for etablering af et supplerende anlæg til indvinding af hav- vand, der kan levere vand selvom der er ekstremt lavvande i havet. Havvandet skal benyttes til selve driften af akvariet, og at kunne levere vand til landbaserede anlæg til opdræt af laks.

COWI har i forløbet udarbejdet en række rapporter, herunder:

› Nordsøen Forskerpark. Vurdering af løsninger for indvinding af havvand (dato 16-12-2016) I denne rapport beskrives en række mulige løsninger for indvinding af vand, herunder en løsning hvor der etableres dræn ud under havbunden (styrede underboringer) og nedgravede dræn i havstokken, tilsvarende det eksiste- rende system. Der er i længere tid arbejdet med en løsning med styrede underboringer ud under havet, men grundet det endelige økonomiske tilbud fra entreprenør Østergaard A/S, har Nordsøen Forskerpark undersøgt muligheden for at vende tilbage til en løsning hvor der etableres dræn i havstokken, men i et dybere niveau end det eksisterende dræn. Dette notat beskriver fordele og ulemper ved en løsning hvor der etableres et dybereliggende dræn i havstokken. 2 Beskrivelse af nyt anlæg i havstokken Ideen med det nye anlæg er at lave et tilsvarende drænsystem som det eksi- sterende, blot etableres drænet i en større dybde for at sikre en mere stabil vandforsyning under ekstremt lavvande. Hvorvidt anlægget skal etableres på

INDVINDING AF SALTVAND

3 H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx indersiden (mod land) eller mod havsiden af det eksisterende dræn er ikke afklaret endnu, men COWI anbefaler, at drænet etableres på landsiden af det eksisterende dræn, da det vil gøre etableringen af drænet lettere, og kun have en mindre betydning for ydelsen. Som udgangspunkt skal det nye anlæg kunne levere min. 200 m³/time uan- set vandstanden i havet. De dybereliggende dræn etableres mod syd-vest. Det er ikke hensigtsmæs- sigt at udvide anlægget mod øst, da der p.t. foregår sandindvinding i områ- det bagved havnemolen. Hvis indvindingen af sand indstilles, kan det forven- tes at kysten vil bygge ud, og at afstanden mellem drænene og havet derved bliver større. Den fremtidige placering af drænene er markeret på oversigtskortet i Figur 1. Det skal bemærkes, at vandstanden på fotoet står lavt. De gange COWI har besøgt lokaliteten har vandstanden været på niveau med stensætningen foran molen.

Figur 1 Udbredelse af et 200 meter langt dræn etableret mod syd-vest. Det eksisterende syd-vest vendte drænsystem er nedgravet til kote -1,45 m DVR90 (fjernest pumpestationen) og falder til kote -2,0 m DVR90 ud for pumpestationen. Drænrørene er 100 meter lange, hvilket betyder, at rørene ligger med et fald på 5‰. De to nye dræn etableres med en bundkote i -3,5 m DVR90 i dybdepunktet ud for den eksisterende pumpestation. Hvis rørene, der skal være 200 meter

INDVINDING AF SALTVAND

H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx lange, også skal ligge med et fald på 5‰, skal rørene ligge med en topkote fjernest pumpehuset i kote -2,5 m DVR90.

De to nye 200 meter lange drænrør etableres, som det eksisterende, med en dimension på Ø315 mm. Der benyttes samme slidsebredde og gruskastning omkring drænet som det eksisterende system. NF ligger inde med disse op- lysninger.

Da vandet skal gravitere til pumpestationen, skal det eksisterende pumpehus enter graves dybere, eller der skal etableres et nyt og dybere pumpehus til det nye indløb. Det er vurderet, at det er mest hensigtsmæssigt at etablere et nyt pumpehus ved siden af det eksisterende. Bundkoten for det eksiste- rende pumpehus er i ca. kote -2,8 m DVR90, og for at holde et fald fra dræ- nene ind i pumpehuset, skal bundkoten for et nyt pumpehus være i kote -4,0 m DVR90.

Den eksakte ydelse af det eksisterende syd-vest vendte anlæg kendes ikke på nuværende tidspunkt, så det er vanskeligt at give et bud på hvor meget vand et supplerende system kan levere, men man kan beregne, at et nyt an- læg teoretisk set vil kunne levere 2-3 gange mere vand end de eksisterende syd-vest vendte dræn. En af årsagerne til den relativt store forøgelse af ydel- sen ved det nye system er, at det nye anlæg samlet set bliver ca. dobbelt så langt som det eksisterende anlæg.

Det anbefales kraftigt at måle ydelsen af det eksisterende sydvestvendte drænsystem under forskellige vandstandsniveauer i havet, for derved at sandsynliggøre at det nye dræn vil kunne yde 200 m³/time.

Forhold omkring det nye anlæg

I det følgende beskrives det miljø og de fordele og ulemper der er erkendt i arbejdsprocessen i forbindelse med etablering og drift af et anlæg etableret i havstokken. Erfaringer fra det eksisterende anlæg er naturligvis inddraget i disse vurde- ringer.

3.1 Vindforhold Havnen i Hirtshals måler vindretningen og plotter data i såkaldte vindroser.

Derved er det muligt, på visuel vis, at se hvilken vindretning der er den do- minerende. Vindretningen har betydning for vandstanden. Således observe- res, ifølge Nordsøen Forskerpark (NF), de kraftigste og længste perioder med lavvande under østenvind. Denne observation understøttes af målinger af vindretningen sammenholdt med vandstandsmålinger fra Hirtshals Havn. Værdierne angiver den procentuelle fordeling af vindretninger fra 2001 til 2012, jf. Figur 2.

INDVINDING AF SALTVAND

5 H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx

Figur 2 Vindroser fra Hirtshals. Rosen viser den fremhærskende vindretning i årets 12 måneder. Som det fremgår af vindroserne, så de vestenvinden overordnet set frem- hærskende i sommer- og efterårsperioden, hvor vinden op mod halvdelen af tiden kommer fra V eller SV. Vinde fra østlige retninger er mere fremher- skende i det tidlige efterår og om vinteren. Dermed ikke sagt, at der ikke kan forekomme kraftigt lavvande i sommerperioden, men det er ikke så fremher- skende ifølge vindroserne (kilde Hirtshals Havn, Vejrstatistiker 2001-2012, /1/). Ved planlægning af arbejdet med etablering af de nye dræn bør disse forhold tænkes ind i tidsplanen. Entreprenørens forventede tidsforbrug til etablering af drænene kendes ikke af COWI.

3.2 Vandstandsvariationer i havet I perioder med kraftigt lavvande, som typisk opstår under længere perioder med østenvind, har Nordsøen Forskerpark (NF) erfaret, at forsyningen af friskt havvand fra det eksisterende drænsystem, både de øst- og vestvendte dræn, ikke kan følge med forbruget. Ifølge NF kan en lav vandstand i havet over en længere periode medføre at vandet i akvarierne bliver grumset.

Dette er dog en sjældent forekommende hændelse. I perioder med normal vandstand, under flod og ebbe, kan drænene i det ek- sisterede anlæg uden problemer levere de ønskede vandmængder.

Hirtshals Havn foretager registreringer af vandstanden i havnen. Hirtshals

Havn har velvilligt stillet vandstandsdata til rådighed fra januar 2010 til de- cember 2016.

INDVINDING AF SALTVAND

H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx

Figur 3 Vandstandsvariationer i Hirtshals Havn, fra jan. 2010 til dec. 2016. Den røde stiplede linje markerer den generelle trend for vandstanden, som i perioden fra 2010 til 2016 er steget ca. 10 cm. De laveste registrerede vandstande i perioden ligger omkring kote -0,9 m DVR90, mens den højeste registrerede vandstand ligger omkring kote +1,4 m DVR90 i december 2013. Som ventet, på baggrund af vindroserne, obser- veres de laveste vandstande i vinterperioden og det tidlige forår hvor østen- vinden er fremherskende. Det bemærkes, at det vægtede gennemsnit, vist med rød stiplet linje, viser, at vandstanden i måleperioden er steget med ca. 0,1 meter. Historisk set er der registret en minimumvandstand i kote -1,2 m i årene fra 2016 -1940 /2/, men som vandstandsmålingerne i Figur 3 indikerer, er det en sjældent forekommende hændelse. Netop havniveau vurderes at være den største ikke kontrollerbare faktor i forhold til om det er muligt at få etableret drænene. Da drænene etableres dybere end de eksisterende dræn, vil der anlægsteknisk være større udfor- dringer med håndtering af vand i udgravningen, og anlægsperioden bliver længere end ved det tidligere anlæg. COWI er ikke bekendt med entreprenø- rens plan for udførelse af projektet, herunder brug af gravekasser, sugespid- ser og udgravningstakt. Entreprenøren er klar over udfordringen med havniveau og håndtering af vand i udgravningen, da det er den samme entreprenør som har udført det eksisterende drænsystem, som har givet tilbud på etablering af de nye dræn. COWI kan ikke vurdere om det er realistisk at etablere drænene til den øn- skede dybde, men entreprenøren har givet tilbud på opgaven på et oplyst grundlag. Arbejdet med etablering af dræn stiller store krav til entreprenørens fleksibili- tet, da arbejdet forventeligt skal kunne udføres med få dages varsel.

INDVINDING AF SALTVAND

7 H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx 4 Vandkvalitet Et af argumenterne for at lave et anlæg til indvinding af vand som styrede underboringer ud under havet er, at der derved sikres en og stabil tilførsel af koldt iltrigt vand, selvom vandstanden i havet er lav i en længere periode. COWI er ikke bekendt med at vandtemperaturen registreres på det vand der indvindes med det eksisterende drænsystem. Vandtemperaturen på vandet indvundet i havstokken kan forventes at følge badevandstemperaturen, og den kan ifølge temperaturmålinger i havnen være op til ca. 20 grader. Vand- temperaturen i havnebassinet må dog forventes at være højere end på ky- sten hvorfra der indvindes. Det skal bemærkes, at den optimale trivselstemperatur for lakseopdræt er mellem 8-12 grader. Dette forhold kan have betydning for eventuelle afta- gere af vandet til lakseopdræt. Den tidligere opsynsmand med anlægget til indvinding af vand, har over for COWI oplyst, at der i perioder med lav vandstand i havet blev pumpet grum- set vand ind i akvarierne, som gjorde vandet så grumset, at det var vanske- ligt at se fiskene. Det kan ikke afvises, at denne situation kan opstå igen hvis der etableres et nyt dybere dræn langs det eksisterende. Det anbefales ligeledes at iværksætte en kontinuerlig registrering af vand- temperaturen på det oppumpede vand fra det eksisterende anlæg. 5 Ny Pumpestation Ved etablering af et dybere drænsystem, skal indløbskoten i pumpehuset sænkes. Dette gøres ved at etablere et nyt pumpehus med en bundkote i ca. kote -4. Pumpehuset etableres umiddelbart bagved ved eksisterende pumpe- hus. Pumpehuset kan etableres uafhængigt af vejrforholdene. Inden arbejdet på- begyndes anbefaler COWI, at de geotekniske forhold under bygningen under- søges. Det anbefales derfor at etablere en geoteknisk boring i fodaftrykket af den kommende bygning inden pumpehuset etableres. Oplysninger fra den geotekniske boring skal bl.a. benyttes til at designe spunsvæggen omkring udgravningen. COWI har lavet beregning for betonvægge og armering af disse i forbindelse med en lignende konstruktion i havstokken. Pumpestationen kan etableres efter at drænene er lagt. Pumpestationen dimensioneres således, at den evt. kan indgå i en udbygning af kapaciteten af det samlede anlæg ved at etablere en styret underboring ud under havet. Forbindelsen mellem pumpestationen og drænet etableres med en styret un- derboring.

INDVINDING AF SALTVAND

H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx 6 Diskussion af løsning med dybe dræn I de følgende opstilles de ovenfor diskuterede forhold vedrørende etablering af dræn i havstokken på punktform. Fordele ved løsning med dræn › Den åbenlyse fordel ved etablering af dræn i havstokken, i forhold til en løsning hvor der føres drænrør ud under havet, er, at løsningen er væ- sentlig billigere. › Det er en kendt metode, og arbejdet kan udføres af et firma som har er- faringer fra etableringen af de eksisterende dræn. Forhold der skal overvejes ved en løsning med nedgravede dræn › Det tidslige vindue hvor i det er muligt at etablere drænene i havstokken er begrænset og stor fleksibilitet fra entreprenørens side er påkrævet › COWI forudser store udfordringer med at grave til kote -3,5 i havstok- ken. Det anbefales at udføre en prøvegravning, med gravekasse og grundvandshåndtering, til den ønskede dybde inden materialerne bestil- les hjem › Vandkvaliteten, og ikke mindst vandtemperaturen kan være en udfor- dring med et dræn i havstokken › Ydelsen af det eksisterende syd-vestvendte system er ikke kendt. Teore- tisk set burde det nye anlæg kunne levere mellem 2-3 gange så meget vand som det eksisterende system, men om det er nok til at levere op til 200 m³/time i en situation med ekstremt lavvande er uvist på nuvæ- rende tidspunkt › Den tidligere opsynsmand på anlægget ([navn]), har oplyst COWI om, at der tidligere er observeret grumset vand i akvarierne i forbindelse med ekstremt lavvande. Det kan ikke afvises at dette kan forekomme igen med et dybereliggende dræn i havstokken. Anbefalinger til supplerende undersøgelser › Måling af ydelsen af det eksisterende syd-vest vendte drænsystem under forskellige havniveauer › Kontinuerlig måling af temperaturen af det oppumpede vand under for- skellige havniveauer. Umiddelbart er løsning med et dybereliggende dræn i havstokken tillokkende, da den er billigere end at etablere dræn ud under havbunden, men som det fremgår af ovenstående gennemgang indebærer løsningen også nogle udfor- dringer i udførselsfasen og mht. vandmængde og temperatur. Forhold om- kring ydelsen kan relativt let løses ved at gøre drænene længere, men

INDVINDING AF SALTVAND

9 H:\Projekter\Saltvandsindtag\2x200m drænsystem\Ocean_Hirtshals_1.0_sammenskrivning af løsning_gravet dræn ver1.docx forholdet omkring vandkvalitet, herunder vandtemperatur, kan der ikke gøres noget ved med denne løsning.

Referencer /1/ Hirtshals Havn, Port of Hirtshals. Vejrstatistiker 2001- 2012. Norddan marksførende erhvervshavn. /2/ Publikationer fra Det Danske Metrologiske institut, meddelelser nr. 11.

Abnorme vandstandsforhold i de danske farvande. Resultater af vand-standsobservationer foretaget under abnorme vandstandsforhold i aarene 1916-1940.