Modelling the morphological processes in the Small Strait
Author
Aau, Karli
Term
4. term
Publication year
2012
Submitted on
2012-05-31
Pages
131
Abstract
Small Strait (Väike Väin) mellem øerne Saaremaa og Muhu i Estland har siden 1896 været opdelt af en vejdæmning, og der har længe været diskussion om at etablere åbninger i dæmningen. Dette studie undersøger de morfologiske processer i strædet og vurderer, hvordan bunden og strømforholdene vil udvikle sig ved forskellige åbne-scenarier. Arbejdet omfatter tre dele: (1) beskrivelse af området og dataindsamling, (2) laboratorieforsøg, hvor sedimenternes egenskaber (kornstørrelse, organisk indhold, porøsitet, densitet) og kritisk bundforskydning blev bestemt i Aalborg Universitets kystlaboratorium, samt flumeforsøg med bølger og strøm til at vurdere og kalibrere MIKE 21 Sand Transport, og (3) numerisk modellering. Der blev opstillet en regional hydrodynamisk og bølgemodel for Rigabugten baseret på vandstands- og vinddata, efterfulgt af en finere hydrodynamisk model for Small Strait, som blev valideret mod Virtsu vandstande (korrelationskoefficient 0,93), samt en sedimenttransportmodel anvendt til relative sammenligninger. Fire scenarier blev analyseret: nuværende dæmning, to åbninger på ca. 20 m, en 1 km åbning og fuld fjernelse af dæmningen. Bundniveauændringer og hydrodynamiske tendenser blev modelleret for ét år, og en morfologisk fremskrivning blev lavet for ti år. Resultaterne viser, at sedimenterne sandsynligvis er kohæsive, og at fuld fjernelse af dæmningen giver den største vandudveksling, men medfører betydelig aflejring i den sydøstlige bugt. Af de undersøgte tiltag gav to 20 m åbninger den mest fordelagtige balance, men forbedringerne var begrænsede (op til omkring 20% lokalt), og de fleste områder forblev uændrede. En lavvandet banke i sydøst synes at være opstået før dæmningen. Samlet set tyder studiet på, at åbninger i dæmningen kun i begrænset omfang kan ændre de morfologiske processer i Small Strait.
The Small Strait (Väike Väin) between Estonia’s Saaremaa and Muhu islands has been divided by a road dam since 1896, prompting debate about creating openings to restore exchange. This thesis investigates the strait’s morphological processes and predicts how bed levels and flows would respond to different opening scenarios. The work comprises three parts: (1) characterization of the study area, (2) laboratory experiments determining sediment properties (grain size, organic content, porosity, density) and critical bed shear stress in Aalborg University’s coastal laboratory, along with flume tests under combined waves and currents to assess and calibrate the MIKE 21 Sand Transport model, and (3) numerical modeling. A regional hydrodynamic and wave model for the Gulf of Riga was developed from water level and wind data, followed by a higher-resolution hydrodynamic model for the Small Strait validated against Virtsu water levels (correlation 0.93), and a sediment transport model used for relative comparisons. Four scenarios were analyzed: the present dam, two openings of about 20 m, a 1 km opening, and complete dam removal. Bed level changes and hydrodynamic tendencies were simulated for one year, with a ten-year morphological projection. Results indicate the sediments are likely cohesive; complete dam removal would maximize water exchange but lead to substantial deposition in the southeast bay. Of the tested options, two 20 m openings offered the most favorable balance, yet improvements were modest (up to roughly 20% locally) and most areas remained unchanged. A shoal in the southeast likely pre-dates the dam. Overall, openings in the dam are unlikely to significantly alter the strait’s morphological processes.
[This summary has been generated with the help of AI directly from the project (PDF)]
Keywords
Documents