Sedimentation around Thyborøn Channel: Effects of Improving Storm Surge Levels in The Limfjord

Abstract

I Limfjorden opleves øgede vandstande forårsaget af storme fra vest, der presser vand ind gennem Thyborøn Kanal. Klimaændringer øger stormenes styrke, men en anden vigtig faktor er, at Thyborøn Kanal udvider sig, hvilket tillader mere vand at strømme gennem den under storm. Kystdirektoratet (KDI) har med hjælp fra Dansk Hydraulisk Institut (DHI) konkluderet, at en indsnævring af Thyborøn Kanal er den bedste løsning på problemet. Forlængelse af høfder og konstruktion af en dæmning med sluser til vand og skibsfart præsenteres som løsningsforslag til indsnævring af kanalen. Udvidelse af høfden til at indsnævre indløbet vurderes af KDI som det mest fordelagtige valg baseret på prisen, og at den begrænser stormvandstandsudviklingen. Dette projekt undersøger de forventede forandringer i Thyborønområdets sedimentation forårsaget af to løsningsforslag: (1) forlængelse af høfde (2) konstruktion af en dæmning samt forlængelse af høfde. Begge forslag sammenholdes med en referencemodel modelleret ud fra de nuværende forhold i området. Målet er at vurdere på de sedimentmæssige konsekvenser af at implementere løsningsforslagene samt give en anbefaling til løsningen af problematikken baseret herpå. Vurderingen af de sedimentmæssige konsekvenser af udvidelserne er baseret på simuleringer lavet i DHIs softwarepakke MIKE 21, der estimerer sedimenttransport baseret på løbende opdatering af kombinerede bølge-, strøm- og dybdeforhold. To storme er valgt til simuleringer: en kraftig fra januar 2005 og en mildere fra december 2005. På den måde kan både spidssituationers og relativt almindelige vejrforholds indflydelse på områdets bathymetri vurderes. Stormene er valgt på baggrund af sedimenttransporttendenser estimeret ud fra 17 års bølgedata sluttende i 2012. Simuleringerne viser tendenser for stor erosion i indløbet til kanalen ved udvidelse af høfden grundet acceleration af strømmen. Sedimentet fra erosion aflejres både i og ud for kanalen. Ved tilføjelse af dæmningen ses stor aflejring af sediment i indløbet, men kanalen selv er fri for erosion og bypasset forøges, hvilket betyder mindre kysterosion og dermed mindre behov for kystfodring. Det konkluderes, at erosionen i høfdeudvidelsesmodellens indløb kan få store økonomiske konsekvenser pga. nødvendigheden af oprensning rundt i området. De økonomiske konsekvenser forværres af, at erosionen ses både i den kraftige og milde stormsimulering, hvilket tyder på, at problemet ikke begrænser sig til hårdt vejr. Konstruktionsomkostnignerne for dæmningsforslaget er noget højere, men sedimentationsmæssigt betragtes forslaget overlegent. Forsøg på at bringe omkostninger til dæmningen ned besværliggøres af Thyborøn Havns planer om udvidelse sydover. Det anbefales at implementere sedimentbegrænsede modeller for høfteudvidelsesforslaget for at undersøge omfanget af erosionen i indløbet. Herudover anbefales det, at simulere længere, roligere perioder for at få indblik i, om den akkumulerede transport bliver for stor.

The Danish Limfjord experiences increased storm surge levels due to an increasing cross section in Thyborøn Channel which connects the Limfjord to the North Sea. Several suggestions to a solution to the problem have been made, among them building a dam with a sluice to be closed during storms. This project assesses the sediment related consequences of implementing the proposed solutions. The assessment is made through simulations of sediment transport in the area caused by both severe and relatively mild storms chosen through analyses on meteorological and oceanographic data. The simulations are made in the software suit MIKE 21 which couples simulations of wave, flow, and sediment transport fields to model realistic processes accurately and efficiently. It is found that the construction of a dam and extension of a groyne would significantly improve sediment conditions in the area compared to only extending the groyne. Adding the dam, while expensive, is further found to improve manoeuvrability of ships in the entrance to Thyborøn Harbour and has been proved in other work to improve oxygen levels in the Limfjord.

A master thesis from Aalborg University

Sedimentation around Thyborøn Channel: Effects of Improving Storm Surge Levels in The Limfjord