VTI National Transport Research Database

Naturanpassade erosionsskydd i farleder (Nature-friendly bank protection in fairways)

  • Danielsson, Per
  • Statens geotekniska institut (SGI), Statligt forskningsinstitut, 202100-0712
Subject(s): Online resources: Abstract: Stränderna längs Furusundsleden utsätts för erosion från bland annat fartygstrafik. Fältstudier har tidigare genomförts för att bedöma vilken typ av fartygsgenerade vågor som påverkar erosionen mest (Granath 2015). Enligt dessa studier har det visat sig att avsänkningsvågen har störst negativ påverkan på stranderosionen och att en hastighetssänkning delvis kan lindra denna effekt. Enbart en hastighetssänkning löser dock inte hela problemet varför olika typer av erosionsskydd, liksom andra åtgärder, också kan komma att erfordras. Traditionellt utgörs erosionsskydd längs farleder av hårda skydd såsom stenskoning, gabioner och betongplattor/betongmadrasser. Gemensamt för dessa skydd som enbart utgörs av hårt material (sten, betong, tegel) är att de skadar det naturliga ekosystemet samt att de ofta förflyttar problemet nedströms och därmed skapar erosion på andra oönskade platser. Ofta sker erosion i kanterna av dessa skydd och med tiden kan de även sätta sig och därmed sjunka ner under vattenytan med försämrat skydd som resultat. Det saknas kunskap om hur naturanpassade erosionsskydd kan utformas på ett hållbart sätt längs farleder som kontinuerligt utsätts för fartygsvågor. Vågornas samverkan med botten när de närmar sig stranden är komplex och väldigt lite forskning existerar beträffande vågornas påverkan på strandplan och bankar. Erosionen beror primärt av vågornas lokala karakteristika samt strandområdets geometri och materialegenskaper. Ett passerande fartyg generar en rad olika vågor, men i en begränsad farled är det ofta avsänkningsvågen, relaterad till den vattenvolym skrovet undantränger, som ställer till störst skada beträffande erosionen. Projektet är indelat i fyra faser och målet är att testa och analysera olika metoder vad gäller naturanpassade erosionsskydd där mjuka och hårda erosionsskydd kan integreras på ett effektivt sätt. Metoderna kommer att utvärderas utifrån funktionalitet, robusthet, miljöpåverkan, ekonomi och social upplevelse. Fas 1 innebär en förstudie som kommer att pågå 2015-10-01—2016-04-30, med syfte att bättre förstå och kvantifiera konsekvenserna av fartygsgenererad erosion utmed stränderna i Furusundsleden. Huvudaktiviteter i projektet 2016 – 2020: 1. Litteraturstudie och sammanställning av data från andra relevanta projekt; 2. Analys av vågdata från L. Granaths studier i Furusundsleden; 3. Eventuella kompletterande fältmätningar i Furusundsleden 4. Utveckling av matematisk modell som beskriver fartygsvågor och sedimenttransport som genereras av fartygstrafiken, samt hur dessa påverkar stränderna; 5. Simulering med den framtagna modellen för olika scenarios; 6. Utforma fyra olika typer av naturanpassade erosionsskydd, samt anlägga dessa erosionsskydd i fyra olika testområden, där de testas över en 3-årsperiod; 7. Utveckla mätmetoder för att kunna bedöma erosionsskyddens hållfasthet mot erosion 8. Sammanställning av populärvetenskaplig skrift om fartygsvågors påverkan på stränder; 9. Projektrapport om naturanpassade erosionsskydd i farleder, och; 10. Doktorsavhandling inom naturanpassade erosionsskydd i farleder.Abstract: The shoreline along Furusundsleden is exposed to erosion from for instance ships. Field studies have previously been conducted to assess the type of ship generated waves that affect erosion most (Granath 2015). According to these studies, it has been found that the drawdown wave have the greatest negative impact on the erosion and that a speed reduction can partially alleviate this effect. Only a speed reduction does not solve the whole problem and therefore different types of bank protection, as well as other measures, may also be required. Traditionally consists bank protection along the fairways of hard protection such as stones, gabions and concrete slabs/concrete mattresses. Common to these protection that consist solely of hard material (stone, concrete, brick) is that they damage the natural ecosystem and that they often relocate the problem downstream, thereby creating erosion of other unwanted places. Often erosion occurs at the edges of these protection, and with time, they can also sag themselves and thereby sink down below the surface with weaker protection as a result. There is a lack of knowledge about how nature-friendly bank protection can be designed in a sustainable way along the fairways that are continuously exposed to ship generated waves. Waves interaction with the seafloor as they approach the shore is complex and very little research exists regarding the impact of the waves on the beaches and beach embankments. The erosion is primary depending on the waves local characteristics and the beach areas geometry and material properties. A passing ship generates a variety of waves, but in a limited fairway it is often the drawdown wave, related to the water volume of which the hull displaces, that causes the most damage in respect of erosion. The project is divided in four phases and the aim is to test and analyze different methods in terms of nature-friendly bank protection where the soft and hard erosion protection can be integrated in an efficient manner. The methods will be evaluated on the basis of functionality, robustness, environmental impact, economics and social experience. Phase 1 implies a feasibility study that will last 2015-10-01—2016-04-30, in order to better understand and quantify the consequences of ship generated erosion along the shoreline of Furusundsleden. Main activities of the project 2016 - 2020: 1. Literature review and compilation of data from other relevant projects; 2. Analysis of the wave data from L. Granaths studies in Furusundsleden; 3. Any additional field measurements in Furusundsleden; 4. Development of mathematical model that describes the ship waves and sediment transport generated by ships, and how these affect the beaches; 5. Simulation with the model for different scenarios 6. Design four different types of nature-friendly bank protection and constructing these bank protection in four test areas, where they are tested over a 3 year period; 7. Develop measurement methods to assess the bank protection strength against erosion; 8. Compilation of popular science publications on ship waves impact on beaches; 9. Project report on nature-friendly bank protection in fairways, and; 10. Doctoral thesis in nature-friendly bank protection in fairways.
Item type:

Powered by Koha