EARTH SCIENCES CENTRE GÖTEBORG UNIVERSITY B369 2003

KUSTPROCESSER I SAMBAND MED TRYCKUTJÄMNINGSMODULER

I YSTADBUKTEN MODELLERAT MED HJÄLP AV

TREDIMENSIONELL GIS

Uffe Schultz

Department of Physical Geography GÖTEBORG 2003

GÖTEBORGS UNIVERSITET Institutionen för geovetenskaper Naturgeografi Geovetarcentrum

KUSTPROCESSER I SAMBAND MED TRYCKUTJÄMNINGSMODULER

I YSTADBUKTEN MODELLERAT MED HJÄLP AV

TREDIMENSIONELL GIS

Uffe Schultz

ISSN 1400-3821 B369

Projektarbete Göteborg 2003 Postadress Besöksadress Telefo Telfax Earth Sciences Centre Geovetarcentrum Geovetarcentrum 031-773 19 51 031-773 19 86 Göteborg University S-405 30 Göteborg Guldhedsgatan 5A S-405 30 Göteborg

SWEDEN

Sammanfattning På ett flertal ställen i södra Sverige är kusten utsatt för erosion där bebyggelse, infrastruktur, natur- och kulturlandskap och områden för friluftsliv och turism anses vara i riskzonen. Ystad kommun, som har mest erosionsproblem, och även många andra kommuner har observerat behovet av att åtgärder vidtas men en ansvarig samordningsmyndighet har saknats. 1994 bildade därför sju svenska kommuner och ett danskt expertorgan Erosionsskadecentrum. Idag är 18 kommuner med erosionsproblem medlemmar och verkar för att utveckla flexibel, kostnadseffektiv och miljöanpassad erosionsskyddsteknik. Ystad kommun har installerat ett kustskyddssystem som placerats i Sandskogen i Ystadbukten. Systemet består av tryckutjämningsmoduler som skall minska erosionen vid storm och bättre bygga upp stranden vid dyningar. Vid fyra tillfällen från oktober 2002 till januari 2003 har avvägning av sandstranden i Sandskogen i Ystadbukten utförts i syfte att analysera tryckutjämnings-modulernas effekt. I ett GIS har sedan dessa avvägningar jämförts och tredimensionellt analyserats för att kunna relatera volymförändringen av sand till tryckutjämningsmodulernas placeringar på stranden. Data för vattenstånd, vindhastighet och vindriktning under mätperioden har även legat till grund för tolkning av kustprocesserna. Resultaten visar att tryckutjämningsmodulerna bidragit till lokala ackumulationer av sand, men dock inte till en nettoackumulation inom området. Under hela mätperioden skedde en nettoerosion på cirka 3000 m3. Systemet med tryckutjämningsmodulerna är inte intakt och många rör fattas, vilket ger en minskad effekt. Fältområdet lider av sedimentbrist, vilket försvårar en uppbyggnad av sand. Det kan dock ses att tryckutjämningsmodulerna lokalt tenderar att hålla kvar sanden då stranden utsätts för stormvågor och även att de tenderar att ackumulera sand då stranden utsätts för dyningar.

Summary

Coastal processes in relation to pressure-equalizing modules in Ystad Bay modelled with three-dimensional GIS. - Many places along the Swedish south coast are exposed to erosion where houses, infrastructure, landscapes with nature and culture values and areas for recreation and tourism are considered to be in the risk zone. Ystad town, where the erosion problem is greatest, and many other towns have addressed the need for something to be done, but a responsible co-ordination institute has been missing. For that reason seven Swedish and one Danish town founded in 1994 the institute Erosionsskadecentrum. Today 18 towns with erosion problems are members and work to develop flexible, low cost and environmentally engineered erosion protection techniques. Ystad town has established an erosion protection system on the beach in Sandskogen in Ystad Bay. The system consists of pressure-equalizing modules that will reduce the erosion during storm conditions and increase the accumulation of sand during swell conditions. At four occasions from October 2002 to January 2003 the beach has been leveled in purpose to analyze the effect of the pressure-equalizing modules. The levels have then been compared three dimensionally and analyzed in a GIS to relate volume change of sand to the location of the pressure-equalizing modules on the beach. Data for water level, wind speed and wind direction for the period has also been used to interpret the coastal processes. The results show that the pressure-equalizing modules locally contribute to accumulation of sand, but not to a net accumulation in the area. During the whole period there was a net erosion of 3000 m3 sand. The pressure-equalizing system is not fully functional and many modules are missing, which reduces the effect. The field area suffers a lack of sediment, which makes the build up of the beach difficult. However, it can be seen that the pressure-equalizing modules tend to locally keep the sand when exposed to storm waves and also tend to accumulate sand when exposed to swell waves.

1

Sammanfattning..................................................................................................... 1 Summary................................................................................................................ 1 Förord .................................................................................................................... 4 1. Inledning......................................................................................................... 5

1.1 Isostasi, eustasi och relativ havsnivåförändring.................................................... 5 1.2 Erosionen i Ystadbukten ......................................................................................... 6 1.3 Tidigare mätningar av erosionen i Ystadbukten................................................... 7

1.3.1 Profilinmätning .................................................................................................. 7 1.3.2 Tryckutjämningsmoduler.................................................................................... 8

1.4 Syfte ........................................................................................................................... 8 1.5 Frågeställningar ....................................................................................................... 9

2 Kustprocesser ............................................................................................... 10 2.1 Klimatet................................................................................................................... 10 2.2 Vågor ....................................................................................................................... 10 2.3 Vindström ............................................................................................................... 12 2.4 Kustnormala strömmar ......................................................................................... 12 2.5 Dyningar och stormvågor...................................................................................... 14 2.6 Kustparallella strömmar ....................................................................................... 16 2.7 Stränder................................................................................................................... 17 2.8 Bukter...................................................................................................................... 19 2.9 Headland control .................................................................................................... 21 2.10. Kustskyddstekniker .................................................................................................. 22

2.10.1. Tvärhövder ....................................................................................................... 22 2.10.2. Tryckutjämningsmoduler.................................................................................. 22

3 Områdesbeskrivning..................................................................................... 23 3.1 Ystadbukten, en del av Östersjön ......................................................................... 23 3.2 Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning ...................................................... 23

4 Metodik......................................................................................................... 25 4.1 Vindriktning, vindhastighet och vattenstånd ...................................................... 25 4.2 Fältstudie................................................................................................................. 25

4.2.1 Strandavvägning............................................................................................... 25 4.2.2 Beräkning av volymförändringen med hjälp av tredimensionell GIS .............. 26

5 Resultat ......................................................................................................... 28 5.1 Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning ...................................................... 28 5.2 Volymförändringen 9 oktober – 11 november .................................................... 34 5.3 Profiler..................................................................................................................... 40 5.4 Volymförändringen 11 november - 3 december.................................................. 46 5.5 Volymförändringen 3 december - 23 januari ...................................................... 51 5.6 Volymförändringen under hela mätperioden...................................................... 58 5.7 Förändringen vid tryckutjämningsmodulerna.................................................... 61

6 Diskussion .................................................................................................... 62 6.1 Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning ...................................................... 62 6.2 Ystadbuktens form................................................................................................. 62 6.3 Erosionen under ett år ........................................................................................... 62 6.4 Tryckutjämningsmodulernas effekt ..................................................................... 63 6.5 Tvärhövdernas påverkan ...................................................................................... 64 6.6 Felkällor .................................................................................................................. 64

7 Slutsatser....................................................................................................... 65

2

8 Förslag till åtgärder och uppföljning............................................................ 67 Referenser............................................................................................................ 68

3

Förord Jag har alltid varit fascinerad av just kustzonen så valet av ämne har inte varit svårt. Jag har egentligen vetat att jag skulle göra en examensuppsats om kusterosion sedan jag läste om kustprocesser i naturgeografi introduktionskursen i Lund, eller jag har i alla fall hoppats på att jag skulle göra det sedan dess. Nu när uppsatsen är skriven kan jag fortfarande glädjas åt att ämnet inte är uttömt och att det fortfarande finns mer att fascineras av när det gäller havet och kusten. Det kanske mest fascinerande med havet är dess mångsidighet och humörsvängningar; hur ett kaotiskt hav i storm kan förvandlas till en spegelblank harmonisk yta; aggressivt och rofyllt på samma gång; hur inspirerande havet kan vara med dess förmåga att fängsla känslorna och skapa magiska stunder och oförglömliga ögonblick; och samtidigt är kusten en plats som människan får kämpa för, en fåfäng kamp mot krafter vars syften ingen kan ändra; en kompromisslös plats där människan blivit tvungen att inse sina begränsningar. Trots det, en plats värd att kämpa för. Jag vill ge ett stort tack till: Erling Alm som från början gjort detta arbete möjligt för mig att genomföra. Hans Hanson som bistått med material och som hjälpt till att definiera arbetet, Bengt Eriksson som varit min kontakt på mätkontoret, Leif Ekholm och Per-Owe Rix som hjälpt mig med avvägningarna och som fått frysa minst lika mycket som jag, Margaretha Ohlsson som bistått mig med vind och vatten data, och Jon Norin som varit min handledare och vägledare. Jag vill även tacka Karin min underbara fästmö, som numera kan lika mycket om kustprocesser som jag, för hennes tålamod och stöd.

4

1. Inledning 1.1 Isostasi, eustasi och relativ havsnivåförändring Kusterosion är ett problem som observerats kring många av världens kuster. Till stor del beror problemen på en global havsnivåhöjning till följd av bland annat klimatförändringar som styr fördelningen av vatten mellan hav och land. Vid den senaste landisens maximala utbredning för cirka 20 000 år sedan var så mycket vatten bundet i isen att havsytan var cirka 120 m lägre än idag (Fairbanks 1989, s 637). För tillfället är den globala havsytehöjningen cirka 2,5 mm/år (Pethick 1984, s 233). Intresset för kustprocesser och erosionsproblem har även uppstått på grund av urbanisering där förändring av kustlinjens form orsakar att tidigare jämviktslägen störs och måste anpassa sig till de nya förhållandena. Klimatförändringar bidrar också till att jämviktslägen störs, till exempel kan nederbördsförändringar påverka flödesmängden i vattendrag och därmed deras struktur och sedimenttillförsel till kusten. Erosionen kring Skånes kuster påverkas av eustatiska och isostatiska förändringar orsakade bland annat av den senaste glacialtiden (Weichsel). Eustatiska förändringar syftar till havsytans nivåförändringar och isostatiska förändringar syftar till jordskorpans nivåförändringar. Beroende på hur dessa samverkar eller motverkar varandra ändras strandlinjens läge. Weichselisens utbredning över Fennoscandia och Skottland innebar att jordskorpan trycktes in på grund den stora tyngden. Isostatiska förändringar på grund av glaciärers påverkan kallas glacio-isostsi. Den resulterande sänkningen av jordskorpan var proportionell mot isens tjocklek, det vill säga inte lika stor vid isfrontens södra gräns över norra Tyskland som vid dess centrum. Landhöjningen efter isavsmältningen är därför inte lika stor i södra Sverige som längre norrut. Längs Sveriges sydkust sker för tillfället en eustatisk höjning som är snabbare än den isostatiska höjningen, vilket resulterar i en relativ höjning av havsytan på 1 mm/år. I Ångermanlands kusttrakter sker istället en relativ landhöjning på 8 mm/år (SNA 1992, s 15). Den landhöjning som för tillfället sker där istäcket var som mäktigast är även förknippat med en landsänkning av intilliggande områden. Landsänkningen beror på att isens tyngd orsakade ett horisontellt massflöde och tryckte undan jordskorpan som till en början höjdes i områdena utanför istäcket men som nu strävar efter att återställas. De områden där det för tillfället sker en landsänkning är bland annat kusten kring norra Tyskland, Danmark, Nederländerna och England (figur 1). Den isostatiska sänkningen kombinerat med den eustatiska höjningen gör att dessa områden är utsatta för kraftig kusterosion. Även i nedisningsområden utanför Europa återfinns likartade förhållanden (figur 2, zon 2).

Figur 1. Den totala glacio-isostatiska förändringen (m) från senaste nedisningen (Weichsel) i det nordvästeuropeiska nedisningsområdet. Den tjockare linjen visar nedisningsområdet. The total glacio-isostatic change (m) since the last glacial period (Weichsel). The thicker line shows the ice-covered area. (Från Mörner 1979, s 289).

5

1.2 Erosionen i Ystadbukten

På ett flertal ställen i södra Sverige är kusten utsatt för erosion där bebyggelse, infrastruktur, natur- och kulturlandskap och områden för friluftsliv och turism anses vara i riskzonen. Ystad kommun, som är mest utsatt för erosion, och även många andra kommuner har observerat behovet av att åtgärder vidtas men en ansvarig samordningsmyndighet har saknats. 1994 bildade därför sju svenska kommuner och ett danskt expertorgan Erosionsskadecentrum. Idag är 18 kommuner med erosionsproblem medlemmar. Till Erosionsskadecentrum är även ett Ingenjörsvetenskapligt Råd knutet, där nationella och internationella forskare, produktutvecklare, konsulter och entreprenörer ingår. Syftet är att utveckla flexibel, kostnadseffektiv och miljöanpassad kustskyddsteknik. För tillfället bedrivs fullskaleprojekt i Sandskogen i Ystad och i Strandbaden i Löderup (figur 3). Figur 4 visar de erosionsdrabbade områdena vid Ystad och Löderup. Figur 3. Karta över Sverige och Ystadbukten. Map of Sweden and Ystadbukten. (Från SNA 1992).

Figur 4. Karta över eroderade kustavsnitt kring Ystadbukten. Map of eroded coast segments around Ystad bay. (Hanson 2003). För att minska erosionen vid Sandskogen har en mängd olika kustskyddstekniker applicerats, bland annat har fem stenpirar byggts vinkelrätt mot strandlinjen, så kallade tvärhövder (figur 5), dräneringsrör har grävts ner längs med stranden, klitterna har förstärkts, ett system med fenor har placerats en bit ut i vattnet, och ett nytt system har använts under två år där ihåliga rör vertikalt placerats i stranden ner till grundvattnet för att fungera som tryckutjämnare.

6

Figur 5. Karta över det eroderade området vid Sandskogen. Beteckningarna 1-5 avser hövderna. Map of the eroded beach at Sandskogen. The numbers 1-5 are the groins. (Efter Hanson 2003). Detta examensarbete kommer att baseras på beräkningar av volymförändringen av sandstranden öster om Ystad Saltsjöbad (figur 5). Fältarbetet kommer att bestå av avvägningar inom fältområdet inklusive inmätningar av nivån vid tryckutjämningsmodulerna. 1.3 Tidigare mätningar av erosionen i Ystadbukten 1.3.1 Profilinmätning Tidigare mätningar av volymförändring i Ystadbukten har gjorts av Hans Hanson vid Lunds Tekniska Högskola, Institutionen för Teknisk Vattenresurslära, som ingår i Ingenjörsvetenskapliga Rådet. Avvägning av det erosionsdrabbade området vid Sandskogen startade 1997 i samband med att en ny tvärhövd (hövd 1) placerats nedanför Ystad Saltsjöbad. Ett kontrollprogram gjordes upp där avvägning utförs en gång per år under en tioårsperiod och sammanställs i en rapport där den totala erosionen i området redovisas. Avvägning har utförts längs fem fasta mätlinjer som löper från klitterna på stranden och ut i vattnet till ett avstånd på cirka 200-550 meter. Tre linjer ligger väster om hövd 1, en ligger direkt öster om den och en linje ligger mellan hövd 3 och 4. Volymförändringen har uppskattats genom att anta att en mätlinje är representativ längs en sträcka parallellt med kusten motsvarande halva avståndet, på ömse sidor, mellan två intilliggande mätlinjer. Volymförändringen har uppskattats dels för hela den uppmätta profilen och dels enbart ovan medelvattenlinjen. Resultaten från 1997-2000 visar en total materialförlust inom hela området på 89000 m3 men samtidigt en ackumulation ovan medelvattenlinjen på 5000 m3 (Hanson 2000, s 3). 1997-1999 uppskattades erosionen till 54026m3 och 1999-2000 uppskattades den till 34942m3. Resultaten tolkas som att det först skedde en ackumulation av sand på botten nära stranden på grund av hövderna, men sedan 1998 upphörde denna ackumulation medan erosionen utanför hövderna fortsatte och totalt blev det erosion. Ackumulationen ovan medelvattenlinjen har skett väster om den nya hövden medan erosion har skett direkt öster om den. Området mellan hövd 3 och 4 hade en ackumulation ovan medelvattenlinjen på 3306 m3 mellan 990520 och

7

000519, vilket ansågs svårtolkat. Dock är den totala erosionen stor här på grund av erosionen utanför hövderna (Hanson 2000, s 12-15). 1.3.2 Tryckutjämningsmoduler Den 12 oktober 2000 etablerades tryckutjämningsmodulerna. 41 rör borrades ner på en sträcka av 900 meter öst om Ystad Saltsjöbad. Rören placerades i rader med cirka 50 meters intervall parallellt med strandlinjen. I varje rad placerades rören med cirka 10 meters intervall. I de flesta raderna sattes två rör men där stranden var bredare sattes tre stycken. I samband med etablerandet gjordes en inmätning av nivån vid varje rör. Utanför varje modulrad gjordes även en inmätning av en profil cirka 30 meter ut i vattnet. Jämnt fördelat över året gjordes av mätkontoret på Ystad kommun tio inmätningar av nivån vid rören och i början av november 2001 gjordes även en inmätning cirka 30 meter ut i vattnet, som vid etableringen. Resultaten som sammanställdes i en rapport av SIC (2001a, s 8) visade en total nettoackumulation av sand på 2475 m3 under året. Störst ackumulation skedde mellan april och juni sedan minskade den till oktober. I rapporten angavs att området är ett typiskt läsideerosionsområde med avsaknad av sediment, och därav den ringa sandackumulationen. Det rekommenderades att hövderna skulle omkonstrueras eller öppnas eftersom de orsakar kraftiga vågreflektioner som eroderar i klittfoten vid högvattenstillfällen. Ett förslag gjordes om en sandmatning till området på mellan 50-100 m3/löpmeter strand, som utbyggs med tryckutjämningsmoduler för att hålla kvar sanden i området. Tryckutjämningsmoduler har även etablerats i Malmö, Ängelholm och Båstad. I Ängelholm rapporterades en ackumulation på 10 m3/löpmeter mellan november 2001 och april 2002 (SIC 2002a, s 2) Längs Danmarks västkust har systemet gett positiva resultat. I gamla Skagen har ett erosionsdrabbat område kunnat stabiliseras tillfredställande (SIC 2002b, s 6). Där tryckutjämningsmodulerna fungerat bäst är längs Accra Beach i Ghana. Här ackumulerades 17,7 m3/löpmeter mellan juli 2000 och januari 2001 (SIC 2001b, s 6). 1.4 Syfte Erosionsskadecentrum har beslutat att det behövs bättre studier om hur tryckutjänings-modulerna fungerar. Tidigare slutsatser om tryckutjämningsmodulernas effektivitet har dragits från mätning av endast rörens nivå. Genom att göra avvägning en gång per månad där nivån mäts vid 500-600 punkter och föra in det i ett GIS kan en tredimensionell bild av stranden skapas, vilket möjliggör att strandprocesserna mer detaljerat kan studeras. Tillsammans med vetskapen om hur vädret och vattenståndet varierat kan slutsatser dras om hur vågklimatet och sedimenttransporten varit, vilket underlättar vid bedömningen av vad som kan anses vara orsakat av tryckutjämningsmodulerna. Syftet med detta examensarbete är att relatera volymförändringen under oktober 2002 till och med januari 2003 till tryckutjänings-modulernas placering på stranden för att svara på frågan om de bidrar till minskad erosion och i så fall hur effektiva de är. Baserat på resultatet av studien kommer förslag att ges till en åtgärdsplan för vidare erosionsförebyggande arbete.

8

1.5 Frågeställningar

• Kan ett samband ses mellan vindriktning, vindhastighet och vattenstånd i Ystadbukten, och i så fall, hur förhåller sig dessa faktorer till variationer i volymförändringen?

• Hur är fältområdets placering i Ystadbukten relaterat till erosionen? • Kan tvärhövderna på stranden relateras till variationer av volymförändringen? • Bidrar tryckutjämningsmodulerna till ackumulation, och i så fall, hur stor är den?

• Kan tryckutjämningsmodulernas effekt urskiljas från andra möjliga orsaker vid

eventuell ackumulation?

• Är tredimensionell GIS en bra metod vid analys av volymförändringar jämfört med andra metoder?

• Vilka för- och nackdelar finns det med att använda tredimensionell GIS?

9

2 Kustprocesser Många är de faktorer som i komplexa processer formar och åter omformar det ständigt föränderliga kustlandskapet, gränsskiktet mellan hav och land definierat i ett dynamiskt jämviktsförhållande som ett resultat av samspelet mellan de drivande naturprocesser och de rådande geologiska förhållandena. Klimatet är en av de initierande drivkrafterna till detta levande landskap. Sandstränders förmåga att anpassa sig och snabba respons på förändringar bidrar till att dessa områden är svåra för människan att få kontroll över. 2.1 Klimatet Det ständigt växlande vädret vid vår latitud innebär variationer i lufttryck och nederbörd. Dessa faktorer påverkar kustlandskapet genom att de orsakar variationer i vattenståndet och vågklimatet. Vågklimatet beskriver vågornas storlek och inbördes fördelning under året, och är tillsammans med vattenståndet de drivkrafter som avgör om sand eroderas eller ackumuleras i ett område. Lufttrycksvariationer orsakar vindar som beroende på hastighet och riktning påverkar vattenståndet och vågklimatet i Östersjön. Lufttrycket i sig själv är en faktor som påverkar vattenståndet. Ett kraftigt högtryck kan bidra till ett lågt vattenstånd och det motsatta gäller för ett kraftigt lågtryck. Vindriktningen är av stor betydelse för vattenståndsvariationen längs Östersjöns kuster (Gustavsson 1994, s 7). Variationer i nederbörden ger variation i avrinning från vattendrag, vilket påverkar vattenståndet. Även nederbörd och avdunstning från vattenytan påverkar vattenståndet. 2.2 Vågor Det är vågorna som transporterar den energi som formar kustlandskapet. De orsakar även strömmar i den kustnära zonen. Hur vågor påverkar ett kustområde beror bland annat på vågornas karaktär, vilken bestäms av våghöjd, våglängd, vågperiod och vågens branthet. Våghöjden (H) är höjden mellan vågens dal och topp. Våglängden (L) är avståndet mellan en vågtopp eller vågdal och nästa vågtopp eller vågdal. Vågperioden (T) är tiden det tar för en våglängd att passera en given punkt. Vågens branthet definieras som H/L. I en våg rör sig vattnet i en cirkulär rörelse kallad orbitalrörelse. Rörelsemönstret bildar små celler som minskar i diameter med djupet till dess att de blir så små att de inte längre gör någon påverkan. Detta djup infinner sig ungefär vid halva våglängden. Orbitalrörelsen är inte helt cirkulär på grund av att vågen rör sig, vilket betyder att då vattenpartikeln roterat ett varv har den också förflyttats en kort sträcka i vågens rörelseriktning. Detta ger en masstransport mot stranden (Pethick 1984, s 25). Hastigheten på transporten ökar då vattendjupet minskar (figur 6). Masstransporten mot stranden balanseras av en allmän utströmning, men ibland även av smala och starka strömmar riktade utåt, så kallade rip-strömmar (dessa kommer att beskrivas senare).

10

Figur 6. a) Visar hur vattenpartiklars orbitalrörelse ger masstransport. b) Masstransportens hastighet ökar då

nsport increases as water

n indelning baserad på förhållandet mellan våglängden och det rådande vattendjupet görs på

vattendjupet minskar. c) Masstransportens hastighet och riktning varierar med djupet. a) Shows how water particle path gives mass transport. b) The velocity of the mass tradepth decreases. c) Vertical variation of mass transport velocity and direction. (Pethick 1984, s 25). Egrund av att orbitalrörelsens form och vågens hastighet förändras när det blir grundare. Där

vattendjupet (d) är större eller lika med våglängden/4: 4Ld ≥ rör sig vågorna med en

hastighet (c) som definieras enligt: π2Lgc ⋅

=

t våglängden. Då

,där g är tyngd accelerationen. Det vill säga att

hastigheten är proportionell mo vågorna kommer in på grundare vatten:

20enligt:

Ld ≤ får de en annan hastighet som beror av bottens påverkan. Hastigheten definieras då

dgc ⋅=

et som sker när en våg kommer in över grundare vatten är att orbitalrörelsens cirkulära form

r vågen kommer in över tillräckligt grunt vatten är hastigheten proportionell mot djupet, vilket betyder att när vågen har en vinkel mot stranden kommer den delen av vågen som är

Dblir ellipsformad. Den vertikala axeln blir kortare och minskar mer med djupet. Närmast botten är orbitalrörelsen mest tillplattad. Ju grundare det blir när vågen rör sig mot stranden desto mer tillplattad blir formen och närmast botten blir det till slut endast en rörelse som går fram och tillbaka. Orbitalrörelsens horisontella axel minskar mindre med djupet då vågen kommer in på grunt vatten än vad den gör då den är på djupt vatten. Då vågen kommit in över tillräckligt grunt vatten för att vågen skall vara lång är orbitalrörelsens horisontella axel lika stor på hela djupet. Detta betyder att då vågen rör sig in över grundare vatten ökar orbitalhastigheten vid botten, vilket medför en ökad stress på botten som kan bidra till erosion. Nä

11

närmare stranden att minska mer i hastighet än den delen som är längre ifrån, på grund av skillnaden i djup. Då vågen fortsätter framåt vrider den sig och blir successivt mer parallell med stranden. Detta fenomen kallas refraktion.

n vågs energi är proportionell mot våghöjden iE kvadrat enligt: 2

81 HgE ⋅⋅⋅= ρ

där ρ är densiteten för havsvatten. Vågperioden bestämmer med vilken hastighet energin kommer till stranden. Därför förändras inte vågperioden när vågor kommer in över grundare

är stormvågor är branta och symmetriska med varierande våghöjd, våglängd och vågriktning, medan dyningar är mindre

.3 Vindström

e ågor i vindriktningen, och genererar även en ytström och en masstransport. är det blåser överför vinden kraft på vattenytan, vindstress, som accelererar ytskiktet i

.4 Kustnormala strömmar

n och vattnet blir grundare kommer vågorna att förändras, ilket ger upphov till strömmar inom den kustnära zonen. På grund av att orbitalrörelsen blir

vatten även om fashastigheten och våglängden minskar, vilket innebär att våghöjden istället ökar för att hastigheten på energitransporten skall vara lika stor hela tiden. Detta betyder att branta vågor utsätter stranden för mer energi än flacka vågor. En indelning kan göras i stormvågor och dyningar, dabranta och sinusformade. Detta beror på att stormvågor genereras av vinden, det vill säga att de får sin energi från vinden när det blåser över ett område men utanför genereringsområdet, där vinden inte längre tillför energi, sorteras vågorna och bildar dyningar. Vågorna sorteras efter hur snabba de är, vilket bestäms av våglängden, de med störst våglängd är snabbast. Östersjön är ett relativt litet hav vilket gör att stormvågor och dyningar anländer till kusten nästan samtidigt eftersom de inte hinner sorteras på så kort avstånd. 2 Vind n genererar vNvindens riktning. När ytskiktet får en hastighet uppkommer en corioliskraft som accelererar vattnet åt höger på norra halvklotet. Med hjälp av turbulens som bildas förmedlas rörelsen neråt. Friktion mot underliggande vatten bromsar det accelererade ytskiktet men accelererar samtidigt underliggande vattenskikt som då även accelereras till höger på grund av corioliskraften. Detta skikt får en större vinkel mot vindriktningen än ytskiktet eftersom ytskiktet redan ändrat rörelseriktning då det accelererade det undre. Hastigheterna försvagas med djupet på grund av att sressöverföring med turbulens inte är så effektivt. I ytan motverkas vindstressen av corioliskraften och friktionen. Det tar ett par timmar innan balans är uppnådd och då är ytskiktets hastighet cirka 3-4 % av vindhastigheten och riktad 45˚ till höger om vindriktningen. Då balanseras vindstressen av resultanten av friktionen och corioliskraften. Den spiral av hastighetsvektorer vridna med ökande vinkel åt höger och med exponentiellt avtagande hastighet med djupet som uppstått kallas ekmanspiralen. Det djup som påverkas, det vill säga till det djup där strömmen upphör kallas ekmandjupet och brukar ligga vid cirka 40 meter. Summan av dessa pilar ger en sammanlagd transport, masstransport, riktad 90˚ till höger om vindriktningen. Detta skapar vattenståndsvariationer och strömmar vid kusten. 2 När vågorna anländer till kustevellipsformad vid minskande vattendjup och tillslut blir helt tillplattad närmast botten innebär det att den har kapacitet att erodera botten. Detta är den kustnormala eller vågnormala strömmen. På grund av orbitalhastighetens förändring sker även en förändring av själva vågen

12

som då får en spetsigare vågtopp och en längre vågdal. Den oscillerande orbitalrörelse är därför osymmetrisk. Hastigheten framåt är snabb och tidsmässigt kort, medan hastigheten tillbaka är långsam och tidsmässigt lång. Denna asymmetri blir mer uttalad ju grundare det blir och fortsätter även efter att vågen brutit. Vad som händer efter att vågen brutit är att orbitalhastigheten minskar det har därför betydelse för erosionen hur utvecklad asymmetrin är innan vågen bryter. När vågen bryter beror bland annat på bottenlutningen. En våg bryter på grund av att den blir för brant. Vågens branthet definieras som: ågens branthet = våghöjd/våglängd

andet mellan våghöjd och våglängd i praktiken nästan ldrig större än 0,1 innan vågen bryter.

oscillerande hastigheten proportionellt mot roten ur

v Enligt King (1972, s 45) blir förhålla Efter att vågen har brutit minskar den

djupet: dgu ⋅=20γ (Pethick 1984, s 30)

där u0 = so ll hastighet, γ = våghömaximal hori nte jden/vattendjupet då vågen bryter. Asymmetrin i den oscillerande strömmen ökar fortfarande efter vågen brutit, eftersom det blir

ttendjupet när vågen bryter är en faktor som är relaterad

grundare, men hastigheten minskar. Förhållandet mellan våghöjden och va

till bottenprofilens lutning: d

=γ (Pethick 1984, s 27)

Detta förhållande har visat ra llan 0,6 och 1,2 med

H

sig va me ett medelvärde på 0,78. Branta profiler ger höga värden på gamma och att flacka profiler ger låga värden på gamma. Detta

en bryter är alltså beroende av både våghöjden och ottenlutningen. För en given bottenlutning, det vill säga ett givet gamma (

betyder att en våg med samma höjd bryter på grundare vatten om profilen är brant och på djupare vatten om profilen är flack. Den maximala hastigheten då vågb γ ), ger vågor med

h hur vågen bryter:

högst våghöjd högst horisontell hastighet när vågen bryter, medan för en given våghöjd ger brantast bottenlutning högst horisontell hastighet när vågen bryter. Där botten är flack bryter vågen på djupt vatten på grund av det låga gammavärdet och den oscillerande strömmen har inte utvecklat så stor osymmetri ännu. Där botten är brant bryter vågen på grundare vatten och den oscillerande strömmen har därför utvecklat större asymmetri så att när vågen bryter är hastigheten framåt stark men kort och hastigheten bakåt svag men längre. Det finns ett samband mellan våghöjd, profilens lutning, vågperioden oc

2TsgBb ⋅⋅

= (Pethick 1984, s 27)

ry ficient, bH är våghöj

H b

där är en b tningskoef den då vågen bryter och s är profilens lutning. Brytningskoefficienten användes för att dela in de olika formerna i fyra typer surging,

bB

collapsing, plunging och spilling, där surging har det lägsta värdet och spilling det högsta. (Eftersom dessa termer inte har några bra namn på svenska kommer de engelska namnen att användas.) Surging är typisk för låga vågor på brant bottenlutning och spilling är typisk för höga, korta vågor på flack botten. När vågen bryter som surging sker detta nära stranden och en stor del av energin reflekteras mot stranden och utåt igen. När en våg bryter som spilling sker detta längre från stranden och den mesta energin går åt inom den breda surfzonen.

13

Eftersom asymmetrin i den oscillerande strömmen ökar på grund av vågförändringen när vågen kommer in över grundare vatten, och eftersom typen av brytning och på vilke

Alltså avgör bottenlutningen hur vågorna bryts. Vågensstrandprofilen kommer att vara stabil, byggas på

t djup ågen bryter även beror på vågförändringen, kan det minskande djupet när vågen närmar sig

igur 7. Förhållandet mellan ytningstyp, brytningskooeficient och den ande asymetriskt oscillerande strömmen.

kvarvarande energi avgör om eller erodera. En flack bottenlutning gör att

ågen bryter som spilling och på ett längre avstånd från stranden, vilket gör att vågen dör ut

yningar och stormvågor påverkar stranden olika. Dyningar bygger upp strandplanet medan ansporterar det materialet som stormvågorna suspenderat

ch samtidigt som de bygger upp strandplanet står de även för den huvudsakliga

ot land. Då den brytande vågen passerar genom bränningszonen uspenderas ytterligare material. När vågen rör sig utmed uppsköljningszonen infiltreras en

del av vattnet genom sanden och ner till grundvattennivån och material deponeras på

vstranden anses vara den avgörande faktorn för både asymetrin i den oscillerande strömmen och för hur vågen bryter (figur 7).

FbrökThe relationship between breaker type, breaker coefficient, and the increasing onshore current asymmetry. (Pethick 1984, s 32)

vinnan den kommer fram och kan erodera uppspolningszonen. Strandens bottenlutning är ett resultat av ett tidigare jämviktsläge som skapats genom samspelet mellan vågrörelsen, vattenståndet och sedimentens storlek och är ett uttryck för medelvärdet av dessa faktorer. 2.5 Dyningar och stormvågor Dstormvågor eroderar det. Dyningar trosedimenttransporten På grund av dyningarnas regelbundenhet och refraktion sker den huvudsakliga sandtransporten in ms

14

stranden. Möjligheten för allt vatten att infiltreras beror på vågperioden, kornstorleken på strandplanet och hur vattenmättat strandplanet är. Dyningar har lång period och strandplanet blir inte mättat, vilket betyder att mycket vatten kan infiltreras och mycket av det material som kom med vågen kan deponeras. Resultatet blir att strandprofilen byggs upp och blir brantare. Det är på detta sätt en så kallad sommarprofil byggs upp (figur 8). F

ka förhållandena under en vinterprofils utbildning. ns under storm conditions. (Efter Gustavsson 1994, s 24).

igur 8. De hydrauliska förhållandena under en sommarprofils påbyggnad. he hydraulic conditions in accreting beach. (Efter Gustavsson 1994, s 23).

tormvågor utsätter stranden för mer energi, det vill säga fler vågor, vilket gör att rt när vågen spolas upp utan

Strandplanet undermineras på rund av återflödet i höjd med vattennivån, vilket bidrar till att foten av strandplanet börjar

igur 9. De hydraulishe hydraulic conditio

nder vinterperioden eroderar stormvågorna stranden och skapar en flack profil, en så kallad t en bit och bygger upp revlar.

ad mot land som i sin tur rsakar en bottenström riktad utåt som för med sig det eroderade materialet och deponerar det

T Suppsköljningszonen blir mättad och vattnet infiltreras inte lika fonästan lika mycket strömmar tillbaka och sediment följer med. gerodera (figur 9). FT Uvinterprofil eller stormprofil (figur 10). Sanden transporteras uDen höga vindhastigheten vid stormtillfällen orsakar en ytström riktopå utsidan av reveln. Omslaget mellan sommar- och vinterprofil beror på vågornas branthet och behöver inte nödvändigtvis bero på årstidsskiftningen mellan sommar och vinter. Vid stormtillfällen kan en sommarprofil eroderas till en vinterprofil eftersom stormen utsätter stranden för de brantare stormvågorna. Stormvågor eller vågor som precis lämnat sitt genereringsområde är de vanligaste vågtyperna i östersjön.

15

Figur 10. Sommar- och vinterprofil. Storm and swell profile. 2.6 Kustparallella strömmar

när de infallande vågorna har en vinkel mot stranden. Den van beskrivna oscillerande strömmen kommer då att få en komponent parallellt med kusten.

la strömmarna och skapar tt cirkulärt strömsystem. Kustparallella strömmar uppstår även om de infallande vågorna inte

Kustparallella strömmar uppstår oDenna litorala ström kan föra med sig mycket suspenderat material, särskilt precis efter en storm då mycket förts upp i suspension. Då stormvågorna skapat en stormprofil och fört ut material som bildat revlar beror den litorala sedimenttransporten som orsakas av de efterföljande dyningarna på hur stor infallsvinkel vågorna har. På grund av refraktion har oftast inte de infallande vågorna större vinkel än 10˚ mot stranden. I den kustnära zonen samverkar de kustnormala och de kustparallelehar någon vinkel mot stranden, vilket beror på den masstransport mot stranden orsakad av vågornas orbitalrörelse, som tidigare nämndes. Masstransporten omvandlas till kustparallella strömmar inom bränningszonen och matar ripströmmarna som för ut motsvarade mängd vatten som förts in i zonen på grund av masstransporten (figur 11).

ion inom den kustnära zonen. near shore zone. (Hanson 2003. http://aqua.tvrl.lth.se/hh/atlas/).

igur 11. Cellcirkulatell circulation in the

kuststräckan, vilket rklaras som ett resultat av att sekundära vågor bildas med rät vinkel mot de inkommande

vågorna (Pethick 1984, s 43). De sekundära vågorna kallas kantvågor och är stående vågor

FC Dessa smala rip-strömmar är oftast fördelade med jämnt intervall längsfö

16

som bildas på grund av regelbundenheten hos de inkommande vågorna i bränningszonen. De kan ge den nödvändiga drivkraften för ett cirkulärt strömsystem genom att samverka med de inkommande vågorna och skapa regelbundna variationer i våghöjd. Då den inkommande vågen möter en kantvåg blir resultatet att de båda kombineras, vågkrönet och vågdalen hos den inkommande vågen får formen av den stående vågen men med förstärkt verkan. Detta skapar variationer i våghöjden hos den inkommande vågen med ett intervall som är det samma som våglängden hos en kantvåg. Med anledning av vågor i surfzonen skapas en så kallad ”wave set-up” där vattenytan lutar uppåt från bränningszonens början och mot stranden. Vattenytans lutning skiljer sig inte vid stora eller små vågor men eftersom högre vågor bryter längre från stranden är vattennivån alltid högre för större vågor vid en given punkt. En samverkan av ”wave set-up” och de regelbundna variationerna i våghöjd orsakade av kantvågor skapas en tryckgradient från områden med högre vattennivån till områden med lägre vattennivå. Tryckgradienten driver de kustparallella strömmarna som matar rip- strömmarna. Intervallet mellan ripströmmarna varierar och det är omdiskuterat och inte helt klargjort vilka faktorer som styr detta. Beroende på om de inkommande vågorna har en vinkel eller inte kommer den kustparallella strömmen gå antingen åt det hållet strömkomponenten är riktad eller åt båda hållen längs stranden. Denna cellcirkulation ger upphov till rytmiska former. I områden där vågorna kommer utan vinkel mot stranden bildar ripströmmarna kanaler i revlarna där de löper ut. Om vågorna ommer med en vinkel mot stranden kan den kustparallella strömmen förflytta revlarna så att

et finns tre avgörande faktorer som påverkar strandprofilen, vågor: variationer i vågenergi, th tningstyp; sedimentvariationen; sedimenttransportprocesser

ch tillbakaflödet ir reducerat och därmed också erosionen. Vid minskande vattenstånd ökar erosionen genom

r att partiklar från sedimentet skall förflyttas, vilket är eroende av sedimentets kornstorlek. På grund av den asymetriska hastigheten för den

Höga, branta vågor bryter ofta som spilling, och den vågnormala strömmen

kde blir transversa och börjar från stranden. Dessa formerna är stabila när de väl bildats. 2.7 Stränder Dbran et eller bry Ytterligare en faktor som påverkar strandprofilen är vattenståndsvariationer. Vid stigande vattenstånd infiltreras vatten då vågorna löper utmed uppspolningszonen obltillskottet av vatten. Effekten ökar ju hastigare förändringen av vattenstånd är. En annan effekt av ett varierat vattenstånd är att det kan få en avgörande betydelse för var tidigare eroderat material kommer att avsättas under återuppbyggnadsfasen. Är vattenståndet lågt innebär det att material avsätts på djupt vatten. För att det skall ske någon erosion måste tröskelvärdet för sedimenttransport överskridas, det vill säga den energi som krävs föbvågnormala strömmen kan hastigheten för tröskelvärdet överskridas i båda riktningarna endast då vågorna är höga och branta. Då blir nettotransporten riktad utåt på grund av den längre varaktigheten för strömmen i den riktningen och profilen blir flackare. Längre och flackare vågor orsakar en vågnormal ström som överskrider hastigheten för tröskelvärdet endast då den är riktad mot stranden, vilket ger en nettotransport i denna riktning och profilen blir brantare. Erosionen som vågor orsakar och som bidrar till förändringar av profilen beror på vågkaraktären.

17

har inte hunnit utveckla så stor asymetri, vilket innebär att om strömmen är tillräckligt kraftig för att erodera kommer sand att transporteras utåt. Det finns även ett samband mellan sandens kornstorlek och strandprofilens lutning, (figur 12).

et har visat sig att branta profiler består av grövre material och att flacka profiler består av

Figur 12. Relati

lationship betw

pt vatten och låta det grövsta ara kvar. Sorteringen ger en strand med grövre material och därmed ökar också infiltrationen

Dfinare material. Detta beror på infiltrationsförmågan hos stränder med olika kornstorlekar. På en strand med grov kornstorlek infiltreras vattnet lättare när det spolas upp och tillbakaflödet blir då reducerat vilket gör att en del av det material som kom med vågen deponeras. Det sker en materialtransport mot stranden som då byggs upp och blir brantare. Finare material innebär en lägre infiltrationshastighet för vattnet, vilket betyder att tillbakaflödet blir större än på stränder med grövre material. Detta är ett indirekt samband som i första hand beror på den energi stranden utsätts för genom vågor. Stränder anpassar sig till ett jämviktsförhållande genom att variera strandprofilens vinkel och kornstorlek i förhållande till vågenergin. Flacka stränder fördelar eller sprider ut vågenergin bättre, det vill säga att energipåverkan per ytenhet blir lägre än för branta stränder. Jämförs kornstorleken gör grövre material att vågenergin får sämre erosionskraft genom den högre infiltrationshastigheten. Olika vågor har dessutom olika förmåga att sortera material. På grund av den asymetriska rörelsen hos den vågnormala strömmen kommer olika kornstorlekar att påverkas då rörelsen är antingen framåt eller bakåt.

onen mellan strandlutning och sedimentens kornstorlek. een beach slope and grain size. (Gustavsson 1994, s 21). Re

Stormvågor sorterar materialet genom att föra ut finare på djuvpå stranden, vilket leder till att strandprofilens lutning ökar. Men då stränder med samma kornstorlek jämförs har de som utsätts för mer energi flackare profil (figur 13).

18

Figur 13. Relationen me genergin vid stranden. The relationship between e energy at the beach.

.8 Bukter

e cknas av att de ligger mellan två uddar och har en form som återspeglar den ominerande vågriktningen och sedimenttransporten. Det finns två former av stabila bukter:

ett in- och utflöde av sediment, vilket betyder att den te formar sig så att vågkammarna är parallella med kustlinjen eftersom det skulle betyda att

ed resten av bukten. Denna typ av bukt är vanlig och kallas på engelska bland annat för zeta bays, fish hook beaches eller

llan strandlutning och sedimentens kornstorlek bestämd av våbeach angle and sediment grain size is determined by the wav

(Pethick 1984, s 107). 2 Bukt r kännetedbukter i statisk jämvikt och bukter i dynamisk jämvikt. En bukt är i statisk jämvikt då inget in- eller utflöde av sediment sker. Då en bukt är i dynamisk jämvikt har den en sedimenttransport både till och från bukten. I en bukt som är i statisk jämvikt bryter dyningarna samtidigt utmed hela bukten på grund av att bottenkonturerna är parallella med kustlinjen. Detta beror på att om den våggenererade strömmen skulle ha en vinkel mot stranden och detta skulle orsaka en hastighet på den kustparallella strömmen som överstiger tröskelvärdet för sedimenttransport skulle erosion ske. Områden där kustlinjen inte är parallell med de brytande vågkammarna skulle erodera och sediment skulle transporteras längs kusten till områden där vågorna har en mindre vinkel mot stranden. Där vinkeln är så liten att strömmens komponent längs kusten inte längre kan orsaka en hastighet stor nog att transportera sediment kommer deposition att ske. Hur mycket vågorna refrakteras beror på deras våglängd, och därför kommer olika vågor att ha olika vinkel mot kustlinjen. Kustlinjen och bottenkonturerna kommer att anta ett medelläge eller ett läge som motsvarar den dominerande våglängden. Vid stormtillfällen då strandprofilen förändras från en sommarprofil till en vinterprofil kommer dyningarna som efterföljer stormen att föra materialet som bildat revlar tillbaka till ursprungsläget igen. Att skapa bukter i statisk jämvikt är därför ett effektivt sätt att hantera erosionsproblem och kallas ”headland control” (se kapitel nedan). En bukt som är i dynamisk jämvikt hariningen sedimenttransport skulle ske. Istället har de infallande vågorna en vinkel mot stranden som orsakar en ström längs kusten stark nog att transportera det redan suspenderade materialet men utan att någon erosion eller deposition sker. Ibland kan en udde lokalt hindra sedimenttransporten längs kusten. Området bakom udden kommer då att få ett reducerat inflöde av sediment jämfört m

19

half-heart bays på grund av dess form (figur 14). Strandlinjen bakom udden kommer att forma sig parallellt med vågorna, men längre nerströms där det sker ett inflöde av sediment kommer strandlinjen att formas så att vågorna får en vinkel mot stranden. Figur 14. Zeta

eta bays at New

ten är störst där vågorna har störst vinkel mot rsom det i första hand är vågenergin

m bestämmer styrkan på erosionen. Störst erosion är det vid udden eftersom vågenergin

bays vid New South Wales i Australien. South Wales in Australien. (Pethick 1984, s 118). Z

Även om sedimenttransporten parallellt med kuskustlinjen betyder det inte att erosionen är störst där eftesokoncentreras här på grund av att vågorna refrakteras (därför består udden ofta av berggrund). Längs uddens sida blir vågenergin lägre och därmed också erosionen. Energikoncentrationen ökar sedan inåt i bukten (figur 15). Men om sedimenttransporten uppströms en bukt i dynamisk jämvikt skulle avstanna betyder det att bukten skulle eroderas till ett stabilt läge, vilket innebär att strandlinjen och bottenkonturerna i bukten formas till att vara parallella med vågorna. Alltså orsakar även variationer i den litorala sedimenttransporten erosion längs ett kustavsnitt och ger upphov till strandlinjens förflyttning. Detta kan orsakas av förändringar i vågklimat eller floders sedimenttransport, men också av att konstruktioner förhindrar sedimenttransport längs kusten. Ofta uppstår problem nedströms erosionsförebyggande konstruktioner, till exempel tvärbankar (se Kustskyddstekniker) eftersom dessa har som syfte att fånga upp material från den litorala strömmen.

20

Figur 15. Vågenergin koncentreras mot uddar på grund av refraktion. The wave energy focus on outcrops due to refraction. (Pethick 1984, s 121). 2.9 Headland control Det har visat sig att genom att skapa bukter som är i statisk jämvikt kan erosion effektivt förhindras. Genom att installera konstgjorda uddar på rätt ställe kan kustlinjen orienteras parallellt med vågkammarna och därmed minimera sedimenttransporten. Buktens utseende vid statisk jämvikt kan bestämmas enligt samband som definierats av Gustavsson (1994, s 87). De har bestämt ett paraboliskt uttryck för morfologiskt stabilt formade bukter. Uttrycket kan användas för att bestämma det statiska utseendet för en naturlig bukt som börjat erodera på grund av till exempel minskad sedimenttillförsel uppströms. Det kan även användas för att bestämma hur en bukt i dynamisk jämvikt skall kunna stabiliseras. Uttrycket kan användas för att bestämma hur ett system av bukter skall byggas för att stabilisera en rak kuststräcka. Tekniken har tillämpats på ett flertal ställen i världen för både landåtervinning och förhindrande av igenslamning av anläggningar (Gustavsson 1994, s 73).

21

2.10. Kustskyddstekniker

2.10.1. Tvärhövder En tvärbank, eller en hövd som den även kallas, är en pir som byggs vinkelrätt mot kusten och har som syfte att fånga upp det material som transporteras med den kustparallella strömmen. Detta är den vanligaste konstruktionen för att stabilisera ett erosionsdrabbat område. Mellan två tvärbankar tenderar kustlinjen att bli parallell med de brytande vågkammarna, vilket minskar den litorala sedimenttransporten. Hövderna kan ha stor påverkan på omgivande kuststräcka och det har visat sig vara mycket svårt att utforma konstruktioner som ger önskad effekt. På uppströmssidan av en hövd ackumuleras material från den litorala sedimenttransporten vilket gör att erosion uppstår nedströms hövden eftersom den naturliga sedimenttransporten till detta område nu minskat. Enligt Gustavsson (1994, s 68) borde hövderna placeras på så sätt att området mellan dem är i statisk jämvikt, det vill säga enligt principen för headland control. Han menar att anledningen till att så många försök med hövder fått ingen eller motsatt effekt beror på missuppfattningar om tvärbankens morfologiska funktion. Längs en kuststräcka där hövder placerats kommer erosion, ackumulation och sedimenttransport variera beroende på vågklimatet. Dyningar som infaller med en vinkel mot stranden transporterar sand i komponentens riktning och deponerar det på uppströmssidan av hövden. Det kan även skapas rip-strömmar som transporterar ut sanden längs sidan av hövden. Infaller vågorna utan vinkel deponeras sanden uppe på stranden mellan två hövder. Mellan två hövder kan det också skapas rip-strömmar som för ut sanden. Det blir därför svårt att bygga hövder som visar sig effektiva om vågorna infaller utan en dominerande infallsvinkel mot kusten. Stormvågor med en vinkel mot stranden eroderar sand vid den sidan om hövden där vågorna faller in och för bort materialet, antingen utåt eller längs stranden bort från hövden. Stormvågorna skapar nämligen en ”wave set-up” som blir störst vid den sidan om hövden där vågorna faller in, vilket skapar en tryckgradient riktad bort från hövden, och därmed skapas en ström som för bort sand.

2.10.2. Tryckutjämningsmoduler SIC, Skagen Innovation Center, har uppfunnit ett kustskyddssystem som de patenterade 1998. Systemet består av vertikala rör, så kallade tryckutjämningsmoduler, som placeras på stranden. Tryckutjämningsmodulernas syfte är att bygga upp en balanserad och bred strand genom att vågorna skall förlora stor del av sin energi då de spolas upp på stranden vid högvattensituationer, vilket gör att erosionen av stormvågor inte blir så stor. Modulerna är vertikala filter och fungerar som tryckutjämnare av grundvattenbassängen, det vill säga att vattentrycket i stranden sänks, vilket gör att havsvattnet lättare kan sjunka ner genom sanden (SIC 2002c, s 1). Stranden dräneras därför effektivare och grundvattennivån sjunker fortare i strandprofilen mellan en högvattensituation och en lågvattensituation, vilket gör att efter en storm kan dyningarna lättare deponera material som stormvågorna eroderat. Vid en högvattensituation där stormvågorna skapar en ”wave set-up” och vattenståndet stiger blir stranden inte vattenmättad som den annars kunnat bli. Genom att stranden dräneras effektivare sköljs finare material ut och kornstorleken kommer att bli grövre. Rören placeras på stranden så att de dränerar stranden både vid högt och lågt vattenstånd.

22

3 Områdesbeskrivning 3.1 Ystadbukten, en del av Östersjön Som tidigare nämnts beror kusterosionen längs Sveriges sydkust bland annat på att det för tillfället sker en eustatisk höjning som är snabbare än den isostatiska höjningen, vilket resulterar i en relativ höjning av havsytan på 1 mm/år. På grund av att vädersituationen uppvisar ett varierat men periodiskt beteende återspeglas detta hos erosions- och ackumulationsprocesserna kring Östersjön som då uppvisar liknande beteende. Den ständiga variationen i lufttryck, vindriktning och stormtillfällen i Östersjöns vattenområde bidrar till ett varierat vågklimat med en avsaknad av en förhärskande vågriktning och vågtyp. Gustavsson (1994, s 77) anger detta som en orsak till att de stabila bukterna som kan ses längs Skånes kust avviker från det paraboliska uttrycket för morfologiskt stabilt formade bukter. Han menar även att Östersjöns erosionsmönster främst bestäms av kombinationen högvatten och infallande vågriktningar. Ett ungefärligt transportmönster över en längre tid för vatten och sand i Ystadbukten visas i figur 16. Om de infallande vågorna kommer från sydsydväst blir sedimenttransporten riktad mot mitten av bukten som figuren visar. Figur 16. Uppskattat transportmönster för sand och vatten. Estimated transport pattern for sand and water. (Hanson 2003.) Ystadbukten kan inte anses vara en stabil bukt på grund av att det sker en nettoerosion i bukten. Eftersom bukter längs Skånes kust är stabila trots att de avviker från det paraboliska uttrycket för morfologiskt stabilt formade bukter är det svårt att bestämma en stabil form för Ystadbukten. En stabil bukt enligt det paraboliska uttrycket har en dominerande infallsvinkel på de infallande vågorna. 3.2 Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning Vattenståndet i Östersjön är halvdagligt, vilket innebär att det är två högvatten och två lågvatten under ett dygn då inga andra faktorer påverkar förutom de tidvattenbildande krafterna. Östersjön kännetecknas dock av varierande vattenstånd, vilket bland annat beror på

23

vinden. Vattenståndet vid en given plats kommer att påverkas av vindriktningen och vindhastigheten (tabell 1). Tabell 1. Vattenståndet i meter vid några skånska hamnar beräknat för konstant vindhastighet av 22,5 m/s över Östersjön i olika väderstreck. Water levels in meter at some harbors in Skåne calculated for constant wind speed of 22,5 m/sec over the Baltic Sea in different wind directions. (Efter Gustavsson 1994, s 8). Vind Falsterbo Trelleborg Ystad Simrishamn Åhus N +1,1 +1,1 +1,1 +1,1 +0,8 NE +1,9 +1,8 +1,6 +1,5 +1,4 E +1,8 +1,6 +1,4 +1,1 +1,1 SE +0,1 +0,1 -0,1 -0,1 -0,1 S -1,1 -1,1 -1,1 -1,1 -0,8 SW -1,9 -1,7 -1,6 -1,5 -1,4 W -1,9 -1,6 -1,5 -1,1 -1,1 NW -0,1 -0,1 +0,1 +0,1 +0,1 Vattenståndet i Ystad är högst vid nordöstlig vind och lägst vid sydvästlig vind (tabell 1). Dessa teoretiskt beräknade värden visar hur vind från olika riktningar kan påverka vattenståndet men de säger dock inget om hur vindhastigheten varierar med vindriktningen. Under en tidsperiod på 30 år (1931-1960) kan en relation mellan vindriktning och vindhastighet ses i Ystad (figur 17). Vindobservationer har utförts tre gånger dagligen (Taesler 1972, s 672). De dominerande vindriktningarna är väst och sydväst. Den mest frekventa vindhastigheten ligger mellan 4-6 m/s. Vid högre vindhastigheter, från 10-15 m/s, är väst och sydväst dominerande vindriktningar. Nordlig vind är vanligen svag, mellan 1-3 m/s.

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1-3 4-6 7-9 10-12 13-15 16-18 19-21 Fördelning(%)

Vindhastighet (m/s)

Rela

tiv fr

ekve

ns (%

)

N NE E SE S SW W NW Lugnt Totalt inom kategorin (%)

figur 17. Vindhastighet i olika vindriktningar i Ystad för 1931-1960. Wind speed for different wind directions in Ystad for 1931-1960.

24

4 Metodik 4.1 Vindriktning, vindhastighet och vattenstånd Data över vattenstånd, vindhastighet och vindriktning från Ystad Hamn har kunnat fås från 1996 till och med den aktuella perioden genom en kontakt vid Ystad Hamnkontor. En jämförelse av vattenståndet har gjorts i samband med vindhastighet och vindriktning för att se hur sambandet mellan dessa faktorer ser ut i kustområdet vid Ystadbukten. En årstidsindelning gör det dessutom möjligt att se hur vindriktningen varierar under året. En indelning av data har gjorts efter vindriktningen i åtta kategorier. Ett medelvärde för vattenståndet och vindhastigheten har sedan beräknats för varje vindriktning. Medelvärdena är beräknade på data med 1 timmes intervall. Resultaten från analys av vattenstånd, vindhastighet och vindriktning summeras i figur 19-22. 4.2 Fältstudie 4.2.1 Strandavvägning Insamlade data består av x-, y-, och z- koordinater för punkter som bestäms med hjälp av en totalstation och ett prisma placerat på toppen av en stång. Avvägningen har gjorts till fots, och med hjälp av vadarstövlar har punkter kunnat tas till ett djup på ca 1 meter. Punkter har tagits med cirka 10-20 meters intervall längs med stranden och cirka 5-10 meters intervall längs strandprofilen men utan att några fasta mätlinjer har följts. Fältområdet sträcker sig från ca 100 meter väster om hövd 1 och fram till hövd 5 (figur 18). I samband här med har även tryckutjämningsmodulerna mätts in. Inmätning har gjorts vid fyra tillfällen mellan oktober 2002 och januari 2003. Inmätningarna har analyserats i ett GIS-program där volymförändringen mellan de olika mätningarna beräknats. Kartan i figur 19 visar en medelkustlinje, de fem hövderna i bukten (1-5 från väster), de 14 tryckutjämningsmodulerna, samt en indelning av hela mätområdet i tre delar där del 1 är längst till väster, del 2 i mitten och del tre längst till öster.

25

43800

43900

44000

44100

44200

44300

44400

44500

44600

44700

18400 18600 18800 19000 19200 19400 19600 19800

Figur 18. Fältområdet, tryckutjämningsmodulerna och hövderna i Ystadbukten, Ystad Sandskogen. The field area, the pressureequalizing modules and the groins in Ystad Bay, Ystad Sandskogen. 4.2.2 Beräkning av volymförändringen med hjälp av tredimensionell GIS Data från avvägningarna har interpolerats för att skapa en tredimensionell modell av området som sedan jämförts med nästa avvägning. På detta sätt har den totala volymförändringen beräknats och erosions- och ackumulationsområdena har kunnat lokaliseras. En indelning av området efter tryckutjämningsmodulernas placering har gjorts för att kunna se hur dessa påverkar volymförändringen (figur 18). De flesta moduler ligger i delområde 2 förutom fyra stycken som ligger i område 1 och två stycken som ligger i del 3. Volymberäkningar har gjorts i Surfer, ett tredimensionellt GIS/modellprogram, där hela området interpolerats från mätpunkterna. Inmätningarna är inte utförda så att de följer fasta profiler på grund av att det skulle kräva tidsödande planering och omständligt genomförande. Det blir heller inte nödvändigt att utföra mätningarna på det sättet då hela området kan interpoleras utifrån sporadiskt tagna punkter. Det som då istället blir viktigt för att interpoleringen skall bli bra är att få data från så många toppar och dalar som möjligt inom området, det vill säga få så god representation av områdets topologi som möjligt. Interpoleringen har gjorts med en metod kallad Natural Neighbor. Denna metod har en del fördelar jämfört med andra metoder. Originalvärdena bevaras exakt vid observationspunkten. Interpoleringen är uteslutande lokal, vilket betyder att varje punkt endast influeras av sina ”natural neighbor nodes”. Det krävs inte någon sökradie eller andra parametrar och värden som kan öka felen då de är beroende av användaren. Det har dessutom visats av många, bland annat Owen (1993, s 19), att det är en bra metod att använda vid interpolering av tredimensionell data.

26

Denna metod extrapolerar inte, vilket gör att områdena blir olika stora om inmätningen för de olika områdena inte täcker exakt samma yta. Vid mätning 2 försvårades mätningen i vattnet av stark vind och stora vågor och den inmätningen täcker inte samma område som mätning 1, 3 och 4. Vid beräkning av volymförändringen har endast överlappande områden beräknas, det vill säga att det måste finnas ett värde för båda mätningarna i punkten som skall beräknas annars blir punkten blank och tas inte med. Jämförelsen blir därför definierad till området som täcks upp av mätning 2. Overlay-operationer har utförts där z-värdet för varje koordinat (x, y) för mätning 2 har subtraherats med z-värdet för de samma koordinater för mätning 1. Förändringen vid varje koordinat i området summeras och resultatet blir en total volymförändring. Resultatet kan visuellt åskådliggöras i erosions- och ackumulationskartor där förändringen visas med isolinjer (figur 29-31, 47-49, 54-56 och 58). I efterhand har området manuellt beskurits för att minska felen som visade sig uppstå vid jämförelsen av klitterna höst upp på stranden. Resultaten visade en mycket tveksam och ojämn volymförändring som beror på svårigheten med att mäta i detta område eftersom terrängen är mycket oregelbunden. Svårigheten ligger i att göra inmätningar på samma ställe två gånger, om inmätningarna avviker kan det på ställen skilja 1 meter i höjd. Det var dock nödvändigt att mäta in detta område eftersom det kunde ha blivit eroderat vid en storm. Det blev ingen storm som påverkade stranden ovanför 1,5 meter. Klitterna, eller området ovan 1,5 meter, är därför inte med i beräkningarna över volymförändringen. Det jämförda områdets area är 42000m2. Profiler har tagits ut efter att interpoleringen gjorts och syftar till att lättare kunna analysera strandprofilens förändring (figur 32-43). Se profilernas placeringar i figur 58.

27

5 Resultat 5 Resultat 5.1 Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning 5.1 Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning Under hela året är vinden dominerande från väst (figur 19). Vinden har högst hastighet när den kommer från sydväst. Detta stämmer väl överens med data från 1931-1960 (figur 17). Vattenståndet är lägst när vinden är från väst, men det är även lågt när vinden är från sydväst. Erosion i samband med att stormvågor kommer från sydväst sker alltså oftast under medelvattennivån. Då vattenståndet är högt, vid nordlig och nordöstlig vind är vindhastigheten låg och risken för erosion är därför låg.

Under hela året är vinden dominerande från väst (figur 19). Vinden har högst hastighet när den kommer från sydväst. Detta stämmer väl överens med data från 1931-1960 (figur 17). Vattenståndet är lägst när vinden är från väst, men det är även lågt när vinden är från sydväst. Erosion i samband med att stormvågor kommer från sydväst sker alltså oftast under medelvattennivån. Då vattenståndet är högt, vid nordlig och nordöstlig vind är vindhastigheten låg och risken för erosion är därför låg.

-10

-5

0

5N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvattenstånd (cm)

0

2

4

6

8N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

0

5

10

15N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i veckor

E 0

5

10

15N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i veckor

28

-10

-5

0

5N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvattenstånd (cm)

0

2

4

6

8N

NE

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

Figur 19. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband med och vindriktning för ett helt år. Detta ä

average wind speed wind direction for a year. Average values calculated on

indriktningen är jämnt fördelad över alla vindriktningar under maj till augusti (figur 21)

r medelvärden beräknat på data från 1996-2002. Medelvattenståndet under ett år är -0,3 cm och medelvindhastigheten är 5,3 m/s. Average water level in relation todata for 1996-2002. Average water level during one year is -0,3 cm, and average wind speed is 5,3 m/s. Vjämfört med perioden januari - april (figur 20). Vattenståndet under maj till augusti är inte lika högt vid nordlig till östlig vind jämfört med perioden januari till april på grund av att det oftare är högtrycksperioder under sommaren med vind från dessa riktningar. Ett kraftigt högtryck kan sänka vattenståndet.

28

0

2

4

6

8N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

0

10

20

30N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i dagar

0

5

10

15N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvattenstånd (cm)

Medelvattenstånd (cm)

29

Medelvindhastighet (m/s)

-2

0

2

4N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

0

2

4

6N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

d och vindriktning för maj till och med

under maj till augusti är 0,7

r May to August. Average valuesr May to August is 0,7 cm, and average wind speed is

05

10152025

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i dagar

Figur 20. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband med och vindriktning för januari till och med april. Detta är medelvärden beräknat på data från 1996-2002. Medelvattenståndet under januari till april är 6,9

water level for January to April is 6,9 cm, and average wind speed is

cm och medelvindhastigheten är 5 m/s. Average water level in relation to average wind speed wind direction for January to April. Average values calculated on data for 1996-2002. Average5 m/s.

Figur 21. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband meaugusti. Detta är medelvärden beräknat på data från 1996-2002. Medelvattenståndet cm och medelvindhastigheten är 3,9 m/s. Average water level in relation to average wind speed wind direction focalculated on data for 1996-2002. Average water level fo3,9 m/s.

Vattenståndet är mycket lågt vid västlig vind under perioden september – december (figur 22). Vind från syd till väst har de högsta hastigheterna och de dominerande vindriktningarna är väst och öst. Vindhastigheten

Vattenståndet är mycket lågt vid västlig vind under perioden september – december (figur 22). Vind från syd till väst har de högsta hastigheterna och de dominerande vindriktningarna är väst och öst. Vindhastigheten är högre vid alla vindriktningarna under september –

dikerar att det under denna period passerar fler och kraftigare lågtryck med en bana ord om Ystad. Det innebär eventuellt att det sker en stor erosion under medelvattenytan nder denna period.

december jämfört med de andra perioderna, och mycket högre vid sydlig till västlig vind, vilket indecember jämfört med de andra perioderna, och mycket högre vid sydlig till västlig vind, vilket innnuu

SE

S

SW

Medelvattenstånd (cm)

-25 EW-20-15-10-505

N

NENW 10

15N

NENW152025

N

NENW

-20-15-10-505

N

NENW 10

15N

NENW152025

N

NENW

är högre vid alla vindriktningarna under september –

dikerar att det under denna period passerar fler och kraftigare lågtryck med en bana ord om Ystad. Det innebär eventuellt att det sker en stor erosion under medelvattenytan nder denna period.

SE

S

SW

Medelvindhastighet (m/s)

0

5

EW

SE

S

SW

Frekvens i dagar

SE

S

SW

Frekvens i dagar

och vindriktning för september till och Medelvattenståndet under september till

ptember to December. Averageember to December is -8,4 cm, and

ttenståndet. Vindhastighetens

05

10

EW

30

-25 E

SE

S

SW

W 0

5

E

SE

S

SW

W 05

10

EW

Medelvattenstånd (cm) Medelvindhastighet (m/s)

Figur 22. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband medmed december. Detta är medelvärden beräknat på data från 1996-2002. december är -8,4 cm och medelvindhastigheten är 7 m/s. Average water level in relation to average wind speed wind direction for Se values calculated on data for 1996-2002. Average water level is for Septaverage wind speed is 7 m/s. Det är tydligt att vindriktningen har stor betydelse för vapåverkan kan visas genom att plotta vindhastigheten mot vattenståndet för de olika riktningarna. Nordlig och västlig vind visade tydligast trend (figur 23 och 24).

30

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 2 4 6 8 10 12 14 1

Vindhastighet (m/s)

Vat

tens

tånd

(cm

)

6

Figur 23. Korrelation mellan vindhastighet och vattenstånd vid nordlig vind. Correlation of wind speed and water level when wind is from north.

-150

-100

-50

0

50

100

150

0 5 10 15 20 25 30

Vindhastighet (m/s)

Vat

tens

tånd

(cm

)

igur 24. Korrelation mellan vindhastighet och vattenstånd vid västlig vind.

ordlig vind är bestämd för vind med riktning från 338˚-22˚. Korrelation i denna vindriktning

FCorrelation of wind speed and water level when wind is from west. Nvisar en positiv trend. Västlig vind är bestämd för vind med riktning från 248˚-292˚. Korrelation i denna vindriktning visar en negativ trend. Plottarna visar inte på någon nära korrelation men trots det kan en rimlig trend ses. För nordöstlig och östlig vindriktning kunde positiva trender ses, det vill säga ökande vattenstånd med ökande vindhastighet dock inte med

31

lika mycket som för nordlig vindriktning. Västlig vindriktning visar den mest negativa trenden. Sydvästlig och nordvästlig vindriktning visade också negativa trender. Sydöstlig och sydlig vindriktning visade inga trender. Resultaten visar att vindriktningen är avgörande för om vattenståndet kommer att vara över

figur 25 visas ett högvattenstillfälle som är typiskt för Ystadbukten. Vinden är till en början

eller under medelvattenståndet och vindhastighet är avgörande för hur stor effekten blir. Detta kan förklaras med hjälp av Ekmans teori om vindström (se Vindström). Teoretiskt beräknade vattenstånd visar hur stark vind i olika vindriktningar kan påverka vattenståndet (tabell 1). Vattenståndsberäkningarna gäller för konstant vindhastighet av 22,5 m/s över Östersjön. En mer realistisk situation är då ett inkommande lågtryck ger sydvästlig till västlig vind en längre tid med relativt hög hastighet (ca 7 m/s i medelvärde) och sedan vrider till nord med avtagande hastighet. Vattenståndet då vinden vrider bort från väst kommer att bli högt oberoende av den efterföljande vindriktningen, eftersom att vattnet strömmar tillbaka då vinden inte längre balanserar vattenytan. Detta är förklaringen till att figurerna ovan visar högst vattenstånd i samband med nordlig vind, när det teoretiskt sett borde vara högst vattenstånd vid nordöstlig vind. Eftersom vindcirkulationen är annorlunda kring ett högtryck är vattenståndssituationen en annan under sommaren. Då ett högtryck stabiliserats är vinden oftast svag från nord till öst. Dessutom kan ett kraftigt högtryck sänka vattenståndet. Därför kan ibland ett inkommande lågtryck med starka västliga till sydvästliga vindar orsaka att vattenståndet stiger om det precis innan varit ett kraftigt högtryck. På detta sätt uppstår olika vattenståndssituationer vid samma vindriktning beroende på om det råder lågtryck eller högtryck. Högst vattenstånd blir det givetvis om västlig vind efterföljs av nordöstlig vind med hög hastighet. I västlig med lågt vattenstånd som följd och vrider sig sedan till nord och vattenståndet höjs. Vindhastigheten är inte särskilt hög då vattenståndet når sin topp, och orsaken till det höga vattenståndet kan inte helt skyllas på den nordliga vinden utan beror till stor del på den västliga vinden, timmarna innan, som når höga hastigheter under cirka 11 timmar. Detta kan förklaras med hjälp av Ekmans teori om vindström. Då vinden är västlig är masstransporten riktad åt söder, vilket medför att vattenståndet blir något lägre längs Sveriges sydkust. Ju längre tid det blåser och ju högre vindhastigheten är desto lägre blir vattenståndet. Detta betyder att vatten ansamlas vid Östersjöns södra kust till dess att vinden avtar eller vrider sig. När detta sker strömmar vattnet tillbaka, och om då vinden har vridit sig till nordlig och skapat en masstransport åt väst, även om den inte är så stor, betyder det att Ystadbukten får extra högt vattenstånd.

32

-100

-50

0

50

100

150

200

2002-01-0100:00

2002-01-0112:00

2002-01-0200:00

2002-01-0212:00

2002-01-0300:00

2002-01-0312:00

2002-01-0400:00

Vat

tens

tånd

(cm

)

-10

-5

0

5

10

15

20

Vin

dhas

tighe

t (m

/s)

Vattenstånd (cm) Vindhastighet (m/s) i N Vindhastighet (m/s) i NE

Vindhastighet (m/s) i W Vindhastighet (m/s) i NW

Figur 25. Typisk situation vid Ystadbukten, där vattenståndet stiger i samband med att västlig vind vrider till nordlig. Typical situation at Ystad Bay where the water level rises due to a chage in wind direction from west to north. Enligt Gustavsson (1994, s 60) orsakas störst erosionsskador i Ystadbukten vid storm från nord till öst med efterföljande vindar från sydöst till sydväst. Stormen eroderar ovan medelvattenståndet och då vinden sedan vänder blir vattenståndet lågt och en del av materialet förs med strömmar västerut. Högt vattenstånd som det ofta är i samband med svag vind från nord till öst bidrar inte till erosion av uppspolningszonen eftersom Ystadbukten då tar emot dyningar snarare än stormvågor. Det högre vattenståndet i kombination med dyningar kan bidra till en uppbyggnad av uppspolningszonen dels på grund av att vatten lättare infiltreras genom sanden eftersom vattenståndet stiger och dels på grund av själva dyningarna. Vid östlig vind kommer dock vågornas infallsvinkel mot stranden att ge en sedimenttransportriktningen västerut. Beroende på profilens utseende kommer den litorala sedimenttransporten att vara olika stor. Om en stormprofil nyligen utbildats kommer mycket material från revlarna att föras västerut. Det sker alltså både en uppbyggnad av uppspolningszonen samtidigt som material förs västerut vid högt vattenstånd i samband med svag vind från öst. Vid västlig storm är vattenståndet oftast mycket lågt, vilket medför att strandprofilens vinkel blir flackare och stormvågorna bryter på ett längre avstånd från uppspolningszonen och mycket av vågenergin går åt inom bränningszonen. Den största erosionen vid mycket lågt vattenstånd sker därför snarare inom bränningszonen än inom uppspolningszonen.

33

5.2 Volymförändringen 9 oktober – 11 november Under mätperioden har ett omslag från sommarprofil till vinterprofil skett, därav den jämförelsevis stora volymförändringen på 3000 m3 (tabell 2). Området utsattes för mycket energi, volymförändringen per löpmeter var -2,4 m3. Del 3 var under denna period hårdast utsatt, -4,0 m3/m och totalt -1173 m3. Del 2 förlorade också mycket sand, -1109 m3, men med -2,2 m3/m. Del 1 förlorade totalt -695 m3, vilket motsvar -1,6 m3/m.

Tabell 2. Total volymförändring för delområde 1, 2 och 3, samt hela området. Total volume change for part 1, 2, 3 and the whole area.

Oktober - november DEL1 DEL2 DEL3 HELA Ackumulation (m3) 860 786 390 2037 Erosion (m3) 1555 1895 1563 5014 Volymförändring (m3) -695 -1109 -1173 -2976 Längd (m) 440 497 291 1228 Förändring (m3/löpmeter) -1,6 -2,2 -4,0 -2,4

Att del 3 utsattes för mest energi beror på områdenas lägen i bukten. Vågenergin fokuseras mest på del 3 och minst på del 1. Det kan även bero på faktorer som kornstorlek och strandprofilens lutning. Under perioden var vinden oftast nordostlig. Ett lågtryck låg stilla över södra Östersjön i flera dagar och rörde sig den 9 vidare in mot Ryssland och ett högtryck över norra Skandinavien bredde ut sig över hela landet. Vinden ökade i södra Sverige i samband med att ett lågtryck den 13-14 rörde sig österut över norra Tyskland. Längs gränsen till mild luft över kontinenten rörde sig mindre lågtryck österut den 17-20. Ett mycket djupt lågtryck nådde de Brittiska öarna den 22 och orsakade sydostlig vind över södra Östersjön. Ett djupt och intensivt lågtryck rörde sig under söndagen den 27 från norra England mot Jylland. Söder och väster om lågtrycket blåste det storm eller lokalt även orkan. I Nordsjöns södra kustområden nåddes på många håll stormstyrka med 25-30 m/s i medelvinden. I vindbyarna i södra Skåne nåddes dock stormstyrka. Vid månadsskiftet hade ett lågtryck dragit in över landet och befann sig den 1 över Bottenhavet på väg åt sydost. Det medförde en tilltagande nordvind vid ostkusten. Över Skandinavien förstärktes därefter ett högtryck som blev kvar fram till och med den 5. Den 5-6 drog sig högtrycket söderut och lämnade plats för ett par fronter som tryckte på västerifrån. Milda sydvästliga vindar bredde den 7 tillfälligt ut sig över hela landet. Ett högtryck hade lagt sig över hela landet den 10. Vädersituationen under perioden sammanfattas genom att visa medelvattenstånd i samband med medelvindhastighet och vindriktning (figur 26). För att få en uppfattning om den normala vädersituationen under perioden visas dessa faktorer även för 1996-2001 (figur 27). Figur 28 visar vattenståndet under perioden.

34

-30

-20

-10

0N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvattenstånd (cm)

02468

10N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

0

2

4

6

8N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i dagar

Figur 26. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband med och vindriktning för perioden 9 oktober –

water level in relation to average wind speed and wind direction for 9 October – 11 November.

11 november. Medelvattenståndet för hela perioden var -10,1 cm. Medelvindhastigheten för hela perioden var 6,3 m/s. Average Average water level for the whole period was -10,1 cm. average wind speed for the whole period was 6,3 m/s.

-10

0

10

20

30N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvattenstånd (cm)

02468

10N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i dagar

02468

10N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

ur 27. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband med och vindriktning för perioden 9 oktober – 11 november, men där medelvärden beräknats på data från 1996-2001. Medelvattenståndet för hela perioden va

er 1996-2001 var mer västlig eller sydlig och att indhastigheten är högre jämfört med 2002 (figur 26 och 27). Trots att många lågtryck

Figr

1,2 cm. Medelvindhastigheten för hela perioden var 6,9 m/s. Average water level in relation to average wind speed and wind direction for 9 October – 11 November, but with average values calculated on data for 1996-2001. Average water level for the whole period was 1,2 cm. average wind speed for the whole period was 6,9 m/s. Det ses kan att vindriktningen undvpasserat har vindriktningen under 2002 varit jämnt fördelad. Det beror på att de tagit en östligare och sydöstligare bana än normalt och då orsakat nordöstliga till sydöstliga vindar.

35

Figur 28. Vattenståndet med 1 timmas intervall mellan 9 oktober – 11 november 2002. Water level with 1 hour interval for 9 October – 11 November 2002.

-70

-60

-50

-40

-30

-20

-10

0

10

20

2002-10-09

2002-10-12

2002-10-15

2002-10-18

2002-10-21

2002-10-24

2002-10-27

2002-10-30

2002-11-02

2002-11-05

2002-11-08

2002-11-11

Vat

tens

tånd

(cm

)30

Under perioden 9 oktober – 11 november, 2002 har vattenståndet inte varit över 25 cm, och

tåndet för samma period baserat på ata från 1996-2001 är 1,2 cm. Under 2002 har vattenståndet alltså varit betydligt lägre än

den 1 till den 3 november ar vinden stark från nord och vattenståndet steg antagligen här men tyvärr fattas data för just

utmärkande var de kraftiga lågtryck som orsakade starka vindar från väst till ydöst. Vattenståndet var under hela perioden mycket lågt. Ystadbukten har därmed fått ta

n en bit ut. Störst är erosionen öster om hövderna, men rosion kan även ses väster om hövderna. Det är därför svårt att avgöra vilken infallsvinkel de

medelvattenståndet var -10,1 cm (figur 28). Medelvattensdnormalt. Det fattas vattenståndsdata för 021101-021103. Det finns en möjlighet att det var ett högvattenstillfälle här. Vindsituationen 31/10 – 1/11 känns igen från liknande typiska situationer (figur 25). Här är vinden till en början stark från väst och vattenståndet är lågt. Vinden vrider sedan till nord och det finns en stor möjlighet att vattenståndet blir högt. Efter den tomma perioden kan det ses att vinden vridit till nordöst och sedan vrider till sydöst och vidare till syd och sydväst med mycket lågt vattenstånd som följd. Att vattenståndet varit så lågt kan bero på att det aldrig fått chans att stiga på grund av att högtrycken avlösts av kraftiga vindar från väst och sydväst. Kring vdenna period. Vädret under perioden var varierande med vind från alla riktningar men övervägande från nordöst. Mest semot stormvågor från både sydväst och sydöst vid lågt vattenstånd. Vanligtvis brukar denna period vara mer dominerad av starkare vind från väst till syd. Eventuellt är det vanligtvis ännu mer erosion under denna period. Generellt för hela området visar volymförändringskartorna (figur 29-31) stor erosion i uppspolningszonen och under deevågor som orsakat mest erosion har haft, men av resultaten att döma borde de ha kommit från sydöst eftersom det då kan förklara den kraftiga erosionen i del 3 som kan ses ha skett öster

36

37

18600 18650 18700 18750 18800 18850 18900

43900

43950

44000

44050

44100

44150

44200

-1.3 m-1.2 m-1.1 m-1 m-0.9 m-0.8 m-0.7 m-0.6 m-0.5 m-0.4 m-0.3 m-0.2 m-0.1 m0 m0.1 m0.2 m0.3 m0.4 m0.5 m0.6 m0.7 m0.8 m0.9 m1 m1.1 m1.2 m1.3 m

Profil 1

Profil 2

Profil 3

Profil 4

Hövd 1

Hövd 2

12

34

0 Meter 50 Meter 100 Meter 150 Meter 200 Meter

Kustlinjens position 021111

Kustlinjens position 021009

Tryckutjämningsmodul

om hövd 4. Vid stormvågor från sydöst kan hövderna orsaka rip-strömmar som för ut sand längs hövdens sidor, och eventuellt kan även en cellcirkulation skapas som ackumulerar sanden i mitten mellan två hövder på stranden eller en bit ut (se 2.10.1. Tvärhövder). Att vågorna inte haft en dominerande riktning kan ha bidragit till att det skett erosion på båda sidorna om hövderna, eftersom sedimenttransporten då varit riktad åt både väst och öst. Det kan ses att stormvågor varit den dominerande vågtypen eftersom uppspolningszonen eroderats och sand förts ut. Det förklarar även att störst erosion skett kring hövderna som från början hade mest sand men som nu kan ses en bit ut. Ingen direkt sedimenttransportriktning kan ses förutom att sand ackumulerats på stranden mellan hövderna. Eventuellt kan sedimenttransporten ha varit riktad österut innan den kraftiga erosionen skedde i samband med de starka vindarna. Det kan tolkas så eftersom det kan ses en ackumulation väster om hövderna men en bit ifrån dem. När stranden sedan utsattes för stormvågor från väst till syd eroderades sanden närmast hövderna. På flertalet ställen har sand ackumulerats i samband med tryckutjämningsmodulerna. Möjligen antyder det att de har kunnat hålla kvar sand trots att områdena varit utsatta för stormvågor i olika riktningar.

Figur 29. Volymförändringskarta för perioden oktober – november för delområde 1. Volume change map for October – November for part 1.

18950 19000 19050 19100 19150 19200 19250 19300 19350

44100

44150

44200

44250

44300

44350

44400

44450

-1.3 m-1.2 m-1.1 m-1 m-0.9 m-0.8 m-0.7 m-0.6 m-0.5 m-0.4 m-0.3 m-0.2 m-0.1 m0 m0.1 m0.2 m0.3 m0.4 m0.5 m0.6 m0.7 m0.8 m0.9 m1 m1.1 m1.2 m1.3 m

Profil 5

Profil 8

Profil 7

Profil 6

Profil 9

Hövd 3

5

67

8

9

10

1112

0 Me r 50 Meter 100 Meter 150 Meter 200 Meterte

Kustlinjens position 021111

Kustlinjens position 021009

Tryckutjämningsmodul

Här kan ses att det skett både ackumulation och erosion (figur 29). Kraftigast erosion har det varit kring uppspolningszonen och öster om hövderna. Ackumulationen kan ses en bit upp på stranden och även en bit ut i vattnet.

igur 30. Volymförändringskarta för perioden oktober – november för delområde 2. olume change map for October – November for part 2.

mrådet har eroderats kraftigt och mest kring hövd 3 (figur 30).

FV O

38

19400 19450 19500 19550 19600

44350

44400

44450

-1.3 m-1.2 m-1.1 m-1 m-0.9 m-0.8 m-0.7 m-0.6 m-0.5 m-0.4 m-0.3 m-0.2 m-0.1 m0 m0.1 m0.2 m0.3 m0.4 m

Hövd 4

Profil 10

Profil 11

0 m

19400 19450 19500 19550 19600

44350

44400

44450

-1.3 m-1.2 m-1.1 m-1 m-0.9 m-0.8 m-0.7 m-0.6 m-0.5 m-0.4 m-0.3 m-0.2 m-0.1 m0 m0.1 m0.2 m0.3 m0.4 m

Hövd 4

Profil 10

Profil 11

0 m 50 m 100 m 150 m 200 m

Figur 31. Volymförändringskarta för perioden oktober – november för delområde 3. Volume change map for October – November for part 3. På vissa ställen har en typisk stormprofil utbildats där profilen fått en mer konvex form men med en sammanlagt lite flackare vinkel, till exempel profil 1 och 10 (figur 32 och 41). Här har uppspolningszonen eroderats och material har hamnat en bit ut i vattnet. Då stormvågor kommer in över en brant profil fokuseras den mesta energin inom uppspolningszonen jämfört med en flack profil där den mesta energin går åt inom bränningszonen. Det kan ses att profil 10 i del 3 var brant och här har också stor erosion skett. På andra ställen har profilen blivit lite brantare trots att uppspolningszonen eroderats och att strandlinjen dragit sig tillbaka och det kan här även ses att erosion har skett under medelvattennivån, se profil 4 och 7 (figur 35 och 38). Detta kan bero på att det låga vattenståndet i samband med stormvågor orsakat erosion under medelvattennivån och upp till uppspolningszonen och sedan fört materialet längre ut än vad som kunde mätas. Det kan ses att även om stormvågor dominerat har sand kunnat ackumuleras på stranden, se profil 2, 5, 6, 9 och 12 (figur 33, 36-37, 40 och 43). Det syns även ackumulation i området kring dessa profiler i volymförändringskartorna (figur 29-31).

445000.8 m0.9 m14

445000.8 m0.9 m14

Tryckutjämningsmodul

44554455

0

0.5 m0.6 m0.7 m

1 m1.1 m1.2 m1.3 m

Profil 1213

39

0

0.5 m0.6 m0.7 m

1 m1.1 m1.2 m1.3 m

Profil 1213

Kustlinjens position 021111

Kustlinjens position 021009

et verkar som att en del av tryckutjämningsmodulerna lokalt haft en positiv inverkan. Enligt sultatet av inmätningen på dem har det skett en positiv medelförändring vid varje rör på

rygt 3 cm (figur 59). Trots att flest tryckutjämningsmoduler finns inom del 2 är det del 1 som isar minst erosion. Möjligen kan tryckutjämningsmodulerna här vara effektivare eftersom de

re för Del 1, som då ta kan även ses då mycket sand ackumulerats

te i vattnet.

Dredvstår två i varje rad. Vid stormvågor från sydöst blir infallsvinkeln mindlättare kan hålla kvar sanden inom området. Detu

39

5

40

-1

-0,5

0

0,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

1

1,5

Oktober November December Januari

Figur 33. Profil 2 inom del 1 för oktober - januari. Profile 2 in part 1 for October-January.

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 5 10 15 20 25 30

Avstånd från f ixpunkt (m)

Oktober November December Januari

32. Profil 1 inom del 1 för oktober - januari. Profile 1 in part 1 for October-January.

on av stormvågor är tydlig då profilen blivit betydligt flackare från oktober till slutet av ri (figur 32).

35

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

.3 Profiler

igur

rosinua

Profilen har blivit lite brantare under hela perioden (figur 33).

F Eja

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

Figur 34. Profil 3 inom del 1 för oktober - januari. Profile 3 in part 1 for October-January. Här har det skett en nettoackumulation under perioden. Erosion har dock skett mellan november och december. Stor uppbyggnad skedde mellan december och januari (figur 34).

2

1,5

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(

2

1,5

m)

Oktober November December Januari

Figur 35. Profil 4 inom del 1 för oktober - januari. Profile 4 in part 1 for October-January. Här har kraftig erosion skett mellan oktober och januari. Sommarprofilen har eroderats och en erosionsbrant har utbildats (figur 35).

41

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 5 10 15 20 25 30

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

Figur 36. Profil 5 inom del 2 för oktober - januari. Profile 5 in part 1 for October-January. Här har det skett en nettoackumulation under perioden. Stor erosion har dock skett mellan

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

december och januari (figur 36).

Figur 37. Profil 6 inom del 2 för oktober-januari. Profile 6 in part 1 for October-January. Profilen eroderades kraftigt mellan november och december men har under januari byggt ut (figur 37).

42

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 5 10 15 20 25 30 35

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

Figur 38. Profil 7 inom del 2 för oktober - januari. Profile 7 in part 1 for Oct-Jan.

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 5 10 15 20 25 30

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

ut den och mellan december och januari eroderade stormvågor den igen (figur 38).

november eroderade stormvågor profilen. Mellan november och december byggde dyningar

Här har stormvågor och dyningar om vart annat förändrat profilen. Mellan oktober och

Figur 39. Profil 8 inom del 2 vid för oktober - januari. Profile 8 in part 1 for October-January.

43

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 5 10 15 20 25 30 35

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

Stormvågor har utbildat profilen här. Mellan november och december byggde dyningar ut

Figur 40. Profil 9 inom del 2 för oktob

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 10 20 30 40 50 60

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

44

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 10 20 30 40 50 60

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

dock ut den (figur 39).

er - januari. Profile 9 in part 1 for October-January.

ändelseförloppet går här från en stormprofil i oktober till en utbyggnad i november och en

Figur 41. Profil 10 inom del 3 vid för oktober - januari. Profile 10 in part 1 for October-January.

Hkraftig erosion i december till en tydlig sommarprofil i januari (figur 40).

44

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December

-1,5

-1

-0,5

0

0,5

1

1,5

2

0 5 10 15 20 25 30 35 40

Avstånd från f ixpunkt (m)

Höjd

öve

r med

elva

tteny

tan

(m)

Oktober November December Januari

medelvattennivån från december till januari (figur 42).

Januari

Här har sommarprofilen i oktober eroderats av stormvågor för att byggas upp och för att slutligen under januari eroderats igen (figur 41).

En stormprofil har utbildats från oktober till januari. Observera den stora påbyggnaden under

är har en stormprofilen som fanns i oktober byggt ut till en sommarprofil (figur 43).

Figur 42. Profil 11 inom del 3 för oktober - januari. Profile 11 in part 1 for October-January.

Figur 43. Profil 12 inom del 3 för oktober - januari. Profile 12 in part 1 for October-January. H

45

5.4 Volymförändringen 11 november - 3 december

utvecklats. I södra och

Under denna mätperiod var volymförändringen för hela området -726m3 (tabell 3),

motsvarande -0,6 m3/m, det vill säga betydligt mindre än under första mätperioden. Del 3 blev inte heller lika utsatt, -73 m3 eller -0,2 m3/m. Del 1 hade den största negativa förändringen på -737 m3 eller -1,7 m3/m. Del 2 hade en positiv volymförändring på 83 m3, vilket är en ackumulation på 0,2 m3/m.

Tabell 3. Total volymförändring för delområde 1, 2 och 3, samt hela området. Total volume change for part 1, 2, 3 and the whole area.

November - december DEL1 DEL2 DEL3 HELA Ackumulation (m3) 957,6 1396,7 756,6 3110,9 Erosion (m3) 1694,3 1313,6 829,3 3837,1 Volymförändring (m3) -736,7 83,2 -72,7 -726,2 Längd (m) 430,0 497,0 291,0 1218,0 Förändring (m3/löpmeter) -1,7 0,2 -0,2 -0,6

Perioden dominerades av vind från öst. I nordligaste Sverige rådde ofta högtryck. En del lågtryck passerande den 12-14 vilket medförde att det tidvis var blåsigt från sydväst i södra Sverige. Ett lågtryck fördjupades över Östeuropa den 16 och rörde sig upp över Östersjön följande dag, vilket medförde en tilltagande östlig vind. Ett högtryck förstärktes den 19 över norra Sverige. Söder om högtrycket rörde sig ett nytt lågtryck som stannade upp över södra Finland och orsakade några dagar med nordlig vind, som var frisk eller hård vid kusten. Från den 27 till slutet av månaden hade ett mäktigt högtryck med centrum över norra Finland

mellersta Sverige var det blåsigt under månadens sista dag. Det ver Ryssland.

ärifrån sträckte sig en högtrycks-rygg till nordligaste Norrland. Vädersituationen under t

mäktiga högtrycket över norra Finland försköts i början av december in öDperioden sammanfattas genom att visa medelvattenstånd i samband med medelvindhastigheoch vindriktning (figur 44).

-20-15-10-505

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvattenstånd (cm)

0

2

4

6

8N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

02468

10N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i dagar

Figur 44. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband med och vindriktning för perioden 12 november – 3 december 2002. Medelvattenståndet för hela perioden var -3,6 cm. Medelvindhastigheten för hela perioden var 5,8 m/s. Average water level in relation to average wind speed and wind direction for 12 November – 3 December 2002.

5,8 m/s. Average water level for the whole period was -3,6 cm. Average wind speed for the whole period was

46

47

02468

10N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

0

1

2

3

4N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i dagar

visas stighet och vindriktning där medelvärden

beräknats på data för 1996-2001 (figur 45).

För att få en uppfattning om den normala vädersituationen under perioden medelvattenstånd i samband med medelvindha

Figur 45. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband med och vindriktning för perioden 12 november – 3 december, men där medelvärden beräknats på data från 1996-2001. Medelvattenståndet för hela

cember, but ith average values calculated on data for 1996-2001. Average water level for the whole period was 3,3 cm.

-10

0

10

20

30N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvattenstånd (cm)

perioden var 3,3 cm. Medelvindhastigheten för hela perioden var 5,2 m/s. verage water level in relation to average wind speed and wind direction for 12 November – 3 DeA

wAverage wind speed for the whole period was 5,2 m/s. Vindriktningen är mer västlig till sydlig under 1996-2001 jämfört med 2002 (figur 44 och 45). Antagligen brukar denna period inte var lika dominerad av högtryck. De lågtryck som passerat har även tagit en östligare bana och då gett vindar från öst. Att perioden dominerats av högtryck kan vara orsaken till det låga vattenståndet, -3,6 cm, under 2002 jämfört med 3,3 cm för 1996-2001. Först kring den 15 kunde ett lågtryck passera med vindar från sydväst. Då steg först vattenståndet på grund av att högtrycket försköts sedan sänktes det på grund av vindriktningen (figur 46). Att vattenståndet sedan stiger igen kring den 20 kan bero på att lågtrycket vid södra Finland ger vindar från nord som trycker bort vatten mot Skånes kust. Det kraftiga högtryck som sedan bildades kan i kombination med vindar från öst till en början ha tryckt undan vatten från kusten men sedan vinden ökat steg vattnet en aning.

48

40

-40

-30

-20

-10

0

Vat

tens

tånd

(c

10

20

30

m)

-502002-11-12 2002-11-15 2002-11-18 2002-11-21 2002-11-24 2002-11-27 2002-11-30 2002-12-03

Figur 46. Vattenstånd med 1 timmes intervall för perioden 12 november – 3 december. Water level with 1 hour interval for 12 November – 3 December. Vindriktningen under perioden var varierad men mest östlig beroende på högtryck, men även lågtryck med centrum öster om Sverige. En del lågtryck med lite starkare vindar från väst passerade. Det kom även ett lågtryck söder ifrån som orsakade starka vindar från sydöst till öst. Vattenståndet steg även i samband med detta. Annars har vattenståndet varierat men varit övervägande lågt, -3,6 cm i medelvärde. Jämfört med förra perioden har det varit svagare vindar.

flackare, vilket antyder sedimentbrist. Där profilen dragit sig tillbaka utan att vinkeln ändrats kan det tolkas som att stranden utsatts för dyningar i kombination med

sedimentbrist och stormvågor som eroderat under medelvattennivån. En del profiler visar atnd från

Under perioden har stranden utsasom kan ses är svårtolkad. Att tolka av deantyder det en sedimenttransport åt väster (fimest eftersom området fått en brist på sediOmrådet har även eroderats ytterligare då Vågreflektioner eller rip-strömmackumulerats i mmedelvattenytan kan vara orsakad av dyningar vihögt. Ackumulationen kan ses från en bit östeStormvågor från öst till sydöst kan ha erErosionen väster omackumulerats öster om hövderna mEn kombination av detta är även trolig. Profil 1, 3, 6, 9 och 11 (figur

tts för varierat vågklimat ocn ackumulation somgur 47-49). Det förklarar ocme

ar och cellcirkulation kan itten mellan hövderna i del 1 oc

d vind från nord till öst r om hövderna och m

oderat i uppspolningszonen öster om hövderna kan vara orsakad av sedime

en den kan även

32, 34, 37, 40 och 42) visar en er

h den erosion och ackumulation skett öster om hövd 3 och 4

kså att del 1 eroderats nt då det fångats upp av uppströms hövderna.

det utsatts för stormvågor från sydväst. vara orsaken till att sand

h 2. Ackumulationen som kan ses ovanför då vattenståndet varit

ot mitten mellan hövderna. hövderna.

ntbrist på grund av att sand vara orsakad av stormvågor från sydväst.

osion men utan att ha blivit

fört

erosion skett under medelvattennivån vilket antyder att det skett i samband med att visydväst orsakat stormvågor vid lågt vattenstånd. Stormvågorna utsätter stranden för mer

energi vilket orsakar att profilen blir flackare. Det verkar som att dyningar varit dendominerande vågtypen. Det kan även ses på områdena kring hövderna att de inte utsatts f

44150

44200

Kustlinjens position 021203

Kustlinjens position 021111

Tryckutjämningsmodul

erosion. Det kan ses atoch sedimentbrist, men direkt väster omsandackumulation. Detta antyder mtryckutjäningsmodulen. Liknande lokala ackumställen. Att rören har så begränsad infl

18600 18650 18700 18750 18800 18850 18900

43900

43950

-1.3 m-1.2 m-1.1 m-1 m-0.9 m-0.8 m-0.7 m-0.6 m-0.5 m

Profil 1

Hövd 1

44000 -0.2 mProfil 2

44050 0.30.4 m0.5 m

Profil 3

44100

0.6 m0.7 m0.8 m

12

-0.4 m-0.3 m

0.1 m0.2 m

m

0.9 m1 m1.1 m1.2 m1.3 m

-0.1 m0 m

0 m 50 m 100 m 150 m 200 m

34

Profil 4

Hövd 2

ör

rofil 11 och 12 (figur 42 och 43) visar båda på t profil 11 inte heller blivit flackare, vilket som sagt tyder på dyningar

profil 11 visar tryckutjäningsmodulen en lokal öjligen att sanden haft lättare att ackumuleras på grund av

ulationer kring modulerna kan ses på flera uensarea kan bero på sedimentbrist.

Figur 47. Volymförändringskarta för perioden november - december för delområde 1. Volume change map for November – December for part 1.

lika mycket stormvågor eftersom det då skulle ha skett mer erosion där. Erosionen väster om hövd 4 antyder också sedimentbrist snarare än stormvågor. Det kan ses att där sand eroderades kring hövd 4 i del 3 under förra mätperioden har nu en ackumulation skett. Profil 10 (figur 41) visar en tydlig uppbyggnad. P

49

1.1.Profil 8

Pr9

10

11

Kustlinjens position 021203

Kustlinjens position 021111

Tryckutjämningsmodul

Profilerna 4, 5, 7 och 8 (figur 35, 36, 38 och 39) har blivit flackare och sediment har hamnat utanför, vilket antyder att området även påverkats av stormvågor från sydöst. I samband med stormvågorna steg även vattenståndet och erosionen kan ha skett i uppspolningszonen öster om hövderna. Stormvågor från sydväst kan också ha orsakat erosion väster om hövderna. Händelseförloppet kan ha varit att det först skedde ackumulation öster om hövderna på grund av infallande dyningar från öst som byggde upp stranden och transporterade sand västerut. Stormvågor från sydväst till sydöst eroderade sedan en del av den sand som ackumulerats.

18950 19000 19050 19100 19150 19200 19250 19300 19

-1-1-1-1 m-0.-0.8-0-0-0-0-0

m 50 m 100 m 150 m

Hövd 3

350

44100

44150

44200

44250

44300

44350

44400

44450

.3 m

.2 m

.1 m

9 m m

.7 m

.6 m

.5 m

.4 m

.3 m-0.2 m-0.1 m0 m

2 m3 m

6 m0.7 m0.8 m0.9 m1 m1.1 m

2 m3 m

0.1 m0.0.0.4 m0.5 m0.

Profil 6

5

67

0 200 m

Profil 5

fil 7

ofil 9

8

12

Pro

igur 48. Volymförändringskarta för perioden november - december för delområde 2. F

Volume change map for November – December for part 2.

50

19400 19450 19500 19550 19600

44350

44400

0 m 50 m 100 m 150 m 200 m

Hövd 4-1.3 m-1.2 m-1.1 m-1 m-0.9 m-0.8 m-0.7 m-0.6 m-0.5 m-0.4 m

Figur 49. Volymförändringskarta för perioden november - december för delområde 3. Volume change map for November – December for part 3. 5.5 Volymförändringen 3 december - 23 januari Under denna period hade hela området en nettoackumulation på 713 m3 motsvarande 0,6 m3/m (tabell 4). Endast inom del 3 skedde en nettoerosion och volymförändringen var -0,7 m3/m, totalt -217 m3. Ackumulationen inom del 1 var 0,8 m3/m och totalt 363 m3. Inom del 2 var ackumulationen 1,1 m3/m och totalt 568 m3.

Tabell 4. Total volymförändring för delområde 1, 2 och 3, samt hela området. Total volume change for part 1, 2, 3 and the whole area.

December - januari DEL1 DEL2 DEL3 HELA Ackumulation (m3) 1450 1724 1248 4402 Erosion (m3) 1067 1156 1466 3689 Volymförändring (m3) 363 568 -217 713 Längd (m) 430 497 291 1218 Förändring (m3/löpmeter) 0,8 1,1 -0,7 0,6

44450

44500

44550

13

14

Profil 11

Profil 12

0.1 m0.2 m0.3 m0.4 m0.5 m0.6 m0.7 m0.8 m0.9 m1 m1.1 m1.2 m1.3 mKustlinjens position 021203

Kustlinjens position 021111

Tryckutjämningsmodul

-0.3 m-0.2 m-0.1 m0 m

Profil 10

Mest utmärkande för december var ett mäktigt högtryck. Den 4-5 återbildades högtrycket över orra Finland. Högtrycket försköts under de följande dagarna söderut och förstärktes amtidigt ytterligare. Den 7 började högtrycket förskjutas söderut till södra Finland.

ns

51

-80 E

SE

S

SW

W

-60

-40

-20

0N

NENW

2468

10N

NENW

2

4

6N

NENW

Medelvattenstånd (cm)

0 E

SE

S

SW

W

Medelvindhastighet (m/s)

0 E

SE

S

SW

W

Frekvens i dagar

ögtrycket rörde sig vidare från södra Finland till södra Norge, där det låg från den 8 till den 3. Dess centrum försköts sedan till södra Ryssland, och därifrån sträckte sig en ögtrycksrygg upp till södra Skandinavien under de tre följande dagarna. Under hela perioden -16 var vindarna oftast svaga. Den 17 pressades högtrycket söderut i samband med att ett tensivt lågtryck passerade österut norr om Nordnorge. Lågtrycket följdes av ett nytt på en

ydligare bana över norra Norrland och mild luft fördes in över större delen av landet. Ett nytt ögtryck bildades över Skandinavien. I mellandagarna fick högtrycket sin tyngdpunkt över ordligaste Skandinavien, medan fronter trängde in över Sverige från sydväst. Svaga vindar ominerade under den första tredjedelen av januari. Ett högtryck strax väster om kandinavien förhindrade den milda atlantluften att nå fram. Ett lågtryck rörde sig den 7-8 ån Ishavet mot Finland och i samband därmed kom mildare luft in över främst södra orrland. Högtrycket, som mestadels legat över Norska havet, försköts den 10-11 söderut, arefter flera lågtryck under de närmaste dagarna rörde sig österut från Island mot norra och ellersta Sverige och orsakade hårda västvindar den 14-16 särskilt i landets södra och ellersta delar. Ett område med delvis kraftig nederbörd kom in över sydvästra Sverige den

9. Den 23-27 fortsatte flera ganska svaga nederbördsområden att tränga in över landet från äster och sydväst. Vädersituationen under perioden 4-20 december sammanfattas genom att

ng (figur 50). Data en efter 20 december kunde tyvärr

te fås av hamnkontoret i Ystad. Vindhastighet och vindriktning kunde fås från 11–23 januari igur 51). Vattenståndet mellan 4–20 december visas i figur 52.

H1h8inshndSfrNvmm1vvisa medelvattenstånd i samband med medelvindhastighet och vindriktniöver vindhastighet, vindriktning och vattenstånd för periodin(f

Figur 50. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband med och vindriktning för perioden 4 december till och med 20 december 2002. Medelvattenståndet för hela perioden var -33,3 cm. Medelvindhastigheten för hela perioden var 6,2 m/s. Average water level in relation to average wind speed and wind direction for 4 December – 20 December 2002. Average water level for the whole period was -33,3 cm. Average wind speed for the whole period was 6,2 m/s. Observera att figur 50 endast representerar en del av mätperioden. Vindriktningen var varierande på grund av det högtrycksområde som dominerade perioden 4/12-20/12 förflyttades fram och tillbaka, först från norra Finland till södra och sedan vidare västerut mot södra Norge för att sedan förskjutas tillbaka igen och vidare till södra Ryssland. I slutet av perioden var vinden västlig i samband med att lågtrycket nord om Norge förde in luft.

52

0

5

10

15N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

-40

-30

-20

-10

0

nd (c

m)

0

2

4

6N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i dagar

Figur 51. Medelvindhastighet i samband med vindriktning för perioden 11 januari till och med 23 januari, 2003. Medelvindhastigheten för hela perioden var 9 m/s. Average wind speed in relation to wind direction for 11 January – 23 January 2003. Average wind speed for the whole period was 9 m/s. Observera att figur 51 endast visar medelvindhastigheten för en del av mätperioden. Under denna period var vindriktningen starkt präglad av de lågtryck som kom in från Island och gav vindar från väst till sydväst då högtrycket förskjutits söderut.

-100

-90

-80

-60

-50

2002-12-04 2002-12-08 2002-12-12 2002-12-16 2002-12-20

Vat

tens

tå

-70

Figur 52. Vattenståndet med 1 timmes intervall för 4 december – 20 december. Water level with 1 hour interval for 4 December – 20 December. Oservera att figur 52 endast visar en del av mätperioden. Vattenståndet mellan 4/12 – 20/12 var extremt lågt på grund av att perioden dominerades av högtryck. Enligt SMHI var

53

-10-505

1015

N

NE

E

SE

S

SW

NW

Medelvattenstånd (cm)

0

2

4

6

8N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

Medelvindhastighet (m/s)

0

2

4

6N

NE

SE

S

SW

W

NW

Frekvens i dagar

nståndet i början av januari 30-40 cm under medelvattennivån, men började sedan stigtt lågtryck kom in över Skandinavien den 14-16. Vattenståndet var efter detta över

delvattennivån och fortsatte att stiga.

att få en uppfattning om den normala vädersituationen under perioden visas delvattenstånd i samband med medelvindhastighet och vindriktning även för me

nade på data för 1996-2001 (figur 53).

r 53. Medelvattenstånd och medelvindhastighet i samband med och vindriktning för perioden 4 d

vatte a å ee

ör e delvärden

eräk

dm Fmb

W E

igu ecember Medelvattenståndet för

rioden var 5,5 m/s. verage water level in relation to average wind speed and wind direction for 4 December – 23 January, but with verage values calculated on data for 1996-2001 and January 2002. Average water level for the whole period

en dominerande vindriktningen är väst och nord. Här framgår att vädret vanligtvis präglas

2 till och med 23 januari, 2003 var mycket arierad beroende på ett högtrycksområde som flyttades fram och tillbaka över Finland,

Sverige och r. I slutet av perioden kom delhastighet kring 10 m/s (figur

1). Erosionen b der januari eft vinden var stark kring syd och väst och vattenstånde band med detta. Tstormvågor sydväst se nat än ter om d 1 (f 54). Största delen av erosionen kan ses öster om hövd 3 o (figu och 5 nder re perioder har det varit na vid s vågor och då vid den sidan de fallit in på.

är kan istället ses att sand ackumulerats i samband med tryckutjämningsmodulerna väster

F– 23 januari, men där medelvärden beräknats på data från 1996-2001 och januari 2002. hela perioden var 1,4 cm. Medelvindhastigheten för hela peAawas 1,4 cm. Average wind speed for the period was 5,5 m/s. Dav mer lågtryck än högtryck men att det antagligen är mer jämnt fördelat under denna period än under hösten. Vindriktningen under perioden 4 december, 200v

Norge. Även en del kraftiga lågtryck gav starka sydvästliga vinda vinden från väst och sydväst och hade en me

5

orde vara hög un ersomt steg i sam rots det kan inga direkta tecken som visar att kommit in från syd till s, an väs höv igur

ch 4 r 55 6). U tidiga mer erosion kring hövder torm

Hom hövderna och en bit öster om hövd 4. Viss erosion kan dock ses på båda sidorna om hövderna. Händelseförloppet kan ha varit att mycket sand ackumulerats över hela området i samband med dyningar orsakade av vind från nordöst till öst. Erosion öster om hövderna kan

54

55

-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.40.50.60.70.80.911.11.21.3

Profil 4

Hövd 2

18600 18650 18700 18750 18800 18850 18900

43900-1.3

4398

50

44000

44050

44100

44150

44200

Kustlinjens position 030123

Kustlinjens position 021203

Tryckutjämningsmodul

sedan ha orsakats av stormvågor från öst och sydöst. Stormvågorna orsakade av vindar från väst till sydväst kan ha gett kraftigast erosion öster om hövderna och samtidigt transporterat sand österut. Tryckutjämningsmodulerna kan här ha varit effektiva i att hålla kvar sanden. Totalt har det ackumulerats 0,26 m sand vid varje tryckutjäningsmodul (figur 59). Även utanför dessa i vattnet kan ackumulation ses. Profilerna 1, 4, 5, 7, 8 och 10 har varit utsatta för erosion (figur 32, 35, 36, 38 och 41). Alla utom 1 och 8 ligger öster om var sin hövd och visar erosion på grund av sedimentbrist. Profil 1 och 8 har blivit flackare vilket tyder på erosion av stormvågor. Profil 8 ligger mitt i mellan två moduler och det kan ses att här har erosion skett medan det vid den ena är oförändrat och vid den andra endast svag erosion. Profil 3, 6, 9, 11 och 12 ligger alla väster om en hövd och visar en uppbyggnad av sand (figur 34, 37, 40, 42 och 43). Ackumulationen väster om hövderna tyder på en sedimenttransportriktning österut. Eftersom stormvågor varit dominerande i slutet av mätperioden indikerar det att tryckutjämningsmodulerna varit effektiva att hålla kvar sanden då stranden utsätts för stormvågor. Det kan även tolkas som att tryckutjämningsmodulerna varit effektiva att bygga upp stranden under december då vädersituationen antyder att dyningar var dominerande.

-1.2

-0.-0.7-0.

12

34

Profil 2

Profil 3

Hövd 1-1.1-1-0.9Profil 1

6

0 m 50 m 100 m 150 m 200 m

Figur 54. Volymförändringskarta för perioden december 2002 - januari 2003 för delområde 1. Volume change map for December 2002 - January 2003 for part 1.

s position 030123

s position 021203

ningsmodul

s position 030123

s position 021203

ningsmodul

flackare (figur 54).

18950 19000 19050 19100 19150 19200 19250 19300 19350

44100

44150

44200

44250

44300

44350

44400

44450

-1.3 m-1.2 m-1.1 m-1 m-0.9 m-0.8 m-0.7 m-0.6 m-0.5 m-0.4 m-0.3 m-0.2 m-0.1 m

0.3 m0.4 m

0.6 m

001 m1.1 m1.2 m1.3 m

0 m0.1 m0.2 m

5

Profil 50 m0.1 m0.2 m

5

Profil 5

0.5 m6 0.5 m6

0.7 m7

80.7 m

78 .8 m

.9 m

.8 m

.9 m

0 m 50 m 100 m 150 m 200 m

9

10

1112

Profil 6

Profil 7

Profil 8

Profil 9

Hövd 3

Kustlinjen

Kustlinjen

Tryckutjäm

56

18950 19000 19050 19100 19150 19200 19250 19300 19350

44100

44150

44200

44250

44300

44350

44400

44450

-1.3 m-1.2 m-1.1 m-1 m-0.9 m-0.8 m-0.7 m-0.6 m-0.5 m-0.4 m-0.3 m-0.2 m-0.1 m

0.3 m0.4 m

0.6 m

001 m1.1 m1.2 m1.3 m

0 m 50 m 100 m 150 m 200 m

9

10

1112

Profil 6

Profil 7

Profil 8

Profil 9

Hövd 3

Kustlinjen

Kustlinjen

Tryckutjäm

Mycket ackumulation har skett väster om hövderna. Väster om hövd 1 har stormvågor gjort ofilen

Figur 55. Volymförändringskarta för perioden december 2002 - januari 2003 för delområde 2. Volume change map for December 2002 – January 2003 for part 2. Ackumulation har skett väster om hövderna och i samband med tryckutjämningsmodulerna och erosion har skett öster om hövderna (figur 55).

pr

56

19400 194

44350

44400

44450

57

1960050 19500 19550

100 m 150 m 200 m

Hövd 4

Profil 10

44500

0.50.60.7

Profil 1213

44550

11.11.21.3

Kustlinjens position 030123

Kustlinjens position 021203

Tryckutjämningsmodul

-1.3-1.2-1.1-1-0.9-0.8-0.7-0.6-0.5-0.4-0.3-0.2-0.100.10.20.30.4

0.80.9

0 m 50 m

Profil 11

14

Figur 56. Volymförändringskarta för perioden december 2002 – januari 2003 för delområde 3. Volume change map for December 2002 – January 2003 for part 3.

d ackumulerats både på Kraftig erosion har skett öster om hövd 4 samtidigt som mycket sanstranden och ute i vattnet längre öster om hövden (figur 56).

58

-3500

-3000

-2500

-2000

Okt-Nov Nov-Dec Dec-Jan Totalt

Vol

y

-1500

-1000

-500

0

500

1000

mfö

ränd

ring

(m3)

Del 1

Del 2

Del 3

Totalt

5.6 Volymförändringen under hela mätperioden. Volymförändringen för hela mätperioden kan beräknas genom att alla förändringar summeras. Volymförändringen för hela jämförelsen blir -2990 m3 (figur 57).

Figur 57. Volymförändring för del 1-3 och total volymförändring vid oktober – november, november – december och december – januari och total volymförändring för del 1-3 samt för hela området under hela mätperioden. Volume change for part 1-3 and total volume change at October – November, November – December and December – January and total volume change for part 1-3 and the whole area for the whole period. Volymförändringen för hela mätperioden kan även beräknas genom en overlay-operation med avvägningen för oktober och januari (tabell 5). Volymförändringen för hela jämförelsen blev då -3047 m3, det vill säga snarlikt resultatet i figur 58, vilket gör det möjligt att använda volymförändringskartan (figur 58) vid tolkning av den totala volymförändringen under hela perioden. Tabell 5. Total volymförändring för hela området under hela mätperioden. Total volume change for the whole area for the whole period.

Oktober-januari HELAAckumulation (m3) 3126Erosion (m3) 6173Volymförändring (m3) -3047Längd (m) 1218Förändring m3/löpmeter -2,5

Under hela mätperioden skedde en erosion i hela området på nästan 3000 m3 (figur 57). Volymförändringen per löpmeter var -2,5 m3 (tabell 6). Del 2 hade minst erosion och

förlorade totalt -458 m3, vilket motsvar -0,9 m3/m. Del 3 var hårdast utsatt, -5,0 m3/m och totalt -1463 m3. Del 1 förlorade också mycket sand, -1069 m3, men med -2,4 m3/m.

Tabell 6. Volymförändringen per löpmeter för varje delområde och för varje jämförelse. Volume change per meter beach for every part and every comparison.

Okt-nov Nov-dec Dec-jan Totalt Del 1 -1.6 -1.7 0.8 -2.4 Del 2 -2.2 0.2 1.1 -0.9 Del 3 -4.0 -0.2 -0.7 -5.0 Hela -2.4 -0.6 0.6 -2.5

Erosionen har till största delen varit fokuserad kring hövderna och störst har den varit öster om dem (figur 58). Ackumulation kan ses väster om hövderna. Kring tryckutjämningsmodulerna kan en ackumulation ses. Störst erosion har det varit öster om hövd 4. Ackumulation har skett väster om hövderna. Detta antyder att de dominerande vågorna kommit från sydväst och gett en sedimenttransporten i riktning österut. Att det skett erosion direkt intill hövderna antyder att de orsakar vågreflektioner. Det kan ses att det skett mer erosion väster om hövd 1 där det inte finns några moduler än väster om de andra hövderna. Tryckutjämningsmodulerna 3, 4, 8 och 12 ligger nästan direkt intill hövderna men här har det istället skett en ackumulation (figur 59). Detta kan tolkas som att tryckutjämningsmodulerna haft effekt. Det kan ses att det skett störst ackumulation vid modul 12 (figur 59), men det kan ses att där rören sitter två i samma rad verkar de haft effekt på en större yta, se modulerna 1-4 (figur 58). Att hövd 4 haft störst erosion kan bero på avsaknad av sediment. Hela området verkar lida av sedimentbrist eftersom det totalt skett en erosion. Förutom väster om hövderna kan även en liten ackumulation ses mellan hövderna men ute i vattnet. Detta kan bero på att hövderna bidrar till att det vid snett infallande stormvågor skapas rip-strömmar som för ut materialet. Möjligen kan sanden återföras igen om den inte hamnat för långt ut.

59

1870

018

800

1890

019

000

1910

019

200

1930

0

Prof

il 1

Pro

fil 2

Pro

fil 3

Prof

il 4

Hövd

1

Höv

d 2

Prof

il 5

Prof

il 6

Prof

il 7

Prof

il 8

Prof

il

Hövd

3

0 M

eter

100

Met

er20

0 M

eter

123

4

5

678

910

1112

ustli

njen

s po

sitio

n 03

0123

ustli

njen

s po

sitio

n 02

1009

ycku

tjäm

ning

smod

ul

1860

019

400

1950

019

600

4390

0

4400

0

4410

0

4420

0

4430

0

4440

0

4450

0

9

Pr

Prof

il 11

Prof

il 12

ofil 1

0

Höv

d 4

300

Met

400

Met

er

1314

-1.3

m-1

.2 m

-1.1

m-1

m-0

.9 m

-0.8

m-0

.7 m

-0.6

m-0

.5 m

-0.4

m-0

.3 m

-0.2

m-0

.1 m

0 m

0.1

m0.

2 m

0.3

m0.

4 m

0.5

m0.

6 m

0.7

m0.

8 m

0.9

m1

m1.

1 m

1.2

m1.

3 m

er

K K Tr

Figur 58. Volymförändringskarta för perioden oktober – januari för hela fältområdet. Voume change map for October – January for the whole area.

60

61

.7 Förändringen vid tryckutjämningsmodulerna

u endast 14 kvar. De är arrangerade i 11 der och täcker fortfarande området på 900 meter men nu med färre rör. De flesta rören står i

attenlinjen.

nder oktober till november skedde en ackumulation vid 8 av 14 rör, och totalt sett en ckumr och

4 rörä

igur nder hela erioden. Medel anger medelförändringen vid varje rör.

eriod. Medel is

i id varje rörrad vara representativ

r en yta på 50×50 meter. SIC räknar med att influensområdet för varje rörrad då systemet är takt är 50 meter längs stranden och 50 meter i tvärprofilen. Den totala influensarean, det vill

äga den totala arean som tryckutjämningsmodulerna antas kunna påverka, var då 47500 m2. ftersom att många rör nu fattas från den ursprungliga uppsättningen kan inte de kvarvarande ren antas vara representativa för hela denna yta. Då volymförändringen beräknas genom att

nta att förändringen vid varje rörrad är representativ för en yta på 50×50 meter, samma ntagande som SIC gör, ger detta en total influensarea på 27500 m2. Volymförändringen inom fluensarean blir då: 0,27 m · 27500 m2 = 7425 m3.

IC redovisar en total ackumulation av sand inom hela området på 10 cm från 12/10 2000 då ren etablerades till 28/1 2001 (SIC 2001a). Detta ger en total volymförändring på 4750 m3. olymförändringen beräknades från inmätning av rören.

5 Av de 41 rör som ursprungligen etablerades finns nrav Ua ulation (figur 59). Under november till december skedde en ackumulation vid 7 av 14

totalt sett en erosion. Under december till januari skedde en ackumulation vid 10 av och totalt sett en ackumulation. Medelförändringen för varje rör under hela

tperioden är 0,27 meter.

59. Förändringen vid varje rör för varje jämförelse samt total förändring vid varje rör u

0

0

0

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Medel

Tryckutjämningsrör

rö1m

-0,8

-0,6

-0,4

-0,2

0,00

0,20

0,40

0,60

0,80

1,00

1,20

Förä

ndri

ng (m

)

Okt-Nov

Nov-Dec

Dec-Jan

Totalt

FpThe change at every pipe for every comparison and the total change at every pipe for the whole pthe average change at every pipe. Då tryckutjämningsmodulerna stod som de ursprungligen etablerats, det vill säga uppställda19 rader längs en sträcka på 900 meter, antogs förändringen vföinsEröaain SröV

62

Diskussion

.1 Vattenstånd, vindhastighet och vindriktning

ufttrycket ger variationer i vattenstånd, där högtryck sänker vattenståndet och lågtryck höjer et. Sydvästlig vind ger inte alltid lågt vattenstånd, då ett högtryck kan efterföljas av ett

g av vattenståndet som resultat av fttrycksförändringen. Erosionen kan då bli kraftig om vinden är stark och orsakar

6.3 Erosionen under ett år

å var ellan

3 hela -2990 m3.

n nettoerosion på 3000 m på ¼ år ger en erosion på: 3000 m · 4 = 12000 m /år, vilket är en

säga eftersom det blir komplicerat att göra en jämförelse med tidigare rosionsberäkningar då dessa utförts på annorlunda sätt. Beräkningarna gjorda av LTH

as på avvägning v fler rör.

6 6 Ldlågtryck med vindar från sydväst och en höjninlustormvågor.

6.2 Ystadbuktens form Den delen av Ystadbukten inom vilken hela mätområdet ligger är utsatt för en nettoerosion då sedimenttransporten längs Skånes kust är riktad österut på grund av att buktens västra udde hindrar sediment från att komma in längs buktens sida, vilket innebär att erosion kommer att ske till dess att ett jämviktsläge inställt sig där kustlinjen är parallell med de dominerande vågorna. Bukten är orienterad så att vid sydvästligt infallande vågor fokuseras mest vågenergi vid buktens västra udde och inom det inmätta området kommer vågenergin att vara ökande från del 1 till del 3 (jämför med figur 15). Sedimenttransporten längs Skånes kust är då riktad åt öst, vilket ger en sedimentbrist i den västra delen av Ystadbukten, det vill säga inomfältområdet. Resultatet blir att vid dessa omständigheter ackumuleras största delen av sedimenttransporten inom del 1 och del 3 blir då på grund av sedimentbrist utsatt för störst erosion, men även på grund av att vågenergin fokuseras mest här. Därför kommer även del 3 vid en storm att vara hårdast utsatt. Under perioden 9/11-11/11 där mycket stormvågor komfrån väst till syd kan det ses att del 3 var hårdast utsatt, -4 m3/m, och att del 1 var minst utsatt, -1,6 m3/m. När sedimenttransporten är riktad västerut kan erosionen inom del 3 minskas.Inom fältområdet innebär det att erosionen borde vara ökande från del 1 till del 3. Resultaten bekräftar detta för del 1 och 3 men inte för del 2 (figur 57). Möjligheten finns att tryckutjämningsmodulerna kunnat minska erosionen.

Resultaten visar att störst erosion skedde mellan oktober och november (figur 57). Dvolymförändringen -2976 m3 jämfört med -726 m3 mellan november och december. Mdecember och januari skedde en ackumulation av sand på 713 m . Samanlagt undermätperioden och inom hela området skedde en erosion med en volymförändring på

3 3 3Eorimligt hög siffra eftersom dessa fyra månader representerar en period med normalt högre erosion än andra perioder under året. Förändringen från sommarprofil till vinterprofil skedde under oktober till november. En sommarprofil byggs sedan upp under sommaren med ackumulation av sand som följd. Om det kommer att ske en nettoackumulation under året är svårt att ebaseras på avvägning av betydligt större område och SIC´s beräkningar basera

6.4 Tryckutjämningsmod Resultatet av endast de inmä a studie visar en sandackumulation på totalt 7425 m3. För att se om resu gt kan det jämföras med resultatet för

ktober – januari. Den totala nettoackumulationen för hela området inte ens varit lika hög som

göra om sultatet från rören är rimligt måste influensområdet sättas till 50×35 meter, vilket ger en

area på 1925 som den ackumu erstiga den totala nettoackumulationen på 3126 m3 (tabell 5). Den största möjliga influensarea rören kan ha för att förklara den totala net acku 2 1 2, det vill säga 33×33 meter för varje rö t acku ion skett skulle förklaras av tryckutjämningsmodulerna är inte helt rimlig et ka i fig att ackumulation skett där inga rör står: väster ter o vd 1 äve r om 2. Att ackumulationen är max 3126 m3 jämför 511 som kund var bero på att många rör

ttas. Dessutom står rören på de flesta ställen ensamma, vilket måste tolkas som att de då får

00 meters intervall längs stranden för att

sion skett här förutom vid hövd 2 är det skett ackumulation ute i vattnet. Kanske kan det bero på att hövderna orsakar ågreflektioner som ökar erosionen kring dem. Den ackumulation som kan ses på stranden an vara orsakad av tryckutjämningsmodulerna och den ackumulation som kan ses ute i attnet i anslutning till hövd 2 kan bero på hövden. Möjligen kan den ackumulation som ses om del 1 och del 3 i samband med rören antyda att de gett effekt eftersom dessa områden

normalt är utsatta för stor erosion.

ulernas effekt

tta rören under dennltatet från rören är rimli

oresultatet av rören visar (tabell 5). Då volymförändringen av rören beräknas genom att anta att varje rörrad har ett influensområde på 50×50 meter kan resultatet inte jämföras med resultatet från jämförelserna mellan avvägningarna eftersom det avvägda området endast sträcker sig i medelvärde ca 35 meter i tvärprofilen. För att kunna göra en jämförelse och avre

0 m2. Volymförändringen blir då 5114 m3. Denna siffra är inte rimlig efterlation som kan förklaras av rören inte kan öv

to mulationen på 31 6 m3 är 1825 mr. At all mulat som

t. D n ses ur 59och ös m hö

3, och n öste hövd

t med 4 m den e ha it kanfasämre effekt. Som kan ses verkar rörens effektivitet öka då de sitter tätare, både i tvärprofilen och längs stranden. Skagen har det visat sig att modulerna kan stå med 1I

kunna bidra till att sand ackumuleras. Det optimala intervallet för ett område verkar vara beroende på förutsättningarna, till exempel hur stor sedimenttransporten är. Frågan är hur stor effekt det är rimligt att rören kan ha givit, det vill säga hur stort område de kan ha påverkat. Enda möjligheten att avgöra detta är att se på volymförändringskaran (figur 58). Det visar sig att influensarean är mycket begränsad. På en del ställen är det endast i direkt anslutning till rören som ackumulation skett. På andra ställen har ackumulation skett utanför rören, under vattenlinjen. Det enda stället det skett mer omfattande ackumulation utan att vara i anslutning till ett rör är längst till väster. Resultaten visar att del 2 där de flesta modulerna är placerade varit utsatt för minst erosion. Den ackumulation som kan ses i figur 58 behöver inte nödvändigtvis bero endast på rören. Istället kanske det beror på att hövderna stoppar sedimenttransporten och ackumulerar sanden på uppströmssidan. I så fall borde ackumulationen ha skett närmare hövderna och även ute i attnet närmare hövderna. Som kan ses har istället stor erov

dvkvin

63

64

6.5 Tvärhövdernas påverkan Det är tydligt att hövderna ger stor påverkan på erosionen och ackumulationen längs stranden. Det är dock svårt att tolka processerna kring hövderna eftersom att det ibland verkar som om de ger vågreflektioner som skapar erosion på den sidan stormvågor faller in, medan de ibland verkar orsaka rip-strömmar och cellcirkulation som ackumulerar sand mellan hövderna. Det är svårt att avgöra vad som är orsakat av hövderna och vad som är orsakat av tryckutjämningsmodulerna. Flertalet tryckutjämningsmoduler är placerade väser om hövderna och vid en sedimenttransportriktning västerut, som under perioden 11/11-3/12, ackumuleras mycket sand öster om hövderna och sedimentbristen väster om dem orsakar en erosion och även vid tryckutjämningsmodulerna. Men då vindriktning och vindhastighet indikerar en sedimenttransport västerut, under perioden 4/12-23/1, skedde ackumulationen väster om hövderna i anslutning till rören. 6.6 Felkällor Vid overlay-operationer krävs det att de båda interpolerade rutnätens skärningspunkter sammanfaller exakt, det vill säga att de har samma x- och y-koordinater i rutnätetsskärningspunkter, annars uppstår fel. För att motverka att det uppstår avvikelser måste avvägningarna göras så att i alla fall en hörnpunkt alltid tas på samma ställe. Detta är svårt att lyckas med och det finns ett sätt att i efterhand minska felet men vilket istället innebär att ett annat fel ökar. Vid interpoleringen kan upplösningen på rutnätet bestämmas, det vill säga hur många datapunkter rutnätet skall innehålla. Det ursprungliga antalet datapunkter ligger mellan 500-600, vilket motsvarar en punkt var 20-25 meter längs stranden och en punkt var 5-10 meter tvärs stranden. Rutnätets upplösning kan bestämmas till 1 meter, vilket innebär att många punkter interpoleras mellan de observerade punkterna men att felet vid overlay-operationen då punkterna skall passas ihop minskar. Det visade sig även att det totala felet minskade jämfört med om rutnäten med sämre upplösning skulle ha passats ihop.

7 Slutsatser Ett samband kan ses mellan vindriktning, vindhastighet och vattenstånd i Ystadbukten.

ambandet försvagas dock av att lufttrycksvariationer är ytterligare en faktor som är av

d och ofta i kombination med stormvågor på grund av hög vindhastighet, vilket der till erosion under medelvattennivån och borttransport av sand. Då ett lågtryck orsakar

t som material förs västerut. Vid kraftiga högtrycksperioder är

n positiv volymförändring kan ses i anslutning till tryckutjämningsmodulerna, och det är

eflektioner och rip-strömmar vid stormvågor som resulterar i att

Sbetydelse för vattenståndet. Olika vattenståndssituationer uppstår vid samma vindriktning beroende på om det råder lågtryck eller högtryck. Vid lågtryck ger västlig till sydvästlig vind låga vattenstånlesydöstlig till östlig vind blir vattenståndet högt samtidigt som vindhastigheten ofta är hög, vilket leder till erosion kring uppspolningszonen och borttransport av sand. Vid vind från öst till nord i samband med högtryck är ofta vattenståndet normalt eller lågt och vindhastigheten svag till måttlig. De infallande vågorna är dyningar och det sker då både en uppbyggnad av uppspolningszonen samtidigvattenståndet lägre och sand ackumuleras under medelvattennivån. Ystadbuktens form får betydelse för erosionen inom fältområdet vid stormvågor från väst till syd då vågenergin på grund av refraktionen mot buktens västra udde orsakar en energifördelning som är ökande från del 1 till del 3. Sedimenttransporten längs Skånes kust är då riktad åt öst, vilket ger en sedimentbrist i den västra delen av Ystadbukten, det vill säga inom fältområdet. Resultatet blir att vid dessa omständigheter ackumuleras största delen av sedimenttransporten inom del 1 och del 3 blir då på grund av sedimentbrist utsatt för störst erosion, men även på grund av att vågenergin fokuseras mest här. Tryckutjämningsmodulerna har bidragit till en positiv volymförändring, dock inte till någon nettoackumulation inom fältområdet. Hur stor volymförändring de har bidragit till kan inte fastställas eftersom det är svårt att avgöra hur stor influensarea modulerna har. Problemet är som sagt att hela området lider av sedimentbrist, vilket försvårar en uppbyggnad av stranden. Trots det kan en uppbyggnad ses i samband med tryckutjämningsmodulerna. Rörens effekt bekräftas av att det är endast kring rören en uppbyggnad kan ses. Slutsatsen som kan dras är att tryckutjämningsmodulerna är effektiva på att ackumulera sand vid dyningar då det sker en sedimenttransport mot stranden och att de är effektiva på att hålla kvar sanden vid stormvågor. Eäven troligt att ackumulation till största delen beror på tryckutjämningsmodulerna själva. Hövderna stoppar upp sedimenttransporten och bidrar till ackumulation på uppströmssidan id dyningar men skapar vågrv

sand ackumuleras mellan hövderna en bit ut i vattnet. Vid dyningar är hövderna bättre på att ackumulera sand men nedströmsområden blir då utsatta för erosion på grund av sedimentbrist. Fördelen med att använda tredimensionell GIS är att det ger en detaljerad bild av volymförändringen och ackumulations och erosionsområden kan identifieras, vilket möjliggör en bättre tolkning av de aktiva processerna. Kombineras detta med data över vind och vattenstånd kan en noggrann tolkning göras. Det är då till viss del möjligt att avgöra hur vågklimatet och sedimenttransporten varit. Nackdelen är att en interpolering är nödvändig, vilket bidrar till felkällor. Vid val av metod är det viktigt att tänka på att de inmätta punkterna skall återges exakt. Vid avvägningen är det viktigt att tänka på att följa topografin.

65

Hur bra tredimensionell GIS är jämfört med andra metoder beror på hur många punkter som tas och vilken interpoleringsmetod som används. De tidigare avvägningar som gjorts i området har inte omfattat tillräckligt många punkter för att en interpolering skulle ha kunnat

b punkt var 20-25 meter längs stranden och en punkt var 5-10 meter tvärs tranden ger bra resultat men är tidskrävande. Vid studier av större områden är detta inte en

l ler flygbildstolkning bättre. Vilken terpoleringsmetod som används har betydelse om de inmätta punkterna inte behålls, som är

ge ra resultat. En slämp ig metod, utan då är profilmätningar elinfallet vid till exempel kriging-interpolering.

66

8 Förslag till åtgärder och uppföljning

erhålls på grund av att systemet inte är intakt. ör att kunna motsvara förväntningarna måste därför systemet återställas så som det

Slutsatsen dras att den förväntade effekten inte Fursprungligen etablerades. En omfattande inmätning likt den som nu gjorts bör göras för att bekräfta att tryckutjämningsmodulerna verkligen är effektiva inom hela den arean de täcker. Om modulernas influensarea visar sig vara mindre än beräknat bör de placeras tätare. Det blir ett för högt positivt värde på volymförändringen om den beräknas för området utifrån endast de inmätta rören då dessa inte har optimal effekt. I det skick systemet för närvarande är i kan inmätning av endast rören inte ge en representativ volymförändring för hela området. Det kan ses att även där rören står med 50 meters intervall har det på en del ställen skett erosion mellan dem, men eftersom det ändå skett ackumulation kring rören måste det tolkas som att det är intervallet som är för kort.

67

Referenser

airbanks R. (1989): A17 000-year glacio-eustatic sea level record: influences of glacial

oasts. Edward Arnold. 570 s.

örner N.-A. (1979): The Fennoscandian uplift and late Cenozoic geodynamics: geological rnal 3.3, p 287-318.

IC (2001a): Kystteknisk Undersögelse, Saltsjöbadet – Ystad. Skagen Innovation Center. 30 .

IC (2001b): Coastal Protection and Beach Conservation Ghana. Skagen Innovation Center. 7 s.

NA (1992): Hav och kust. Sveriges National Atlas. 128 s.

aesler R. (1972): Klimatdata för Sverige. 673 s.

Fmeltingrates on the Younger Dryas event and deep-ocean circulation. Nature 324, s 637-642. Gustavsson M. (1994): Kusterosion och teknik för kustskydd. Systembeskrivning av erosion och sandtransport. Kungliga Tekniska Högskolan Avdelningen för Vattenbyggnad. 121 s. Hanson H (2003): http://aqua.tvrl.lth.se/hh/atlas/ Hanson H (2000): Profilmätning vid Löderups Strandbad och Ystad Sandskog. Lunds Tekniska Högskola Institutionen för Teknisk Vattenresurslära. 17 s. King A. M (1972): Beaches and c Mevidence. GeoJou Owen S. (1993): Subsurface Characterization with Three-Dimensional Natural Neighbor Interpolation. Department of Civil and Environmental Engineering, Brigham Young University, Provo, Utah, U.S.A. 21 s. Pethick J. (1984): An Introduction to Coastal Geomorphology. Edward Arnold. 260 s. SIC (2002a): Kystteknisk Undersögelse – Klitterhuset, Ängelholm. Skagen Inovation Center. 11 s. SIC (2002b): Field test Old Skagen 1999-2002. Skagen Inovation Center. 13 s. (SIC 2002c): The function of the SIC System. Skagen Inovation Center. 7 s. Ss S1 S T

68