mudringsmetoder for forurenset sjøbunn · version 19 march 2012 slide 4 mudring av sjøbunn...

Mudringmetoder for forurenset sjøbunn

Miljøringen temamøte 13. mars 2012

Jens Laugesen, DNV

Version Slide 2 19 March 2012

Mudring er ikke noe nytt!

Mudderapparat for kanaler og laguner. Skisse av Leonardo da Vinci laget 1513-1515.

Kilde: http://www.museoscienza.org/english/leonardo/invenzioni/dragalagunare.asp


Hvorfor mudring istedenfor tildekking?

Begrenset seilingsdyp

Stor fysisk påvirkning på sjøbunnen – ankring, skipstrafikk

(propelloppvirvling), undervannsprengning, tråling

Byggeprosjekt som krever fjerning av sjøbunn

Myk sjøbunn (kloakk eller lignende)

Press fra lokalbefolkning og politikere (forurensningen skal opp!)


Mudring av sjøbunn

Mudring av forurenset sjøbunn er mer kostbart:

krever normalt større nøyaktighet → går derfor langsommere enn andre

typer mudring

massene normalt må leveres til spesielle godkjente mottak eller deponier.

overmudring fører til betydelig økte kostnader for disponering (f. eks. fordi

en ikke klarer å skille mellom rene og forurensede masser ved mudring).


Mudring av sjøbunn

Tre vesentlige begreper:

Capital dredging (”Anleggsmudring”)

Maintenance dredging (”Vedlikeholdsmudring”)

Environmental dredging (”Miljømudring”)


Mudring av sjøbunn

Norge

mer enn 80 % av mudringen er anleggsmudring

betyr at det mange ganger finnes etterlaten-

skaper i massene (skrot, arkeologisk materiale)

som forsinker og gjør mudringen vanskeligere

Europa (Mellom-Europa)

mest mudring i områder hvor det vedlikeholdsmudres jevnlig for å

opprettholde en seilingsdybde.

tilførselen av sedimenter og miljøgifter skjer for en stor del via

elvetransport

finnes omtrent ikke etterlatenskaper i massene som gir forstyrrelser i

mudringen.


Metoder for miljømudring - fordeler/ulemper

To hovedtyper: Mekanisk mudring og hydraulisk mudring

Mekanisk mudring - mekanisk fjerning av sedimentene ved at de for

eksempel graves bort

Hydraulisk mudring - sedimentene suges opp fra bunnen, utstyret

fungerer som en slamsuger

En stor del av det mudringsutstyret som finnes på markedet i dag er

basert på en blanding av mekaniske og hydrauliske prinsipper.

- Eksempelvis når sedimentene er for harde for å kunne fjernes ved ren suging,

brukes en mekanisk del som først løsner materialet og siden suges det opp.


Mekaniske metoder - bakgraver

Bakgraver brukt i Oslo havn, skuffen vris hydraulisk til

den er i kontakt med lokket

Ombygget gravemaskin på

lekter


Mekaniske metoder - grabb

For miljømudring bør grabbens gravegeometri være slik at den etterlater

en horisontalt plan flate ”horisontal level cut”.


Oppsummering mekaniske metoder

Kapasitet: Typisk 50-150 m3/time (in situ volum) i Norge.

Vanndyp: 15-20 m (bakgraver), ca. 25 m (grabb m/fast arm), grabb

m/vaier bør begrenses til ca. 50 m (nøyaktighet).

Nøyaktighet: +/- 10 cm i vertikalledd og +/- 10 cm i horisontalledd. Noe

dårligere for grabb i vaier (+/- 15 cm i vertikalledd og +/- 15 cm i

horisontalledd for grabb i vaier) Husk dette ved volumberegning!

Masser som kan mudres: Stein, grus, sand, silt, leire (harde masser er

vanskelig å mudre med grabb i vaier).

Spredning/Oppvirvling: Noe mer spredning enn ved ren sugemudring

(spesielt når massene løftes opp gjennom vannsøylen)

Vanninnhold/Avvanning: Metoden tilfører ca. 10-20 % ekstra vann

utover in situ volum. For de fleste disponeringsløsninger er det ikke

behov for avvanning.


Hydrauliske metoder - sugemudring

Pumpe for sugemudring Sugemudringsutstyr montert på en gravemaskin

på lekter (Haakonsvern, Bergen)


Oppsummering hydrauliske metoder - sugemudring

Kapasitet: Antydningsvis 50-200 m3/time

Vanndyp: 15-20 m (fast arm)

Nøyaktighet: +/- 10 cm i vertikalledd og +/- 10 cm i horisontalledd for fast arm

Masser som kan mudres: Løse masser. Grus (avhengig av kornstørrelse), sand, silt, leire (ikke klebrig leire). Meget sårbar for skrot på bunnen.

Spredning/Oppvirvling: Litt spredning må påregnes når massene suges opp fra bunnen (mellom bunn og sugemunnstykke) men spredningen er normalt mindre enn ved mekanisk mudring (bakgraver/grabb).

Vanninnhold/Avvanning: Metoden tilfører ca. 10-20 ganger ekstra vann utover in situ volum dvs. at slike masser inneholder 90-95 % vann. I de fleste tilfeller er det behov for avvanning før en kan foreta videre disponering


Mekanisk-hydrauliske metoder

Horisontal auger

Kuttersuger Disk kutter


Oppsummering mekanisk-hydrauliske metoder

Kapasitet: Typisk 25-50 m3/time for Horisontal auger og Disk kutter. 50-400 m3/time for Kuttersuger.

Vanndyp: ca. 15 m, kreves et minste vanndyp på 0,5-2 m avhengig av metode.

Nøyaktighet: +/- 10 cm i vertikalledd (+/- 15 cm for kuttersuger) og +/- 15 cm i horisontalledd. Ingen av metodene er egnet for ujevn bunn og områder med stein og søppel.

Masser som kan mudres: Homogene masser (sand, silt, leire). Kuttersugeren kan også mudre litt grovere masser (grus)

Spredning/Oppvirvling: Noe spredning når massene fjernes mekanisk fra bunnen. Spredningen fra en mekanisk-hydraulisk metode vil normalt være større en fra en ren hydraulisk metode men mindre enn fra enn ren mekanisk metode.

Vanninnhold/Avvanning: Horisontal auger og Disk kutter tilfører ca. til 3-5 ganger in situ volum, typisk kan slike masser inneholde 70-90 % vann. Kuttersuger tilfører svært mye ekstra vann utover in situ volum, typisk opp til 10-20 ganger in situ volum, slik at massene inneholder 90-95 % vann (omtrent som ved sugemudring). I de fleste tilfeller er det behov for avvanning før en kan foreta videre disponering.


Mudring på store vanndyp

Fjernstyrt beltegående

gravemudringsutstyr og

container for U-864

(150 m vanndyp).

Fjernstyrt beltegående

sugemudringsutstyr

Frysemudring


Utføres ved hjelp av

horisontelle fryseceller.

Frysecellene senkes ned på

bunnen og sedimentet fryser

fast til cellenes underside

Kostbart

For spesielle prosjekter:

- Krav om liten spredning

- Krav at alt må opp og ikke

noe må bli ødelagt

Kilde: http://www.sakab.se …Frysmuddring_produktblad.pdf

http://www.sakab.se/


Vurdering av miljømudringsmetoder for norske forhold

Fjerning av forurenset sjøbunn i havner

Utfordringer

- Arkeologi (kulturminner)

- Skrot (til hindring for mudring)



Fjerning av forurenset sjøbunn i havner

Tiltak mot spredning

- Ønskelig å unngå siltgardin (skipstrafikk)

- Best å ta massene direkte på land

istedenfor å måtte åpne siltgardin

for lektertransport

- Skånsomme mudringsmetoder

- Boblegardin



Anbefalte metoder for miljømudring i havner

- Mekaniske mudringsmetoder (bakgraver/grabb) takler inhomogene masser

og skrot på den beste måten.

- Bakgraver og grabb er også mest skånsomme overfor kulturminner fordi de

kan tas opp som større gjenstander.

- Spredningshindrende tiltak iverksettes (bakgraver med lokk, grabb som kan

lukkes, overvåking av spredning).

Disponeringsløsninger

- Gruntvanns- eller dypvanndeponier

- Strandkantdeponier

- Renseteknologi

- Levering til godkjent deponi på land

- Metallavfall, tømmer, plastikkavfall etc.

kan ikke disponeres på samme sted

som sedimentene ==>

gir et ekstra sorteringstrinn



Byggeprosjekter i sjø hvor fjerning av forurenset sjøbunn er en del av

byggeprosessen

Utfordringer

- Når fjerning av forurenset sjøbunn er en del i en byggeprosess så vil

mudringsdybden være gitt av prosjektets behov. Det kan bety at når en er

kommet ned på prosjektert mudringsdybde så kan bunnen fortsatt være

forurenset. Da kan det være aktuelt å tildekke bunnen med rene masser.

- Bygging i sjø kan for eksempel innebære ramming av peler, spunt etc. som

kan føre til spredning av forurenset sjøbunn.

- Byggeprosjekter kan være under sterkt tidspress og det kan være vanskelig å

unngå mudringsarbeider i perioden 15. mai til 15. september hvor det normalt

ikke gis tillatelse til mudring, spesielt når sjøbunnen er forurenset.

- I tillegg gjelder det samme om arkeologi og skrot som er beskrevet for

miljømudring i havner



Byggeprosjekter i sjø hvor fjerning av forurenset sjøbunn er en del av byggeprosessen

Tiltak mot spredning

- Mudringen bør sluttføres før øvrige sjøarbeider som kan spre forurensning starter opp.

- Når mudringen er avsluttet kan det legges en geotekstil med et sandlag over. Geotekstilen vil beskytte mot oppvirvling når for eksempel peler og spunt skal rammes. Peler og spunt lager et lokalt hull i duken hvor de går igjennom duken men den vil fortsatt beskytte mot spredning.

- En siltgardin kan i noen tilfeller være et ytterligere beskyttende tiltak under pæling og ramming av spunt.


Restforurensning etter mudring - ”fluffy lag”

Feltmålinger fra USA indikerer at resuspendert materiale fra mudring

(som danner ”fluffy lag”) varierer fra i underkant av 1 % opp til 9%

avhengig av mudringsmetode og masser som mudres.

Mudring

Resuspensjon

Spres til

vann

Rest til

sediment


Restforurensning – test Trondheim

4

7

6

11

21

11

13

25

4,9

4,1

8,9

9,5

6,6

2,9

5,9

7,2

8,2

5,4

3,1

6,7

7,1

521

520

519

518

517

516

515

514

513

512

511

510

509

508

507

506

505

504

503

502

501

OLK / 6020375A / 30.10.07

Maksimalverdier

0 50m

8

13

10

13

23

11

19

7,3

7,4

7,5

4,9

3,6

5,4

5,1

5,9

4,1

6,7

5,2

9,7

6,5

4,5

6,1

6,2

7,5

93

92

91

121

120

119

118

117

116

115

114

113

112

111

110

109

108

107

106

105

104

103

102

101

PAH - forundersøkelse PAH - etterundersøkelse 2004

PAH

Tilstandsklasseretter SFT 97:03

6

6

13

13

7,6

6,5

7,6

6,5

4,5

4,5

2,3

8,5

8,5

2,3

7,2

7,2

521

520

519

518

517

516

515

514

513

512

511

510

509

508

507

506

505

504

503

502

501

PAH - etterundersøkelse 2007

Konsentrasjonmg/kg

Profil-nr.


Restforurensning – test Trondheim

8,81

0,44

1,37

4,23

2,44

1,36

5,51

3,16

1,03

2,84

0,26

0,745

0,249

0,101

0,715

0,495

0,313

0,653

0,2680,0257

0,0062

301

310

309

308

307

306

305

304

303

302

321

320

319

318

317

316

315

314

313

312

311

OLK / 6020375A / 30.10.07

Maksimalverdier

0 50m

93

92

91

121

120

119

118

117

116

115

114

113

112

111

110

109

108

107

106

105

104

103

102

101

2,5

1,3

7,2

1,31

1,28

2,45

1,92

5,17

3,71

4,34

6,04

4,49

6,48

3,92

1,89

9,23

1,09

35,811,5

0,517

0,215

TBT - forundersøkelse TBT - etterundersøkelse 2004

TBT

Tilstandsklasseretter SFT 97:03

0,22

0,22

0,81

0,22

2,59

2,59

0,197

0,115

0,115

0,197

0,115

0,544

0,544

0,344

0,702

0,702

0,206

0,319

0,319

0,206

521

520

519

518

517

516

515

514

513

512

511

510

509

508

507

506

505

504

503

502

501

TBT - etterundersøkelse 2007

Konsentrasjonmg/kg

Profil-nr.


Bruk av siltgardiner

En vevd duk av geotekstil

som plasseres vertikalt i

vannet med flyteelementer på

toppen og lodd i bunnen.

En typisk siltgardin har

åpninger som er ca. 0,1 til 0,2

mm (tilsvarer kornstørrelsen

til en fin sand).


Bruk av siltgardiner

Siltgardin under produksjon i pilotprosjektet i

Sandefjord. Flytere er sydd inn på toppen av

gardinen (til høyre) og kjetting som skal

fungere som lodd skal sys inn (til venstre).

Siltgardin påvirket av strøm

(Örserumsprosjektet, Sverige)


Avvanning av forurensede sedimenter etter mudring

Typer avvanning:

Avvanningsanlegg (mekanisk avvanning)

Avvanning med geotekstilposer

Avrenning via filter til sjø



Avvanningsanlegg (mekanisk avvanning)



Avvanning med geotekstilposer



Avrenning via filter til sjø

Kongsgårdbukta, Kristiansand


Behov fremover (utstyr, metoder)

Det er fortsatt behov for videre utvikling av både utstyr, metoder og for

studier av miljøgifters ”oppførsel” i forbindelse med miljømudring.

Eksempel på oppgaver det bør arbeides videre med i Norge er:

Utvikling av kostnadseffektive miljømudringsmetoder som tar opp

massene i nærmest in situ tilstand

Metoder som kan håndtere problematikk med arkeologiske funn og skrot.

Utvikling av kostnadseffektive metoder i Norge for håndtering,

sluttdisponering og avvanning av forurensede masser.

Se mer på hvordan TBT (Tributyltinn) som er mye mer vannløselig enn

øvrige miljøgifter oppfører seg med de mudringsmetoder og

avvanningsmetoder som finnes i dag.


Vil du lese mer om miljømudring?

http://www.klif.no/publikasjoner/2425/ta2425.pdf


http://www.dnv.com/

mudringsmetoder for forurenset sjøbunn · version 19 march 2012 slide 4 mudring av sjøbunn...

Documents