Yyterin laiturivaihtoehtojen selvitys - Mallitulokset

L U O D E C O N S U L T I N G O Y 1 6 3 6 9 2 2-4 PORIN KAUPUNKI Yyterin laiturivaihtoehtojen selvitys - Mallitulokset Kai Rasmus, Joose Mykkänen & Antti Lindfors 16.1.2018

[1] 03 2018-01-16 Lopullinen raportti KR APL JM Rev. Pvm Kuvaus Laatinut Tarkistettu Hyväksytty Luode Consulting Oy Raportin otsikko Yyterin laiturivaihtoehtojen selvitys - mallitulokset Tilaaja : Porin Kaupunki Tilaajan edustaja Toteuttaja : : Matti Lankiniemi Luode Consulting Oy Dokumentti: Yyteri_mallitulokset_Luode_16012018.docx Toteuttajan edustaja : Joose Mykkänen Rev. 03 Raportin otsikko Yyterin laiturivaihtoehtojen selvitys - mallitulokset Versio Laatija Pvm Kuvaus Tarkistettu Hyväksytty 01 Kai Rasmus 24.11.2017 Alustava luonnos APL JM 02 Kai Rasmus 12.12.2017 Versio kommenteille APL JM 03 Kai Rasmus 16.1.2018 Lopullinen raportti APL JM

[2] Sisällys 1 Johdanto... 3 2 Menetelmät... 3 2.1 Mallikuvaus... 3 2.1.1 Yleistä... 3 2.1.2 Laskentahila ja syvyysmalli... 3 2.1.3 Mallin pakotteet ja reunaehdot... 4 2.2 Mallinnettavat laiturivaihtoehdot... 6 3 Tulokset... 7 3.1 Sedimentin pinnankorkeuden muutokset nykytilassa... 7 3.2 Laiturivaihtoehtojen vaikutus hiekkarannan sedimentin liikkeisiin... 9 3.2.1 Pilariskenaario, pohjoinen linjaus... 9 3.2.2 Pilariskenaario, eteläinen linjaus... 9 3.2.3 Arkkuskenaario... 9 3.2.4 Ponttooniskenaario... 9 4 Yhteenveto... 17 Liite 1. Luotaustulokset koealueelta... 18

[3] 1 Johdanto Yyterin hiekkarannan edustan vesistömallinnus toteutettiin osana Porin kaupunginjohtajan nimeämän työryhmän toimeksiantoa, jonka tehtävänä oli selvittää mahdollisuudet Yyterin laiturihankkeelle. Selvityksessä tehtiin alueen kattava vesistömalli, jolla simuloitiin Yyterin hiekkarannan pohjasedimentin liikkeitä erilaisilla laiturin suunnittelutyöryhmän esittämillä rakennevaihtoehdoilla. Tavoitteena oli löytää pohjasedimentin nykytilaa mahdollisimman vähän muuttava laiturin rakenne. Mallin tuloksia hyödynnettiin hankeen natura-arvion laatimisessa (Sito Oy). 2 Menetelmät 2.1 Mallikuvaus 2.1.1 Yleistä Laiturivaihtoehtojen mallinnuksessa käytettiin Delft3D mallinnuspakettia, joka on luonnonolosuhteisiin rannikko-, estuaari- ja jokiympäristöihin kehitetty ohjelmisto veden fysikaalisten ominaisuuksien laskemiseen. Ohjelmisto laskee mallin reunaehtojen ja fysikaalisten pakotteiden mukaan vesialueen virtausnopeudet, pinnankorkeuden, aallonkorkeuden, lämpötilan, suolaisuuden, sekä erilaisten aineiden advektion, joista tässä mallinnustyössä on keskeisenä sedimentin prosessit Yyterin hiekkarannan alueella. Tarkemmat yksityiskohdat käytetystä mallista löytyy oheisen linkin kautta: https://www.deltares.nl/en/software/delft3d-4-suite/ 2.1.2 Laskentahila ja syvyysmalli Mallinnuksessa käytettiin suorakulmaista laskentahilaa (kuva 1), jossa oli yhteensä 207 x 188 laskentaruutua. Mallinnettava alue kattoi mallinnuksen varsinaisen kohdealueen, Yyterin hiekkarannan, lisäksi riittävän laajan alueen avomerta, jotta aallot pääsevät taittumaan hiekkarannalle luonnollisesti joka suunnasta. Laskentahilan tarkkuutta tihennettiin hiekkarannan alueelle suunniteltavien laiturirakenteiden vaikutusalueiden lähellä. Hilakoko oli tiheimmillään hiekkarannalla noin 16 m, kasvaen avomerta kohden. Suurimmillaan hilakoko oli noin 1600 m mallin Selkämereen liittävällä avoimella reunalla. Syvyysmalli tehtiin yhdistämällä liikenneviraston avoin syvyysaineisto sekä hiekkarannan alueella vuonna 2017 tehty monikeilaluotausaineisto (Oy Mapteam Ab). Syvyysmallin tasapainotilan löytämiseksi tehtiin ensin malliin asetetulla syvyysaineistolla yksi malliajo ennen nykytilan ja laituriskenaarioiden mallinnusta. Käyttämällä malliajon lopputilanteeseen asettunutta syvyysmallia saatiin mahdollisimman hyvä syvyysmallin lähtötilanne varsinaisia malliajoja varten (kuva 2). Näin eliminoidaan syvyysmallin alkuasetusten ja lopputilanteen väliset eroavuudet tulosten tulkinnasta. Varsinaista tasapainotilaa ei kuitenkaan koskaan saavuteta hiekkarannalla, jonka pohjasedimentti on jatkuvassa liikkeessä.

[4] Kuva 1. Mallin laskentahila (oikea) ja suurennus Yyterin hiekkarannan alueesta jossa hilakokoa on tihennetty. Kuva 2. Malliskenaarioissa käytetty syvyysmalli, joka perustuu saatavilla olevien syvyysaineistojen mukaan lasketun malliajon lopputilanteeseen. 2.1.3 Mallin pakotteet ja reunaehdot Mallin aloitusvaiheen ajotuloksien perusteella todettiin sedimentin liikkeisiin vaikuttavien prosessien, mukaan lukien aaltojen, tuulen ja meriveden pinnankorkeuden muutosten aiheuttamien virtausten olevan kaikki tärkeitä. Yyterin hiekkarannan alueella vallitsevista olosuhteista oli saatavilla hyvin aineistoa eri

[5] prosesseihin. Tuuliaineisto ladattiin Porin Tahkoluodon havaintoasemalta, merkitsevän aallonkorkeuden aineisto ladattiin Selkämeren aaltopoijun havainnoista ja meriveden pinnankorkeuden aineisto Mäntyluodon mareografin havainnoista (Ilmatieteenlaitos). Tuuli-, aalto- ja meriveden pinnankorkeuden aineistoista (kuva 3) etsittiin kahden vuoden (2015-2016) ajalta ääritilanteita, joista muodostettiin tiivistetty keinotekoinen aikasarja mallin laskenta-ajan optimoimiseksi. Tuuli- ja aaltoaineistosta käsiteltiin vain hiekkarannalle kohdistuvaa sektoria välillä 200 o - 350 o. Tuuli- ja aaltohavainnot jaettiin 15 sektoreihin ja havainnoista laskettiin keskiarvot tuulen nopeuden osalta 1 m/s välein ja merkitsevän aallonkorkeuden osalta 0,5 m välein. Heikot alle 5 m/s tuulen nopeuden ja alle 0,5 m merkitsevän aallonkorkeuden havainnot jätettiin pois tarkastelusta. Näin muodostettiin tiivistetty aikasarja, jossa mallin virtauksia pakotetaan vuorokauden ajan tietystä 15 sektorista saapuvan tuulen nopeuden ja merkitsevän aallonkorkeuden eri tasoilla (kuva 4). Muodostetulla aikasarjalla pakotettu malli kuvaa siten kahden vuoden aikana tapahtuvia muutoksia ja antaa hyvin konservatiivisen tuloksen, koska voimakkaimmat myrskytilanteet harvoin kestävät koko vuorokautta. Kuva 3. Tahkoluodon havaintoaseman tuuliaineisto (vasen) sekä Selkämeren aaltopoijun merkitsevän aallonkorkeuden aineisto (oikea) vuosina 2015-2017. Kuva 4. Tuuli- ja aaltohavainnoista tiivistetyt keinotekoiset aikasarjat tuulen nopeudelle ja suunnalle (vasen) sekä merkitsevälle aallonkorkeudelle ja suunnalle (oikea). Havainnoista on laskettu keskiarvot tuulen nopeuden osalta 1 m/s välein ja merkitsevän aallonkorkeuden osalta 0,5 m välein 15 sektoreissa Yyterin hiekkarannalle kohdistuvilla suunnilla 200 o -350 o. Virtausmallissa oli kaksi avointa laskentahilan Selkämereen liittävää reunaa: yksi lännessä ja toinen pohjoisessa (kuva 1). Läntistä reunaa ohjattiin vedenkorkeusaineistolla. Mallissa oli mukana 2015 2017 havaintojaksolle osuva suurin vuorokauden aikana tapahtunut meriveden pinnankorkeuden muutos

[6] 51,7 cm, jotta pinnankorkeuden muutoksen generoimat virtaukset olisivat mukana. Meriveden pinnankorkeuden muutos 51,7 cm asetettiin muuttumaan joka vuorokausi mallinnuksessa, vuoroin ylöspäin ja vuoroin alaspäin havaintovälillä 0,065...+0,452 MW. Mallin pohjoisessa reunassa oli Neumann-tyyppinen reunaehto jonka arvo kaikille muuttujille oli nolla. Aaltomallissa oli mukana läntinen, pohjoinen ja eteläinen avoin reuna (kuva 1). Ohjelmisto määrittää reunaehdot itse riippuen aaltojen tulosuunnasta. Samaa tuuliaineistoa käytettiin sekä virtausmallin että aaltomallin pakottamiseen. Sedimenttimallissa määritettiin sedimenttiä koko hiekkarannan alueelle rantaviivan sekä Munakarin ja Herrainpäivien välisen linjan rajaamalle alueelle. Sedimentin ominaisuudeksi asetettiin D50 koko 250 µm ja kuivatiheys 1600 kg/m 3 perustuen rantaviivasta noudetun sedimenttinäytteen raekokomääritykseen (Luode Consulting Oy 2017). Sedimenttiä oletettiin olevan pohjan tason alapuolella rajattomasti. Käytetty mallinnusmenetelmä simuloi sedimentin liikkeitä rantaviivan rajaamalla merialueella eikä siten huomioi mahdollisia muutoksia rantaviivan linjauksessa. Mallin tuloksissa rantaviivan alueella esiintyvä eroosio ja sedimentaatio kuitenkin ennakoi rantaviivan siirtyvän rantaan päin tai kuroutuvan merelle päin. 2.2 Mallinnettavat laiturivaihtoehdot Mallinnetut skenaariot: Kontrollitilanne Pilariskenaario Pilariskenaario, eteläinen linjaus Arkkuskenaario Nykytila Nykytila + 400 m pitkä laituri perustettuna halkaisijaltaan 0,3 m pilarien varaan, pilareja rivissä 4 kpl, pilaririvien välinen vapaa-aukko 10 m (kuva 5) Pilariskenaario (kuva 5) sijoitettuna laiturin eteläiselle linjaukselle. Nykytila + 400 m pitkä laituri perustettuna 3 m x 5 m arkkujen varaan, arkkujen välinen vapaa-aukko 10 m (kuva 5) Ponttooniskenaario Nykytila + 400 m pitkä ponttonilaituri, jonka syväys on 0,5 m (kuva 5). Ponttooni on käytännössä pohjaa vasten ensimmäiset noin 100 m rantaviivasta. Laiturirakenteet mallinnettiin virtausmallia varten laskentasoluista häviävän vapaan veden pintaalaosuuden mukaan (porous plate), jossa laiturirakenteen vaikutus tulee kitkaterminä virtausyhtälöihin. Aaltomallille tehtiin vastaavanlainen este jossa esiintyy aalloille läpäisykerroin. Kuva 5. Laiturin rakennevaihtoehdot, pilariskenaario (vasen) pohjaperusteinen arkkuskenaario (keski) ja kelluva ponttooniskenaario (oikea).

[7] 3 Tulokset 3.1 Sedimentin pinnankorkeuden muutokset nykytilassa Nykytilatarkastelun mallitulokset osoittaa Yyterin hiekkarannan pohjasedimentin olevan jatkuvassa liikkeessä mallia ajettavilla ääritilanteiden pakotteilla. Suurimmat muutokset sedimentin pinnankorkeudessa syntyvät luonnollisesti voimakkaimpien tuuli- ja aallonkorkeustilanteiden aikana (taulukko 1, Animaatio 0). Merkittävää tuulen ja aallokon aiheuttaman vaikutuksen suuntariippuvuutta havaitaan vain hiekkarannan eteläisellä osuudella rantaviivan läheisyydessä. Muilla alueilla sedimentin pinnankorkeus muuttuu suunnasta riippumatta lähes lineaarisena prosessina. Keskimäärin sedimentin pinnankorkeuden muutokset ovat tasolla ±20 cm (kuva 6). Hetkellisesti nähdään suurempiakin muutoksia (kuva 7), jotka tasoittuvat kuitenkin mallinnuksen edetessä aalto- ja tuulipakotteiden vaihtuessa. Muutoksen suunta eroosion ja sedimentaation välillä vaihtelee alueittain. Hiekkarannan rantaviivan tuntumassa havaitaan myrskytilanteiden aiheuttavan särkkämuodostusta. Rantaviivan alueella erityisesti hiekkarannan eteläosilla tapahtuu eroosiota ja heti tämän vyöhykkeen vieressä avomeren puolella sedimentaatiota muodostaen rannansuuntaista särkkää. Muualla hiekkarannan alueella eroosio ja sedimentaatio vaihtelevat nykytilassakin näkyvän pohjatopografian (kuva 2) mukaisesti. Eroosio on voimakkainta pohjan muodoissa näkyvien syvemmän veden kanavien alueella ja sedimentaatiota tapahtuu matalamman veden alueelle sekä avoimen meren puolelle. Kuva 6. Keskimääräinen sedimentin pinnankorkeuden muutos kontrollitilanteessa mallinnusjakson aikana. Muutos on laskettu käyttämällä mallinnuksen alkutilannetta sedimentin pinnankorkeuden vertailutasona.

[8] Kuva 7. Mallinnusjakson aikana kussakin laskentasolussa nähtävä suurin luonnollinen sedimentin pinnankorkeuden muutos kun verrataan kontrollitilanteen loppuhetken tuloksia kontrollitilanteen alkuhetkeen. Suurin eroosiovaikutus esitetään yläkuvassa ja suurin sedimentaatiovaikutus alakuvassa.

[9] 3.2 Laiturivaihtoehtojen vaikutus hiekkarannan sedimentin liikkeisiin 3.2.1 Pilariskenaario, pohjoinen linjaus Laiturin perustamisella pilarien varaan on eri laiturivaihtoehdoista selvästi vähäisimmät vaikutukset hiekkarannan sedimentin liikkeisiin. Keskimääräiset vaikutukset ovat vähäisiä, kapealla alueella laiturilinjauksen pohjoispuolella nähdään keskimäärin alle 10 cm sedimentaatioalue ja vastaavansuuruista eroosiota havaitaan laiturin kärjen alueella (kuva 7). Myös hetkelliset suurimmat eroosio- ja sedimentaatiovaikutukset ovat samaa suuruusluokkaa ja suorat laiturirakenteen vaikutukset rajautuvat samoille alueille (kuva 10 ja taulukko 1: Animaatio 1). Vähäisten sedimentaatio- ja eroosiovaikutuksien perusteella voidaan olettaa pilariperusteisen laiturin vaikutuksien jäävän vähäisiksi myös rantaviivan siirtymiseen. Pilarirakenne ei niin ikään aiheuta merkittäviä muutoksia alueen virtauskenttään, joten vaikutukset vedessä ajelehtivien kelluvien roskien kertymiseen jäävät myös vähäisiksi. Laiturirakenteen suorien vaikutuksien lisäksi rantaviivan edustalla hiekkarannan eteläosissa nähdään hetkellisiä muutoksia sekä sedimentaatiossa että eroosiossa (kuva 10). Nämä hetkelliset muutokset ovat tyypillisiä aaltojen vaikutuksia, joissa paikallisia muutoksia tapahtuu jatkuvasti eroosiossa ja sedimentaatiossa. Mallinnusmenetelmässä tämä toteutuu sedimentin erodoitumisena yhdestä solusta ja sedimentoitumisena viereiseen soluun. Kun rannan suunnassa jatkuvassa liikkeessä olevan hiekan kulkua muutetaan laiturirakenteella, nähdään hetkellisiä muutoksia kyseisissä prosesseissa. Keskimääräisen muutoksen kuvaajissa nämä ilmiöt suodattuvat lähes kokonaan pois. 3.2.2 Pilariskenaario, eteläinen linjaus Pilariperusteisen laiturin pohjoisen linjauksen tavoin, myös eteläisellä linjauksella toteutettuna laiturirakenteen vaikutukset hiekkarannan sedimentin liikkeisiin jäävät vähäisiksi. Sedimentaation nähdään kasvavan kapealla alueella rantaviivan edustalla laiturin pohjoispuolella keskimäärin alle 10 cm (kuva 7). Eroosion nähdään puolestaan voimistuvan laiturin kärjen alueella keskimäärin alle 10 cm. Suurimmat hetkelliset muutokset sedimentaatiossa ja eroosiossa ovat samaa suuruusluokkaa ja rajautuvat pääasiassa samoille alueille keskimääräisten muutosten kanssa (kuva 11 ja taulukko 1: Animaatio 4). Muutokset sedimentin liikkeissä ja myös alueen virtauskentässä ovat vähäisiä, joten vaikutukset rantaviivan siirtymiseen ja vedessä kelluvien roskien kertymiseen jäävät vähäisiksi. 3.2.3 Arkkuskenaario Laiturin toteuttaminen arkkuperusteisena aiheuttaa jo selvästi mallituloksissa näkyviä muutoksia sedimentin liikkeissä. Sedimentaatio kasvaa laiturin pohjoispuolella kapealla laiturilinjauksen suuntaisella alueella ja myös laiturin juuressa rantaviivan edustalla keskimäärin 20 40 cm (kuva 8). Eroosio voimistuu laiturin kärjen alueella ja laiturin juuressa linjauksen eteläpuolella keskimäärin 10 cm. Suurimmat hetkelliset sedimentaatio- ja eroosiovaikutukset rajautuvat samoille alueille, joskin voimakkaampina (kuva 12 ja taulukko 1: Animaatio 2). Sedimentaation voimistuminen laiturin pohjoispuolella ja erityisesti laiturin juuressa käynnistää laiturinsuuntaisen särkän muodostumisen sekä rantaviivan kuroutumisen laiturin juuressa merelle päin. Vastaavasti eroosion voimistuminen laiturin juuressa linjauksen eteläpuolella voi vaikuttaa rantaviivan siirtymiseen dyynejä kohti, joskin eroosio on mallituloksien perusteella sedimentaatiota heikompaa. Laiturin vaikutusta rantaviivan siirtymiseen voidaan kuitenkin vähentää pidentämällä arkkujen jännevälillä rantaviivan kohdalla. Arkkuperusteisella laiturilla ja sen vaikutuksesta syntyvällä laiturin suuntaisella särkällä on vaikutus alueen virtauskenttään ja todennäköisesti myös vedessä kelluvien roskien kertymiseen. 3.2.4 Ponttooniskenaario Laiturin toteuttaminen kelluvana syväykseltään 0,5 m ponttoonilaiturina muodostaa laiturivaihtoehdoista merkittävimmän esteen virtaukselle ja aallokolle matalan hiekkarannan alueella. Käytännössä laiturirakenne makaa pohjaa vasten ensimmäisen noin 100 m matkan ja myös loppuosuudella rakenne vie suuren osan avoimesta virtausreitistä vesisyvyyden kasvaessa noin 0,5 m syvyydestä laiturin kärjen noin

[10] 2 m syvyyteen. Mallitulokset osoittavatkin laiturin vaikutuksien olevan merkittäviä sedimentin liikkeeseen hiekkarannalla. Laiturirakenne katkaisee suurelta osin sedimentin jatkuvan rantaviivan suuntaisen edestakaisen liikkeen. Sedimentaatio voimistuu laiturin pohjoispuolella kapealla laiturilinjauksen suuntaisella alueella ja myös laiturin juuressa rantaviivan edustalla keskimäärin 40 60 cm (kuva 8). Arkkuskenaarion tavoin eroosio voimistuu ponttonirakenteella laiturin kärjen alueella ja laiturin juuressa linjauksen eteläpuolella, joskin voimakkaampana ollen keskimäärin 10 20 cm. Suurimmat hetkelliset vaikutukset rajautuvat pääosin samoille alueille keskimääräisten vaikutuksien kanssa (kuva 13 ja taulukko 1: Animaatio 3). Sedimentaation merkittävä voimistuminen muodostaa lähes koko laiturin mittaisen särkän laiturilinjauksen pohjoispuolelle ja samalla rantaviiva kuroutuu laiturin juuressa merelle päin. Laiturin juuressa toisella puolella eroosio voimistuu syöden rantaviivaa dyynejä kohti. Mallituloksissa laiturin juuressa näkyvät sedimentaation ja eroosion sekä edelleen näistä aiheutuvat rantaviivan muutokset vastaavat tyypillisiä kiinteiden laiturirakenteiden hiekkarannoilla aiheuttamia muutoksia. Rantaviivan kuroutuminen merelle päin ja toisella puolella laituria tapahtuva rantaviivan syöpyminen pysähtyy uuden tasapainotilan asetuttua. Ponttonilaiturilla on lisäksi hyvin todennäköinen vaikutus vedessä ajelehtivien roskien kertymiseen johtuen rakenteen ja sen pohjoispuolelle muodostuvan särkän voimakkaasta virtausvaikutuksesta.

[11] Kuva 8. Sedimentin pinnankorkeuden keskimääräinen muutos pilariskenaarion ja kontrollitilanteen välillä mallinnusjakson aikana. Yläkuvassa on esitetty keskimääräinen muutos laiturin ensisijaisella linjauksella ja alakuvassa vaihtoehtoisella eteläisellä linjauksella.

[12] Kuva 9. Sedimentin pinnankorkeuden keskimääräinen muutos arkkuskenaarion ja kontrollitilanteen välillä (yläkuva) sekä ponttooniskenaarion ja kontrollitilanteen välillä (alakuva) mallinnusjakson aikana.

[13] Kuva 10. Mallinnusjakson aikana kussakin laskentasolussa nähtävä suurin sedimentin pinnankorkeuden muutos kun verrataan pilariskenaarion tuloksia kontrollitilanteeseen. Suurin eroosiovaikutus esitetään yläkuvassa ja suurin sedimentaatiovaikutus alakuvassa.

[14] Kuva 11. Mallinnusjakson aikana kussakin laskentasolussa nähtävä suurin sedimentin pinnankorkeuden muutos kun verrataan eteläisen laiturisijainnin pilariskenaarion tuloksia kontrollitilanteeseen. Suurin eroosiovaikutus esitetään yläkuvassa ja suurin sedimentaatiovaikutus alakuvassa.

[15] Kuva 12. Mallinnusjakson aikana kussakin laskentasolussa nähtävä suurin sedimentin pinnankorkeuden muutos kun verrataan arkkuskenaarion tuloksia kontrollitilanteeseen. Suurin eroosiovaikutus esitetään yläkuvassa ja suurin sedimentaatiovaikutus alakuvassa.

[16] Kuva 13. Mallinnusjakson aikana kussakin laskentasolussa nähtävä suurin sedimentin pinnankorkeuden muutos kun verrataan ponttooniskenaarion tuloksia kontrollitilanteeseen. Suurin eroosiovaikutus esitetään yläkuvassa ja suurin sedimentaatiovaikutus alakuvassa.

[17] Taulukko 1. Sedimentin pinnan muutosta kuvaavat animaatiot. Animaatio 0 Animaatio 1 Animaatio 2 Animaatio 3 Animaatio 4 Animaatio 5 Nykytila, sedimentin pinnan muutos, vertailutasona kontrolliajon lähtötilanne http://victoria.luodedata.fi/yyteri/animaatiot/sedimentin_pinnan_erotus_control.mp4 Pilariskenaario, sedimentin pinnan muutos, pilariskenaario-kontrolli http://victoria.luodedata.fi/yyteri/animaatiot/sedimentin_pinnan_erotus_extreme_pilarit-kontrolli.mp4 Arkkuskenaario, sedimentin pinnan muutos, arkkuskenaario-kontrolli http://victoria.luodedata.fi/yyteri/animaatiot/sedimentin_pinnan_erotus_extreme_arkku-kontrolli.mp4 Ponttooniskenaario, sedimentin pinnan muutos, pontooniskenaario-kontrolli http://victoria.luodedata.fi/yyteri/animaatiot/sedimentin_pinnan_erotus_extreme_ponttooni-kontrolli.mp4 Etelälaituri, pilariskenaario, sedimentin pinnan muutos, pilariskenaario-kontrolli http://victoria.luodedata.fi/yyteri/animaatiot/sedimentin_pinnan_erotus_extreme_pilarit_etela-kontrolli.mp4 Tapanimyrsky, pilariskenaario, sedimentin pinnan muutos, pilariskenaario-kontrolli http://victoria.luodedata.fi/yyteri/animaatiot/sedimentin_pinnan_erotus_tapani.mp4 4 Yhteenveto Nykytilanteen mallitulokset sekä koetoiminnan luotaustulokset (Liite 1 kuva 15) osoittavat Yyterin hiekkarannan pohjasedimentin olevan jatkuvassa liikkeessä. Mallituloksissa havaitaan suuruusluokan ±20 cm muutoksia ja myös koetoiminnan luotauksissa nähtiin vastaavan suuruusluokan muutoksia verrattaessa monikeilaustulosten (Mapteam Oy 2.8.2017) ja koealueen luotaustulosten (Luode Oy 20.11.2017) päällekkäisten alueiden havaintoja. Mallituloksissa eroosiota tapahtuu pääasiassa nykytilassakin näkyvien syvempien kanavien alueella ja sedimentaatiota matalilla alueilla ja avoimen meren puolella. Rantaviivan edustalla havaitaan jatkuvaa eroosion ja sedimentaation vuorottelua muodostaen rannan suuntaista särkkää. Laiturivaihtoehtojen aiheuttamien vaikutuksien vertailussa nykytilaan saadaan hyvin konservatiivinen tulos kun mallia ajettiin kahden vuoden jakson ääritilanteita toistavilla tuuli- ja aallonkorkeusaineistoilla. Eri sektoreista saapuvia eri tuuli- ja aallonkorkeusolosuhteita ajettiin mallissa kutakin aina vuorokauden ajan. Näin ollen erityisesti pohjasedimentin liikkeisiin eniten vaikuttavien myrskytilanteiden osalta käytetty menetelmä liioittelee tuloksia, koska myrskytilanteiden kesto vaihtelee ollen tyypillisesti alle vuorokauden. Laiturivaihtoehdoista selvästi suositeltavin rakenneratkaisu on laiturin perustaminen pilarien varaan. Pilariperusteisena laiturin vaikutukset sedimentin pinnankorkeuteen, rantaviivan siirtymiseen, alueen virtausolosuhteisiin sekä vedessä kelluvien roskien kertymiseen jäävät kaikki vähäisiksi. Pilariperusteisen laiturin sijainnilla pohjoisella tai eteläisellä linjauksella ei ole suurta eroa, eteläisellä linjauksella sedimentaatio aivan laiturin juuressa rantaviivan edustalla on hieman pohjoista linjausta suurempaa, joskin sielläkin vain vähäistä. Suurimmat vaikutukset syntyvät ponttoonilaiturivaihtoehdolla. Syväykseltään 0,5 m laituri muodostaa kiinteän esteen aallokolle ja myös virtaukselle noin 100 m matkalla rantaviivasta eteenpäin ja loppuosuudellakin avoin virtausaukko pienenee merkittävästi erityisesti matalilla merivedenkorkeuksilla. Tämän johdosta virtausnopeudet ja eroosio vähenevät laiturin pohjoispuolella ja sedimentaatio voimistuu muodostaen laiturin suuntaisen särkän, mikä edelleen voimistaa laiturin aiheuttamia vaikutuksia. Laiturin juuressa rantaviiva kuroutuu merelle päin sedimentaation voimistuessa. Toisella puolella laiturin juuressa eroosio voimistuu syöden rantaviivaa dyynejä kohti. Molemmat rantaviivaa muuttavat prosessit jatkuvat kunnes uusi tasapainotila saavutetaan. Laiturirakenne ja viereen muodostuva särkkä muuttavat selvästi alueen virtauskenttää, mikä mahdollisesti vaikuttaa myös vedessä kelluvien roskien kertymiseen hiekkarannalle.

[18] Liite 1. Luotaustulokset koealueelta Mittaukset Työssä mitattiin 20.11.2017 Sontek M9 -laitteiston avulla koealueen syvyystiedot. Laitteisto mittaa samanaikaisesti viidellä keilalla veden syvyydet yhdessä GPS -pohjaisen paikkatiedon kanssa. Laitteiston paikannuksen tarkkuus RTK-sovelluksen avulla on alle 10 cm ja syvyyssuuntainen tarkkuus vastaavasti huomioiden aluksen liiketekijät noin 2 cm. Mittaukset tehtiin siten että M9 laitteisto oli kiinnitetty omaan lauttaansa, jossa sijaitsivat myös GPS antennit ja virransyöttö (Kuva 14). Kuva 14. M9 mittausjärjestelmä, laitteiston uintisyvyys on noin 0,05 metriä ja pienin mittaussyvyys 0,2 metriä. Aineiston käsittely ja tulokset Mittausaineistosta on poistettu virheelliset kaiut, minkä jälkeen aineisto on interpoloitu 1x1 metrin hilaan. Nollatasoksi on valittu mittaushetkellä vallinnut vedenpinnan taso. Tuloksissa on esitetty aineistot koealueelta kattaen noin 50 m säteen pilarien ympäriltä. Aineistosta on tehty kaksi karttaesitystä, joissa sama aineisto on esitetty ensin laajemmin ympäröivää maastoa kuvaavalla pohjalla koealueen paikantamiseksi ja toisessa kuvassa kohdennettuna tarkemmin kohdealueelle (kuva 15). Luotaustuloksissa ei havaittu pilarien aiheuttamia muutoksia pohjasedimentin pinnankorkeudessa. Lisäksi luotaustuloksia verrattiin aikaisempaan 2.8.2017 tehtyyn luotaukseen (Mapteam Oy) aineistojen päällekkäisten alueiden osalta hiekkarannalla luonnollisten pohjan muodossa tapahtuneiden muutosten arvioimiseksi. Luotausten välisellä noin 3,5 kk jaksolla hiekkarannan pohjan muodossa tapahtuneet muutokset esitetään kuvassa 16.

[19] Kuva 15. Koealueen luotausaineiston (20.11.2017) karttaesitys.

[20] Kuva 16. Hiekkarannan pohjan muodossa tapahtuneet muutokset noin 3,5 jaksolla luotausten välillä (2.8-2011.2017). Positiivinen arvo osoittaa sedimentaation lisääntyneen alueella, negatiivinen puolestaan lisääntyneestä eroosiosta.