Mjøskabler - Forslag til kabelkorridor på vestsiden av Gjøvikfjorden

2018

Mjøskabler - Forslag til kabelkorridor på

vestsiden av Gjøvikfjorden

REIDAR LIEN, DR. ING.

REVISJONSHISTORIE

Revisjon Hensikt Dato Forfatter Kommentert Godkjent

01 Intern kontroll 27.03.18 RL

Innhold

1 Innledning ... 2

2 Oppsummering av informasjon fra NGI-materialet ... 2

Sedimentasjonsforhold ... 2

Skråningsstabilitet ... 2

3 Diskusjon ... 2

Sedimentasjonsforhold ... 2

Skråningsstabilitet ... 3

4 Lokale forhold og Forslag til kabel trase ... 4

Vurdering av grunnforholdene utenfor Englandsodden ... 4

Infrastruktur i området ... 6

Vurdering av mulige kabelkorridorer ... 6

5 Konklusjon – Anbefalt kabelkorridor ... 7

6 Referanser ... 8

1 INNLEDNING

Eidsiva planlegger å installere strømkabler over Gjøvikfjorden fra Englandsodden ved Gjøvik i vest til Tangnesvika i Ringsaker i øst. Hensikten med dette notatet er å foreslå den optimale traseen fra Englandsodden og ned skråningen på vestsiden av fjorden. Vurderingene er i hovedsak basert på informasjon fra arbeider utført av NGI, se Referanse 1,Referanse 2 ogReferanse 3.

2 OPPSUMMERING AV INFORMASJON FRA NGI-MATERIALET

Sedimentasjonsforhold

Basert på beskrivelsen i NGI materialet foregår det aktive prosesser i skråningen fra land og ned mot dypålen i fjorden. Dette er tolket ut fra morfologien langs skråningen som viser at det er mange

«renner» som går nedover fjordsiden vinkelrett på kotene, og mellom rennene er det tykkere avsetninger med bløte sedimenter. Rennene er antatt å være dannet ved erosjon på grunn av tyngre nedkjølt vann (konveksjonsstrømmer pga. temperaturforskjeller), eller tyngre vann med suspendert materiale som renner nedover skråningen. I rennene tyder prøvetaking og video undersøkelser på at sedimentene er grovere og også inneholder blokker på overflaten. På ryggene mellom rennene er sedimentlaget tykkere enn i rennene, og består hovedsakelig av bløte finsedimenter/leire.

I nedre del av noen av rennen er det observert vifteavsetninger (talus) som er antatt å være dannet av sedimenter som er transportert nedover rennene, enten som suspendert materiale eller

rasavsetninger.

Skråningsstabilitet

I NGI’s materiale er det også påvist mulige rasområder ut fra observasjoner av brattkanter som kan representere bakveggen på mulige ras. Slike mulige rasområder er hovedsakelig observert i områder mellom rennene hvor sedimentene er bløte og finkornete, og tykkelsen er størst. Rasaktiviteten er antatt å avhenge av tre hovedfaktorer:

 Skråningsvinkel

 Tykkelsen på de bløte finkornete sedimentene (tyngden/drivende krefter)

 Erosjon og undergraving av de ovenforliggende sedimentene

NGI har gjort vurderinger/beregninger som tyder på at de finkornete sedimentene vil kunne bli kritisk ustabile når skråningsvinkelen er bratter enn 30° og sedimenttykkelsen overskrider 2m.

3 DISKUSJON

Sedimentasjonsforhold

Observasjon av rennene som går nedover fjordsidene tyder på at det er aktive prosesser nedover skråningene også i dag, men dannelsen/mekanismen kan ha en alternativ forklaring.

NGI har ikke gjort noen vurdering/estimering av alderen på rennene. En alternativ forklaring på den observerte morfologien kan være at rennene er gamle og opprinnelig stammer fra

isavsmeltingsperioden, før de finkornete sedimentene ble avsatt. Sjøbunnen bestod på dette tidspunktet hovedsakelig av moren/fjell. De omtalte strømningene nedover skråningen kan således ha skapt turbulens og med det forhindret/redusert finstoffavsetningen i disse områdene, mens disse massen er blitt avsatt mellom rennene der avsetningsforholdene har vært roligere. Det vil si at rennene ikke er erosjonsrenner, men renner skapt ved redusert avsetning av de fineste sedimentene.

Denne modellen anses som en bedre forklaringsmodell, enn at rennene er skapt ved erosjon, da en på general basis vil ha problemer med å forstå at konveksjonsstrømmer kan oppnå strømhastigheter som er store nok til å erodere i bunnsedimentene. Ved målinger av slike strømmer i Lake Tahoe i USA ble strømhastigheter, tilskrevet slike prosesser, målt til max. 15cm/s (Referanse 4), som er langt fra hastighetene som skal til for å erodere de finkornete massene (leire).

Hjulstrøms diagram i Figur 1, viser at strømhastigheten for erosjon i for eksempel leire må være minst ca. 50cm/s. Det er tvilsomt om slike hastigheter kan oppstå ved konveksjon alene, eller

kombinert med generell sedimentasjon av sediment partikler oppløst i vannsøylen. Hvis det derimot oppstår ras/utglidninger som fører til store mengder suspendert material vil dette antagelig også finne veien ut i rennene og bevege seg som en konsentrert suspensjonsstrøm, eller turbiditt. Slike strømmer vil kunne oppnå hastigheter som vil erodere i leirfraksjonen.

Figur 1; Hjulstrøms diagram som viser strømhastighet for erosjon, transport og sedimentasjon for forskjellige korngraderinger av sedimenter.

Skråningsstabilitet

Materialet fra NGI gir en plausibel forklaring på stabilitetsutfordringene og estimering av

skråningsstabilitet, men ut fra diskusjonen ovenfor (avsnitt 3.1) ansees erosjonskomponenten bare å gjelde i begrenset omfang, og bare der det har vært forhold som har initiert suspensjonsstrømmer, som antagelig er generert av ras i de bløte tykkere sedimentene. Slike ras kan ha oppstått ved at tyngden av sedimentene i de bratte skråningene gradvis har økt, på grunn av stadig sedimentasjon, slik at skjærstyrken i sedimentene overskrides. I sin tur kan så de genererte suspensjonsstrømmene igjen erodere og undergrave slike sedimenter og generere nye ras.

Basert på betraktningene i NGI materiale forstår en at områdene med minst tykkelse av fine sedimenter over morene/fjell vil være mer stabile enn slike områder med større mektighet. En forstår at både prøvetakingsresultatene og resultatene fra undersøkelsene med

penetrasjonsekkolodd tyder på/viser at det er mindre sedimenttykkelse over den faste bunnen i rennene enn mellom rennene, og at det også er observert blokk og stein på sjøbunnen (med ROV) i noen forsenkede områder. Ut fra dette kan en på generell basis si at sediment stabiliteten i rennene er bedre enn mellom rennene. Imidlertid vil rennene kunne være mer utsatt for suspensjons- strømmer hvis det blir utløst et ras i nærliggende bløte sedimenter.

I områder hvor det allerede er utløst ras vil tykkelsen av de fine, bløte sedimentene ha blitt redusert, og stabiliteten dermed økt. Stabiliteten i eventuell rasvegger, i bakkant av et ras, kan imidlertid fremdeles være lav, noe som må tas hensyn til ifm. stabilitetsvurderinger.

4 LOKALE FORHOLD OG FORSLAG TIL KABEL TRASE

Vurdering av grunnforholdene utenfor Englandsodden

Et utsnitt av området og skråningen rett utenfor Englandsodden er vist i Figur 2. Omtrentlig posisjon på de nærmeste prøvelokasjonene er plottet inn på figuren, og en beskrivelse av prøvene som ble tatt er gitt i Figur 3. Tabellen i figuren viser at på prøvestedene M4 og M5 er det henholdsvis 1m prøve og ingen prøve, og bunnsedimentene er grove.

Figur 2; Utsnitt av området utenfor Englandsodden med forslag til kabel korridorer ned skråningen (gult felt mellom gammel og ny vannledning), og alternativ trase på sydsiden av ny vannledning, se blå pil. Også lokasjon av andre observasjoner/forhold av betydning for trasevurderingen er lagt inn på figuren (se tekst).

På Figur 4 er det vist et utsnitt av en SBP-linje nedover skråningen utenfor Englandsodden; ca.

beliggenhet er vist i Figur 2. Profilet viser at tykkelsen på de bløte sedimentene er begrenset, men at det finnes noen områder med litt tykkere sedimenter oppe i skråningen (rundt M6).

Renner

Talusvifte

Figur 5 viser at området mellom gammel og ny vannledning allerede har vært utsatt for ras som ser ut til å ha gått helt fra toppen av skråningen til bunnen av skråningen. Mye av de bløte sedimentene er således antagelig fjernet, eller raset har medført at tykkelsen av disse er blitt tynnere i dette området. Rasfaren i dette området er derfor antagelig redusert. Eventuelle mindre utglidninger ifm.

raskantene, øverst i skråningen, vil heller ikke være utfordrende for kabelen da eventuell sediment- transport vil gå parallelt med kablene hvis de legges vinkelrett på kotene.

Figur 3; Oversikt over prøvetakingsresultater med beskrivelse basert på ROV videoopptak. Fra Referanse 1

Figur 4; SBP-registrering fra området utenfor Englandsodden, som tyder på at tykkelsen av bløte sedimenter langs profilet er begrenset, selv om det stedvis finnes noen akkumulasjoner. Figuren er hentet fra Referanse 2 og ca. beliggenhet er vist i Figur 2

Figur 5; Figur fra Referanse 1 som viser anbefalt korridor for ny vannledning, men også at området mellom gammel og ny vannledningstrase allerede har vært utsatt for ras som antagelig har gått fra høyt oppe i skråningen (Skredkant) til rasviften nederst i skråningen (Talus).

Infrastruktur i området

Det er flere ledninger og kabler på bunnen utenfor Englandsodden, se Figur 2. Det er særlig gammel og ny vannledning og ledningene kalt A og B som vil være berørt av den planlagte kabelleggingen.

Den nye vannledningen kommer langs land fra nord nordvests og ligger på <10m vanndyp utenfor Englandsodden, og avstanden til land er meget begrenset. Ledningen fortsetter langs land ca. 100m mot syd sydøst for den svinger mot øst nordøst nedover skråningen. Ledning A følger omtrent samme rute, men svinger rett øst når den går nedover skråningen.

Ledning B går rett gjennom området parallelt med land/skråningen i vanndyp på ca. 40m.

Vurdering av mulige kabelkorridorer

Ut fra landfallsområdet (Englandsodden) og infrastrukturen utenfor er det særlig to trasealternativer som utpeker seg, se også Figur 2:

 Ned skråningen mellom gammel og ny vannledning

 Sydover langs land mellom land og ny vannledning, og deretter ned skråningen på sydsiden av den nye vannledningen.

I tabellen nedenfor er relevante kriterier for kabeltraseføring for hver av de to alternative korridorene oppsummert. Kriteriene og argumentene er basert på relevant informasjonen fra de refererte dokumentene som er summert i dette dokumentet.

Kriterier Trase mellom gammel og ny

vannledning Trase syd for ny vannledning

Traselengde Korteste trase Lengste trase

Tykkelse av bløte sedimenter

Minst tykkelse av bløte sedimenter i området mot gammel vannledning, her <2m;

ras har allerede gått.

Sannsynligvis tykkere lag av bløte sedimenter (>2m);

ras/renner ikke påvist.

Skråningshelning Rundt 30° Rundt 30°

Kryssing av ny vannledning Vinkelrett kryssing, kort avstand fra land og på grunt

vann (<10m) Unngår kryssing

Kryssing av Ledning A Vinkelrett kryssing, kort avstand fra land og på grunt vann (<10m)

Skrå kryssing på ca. 45m vanndyp

Kryssing av Ledning B

Vinkelrett kryssing på ca. 40m vanndyp. Må unngå mulige frie spenn ifm. renner som går nedover skråningen.

Vinkelrett kryssing på ca. 45m vanndyp.

Arbeid i strandsonen Traseen går rett ut fra land, dvs. arbeid langs land unngås

Traseen går langs land ca.

100m, innenfor ny vannledning og Ledning A. Trang passasje mellom land og ledninger for 7 kabler.

Tabell 1; Oppsummering av relevante forhold for kabeltraseføring mhp. de mest aktuelle traseene fra Englandsodden mot Tangnesvika.

5 KONKLUSJON – ANBEFALT KABELKORRIDOR

Basert på gjennomgangen av tilgjengelige data, oppsummert i dette dokumentet, anbefales området mellom gammel og ny vannledning som korridor for de planlagte kablene ned sjøbunnsskråningen utenfor Englandsodden, Figur 2. Hovedargumentene er som følger:

 Korteste trase

 Antatt best sediment stabilitet; minst tykkelse på bløte sedimenter. Området der det har rast (mot gammel vannledning) anses å ha best stabilitet.

 Vinkelrett kryssing av alle kabler/ledninger

 Ny vannledning og Ledning A krysses nært land og i grunt vann, slik at kryssingen kan gjøres meget kontrollert.

 Unngår å legge ledningene i den ca. 100m lange og trange passasjen mellom land og ny vannledning.

6 REFERANSER

Referanse 1: NGI: Gjøvik kommune, brudd på undervannsledninger, vann og avløp. Vurdering av trasévalg for nye ledninger, dato 31.08.2010

Referanse 2: NGI: Chapter 19_Underwater Mass Movements in Lake Mjøsa, Norway.

© Springer International Publishing Switzerland 2016, G. Lamarche et al. (eds.), Submarine Mass Movements and their Consequences, Advances in Natural and Technological Hazards Research 41, DOI 10.1007/978-3-319-20979-1_19

Referanse 3: NGI: Vurdering av mulige kabeltraséer i Mjøsa, dato 08.11.2017

Referanse 4: University of California – Davis: Final Report: Natural Convection in Stratified Lakes and Reservoirs—Impacts on Pollutant Transport, Oxygen Budget, and Nutrient Dynamics, oktober 2000.

https://cfpub.epa.gov/ncer_abstracts/index.cfm/fuseaction/display.abstractDetail/abstract/542/rep ort/F