Modellering av vattenkvalitet i Inre hamnen

RAPPORT
MODELLERING AV VATTENKVALITET I
INRE HAMNEN
SLUTRAPPORT
2017-01-12
UPPDRAG
272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Titel på rapport:
Modellering av vattenkvalitet i Inre hamnen
Status:
Slutrapport
Datum:
2017-01-12
MEDVERKANDE
Beställare:
Oskarshamns kommun
Kontaktperson:
Erik Hjertqvist
Konsult:
Tyréns AB
Uppdragsansvarig:
Olof Liungman
Handläggare:
Olof Liungman, Olof Persson, Efe Saglam
Kvalitetsgranskare:
Anna Karlsson
REVIDERINGAR
Revideringsdatum
ÅR-MÅN-DAG
Version:
Namn, Företag
Initialer:
Namn, Företag
Uppdragsansvarig:
Olof Liungman
Datum: 2017-01-11
Handlingen granskad av:
Anna Karlsson
Datum: 2017-01-12
Tyréns AB 205 19 Malmö
Besök: Isbergs gata 15
Tel:010 452 20 00 www.tyrens.se
Säte: Stockholm Org.nr: 556194-7986
2017-01-12
SAMMANFATTNING
En numerisk modellering av förhållandena i Inre hamnen har utförts där nuläget och en planerad
framtida utformning har jämförts med avseende på vattnets cirkulationsmönster samt
badvattenkvalitén. Modellen utgörs av en tre-dimensionell strömnings- och transportmodell som
simulerar dels strömmar, temperatur, salthalt och blandning, dels transporten av bakterier från
olika utsläpp.
Två simuleringar har genomförts: en för nuläget och en för en planerad framtida utformning
med nya badplatser, en bro, skärmbassänger och utfyllnader. De utsläpp som tagits med
innefattar dagvatten från de sex omkringliggande avrinningsområdena, Döderhultsbäcken samt
utsläpp av renat avloppsvatten från Ernemars reningsverk. Som indikatorbakterie har E. coli valts
och modellen tar hänsyn till hur bakterierna bryts ner och dör i havsvattnet. Eftersom det saknas
mätningar av bakteriehalterna i utsläppen har schablonvärden från litteraturen använts. I övrigt
drivs modellen av uppmätt vind, nederbörd, vattenstånd samt salt- och temperaturskiktning.
Nederbörden har använts för att beräkna dagvattenflödena till de olika utloppen med hjälp av en
avrinningsmodell. Effekten av skärmbassängerna på de utgående bakteriehalterna har också
beräknats och bedömts vara försumbar. För att hitta en lämplig simuleringsperiod analyserades
fyra somrar för att hitta en period med flera kraftiga regntillfällen. Slutligen valdes perioden 6
juli till 10 augusti 2014.
Modellresultaten för nuläget har jämförts med uppmätt vattenstånd samt salt- och
temperaturskiktning vilket bekräftar att modellen återspeglar verkligheten. De beräknade
bakteriehalterna har även kvalitativt jämförts med det fåtal badvattenprovtagningar som finns
tillgängliga, och överensstämmelsen framstår som rimlig.
Slutsatserna från den genomförda studien kan sammanfattas såsom följer:

Cirkulationen inne i hamnen domineras av den vinddrivna strömningen. Strömhastigheterna
är små – i medeltal ett par cm/s – och sällan över 5 cm/s. Strömning i hamnens
längsriktning dominerar förutom runt Badholmen.

Enligt modellresultaten kommer de planerade förändringarna av utformningen av Inre
hamnen ha en mycket liten påverkan på cirkulationen och strömmönstret, förutom innanför
Badholmen där vattenutbytet ökar när vägbanken ersätts av en bro.

Badvattenvattenkvalitén – representerad av halten E. coli – domineras i medeltal av utsläppet
från reningsverket, men maxhalterna, och därmed tillfällen med otjänligt badvatten,
bestäms till stor del av utsläpp från närliggande dagvattenutlopp i samband med regn.

Modellresultaten visar att bakteriehalterna i hamnen överlag inte påverkas i någon större
omfattning av den framtida utformningen. Den tydligaste förändringen uppstår innanför och
söder om Badholmen i och med att vägbanken ersätts av en bro och dagvattenutloppen för
område 5 och 6 flyttas. Detta ökar cirkulationen, minskar påverkan från de flyttade
dagvattenutloppen och ger både något lägre medelhalter och väsentligt lägre maxhalter.
Sammanfattningsvis förväntas inte den framtida utformningen ha någon negativ påverkan på
badvattenkvalitén när det gäller bakteriehalter men kan ge en positiv effekt i det område där bad
är planerade. Den ökade cirkulationen p.g.a. att vägbanken ersätts av en bro får snarast ses som
en förutsättning för god vattenkvalité innanför Badholmen, då detta område annars skulle bli
relativt instängt.
Slutligen bör det påpekas att både modellresultaten och badvattenprovtagningen visar att
bakteriehalter över 100 bakterier/100 ml (tjänligt med anmärkning) är relativt vanligt
förekommande. Om detta upplevs som ett problem bör man i första hand titta närmare på
avloppsreningsverkets utsläpp. Observera att de tillfälliga topparna då vattnet blir otjänligt i
samband med regn sällan fångas med vanliga badvattenprovtagningar. Det bör också påpekas
att detaljer i utformningen kan spela en viss roll, t.ex. när det gäller ansamling av skräp.
Generellt sett är det dessutom svårt att kombinera en aktiv hamn med fina badplatser.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
3(38)
2017-01-12
Slutrapport
INNEHÅLLSFÖRTECKNING
1
INTRODUKTION................................................................................................................. 6
2
UNDERLAG ........................................................................................................................... 7
2.1
AVRINNINGSOMRÅDEN ...........................................................................................................7
2.2
DJUPDATA ......................................................................................................................................7
2.3
VIND ...................................................................................................................................................8
2.4
NEDERBÖRD ..................................................................................................................................9
2.5
LUFTTEMPERATUR..................................................................................................................10
2.6
VATTENDRAG ............................................................................................................................ 11
2.7
AVLOPPSRENINGSVERKET .................................................................................................. 11
2.8
VATTENSTÅND ......................................................................................................................... 13
2.9
SALTHALT OCH VATTENTEMPERATUR ...................................................................... 13
2.10 BAKTERIEHALTER....................................................................................................................14
2.11 NUVARANDE OCH FRAMTIDA UTFORMNING AV INRE HAMNEN.................15
2.12 ÖVRIGT ..........................................................................................................................................15
3
4
METODIK ........................................................................................................................... 16
3.1
MODELLVERKTYG ...................................................................................................................16
3.2
BERÄKNINGSNÄT .....................................................................................................................16
3.3
METEOROLOGISK OCH HYDRODYNAMISK DRIVNING ....................................... 19
3.4
AVRINNING FRÅN LAND ...................................................................................................... 19
3.5
BAKTERIEUTSLÄPP..................................................................................................................21
3.6
SIMULERINGSPERIOD ............................................................................................................22
3.7
PARAMETERVÄRDEN .............................................................................................................22
RESULTAT.......................................................................................................................... 23
4.1
VALIDERING ................................................................................................................................ 23
4.2
CIRKULATION OCH STRÖMMÖNSTER ......................................................................... 24
4.3
SPRIDNING AV BAKTERIER ................................................................................................. 29
4.3.1 MEDELHALTER .................................................................................................. 29
4.3.2 MAXHALTER ...................................................................................................... 32
4.3.3 TIDSERIER ......................................................................................................... 33
5
DISKUSSION OCH SLUTSATSER............................................................................... 37
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
4(38)
2017-01-12
Slutrapport
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
5(38)
2017-01-12
Slutrapport
1
INTRODUKTION
I Oskarshamn pågår sedan en tid tillbaka ett arbete med att utveckla Inre hamnen. Ett
planprogram har tagits fram som ska leda till en detaljplan. I samband med detta har
Oskarshamns kommun bett Tyréns bistå med numerisk modellering av förhållandena i Inre
hamnen för nuläget och den framtida utformningen. Syftet med modelleringen är att beskriva
hur den planerade utvecklingen av Inre hamnen påverkar vattnets cirkulationsmönster samt
badvattenkvalitén.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
6(38)
2017-01-12
Slutrapport
2
UNDERLAG
Detta avsnitt sammanfattar det underlag som använts för att skapa indata till modellen samt för
att utvärdera resultaten.
2.1
AVRINNINGSOMRÅDEN
I Figur 1 presenteras en översikt av de avrinningsområden för dagvatten vars utlopp mynnar i
Inre hamnen. Observera att område 3 och 4 har sina utlopp en bit uppström i Döderhultsbäcken.
Område 2
Område 3
Område 4
Område 1
Område 5
Område 6
Figur 1
2.2
Avrinningsområden för dagvatten samt deras utlopp (cirklar) i Inre hamnen (Oskarshamns
kommun).
DJUPDATA
För själva hamnområdet har Oskarshamns kommun tillhandahållit högupplösta sjömätningar
utförda av Clinton Mätkonsult AB år 2010 (Figur 2). För området utanför hamnen har sjökort
6241 inkl. special över Oskarshamn införskaffats från Sjöfartsverket i digitalt format.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
7(38)
2017-01-12
Slutrapport
Sjömätningarna har tillhandahållits som punkter i SWEREF 99 16 30 och RH2000. Sjökortsdata
har levererats som Shape-filer i SWEREF 99 TM och relativt medelvattenytan 1985.
Medelvattenytan 1985 skiljer sig ca 15 cm från nollnivån i RH20001. Denna skillnad anses
försumbar och därför har de två datamängderna slagits samman utan att djupvärdena
korrigerats.
Figur 2
2.3
Översikt av djupen i hamnen utifrån högupplösta sjömätningar (Clinton Mätkonsult AB via
Oskarshamns kommun).
VIND
Uppmätt vindhastighet och vindriktning har inhämtats från SMHI. Närmaste station som är
representativ för ett kustområde är Ölands Norra Udde. I Figur 3 presenteras en vindros för
perioden 6 juli till 10 augusti 2014. Nästan hälften av tiden var vindhastigheten mindre än
2 m/s. I övrigt dominerar sydliga och sydostliga vindar mellan 2 och 8 m/s.
1
Se http://www.smhi.se/hfa_coord/BOOS/dbkust/mwreg_rh2000.pdf.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
8(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 3
2.4
Vindros från SMHI:s station ÖlandsNorra Udde A för perioden 2014-07-06 till 2014-08-10.
Skalstrecket visar vad som motsvarar 10 % av antalet mätningar.
NEDERBÖRD
Nederbörd finns uppmätt i Oskarshamn men bara dygnsvärden. Denna upplösning är inte
tillräcklig för att beskriva intensiva regn och de kortvariga dagvattenflöden de ger upphov till.
Timvärden för nederbörd finns uppmätt av SMHI vid stationerna Ölands Norra Udde A respektive
Målilla A. En jämförelse av dygnsvärdena vid dessa två stationer med dygnsvärdena från
Oskarshamn indikerade att mätningarna från Målilla var mer representativa för nederbörden i
Oskarshamn än de från Ölands norra udde.
I Figur 4 presenteras timvärdena för nederbörden från Målilla A för en sommarperiod 2014.
Sammanfattningsvis ser man fem tydliga regnepisoder under perioden, varav tre är mycket
intensiva med nära eller över 10 mm/timme.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
9(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 4
2.5
Uppmätta timvärden av nederbörd från SMHI:s station Målilla A för perioden 2014-07-06 till
2014-08-10.
LUFTTEMPERATUR
Lufttemperaturen används som en uppskattning av vattentemperaturen på Döderhultsbäcken
och dagvattenutsläppen, då direkta mätningar saknas. Det är rimligt att anta att ytvatten från
land är i ungefär termisk balans med luften. Eftersom vattentemperaturen varierar långsammare
än lufttemperaturen har dygnsmedelvärdet av lufttemperaturen använts. Uppmätta värden har
hämtats från SMHI:s station Oskarshamn och presenteras för en sommarperiod år 2014 i Figur 5.
Figur 5
Uppmätta dygnsmedelvärden för lufttemperaturen från SMHI:s station Oskarshamn för perioden
2014-07-06 till 2014-08-10.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
10(38)
2017-01-12
Slutrapport
2.6
VATTENDRAG
Döderhultsbäcken mynnar längst inne i Inre hamnen. Vattenföringen i bäcken har inhämtats från
SMHI:s Vattenwebb och bygger på modellberäkningar med den hydrologiska modellen S-HYPE. I
Figur 6 presenteras vattenföringen i m3/s för en sommarperiod år 2014.
Figur 6
2.7
Beräknad vattenföring (dygnsmedelvärden) i Döderhultsbäcken för perioden 2014-07-06 till 201408-10 (SMHI).
AVLOPPSRENINGSVERKET
Ernemars reningsverk släpper enligt uppgift ut renat avloppsvatten i hamnen. Utloppet ligger på
ca 4 m djup i Månskensviken (se Figur 7). Oskarshamns kommun har tillhandahållit dygnsvärden
av utsläppsflödet vilka presenteras i Figur 8 för en sommarperiod år 2014.
Inne i Inre hamnen finns även i dagsläget en pumpstation och en bräddpunkt. Enligt uppgift
bräddas endast vid ett eventuellt haveri vilket är ytterst sällsynt. Därför har en eventuell
bräddning inte beaktats i denna studie.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
11(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 7
Placering av utloppet för renat avsloppsvatten från Ernemars reningsverk (Oskarshamns
kommun).
Figur 8
Utsläppsföde från Ernemars reningsverk för perioden 2014-07-06 till 2014-08-10 (Oskarshamns
kommun).
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
12(38)
2017-01-12
Slutrapport
2.8
VATTENSTÅND
SMHI har en mätstation för havsvattenstånd strax norr om Oskarshamn innanför Kolsö.
Höjdsystemet är RH2000 och timvärden har inhämtats från SMHI. Figur 9 visar vattenståndet för
en sommarperiod år 2014.
Figur 9
2.9
Uppmätt vattenstånd vid SMHI:s station Oskarshamn för perioden 2014-07-06 till 2014-08-10.
SALTHALT OCH VATTENTEMPERATUR
Inom ramen för kustvattenkontrollen i Kalmar län genomförs provtagning av bland annat salthalt
och vattentemperatur. Den station som ligger närmast Oskarshamn heter O3-V och ligger strax
innanför hamnmynningen norr om farleden (N 57°15,821', O 15°28,521'). Här mäts bl.a. salthalt
och vattentemperatur vid ytan och vid botten fem gånger om året under vinter och sommar
(januari, juni, juli, augusti och december). Djupet vid stationen är drygt 8 m.
Figur 10 och Figur 11 visar uppmätt vattentemperatur respektive salthalt vid ytan och botten i
punkten O3-V för en sommarperiod år 2014. Det är tydligt att salthalten är i stort sett
densamma vid ytan och botten medan temperaturen uppvisar en klassisk sommarskiktning med
varmare vatten i ytan. Ytvattentemperaturen ökar dessutom under sommaren.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
13(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 10
Uppmätt vattentemperatur vid ytan och botten i punkten O3-V för perioden 2014-07-06 till
2014-08-10.
Figur 11
Uppmätt salhalt vid ytan och botten i punkten O3-V för perioden 2014-07-06 till 2014-08-10.
2.10
BAKTERIEHALTER
Det saknas mätningar av bakteriehalter i dagvatten, Döderhultsbäcken och reningsverkets
utsläpp. Däremot genomförs provtagning av badvattnet i Inre hamnen. Under sommaren 2014
togs t.ex. 11 prover som analyserades för Escherichia coli och intestinala enterokocker. Dessa
har tillhandahållits av Oskarshamns kommun.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
14(38)
2017-01-12
Slutrapport
För utsläppskällorna har schablonvärden för olika typer av utsläpp hämtats från litteraturen2.
Även om dessa värden inte gäller exakt för alla utsläppskällor så är de baserade på omfattande
erfarenhet och ger en god uppfattning av storleksordningen för en given typ av utsläpp.
2.11
NUVARANDE OCH FRAMTIDA UTFORMNING AV INRE HAMNEN
Oskarshamns kommun har tillhandahållit DWG-filer som visar befintlig samt planerad framtida
strandlinje i Inre hamnen. I den framtida utformningen ingår dessutom följande förändringar:

Två skärmbassänger för sedimentering av partiklar i dagvatten byggs i norra och södra
delen av Inre hamnen. Den norra avser dagvattenutsläpp från område 2 medan den södra
avser dagvattenutsläpp från område 5 och 6. Den södra skärmbassängen kommer medföra
att utloppet för dagvattnet från område 5 och 6 flyttas till en gemensam punkt något längre
ut. Oskarshamns kommun har tillhandahållit två PM som beskriver de två
skärmbassängerna.

Vägbanken ut till Badholmen ersätts av en bro med ett spann på ca 25 m.

Två badplatser anläggs, varav den ena är ett bryggbad och den andra – placerad på
Badholmens insida – är ett strandbad.

Några mindre utfyllnader och förändringar av strandlinjen.
Dessutom planeras ett antal flytbryggor och ett kallbadhus på Badholmen, men dessa antas inte
påverka strömningen i vattnet märkbart.
2.12
ÖVRIGT
Utöver det underlag som specificerats ovan har Oskarshamns kommun tillhandahållit foton av
kajerna i Inre hamnen, vägbanken till Badholmen samt kulvertarna i vägbanken. Dessutom har
instruktioner om den planerade framtida utformningen samt planprogrammet och
miljökonsekvensbeskrivningen för Inre hamnen överlämnats.
Se t.ex. Etablering av badevandsprofiler og varslingssytemer I henhold till EU’s nye badevandsdirektiv,
Erichsen, A. C. m.fl. Miljöprojekt nr 1101 2006, DHI – Institut för Vand og miljö.
2
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
15(38)
2017-01-12
Slutrapport
3
METODIK
Övergripande studeras cirkulationen och badvattenkvalitén genom att simulera strömningen och
spridningen av bakterier med nuvarande utformning på Inre hamnen samt den planerade
framtida utformningen, och därefter analysera den eventuella förändring som uppstår. Detta är
därmed en relativ studie, d.v.s. vi undersöker om den framtida utformningen riskerar att
försämra förhållandena i något område, eller kanske tvärtom förbättra situation. Fokus bör
därför inte i första hand vara på de absoluta halterna, utan på förändringen.
3.1
MODELLVERKTYG
Simuleringarna har utförts i modellverktyget MIKE 3 FM, ett tredimensionellt numeriskt
modellsystem för beräkning av strömning och transport i vatten. I varje element i beräkningsnätet beräknas strömmarna till riktning och styrka, densiteten (som funktion av temperatur och
salthalt), den turbulenta blandningen, lösta ämnens koncentrationer och andra parametrar som
efterfrågas.
Beteckningen FM står för Flexible Mesh. Detta innebär att modellområdet beskrivs med ett
ostrukturerat beräkningsnät av trianglar vilkas storlek kan variera mellan olika delar av
modellområdet. På så sätt kan modellens upplösning vara detaljerad i de områden som är av
störst intresse och grövre där detaljer inte är lika viktiga. Mer om detta i avsnittet 3.2.
MIKE 3 FM består av flera delmoduler. Den grundläggande modulen är den som beräknar de
hydrodynamiska strömningsprocesserna (HD), d.v.s. hur vattnet rör sig utifrån de drivande
krafterna. Denna modul bygger på välkända hydrodynamiska ekvationer som löses så exakt som
beräkningsnätets upplösning, noggrannheten i de drivande krafterna och andra indata tillåter.
MIKE 3 HD tar hänsyn till alla de viktigaste processerna. I den modell som satts upp för
Oskarshamn har följande processer inkluderats:

Transport av salt och värme

Tryckskillnader på grund av variationer i densitet

Bottenfriktion

Vindens drivning på ytan

Tryckskillnader på grund av vattenståndsvariationer

Tillflöden och utsläpp från land

Turbulens

Corioliseffekten
Den process som inte tagits med är värmeutbytet med atmosfären då den lokala uppvärmningen
och avkylningen har bedömts ha en försumbar påverkan på cirkulationen och spridningen av
bakterier. Istället bestäms temperaturen av den temperatur som ansatts på modellområdets yttre
rand mot Östersjön och som kommer från mätningar nära hamnen.
Spridningen av bakterier har simulerats med hjälp av en tilläggsmodul i MIKE 3 FM kallad
Transport (TR). I TR-modulen beräknas blandning och transport av lösta ämnen utifrån
strömfältet. TR-modulen inkluderar även en linjär nedbrytning av bakterierna. För att kunna
bedöma badvattenkvalitén har vi valt att simulera indikatorbakterien E. coli.
Flera föroreningskällor kan läggas in och man anger deras position samt under vilken tid de är
aktiva. I varje källa ansätts önskad källkoncentration. Mer om detta i avsnittet 3.5. I de
simuleringar som genomförts har utsläppet från varje källa spårats för sig, så att man kan
särskilja de olika källornas påverkan på totalhalterna.
3.2
BERÄKNINGSNÄT
Modellområdet sträcker sig från Inre hamnen upp till Saxskär i nordost och ner till Ålgårdsskär i
sydost. Hela modellområdet samt beräkningsnätet och modellens djup presenteras i Figur 12.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
16(38)
2017-01-12
Slutrapport
Beräkningsnätets horisontella upplösning varierar från ca 100 m i utsjön i tre steg ned till ca 5 m
i Inre hamnen. På detta sätt koncentrerar vi den höga upplösningen där den behövs. Hela
modellområdet utanför hamnen är till för att skapa korrekt strömning in och ut ur hamnen så att
simuleringarna blir realistiska inne i hamnen.
Figur 12
Beräkningsnätet med interpolerade djup för hela modellområdet.
Figur 13 och Figur 14 visar beräkningsnätet inne i Inre hamnen för nuläget respektive den
framtida utformningen. Siffrorna i Figur 14 visar de förändringar av strandlinjen som ingår i den
framtida utformningen:
1. Bro till Badholmen istället för vägbank placerad lite söder om vägbanken.
2. Utfyllnad.
3. Mindre ändringar av kajkantens sträckning.
4. Ny sandstrand.
5. Skärmbassäng (den norra skärmbassängen är så smal att den inte förväntas ge någon
påverkan på strömningen och har därför inte tagits med).
Kulvertarna genom den existerande vägbanken till Badholmen har utifrån tillhandahållet
underlag bedömts ligga så pass högt och ha så pass begränsad transportkapacitet att de har
försummats. Det betyder att vägbanken simulerats som helt ogenomtränglig.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
17(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 13
Beräkningsnätet med interpolerade djup för Inre hamnen och nuläget.
De båtbryggor samt den bro som planeras mellan Badholmen och södra Inre hamnen har
beskrivits som flytbryggskonstruktioner och antas därför inte utgöra några märkbara hinder för
strömningen.
Vertikalt har vattenmassan delats upp i som mest 18 lager. De översta tre är jämnt fördelade
mellan ytan och 1,5 m djup. Deras tjocklek varierar med vattenståndet och vattendjupet. Det
lägsta vattendjupet som tillåtits (vid vattenståndet 0) är 1 m. Under 1,5 m djup har lager med
konstant tjocklek om 1 m använts. Det lager där botten ligger anpassar sin tjocklek för att
matcha bottennivån.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
18(38)
2017-01-12
Slutrapport
3
1
2
4
3
5
Figur 14
3.3
Beräkningsnätet med interpolerade djup för Inre hamnen och den framtida utformningen.
METEOROLOGISK OCH HYDRODYNAMISK DRIVNING
Strömningsmodellen drivs av vattenståndsvariationer och skiktning i havet utanför
modellområdet samt vinden. Uppmätta vattenståndsvariationer från SMHI:s station i Oskarshamn
har använts (se avsnitt 2.8) samt uppmätt vind från SMHI:s station på Ölands norra udde (se
avsnitt 2.3).
De mätningar av salthalt och vattentemperatur som finns tillgängliga i området är gjorda inne i
hamnen och inte ute i havet. Detta är däremot av underordnad betydelse eftersom syftet inte är
att i detalj beskriva skiktningens variationer i hela området. Det viktiga är att skiktningen blir
realistisk inne i hamnen eftersom det påverkar den vertikala strömningen och blandningen.
Därför har mätningarna av salthalt och vattentemperatur interpolerats linjärt både i djupled (till
varje meter) och i tiden (till varje vecka). Under den djupaste mätnivån (ca 8 m) har värdena på
den djupaste nivån används ända ner till modellområdets största djup. Vi får därmed vid varje
tillfälle skiktningsprofiler som varierar linjärt från ytan till ca 8 m och därefter konstanta värden
till botten. Dessa profiler har ansatts över hela modellområdets yttre rand mot Östersjön.
3.4
AVRINNING FRÅN LAND
Avrinningen från land består av tre olika typer av tillskott: Döderhultsbäcken, dagvattenavrinning
i samband med regn och avloppsreningsverkets utsläpp. För Döderhultsbäckens flöde har den
tidserie som hämtats från SMHI:s Vattenwebb använts (se avsnitt 2.6) medan utsläppet från
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
19(38)
2017-01-12
Slutrapport
avloppsreningsverket har ansatts utifrån mätningar tillhandahållna av kommunen (se avsnitt
2.7). Bäckflödet har släppts ut i översta lagret medan reningsverkets utsläpp introducerats på
det djup det ligger (4 m).
Dagvattenflödena har beräknats utifrån nederbörden med hjälp av en avrinningsmodell i
verktyget MIKE URBAN. Då det saknas detaljerat underlag om markanvändningen och därmed
hårdgjordheten för de sex avrinningsområdena så har en förenklad metod använts där en
avrinningskoefficient tagits fram för varje område utifrån bedömd bebyggelsetyp3. Resultaten
presenteras i Tabell 1.
Tabell 1
Område
Area och avrinningskoefficient för de sex avrinningsområdena.
Area (m2)
Avrinningskoefficient
1
131656
0,7
2
887280
0,4
3
317761
0,3
4
275577
0,5
5
102912
0,7
6
407445
0,3
Ytorna har belastats med uppmätt regn från SMHI:s station i Målilla ( se avsnitt 2.4) och flödet
för respektive utlopp har beräknats med en tidsupplösning på en timme (se Figur 15 och Figur
16). Dagvattenflödena har släppts ut i översta lagret i modellen.
Figur 15
3
Beräknat dagvattenflöde per timma från områden 1, 2 och 3 för perioden 2014-07-06 till 201408-10.
Svenskt Vatten P110 avsnitt 4.4.1.5.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
20(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 16
3.5
Beräknat dagvattenflöde per timma från områden 4, 5 och 6 för perioden 2014-07-06 till 201408-10.
BAKTERIEUTSLÄPP
Som beskrivits i avsnitt 2.10 så har E. coli valts såsom indikatorbakterie och utsläppshalterna för
de olika utsläppstyperna har bestämts utifrån schablonvärden hämtade från litteraturen. I Tabell
2 presenteras de ansatta utsläppshalterna för de olika bakteriekällorna.
Tabell 2
Utsläppshalter för E. coli.
Bakteriekälla
Dagvatten
Döderhultsbäcken
Avloppsreningsverket
Halt E. coli
(antal/100 ml)
5000
500
100 000
Indikatorbakterien E. coli bryts ner och dör i havsvatten. Denna avdödning kan beskrivas såsom
en linjär nedbrytning med en nedbrytningshastighet om ca 0,25 dag-1 i sötvatten4.
Nedbrytningshastigheten ökar med salthalten, men för att vara på den säkra sidan och med
tanke på den låga salthalten i området så använder vi värdet för sötvatten. I TR-modulen ska
nedbrytningshastigheten anges i enheten per sekund, vilket då blir ca 2,9×10-6 s-1.
Eftersom man planerar att anlägga skärmbassänger för att rena dagvattnet från områdena 2, 5
och 6 från partiklar så har vi beräknat hur detta kan tänkas påverka bakteriehalterna. En
uppskattning av uppehållstiderna i de två skärmbassängerna ger ca 3,5 timmar för den norra
och 10,4 timmar för den södra. Detta innebär att bakteriehalterna skulle kunna minska ca 4% för
den norra och 10% för den södra skärmbassängen, innan dagvattnet når Inre hamnen. Dessa
Kimberly L. Anderson, John E. Whitlock, and Valerie J. Harwood: Persistence and Differential Survival of
Fecal Indicator Bacteria in Subtropical Waters and Sediments, Applied and Environmental Microbiology, Vol.
71, No. 6, June 2005, p. 3041–3048.
4
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
21(38)
2017-01-12
Slutrapport
små minskningar är försumbara relativt noggrannheten på andra faktorer. Dessutom är de
flöden som skärmbassängerna är dimensionerade för sådana att bräddning kommer att ske vid
hälften av de regntillfällen som simulerats. Slutsatsen är att skärmbassängerna inte antas ha
någon effekt på bakteriehalterna i det framtida fallet.
3.6
SIMULERINGSPERIOD
Eftersom badvattenkvalitén är som mest kritisk under sommarmånaderna, samt att det är då
man oftast kan få de besvärligaste förhållandena med svaga vindar (begränsad utspädning av
utsläpp) samt kraftiga regntillfällen (högt dagvattenflöde), så har en sommarperiod valts ut. Fyra
år för vilka nödvändigt dataunderlag funnits tillgängligt har jämförts: 2012, 2013, 2014 och
2015. Det visade sig då att perioden juli-augusti 2014 innehöll både kraftiga regntillfällen och
längre perioder med mycket låg vindhastighet, Dessutom var överensstämmelsen mellan
dygnsvärdena av nederbörd mellan Oskarshamn och Målilla bäst för detta år. Som
simuleringsperiod valdes slutligen 6 juli till 10 augusti 2014. Det är denna period som
presenteras i alla figurer i avsnitt 2.
3.7
PARAMETERVÄRDEN
HD-modulen har körts med ett variabelt tidssteg som inte fått överstiga 30 s. Bottenråheten har
satts till standardvärdet 5 cm. Vindfriktionskoefficienten har det konstanta värdet 0,001255.
Den vertikala dispersionen har enligt praxis genomgående satts till 10% av den vertikala
viskositeten. Den horisontala dispersionen har satts lika med den horisontala viskositeten.
Initialvärdena har bestämts från underlaget och ger ett vattenstånd på +18,2 cm samt en
temperatur som varierar mellan 14,4 vid ytan och 14,3 vid botten. Initialsalthalten är konstant
6,8 PSU. Bakteriehalterna har satts till 0 vid simuleringens början och likaså halterna i Östersjön
utanför modellen. Det är alltså endast de lokala utsläppen som påverkar.
All avrinning har antagit ha salthalten 0 och en temperatur lika med luftens
dygnsmedeltemperatur.
Utskrifter av resultat har gjorts varje timme vilket ger totalt 840 tidssteg i resultaten.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
22(38)
2017-01-12
Slutrapport
4
RESULTAT
I detta avsnitt presenteras resultaten av modellsimuleringarna med fokus på skillnaden mellan
nuläget och den framtida utformningen.
4.1
VALIDERING
Det finns inte någon oberoende datamängd att formellt validera modellresultaten mot. Däremot
har resultaten jämförts med de mätningar som finns – och som också använts att driva modellen
med – för att bekräfta att modellen beter sig rimligt.
I Figur 17 presenteras uppmätt och simulerat vattenstånd för hela simuleringsperioden.
Kurvorna stämmer nästan exakt överens, vilket är som förväntat, både vad gäller nuläget och det
framtida fallet. Detta visar också att volymbalansen i modellen är korrekt.
Figur 17
Simulerade och uppmätt vattenstånd på platsen för SMHI:s mätstation i Oskarshamn.
Figur 18 och Figur 19 visar simulerad och uppmätt salthalt samt temperatur i punkten O3-V vid
ytan respektive botten. Endast resultaten för nuläget har inkluderats.
Uppmätt och simulerad salthalt visar god överensstämmelse vid de två mättillfällena, både i ytan
och vid botten. Detta är som förväntat då det är dessa mätningar som används för att driva
modellen på dess yttre rand, men det visar att modellen förmår transportera in salthalten till
hamnen på ett korrekt sätt. Observera däremot att variationerna i salthalt är mycket små, bara
några tiondels PSU.
Vid botten stämmer den simulerade och uppmätta temperaturen mycket väl överens. I ytan är
modellen däremot knappt en grad för kall vid båda mättillfällena. Detta kan bero på att
avrinningen från land har för låg vattentemperatur. Denna har ju approximerats med luftens
dygnsmedeltemperatur och vi befinner oss inne i hamnen där avrinningen har störst påverkan.
Observera hur temperaturen i ytan sjunker kraftigt i samband med regntillfället den 13 juli.
Landavrinningens salthalt vet vi å andra sidan med god noggrannhet är 0.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
23(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 18
Simulerad (nuläget) och uppmätt temperatur samt salthalt i ytan för kustvattenkontrollens
station O3-V.
Figur 19
Simulerad (nuläget) och uppmätt temperatur samt salthalt vid botten för kustvattenkontrollens
station O3-V.
4.2
CIRKULATION OCH STRÖMMÖNSTER
I Figur 20 presenteras medelströmhastigheten i ytan för nuläget, medan Figur 21 visar
detsamma men för den framtida utformningen. Det är uppenbart att hastigheterna i snitt är
mycket låga i hela hamnen – endast ett par cm/s – och att skillnaden mellan de två fallen är
liten. Högst medelströmhastighet återfinns i hamnmynningen. Den enda märkbara skillnaden
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
24(38)
2017-01-12
Slutrapport
mellan de två fallen är innanför Badholmen, där medelströmhastigheten ökar från ca 0 till 12 cm/s i och med att vägbanken tas bort.
Strömhastigheten avtar nedåt och är i medeltal obefintlig vid botten.
Figur 20
Simulerad medelströmhastighet i ytan för nuläget.
Figur 21
Simulerad medelströmhastighet i ytan för den framtida utformningen.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
25(38)
2017-01-12
Slutrapport
I Figur 22 respektive Figur 23 illustreras strömmönstret med hjälp av strömrosor i utvalda
punkter. Varje sektor representerar hastighetsfördelningen i den riktningen där färgskalan anger
hastighetsintervallen och bredden på banden andelen av tiden som hastigheten är inom det
intervallet.
Strömrosorna längst inne i Inre hamnen samt norr om Badholmen visar på utflödet i ytan av
färskvattnet från Döderhultsbäcken. Detta ger upphov till en svag motriktad strömning längs
botten in mot bäckens mynning. Innanför Badholmen är strömhastigheten mycket låg i nuläget
p.g.a. vägbanken. Söder om Badholmen samt i punkterna längre ut strömmar vattnet antingen
inåt eller utåt i hamnens längsriktning.
Cirkulationsmönstret ändras inte så mycket för den framtida utformningen. Den enda märkbara
skillnaden är att när vägbanken tas bort så kan vattnet flöda fram och tillbaka innanför
Badholmen med ungefär samma strömhastighet som i övriga punkter. Strömhastigheten ökar
också söder om Badholmen. Sammanfattningsvis ökar utbytet av vattnet innanför Badholmen
men i övrigt sker inga större förändringar.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
26(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 22
Strömrosor i utvalda punkter utifrån den simulerade strömhastigheten i ytan för nuläget.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
2017-01-12
Slutrapport
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
27(38)
Figur 23
Strömrosor i utvalda punkter utifrån den simulerade strömhastigheten i ytan för den framtida utformningen.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
2017-01-12
Slutrapport
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
28(38)
4.3
SPRIDNING AV BAKTERIER
I detta avsnitt presenteras medelvärdet och maxvärdet av de simulerade bakteriehalterna i varje
punkt i form av kartor. Det är alltså ingen ögonblicksbild som presenteras utan en statistisk
sammanställning av hela simuleringsperioden.
Färgskalan har valts på så sätt att blå färger motsvarar tjänligt vatten utifrån kriterierna5 för E.
coli (<100 bakterier/100 ml), gröna och gula färger motsvarar tjänligt med anmärkning (1001000 bakterier/100 ml) medan orange och röda färger anger att vattnet är otjänligt
(>1000 bakterier/100 ml).
4.3.1 MEDELHALTER
Totala medelhalten i ytan för nuläget visas i Figur 24 och för den framtida utformningen i Figur
25. Resultaten är mycket snarlika men de högre halterna har mindre utbredningsområden i det
framtida fallet. Det är också tydligt att avloppsreningsverkets utsläpp tycks dominera halterna.
Man kan däremot se en liten förhöjning av medelhalterna där dagvattenutsläppen sker. I det
framtida fallet har därmed påverkan från utsläppen från avrinningsområdena 5 och 6 förflyttats
till platsen där den södra skärmbassängen ska ha sitt utlopp.
Figur 24
5
Simulerad medelhalt av bakterier i ytan för nuläget med alla källor medtagna.
Vägledning kring EU-bad, version 10, Havs- och vattenmyndigheten, 2016-05-12
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
29(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 25
Simulerad medelhalt av bakterier i ytan för den framtida utformningen med alla källor
medtagna.
Resultaten när endast utsläppet från avloppsreningsverket beaktas visar en mycket nära
samstämmighet med resultaten när samtliga källor tagits med (jämför Figur 26 med Figur 24
och Figur 27 med Figur 25). De förhöjda halter som indikerade dagvattenutloppen i Figur 24 och
Figur 25 har försvunnit och man ser endast en lägre medelhalt där Döderhultsbäcken mynnar.
Detta bekräftar att avloppsreningsverkets utsläpp dominerar medelhalterna i hamnen.
Figur 26
Simulerad medelhalt av bakterier i ytan för nuläget med endast utsläppet från ARV.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
30(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 27
Simulerad medelhalt av bakterier i ytan för den framtida utformningen med endast utsläpet från
ARV.
Av övriga källor är det Döderhultsbäcken samt dagvattenutsläppet från avrinningsområde 2 som
har störst påverkan på bakteriehalterna. Dessa källors påverkan visas i Figur 28 och Figur 29 för
nuläget, men det framtida fallet visar samma bild. Det är tydligt att dessa utsläpps påverkan på
medelhalterna är mycket liten.
Figur 28
Simulerad medelhalt av bakterier i ytan för nuläget med endast dagvattenutsläpp från område 2.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
31(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 29
Simulerad medelhalt av bakterier i ytan för nuläget med endast utsläpp från Döderhultsbäcken.
4.3.2 MAXHALTER
Totala maxhalten i ytan för nuläget visas i Figur 30 och för den framtida utformningen i Figur
31. Resultaten är återigen mycket snarlika för de två fallen men halter över
5000 bakterier/100 ml uppvisar en mindre utbredning i det framtida fallet. Återigen är det
avloppsreningsverkets utsläpp som dominerar haltnivåerna. Observera att resultaten visar att i
varje punkt i Inre hamnen uppstår någon gång under simuleringsperioden bakteriehalter som
motsvarar otjänligt badvatten.
Figur 30
Simulerad maxhalt av bakterier i ytan för nuläget med alla källor medtagna.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
32(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 31
Simulerad maxhalt av bakterier i ytan för den framtida utformningen med alla källor medtagna.
4.3.3 TIDSERIER
För att få en bild av variationen i tiden och därmed dynamiken i Inre hamnen presenteras i Figur
32 och Figur 33 tidserier av bakteriehalten i en punkt innanför Badholmen, söder om vägbanken,
för nuläget respektive den framtida utformningen. Bidraget från samtliga källor samt den totala
bakteriehalten visas.
För det första är det uppenbart att i båda fallen är variationerna kraftiga med tydliga toppar i
samband med regn (jämför Figur 4). För det andra ligger de simulerade totalhalterna (svart linje)
över gränsen för tjänligt med anmärkning (>100 bakterier/100 ml) en inte oansenlig del av
tiden. Däremot överskrider halterna gränsen för otjänligt badvatten (>1000 bakterier/100 ml)
endast vid ett fåtal tillfällen och dessa är kortvariga.
Det som skiljer de två fallen åt är att topparna är generellt lägre i det framtida fallet, förutom vid
regnet den 6 augusti. Dessutom återfinns för nuläget två tillfällen med otjänligt badvatten i
samband med de två första regntillfällena i juli, medan för den framtida utformningen uppstår
bara ett tillfälle med otjänligt badvatten i samband med regnet den 6 augusti.
En annan sak som skiljer fallen åt är vilka källor det är som orsakar höga halter i denna punkt.
För nuläget är det framför allt avloppsreningsverket, dagvatten från område 5 samt vid första
regntillfället dagvatten från område 6 som ger utslag. Avloppsreningsverkets utsläpp påverkar
hela Inre hamnen medan de två dagvattenutloppen är de som ligger närmast den punkt
tidserierna representerar. I det framtida fallet leds dagvatten från område 5 och 6 in i en
skärmbassäng och det gemensamma utloppet ligger längre ut. Istället kan nu dagvattnet som
kommer ut via Döderhultsbäcken – från område 3 och 4 – nå punkten ifråga då vägbanken till
Badholmen tagits bort.
Ovanstående bekräftas av kartorna över maxhalten som uppstår p.g.a. dagvattnet från område 3
och 4 (Figur 34 och Figur 35) respektive från område 5 (Figur 36 och Figur 37). Jämför man Figur
34 och Figur 35 ser man tydligt effekten av vägbanken i nuläget. En dagvattenplym från område
3 och 4 kan inte passera vägbanken. När en bro byggs kommer den vid vissa tillfällen att kunna
nå området innanför Badholmen söder om bron.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
33(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 32
Simulerade bakteriehalter i ytan innanför Badholmen från samtliga källor och totalt för nuläget.
Figur 33
Simulerade bakteriehalter i ytan innanför Badholmen från samtliga källor och totalt för den
framtida utformningen.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
34(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 34
Simulerad maxhalt av bakterier i ytan för nuläget med endast dagvattenutsläpp från område 3
och 4.
Figur 35
Simulerad maxhalt av bakterier i ytan för den framtida utformningen med endast
dagvattenutsläpp från område 3 och 4.
En jämförelse mellan Figur 36 och Figur 37 visar att det flyttade dagvattenutloppet minskar
halterna innanför Badholmen, även om dagvattnet vid vissa tillfällen kan nå längre norrut p.g.a.
den borttagna vägbanken.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
35(38)
2017-01-12
Slutrapport
Figur 36
Simulerad maxhalt av bakterier i ytan för nuläget med endast dagvattenutsläpp från område 5.
Figur 37
Simulerad maxhalt av bakterier i ytan för den framtida utformningen med endast
dagvattenutsläpp från område 5.
Slutligen bör det påpekas att halterna i en specifik punkt inte bara beror på nederbörden och
utformningen, utan bestäms till stor del av de varierande omgivningsförhållandena, d.v.s.
strömmens styrka och riktning samt vindomblandningen styrka.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
36(38)
2017-01-12
Slutrapport
5
DISKUSSION OCH SLUTSATSER
Resultaten av simuleringarna tyder på att det finns risk för problem med badvattenkvalitén i Inre
hamnen. Stämmer detta med verkligheten? Analysrapporterna av badvattenproverna från
sommaren år 2014 visar på tre prover där halten E. coli var lika med eller översteg gränsen för
tjänligt med anmärkning (100 bakterier/100 ml) och åtta prover där halterna var lägre (tjänligt).
Proverna som visade på halter över 100 bakterier/100 ml togs 10 juli, 28 juli samt 7 augusti.
Dessutom har två badvattenprover tagits 27 mars och visade då på halter över
100 bakterier/100 ml. Prover har tagits både vid Hamntorget och vid Badholmen. Högsta halten
som uppmätts var 360 bakterier/100 ml den 28 juli vid Hamntorget.
Simuleringarna visar på en medelhalt på drygt 200 bakterier/100 ml runt Badholmen (Figur 24),
till största del beroende på avloppsreningsverkets utsläpp, med maxvärden mellan 1000 och
2000 bakterier/100 ml. Detta framstår som högre än vad mätningarna anger, men det bör
påpekas att ingen av mätningarna utfördes de dagar då det regnade. Det är därför osannolikt att
mätningarna fångade maxhalterna i samband med topparna i dagvattenavrinning.
Överhuvudtaget är det svårt att dra några slutsatser om badvattenkvalitén utifrån de få
provtagningar som genomförts, då modellresultaten visar på kraftiga variationer mellan nästan 0
och över 1000 bakterier/100 ml (Figur 32). Medelhalten på 200 bakterier/100 ml må framstå
som högre än medelhalten i provtagningarna, men medelvärdet påverkas kraftigt av enstaka
höga toppar, vilka som sagt sannolikt inte fångas i provtagningarna.
Eftersom utsläppshalterna i modellen är baserade på schabloner så kan man spekulera i om den
höga bakteriehalten i avloppsreningsverkets utsläpp kanske inte är rättvisande i detta fall. Om vi
tänker oss att utsläppshalten egentligen skulle varit hälften så stor, 50 000 bakterier/100 ml, så
skulle det innebära ungefär en halvering av halterna i vattenmassan. Avloppsreningsverkets
bidrag till medelhalten i Inre hamnen är enligt modellen ungefär 120-200 bakterier/100 ml
(Figur 26), d.v.s. tjänligt med anmärkning även utan övriga bakteriekällor. En halverad
utsläppshalt skulle alltså minska detta till 60-100 bakterier/100 ml, vilket skulle innebära
tjänligt vatten om inga andra källor fanns. Medelhalten inklusive alla bakteriekällor ligger mellan
200 och 250 bakterier/100 ml (Figur 24). Övriga källor kan då uppskattas bidra till medelhalten
med ca 50-100 bakterier/100 ml. Med en halverad utsläppshalt för avloppsreningsverket skulle
då medelhalten totalt bli ca 100-200 bakterier/100 ml, d.v.s. strax över gränsen för tjänligt med
anmärkning.
Samma analys för maxhalterna visar att även med en halvering av reningsverkets utsläppshalter
så skulle totala maxhalten ändå hamna över gränsen för otjänligt badvatten (ca 11001500 bakterier/100 ml).
När det gäller den huvudsakliga frågeställningen för denna studie, nämligen hur utvecklingen av
Inre hamnen påverkar badvattenförhållandena, så är svaret att skillnaden mellan nuläget och den
framtida utformningen blir liten. Varken medelströmhastigheten, cirkulationen i Inre hamnen,
bakteriehaltens medelvärde eller dess maxvärde visar några stora skillnader. Resultaten tyder på
lite lägre utbredningsområden för de högsta bakteriehalterna i den yttre delen av hamnen i det
framtida fallet, men detta får betraktas med viss försiktighet då det kan ligga inom
felmarginalerna. Den enda tydliga skillnaden gäller cirkulationen innanför Badholmen, som
tydligt ökar då vägbanken tas bort och ersätts av en bro (se avsnitt 4.2). Detta tillsammans med
flytten av de två dagvattenutloppen för område 5 och 6 innebär att medelhalterna sjunker med
ca 20-30 bakterier/100 ml (från ca 200 till ca 170-180 bakterier/100 ml) innanför Badholmen i
området där en sandstrand är planerad i den framtida utformningen. Ännu viktigare är att de
maximala halterna minskar än mer, från ca 1600-2400 bakterier/100 ml till ca 8001500 bakterier/100 ml (se avsnitt 4.3.3). Den ökade cirkulationen kan visserligen medföra att
bakterier från Döderhultsbäcken och från dagvattenutloppen för område 2, 3 och 4 kan påverka
vattnet söder om vägbanken/bron, men nettoeffekten blir ändå positiv. Ökat vattenutbyte är
generellt positivt för badvattenkvalitén.
Slutsatserna från den genomförda studien kan sammanfattas såsom följer:

Cirkulationen inne i hamnen är en kombination av vinddriven strömning och s.k. estuarin
strömning där sötvattnet från Döderhultsbäcken rinner ut på ytan med en kompenserande
inåtriktad motström längre ner. Den vinddrivna strömningen dominerar och innebär
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
37(38)
2017-01-12
Slutrapport
strömning mer eller mindre i vindens riktning i ytan och motriktad strömning vid botten.
Strömhastigheterna är små – i medeltal ett par cm/s – och sällan över 5 cm/s. Strömning i
hamnens längsriktning dominerar förutom runt Badholmen.

Enligt modellresultaten kommer de planerade förändringarna av utformningen av Inre
hamnen ha en mycket liten påverkan på cirkulationen och strömmönstret, förutom innanför
Badholmen där vattenutbytet ökar när vägbanken ersätts av en bro.

Badvattenvattenkvalitén – representerad av halten E. coli – domineras sannolikt i medeltal av
utsläppet från reningsverket, men maxhalterna, och därmed tillfällen med otjänligt
badvatten, bestäms till stor del av utsläpp från närliggande dagvattenutlopp i samband med
regn.

De planerade skärmbassängerna förväntas inte ha någon märkbar påverkan på
bakteriehalterna, då uppehållstiderna i bassängerna är för korta för att en ansenlig andel av
bakterierna ska hinna brytas ner.

Modellresultaten visar att bakteriehalterna i hamnen överlag inte påverkas i någon större
omfattning av den framtida utformningen. Den tydligaste förändringen uppstår innanför och
söder om Badholmen i och med att vägbanken ersätts av en bro och dagvattenutloppen för
område 5 och 6 flyttas. Detta ökar cirkulationen, minskar påverkan från de flyttade
dagvattenutloppen och ger både något lägre medelhalter och väsentligt lägre maxhalter.
Detta är av vikt då den framtida utformningen inkluderar anläggande av bad i detta område.
Slutsatsen blir att den framtida utformningen inte borde ha någon negativ påverkan på
badvattenkvalitén när det gäller bakteriehalter utan tvärtom kan få en positiv effekt i det område
där bad är planerade. Den ökade cirkulationen p.g.a. att vägbanken ersätts av en bro får snarast
ses som en förutsättning för god vattenkvalité innanför Badholmen, då detta område annars
skulle bli alltför instängt.
Slutligen följer här några tankar och förslag vad gäller fortsatta utredningar av situationen i
hamnen. Både modellresultaten och badvattenprovtagningen visar att bakteriehalter över
100 bakterier/100 ml (tjänligt med anmärkning) är relativt vanligt förekommande. Om detta
upplevs som ett problem bör man i första hand titta närmare på avloppsreningsverkets utsläpp.
Om man önskar få ett noggrannare värde på utsläppshalten kan man ta prover på det renade
avloppsvattnet och sedan enkelt föra in nya värden i modellen och ta fram nya resultat.
Det bör också påpekas att detaljer i utformningen kan spela en viss roll, t.ex. när det gäller
ansamling av skräp. Den modell som använts här tar inte hänsyn till den detaljnivån. Generellt
sett är det dessutom svårt att kombinera en aktiv hamn med fina badplatser. I en småbåtshamn
sker ibland mindre utsläpp av t.ex. diesel och skräp. Att placera en småbåtshamn i nära
anslutning till en badplats är därför inte att rekommendera.
De tillfälliga topparna då vattnet blir otjänligt i samband med regn fångas inte med vanliga
badvattenprovtagningar. Här kan man antingen arbeta med information till allmänheten eller så
får man åtgärda själva utsläppen av dagvatten.
Uppdrag: 272885, Vattenkvalitet och vågor Inre hamnen Oskarshamn
Beställare: Oskarshamns kommun
O:\GBG\272885\R\=Arbetsarea=\Rapport_vattenkvalitet.docx
38(38)
2017-01-12
Slutrapport