Hydrofysiske Forhold I Skjomen Etter Vassdragsreguleringene
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
HYDROFYSISKE FORHOLD I SKJOMEN ETTER VASSDRAGSREGULERINGENE HARALD SVENDSEN RÅDGIVENDE UTVALG FOR FJORDUNDERSØKELSER SKJOMENPROSJEKTET RAPPORT NR 3 - OSLO 1983 ISBN 82-554-0348-5 Forfatteradresse: Universitetet i Bergen Geofusisk Institutt, avd. A 5014 BERGEN - UNIVERSITETET FORORD Den foreliggende rapport behandler de hydrofysiske forhold i Skjomen og tilstøtende vannmasser i perioden l977-79. Videre er det i rapporten søktå sammenligne de hydrofysiske forhold i denne perioden med forholdene i perioden 1970-72, dvs en sammenligning av forholdene før og etter reguleringen av Skjomenvassdragene. Under- sokelsene er utført av Geofysisk institutt ved Universitetet i Bergen og av Institutt for museumsvirksomhet (tidl. Tromsø Museum) ved Universitetet i Tromsø. Undersøkelsene er i det alt vesentlige finansiert med midler fra Konsesjonsavgiftsfondet. Prosjektleder for Sk jomenprosjektet i perioden l977-79 har vært bestyrer ved Marinbiologisk avdeling i Tromsø, førsteamanuensis Bjørn Gulliksen. De hydrofysiske undersokelsene har vært planlagt og ledet av førsteamanuensis Harald Svendsen ved Universitetet i Bergen. Hele det foreliggende materiale er bearbeidet og foreliggende rapport, med unntak av de hydrologiske beregninger, er forfattet av forsteamanuensis H. Svendsen. De hydrologiske beregninger er ut- ført av NVE/Hydrologisk avdeling. Etter fjordutvalgets ønske og av hensyn til andre brukere er rapporten skrevet forholdsvis detaljert. Vurderinger og konklu- sjoner i rapporten er forfatterens ansvar. Oslo, februar l983 Rådgivende utvalg for fjordundersøkelser ho ...2-R. Pyt(&e Asva11 formann INNHOLD SIDE 1. Innledning 3 l.l Bakgrunn for undersøkelsen 3 1.2 Forundersøkelsen 3 l.3 Mellomundersokelsen 3 1.4 Etter undersok elsen 3 1.5 Presentasjon 5 1.6 Generelt om terskelfjorder 5 1.6.1 Det øvre lag 6 1.6.2 Mellomlaget 7 1.6.3 Bassengvannet 7 1.6.4 Eksempler pa midlere sirkulas jonsmonstre 8 i terskelfjorder 1.7 Takk 8 2. Beskrivelse av fjordene 9 2.1 Beliggenhet og topografi 9 2.1.1 Ves tfjorden 9 2.1.2 Ofotfjorden 9 2.1.3 Sk jomen 9 2.2 Meteorologi 9 3. Oversikt over foreliggende beskrivelser av de hydrofysiske 10 forhold i Skjornen, Ofotfjorden og Vestfjorden 4. Materiale og metoder 12 4.1 Hydrografi 12 4.2 Strømmålinger 14 4.3 Vannstandsmålinger 16 4.4 Vindmålinger 16 4.5 Fer skvannsavrenning 16 4.6 Databehandling og presentasjon 16 5. Meteorologiske og hydrologiske forhold 17 5.1 Meteorologiske forhold 17 5.1.l Vind 17 5.1.2 Lufttemperatur 19 5.1.3 Nedbør 20 5.2 Hydrologiske forhold 21 6. Hydrofysiske forhold i etterundersøkelsen 23 6.1 Strømforhold 23 6.1.1 Innledning 23 6.1.2 Den estuarine sirkulasjon 25 6.1.3 Tidevann 27 6.1.4 Vinddrevet sirkulasjon 32 6.1.5 Tetthets trommer 39 6.2 Temper atur og saltholdighet i Skjornen og Ofotfjorden 44 i etterundersøkelsen 6.3 Hydrografisk utvikling i perioden 1977-1979 50 7. Sammenligning av de hydrofysiske forhold i Skjomen før og 51 etter reguleringen 7.1 Strom 51 7.2 Hydrografi 52 8. Sammendrag og konklusjon 60 9. Bibliografi 63 3 1. INN LEON ING 1.1 Bakgrunn for underso kelsen Med sikte på å finne de virkningene vassdragsreguleringenei indre Sk jomen har på fjordene som berøres av reguleringene ble det i januar 1971 startet en fysisk-biologiskunder sokelse i Skjomen- Ofotfjorden, fig la. Varigheten av feltfasen av undersokelsen ble planlagt til 3 år før og 3 år etter at vassdragsreguleringenevar blitt effektive. 1.2 Forundersøkelsen Hosten 1974 ble forunderskelsen avsluttet. Rapperten fr a for- undersokelsen foreligger (Loeng1978), men som påpekt av for- fatteren, led det hydrofysiskem5leprogrammet (hydrografiog strøm- målinger) av en del mangler. Det ble ikke utfort sjiktings- bestemmelser. Det foreligger således ingen opplysninger fra for- undersøkelsen om sprangsjiktet (pyknoklinen)i noen deler av fjorden. Strom5linger ble utfort i fire pos1sjoner, men ikke i noen del av undersøkelsesperiodenble det foretatt strømmålingeri alle posi- sjonene samtidig. Total observasjonstidfor den enkelte rigg var fra ca 6 måneder til ca 1 år. En rekke brudd i måleperiodenemed- førte at det bare er et måledyp på en av riggene som har en uav- brutt måleserie på ca 1 år. I de øvrige måledypene er måleseriene til dels betydelig kortere. Vindmålingene ble utført på Karvikneset, fig le, men målingene viste seg lite anvendbare. Det øvrige måleprogrammetomfatter målinger av vannstand, siktedyp og ferskvannsavrenning. l.3 Mellomundersokelsen Som nevnt i avsnitt l.l var undersøkelsen i Skjomen planlagt til en for- og en etterundersokelse. Det ble imidlertid besluttet å ut- føre et begrenset program også mellom for- og etterunderskelsen med sikte på å overvåke den hydrografiskeutviklingen i utbyggings- perioden. En rapport fra denne undersokelsen foreligger (Loeng 1977) • 1. 4 Etterundersøkelsen Omtrent et år etter at hoveddelen av vassdragsreguleringenei indre Sk jomen var utført ble etterundersokelsen startet. Feltfasen av undersøkelsen ble, med noen unntak, utført etter de rutine- programmer som ble benyttet i forundersokelsen. Dette ble gjort for at resultatene i den grad det er mulig skal kunne sammelignes med resultatene fra forundersokelsen, for å kunne påvise eventuelle virkninger av vassdragsreguleringene. 4 {OJ Skrova, VESTFJORD 20 km Bodo sf- ' SKJOME:v/L ( b) k 5? o3 os s.·a» ts ' .yo : 's / ·1 km (c) 15o \ 0,6 0,5 O.l. 0, 3 0, 2 0.1 0 50 ( d) 100 200 Fig l. (a) Vestfjorden og Ofotfjorden med stasjonsnett. (b) Skjomen med sta- sjonsnett. {c) Dybdekart over Skjomen {Kanavin 1969). (d) Lengdesnitt av Skjomen. 5 Det er hovedsakelig når det gjelder strømmålinger og hydrografi at måleprogrammet for etterundersøkelsen skiller seg ut fra forunder- søkelsen. Strømmålingene i etterundersøkelsen er utført i en posi- sjon i ca tre år, i forundersøkelsen i fire posisjoner med fra 4 maneder til 2 rs varighet. Hydrografiprogrammet omfatter to sta- sjoner mindre i etterundersøkelsen, men antall måledyp er økt betydelig. Arsaken til dette er at det i forundersøkelsen er benyttet Nansen vannhentere mens det på de fleste tokt i etter- undersokelsen ble benyttet en CTD-sonde. 1.5 Pres en tas jon Denne rapporten behandler de hydrofysiske forhold i Sk jomen og til- støtende vannmasser i perioden 1977-79. Videre er det i rapporten søkt å sammenligne de hydrofysiske forhold i denne perioden med forholdene i perioden 1970-72, dvs en sammenligning av forholdene før og etter reguleringen av Sk jomenvassdragene. For å unngå å måtte gjøre for mange henvisninger til rapporten fra forundersøkelsen og således lette drøftingene av resultatene fra hele Sk jomenundersok elsen sett under ett, er noe av datamateriale fra forundersøkelsen (IDeng 1978) også presentert i denne rapport- en. Videre er det i likhet med rapporten fra forundersøkelsen også gitt en beskrivelse av beliggenhet og topografi samt en omtale av andre arbeider som omfatter de hydrofysiske forhold i Skjomen-Ofot- fjord-Vestfjord området. l.6 Generelt om terskelf 'order Sk jomen er en terskelfjord med en forholdsvis dyp terskel i munningen av fjorden. Det vesentligste som skiller denne type fjorder fra fjorder uten terskler er at vannmassene under terskel- nivået inne i fjorden (bassengvannet) er forhindret fra fri ut- veksling med vann utenfor terskelen. I lys av den eksisterende viten om de fysiske og dynamiske prosesser i terskelfjorder med dype terskler, faller det naturligå betrakte den vertikale fordeling av vannmassenei fjorden som bestående av tre lag: Øverst et øvre lag hvis dyp varierer i tid og rom. Under dette et mellomlag ned til terskeldypet og basseng- vannet under terskelnivået, se fig 2. Brakkvann Mellomlags vann Bassengvann Fig 2. Prinsippskisse av fordelingen av vannmassene i en terskelfjord. 6 I det øvre lag er det en overgangssone som størstedelen av året har et markert sprangsjikt (pyknoklin),som skiller et overflatelag fra den nedre del av det øvre lag, hvor vannmassene gradvis med økende dyp mister karakter av brakkvann. Det er ikke noe markert over- gangslag i terskelnivået,verken fra et fysisk eller dynamisk syns- punkt. l.6.1 Det ovre lag Størstedelen av de fysiske prosessene i det øvre lag er knyttet til de ytre strømdannendemekanismer, ferskvannstilførsel,vind og tidevann. Prosessene er til ethvert tidspunkt karakterisertut fra det innbyrdes størrelsesforholdmellom kreftene i tilknytning til de strømdannende mekanismene. Da kreftene har korte og langperiod- iske variasjoner av forskjellig styrke og fase, er sirkulasjonen i det øvre lag sterkt variabelt. Sirkulasjonsforholdenekompliseres ytterligere ved topografisk innvirkning idet bare små variasjoner av strandlinjen kan medføre virveldannelserog tilbakestrømning. De fleste norske fjorder får størstedelen av sin ferskvannstil- førsel fra elver som munner ut i de indre deler av fjordene. Ferskvannstilførselenresulterer i en heving av overflaten som søkes utlignet av tyngdekraften. Det oppstår dermed en tyngde- drevet strøm ut fjorden i overflatelaget,som ved medrivning av sjovann gradvis far karakter av brakkvannstrom. Medrivning forer til at det oppstår et sjøvannsunderskuddsom kompenseres av en mot- satt rettet strøm under overflatestrømmen,kompensasjonstrømmen. Den "halvåpne" sirkulasjonen som dannes av brakkvannstrømmen,med- rivning og kompensasjonstrømmenkalles "den estuarine sirkulasjon". Når tidevannsbølgenlangs kysten passerer en fjordmunning tvinges vannmasser inn fjorden (høyvannsfasen)for deretter å strømme ut igjen (lavvannsfasen). I tillegg til tidevannsbevegelsenei fjord- en, som gir seg utslag i heving og senking av overflaten dannes det også indre tidevannsbølgersom