1. No category

Notat
Kikhavn Dige- og kystsikringslag
KIKHAVN KYSTBESKYTTELSE
Teknisk vurdering af kystanlæg
1
19. september 2014
NIRAS: 218163
INDLEDNING
Kikhavn dige- og kystsikringslag har indgået rådgiveraftale med NIRAS om vurdering af kystbeskyttelsesanlæggets tilstand efter ”Bodil-stormen” 5-6 december
2013.
Projekt nr. 218163
Dokument nr. 1212400568
Version 1
Udarbejdet af PFKL
Kontrolleret af KBO
Opgaveformuleringen er følgende:

Fase 1: Digestyrkevurdering Vurdering af dige og skræntsikrings tilstand, herunder nyligt
udførte reparationer og valgte materialer, for både den vestlige og den østlige side af Kikhavn Dige- og Kystsikringslags område.

Fase 2: Retablering og optimering af Østdiget fra Knuden til digets afgrænsning ved
Gråstensvej:
Godkendt af

A. Retablering Kortlægning af svage punkter, der kræver straks digestyrke retablering for at sikre diget mod fremtidige storme. Forslag til foranstaltninger, der
vil eliminere identificerede svaghedszoner, herunder økonomi for gennemførelsen af foranstaltningerne.

B. Optimering Skitsering af forskellige løsningsmodeller, herunder økonomi, der
kan indgå i en langsigtet plan for udbygning og optimering af digets robusthed i
lyset af den forventede udvikling i klimaet i de kommende årtier.
Denne rapport omhandler Fase 1 og Fase 2A – der er mulighed for at supplere
med Fase 2B på et senere tidspunkt, hvis det har interesse for Kikhavn dige og
kystsikringslag.
2
KONKLUSION OG ANBEFALINGER
Kystbeskyttelsesanlægget bestod sammenlagt Bodil-stormen
Skadesudbedringen efter ’Bodil’ er ikke udført optimalt, men er af midlertidig for
noget af strækningen. Der kan med fordel optimeres på de fleste strukturer
Diget og kystbeskyttelsen fremstår i dag i en sådan stand efter reparationer efter
efterårets storme i 2013, at det kan modstå moderate til kraftige storme i den
kommende efterårs-/vinter sæson.
NIRAS A/S
Sortemosevej 19
3450 Allerød
CVR-nr. 37295728
Tilsluttet FRI
www.niras.dk
T: +45 4810 4200
F: +45 4810 4300
E: [email protected]
D: 48104453
M: 29207458
E: [email protected]
For udbygning af den samlede beskyttelse til opfyldelse af designkriterier er foreslået et samlet dige- og skråningsanlæg for Østdiget samt en optimering af
Knuden med omlejring af eksisterende skråningsbeskyttelse. Spodsbjergstien
kan også optimeres, så Vestdiget har højere sikkerhed.
3
3.1
DET EKSISTERENDE ANLÆG
Beskrivelse
Kikhavn dige- og kystsikringslag har et kystbeskyttelsesanlæg, der er kombination af erosionsbeskyttelse i form af bølgebrydere, høfder, glacis, ralfodring og
skråningsbeskyttelse samt højvandsbeskyttelse i form af jorddiger i både den
østlige og den vestlige del af kystområdet.
Østdiget forløber fra Gråstensvej i øst til Knuden i vest og er opbygget som jorddige med vegetation og den havværts side er mange steder beskyttet mod bølgeerosion af skråningsbeskyttelse af uens karakter. Overordnet har den en
hældning omkring 1:3, med en kronekote omkring 3,5 m DVR90. Digekronen er
oprindeligt omkring 2 meter bred, men er nu uens i kronen.
Skåningsbeskyttelse er udført dels op ad Østdiget på dele af strækningen og
ellers som den primære passive kystbeskyttelse fra Knuden til lagets grænse
ved bølgebryder 22. Denne skråningsbeskyttelse er meget uens i både anlæg og
i stenenes størrelse og kornstørrelsesfordeling samt i opbygning langs strækningen.
Udenfor kystlinjen er der etableret i alt 22 bølgebrydere med varierende afstand
fra kystlinjen til bølgebryderne og varierende længde og højde samt i varierende
orientering i forhold til kystlinjen. Disse bølgebrydere har derved uens funktion,
hvilket også kan ses af den store variation mellem lokal erosion og lokal aflejring
af sand.
3.2
Besigtigelse og dataanalyse
Strækningen blev besigtiget den 22-08 2014 med Leif Christensen, formand for
Kikhavn Dige- og kystsikringslag. Besigtigelsen startede ved adgangsstien ved
Linesvej, vest for bølgebryder 22 og strækningen mod øst langs kysten blev
gennemgået for kendte svaghedszoner og erosion under Bodil-stormen.
De nyetablerede beskyttelsesanlæg og de ændringer på kysten, som er etableret
umiddelbart efter Bodil, har medført, at denne besigtigelse primært skal vurdere
de anlæg, der forefindes på tidspunktet for besigtigelsen.
For at følge numrene på bølgebryderne, vil observationer og fotorækkefølge gå
fra øst ved Bølgebryder 1 mod vest til efter Bølgebryder 22 (herefter BB22). De
2
ortofoto som droneopmålingen fra Tvilum 2014 leverede for den østlige del, er
det primære baggrundsbillede. Den vestlige del er baggrundsfoto NIRAS 2013
ortofoto. Fotos fra besigtigelsen er georefereret med gul femkant og har fortløbende numre fra 1 i øst til 235 i vest, se Bilag 1.
Tvilum har leveret drone-opmålinger, der er behandlet til højdedata, som danner
baggrund for en række analyser af området. Ved at se på ændringerne mellem
droneopmålingerne fra 2014 og Geodatastyrelsens digitale terræn model, som
NIRAS har LiDAR-scannet i 2005, fremtræder differensplanen således, at erosionsområder er røde og aflejringsområder er grønne. Højdedata er også benyttet
til at beregne både lokale og overordnede hældninger, lavninger, højder og
bredder af det målte område.
For at forstå Bodil-stormens størrelse, er vandstandsmålinger fra Hornbæk Havn
vist på figur 1. Den bagvedliggende
højvandsstatistik for samme havn
viser, at de 1,96 m DVR90 statistisk
svarer til en 1000 år hændelse.
Hornbæk Havn er valgt fordi den
repræsenterer nordkystens vandstand bedre end fx den tættere beliggende Hundested havn.
Kystdirektoratet målte samstemmende Figur 1 Vandstandsudvikling under Bodil-stormen
informationer på deres bølgemåler ud
med bagvedliggende højvandsstatistik for Hornbæk Havn
for Heatherhill 20 Km NØ for Kikhavn,
der har ensartet frit stræk mod Norge som Kikhavn og derved er disse målinger
sandsynligvis de mest retvisende
målinger af bølger og vandstande
på Nordkysten under Bodilstormen, se figur 2.
Figur 2 Bølgemålerdata under Bodil-stormen.
Kilde: Kystdirektoratet
Følgende observationer blev gjort:
Østdiget har generelt modstået Bodils hærgen, men dens forside vidner om
erosion og svækkelse, så den nyetablerede beskyttelse har karakter af
midlertidig beskyttelse indtil et egentligt kystbeskyttelsesanlæg bliver etableret.
3
På den havværts side af Østdiget fra bølgebryder 1 til bølgebryder 7 er beskyttelsen meget
uens med områder næsten
uden eller helt uden skråningsbeskyttelse og områder med
ral-lag som erstatning for den
lokale erosion under Bodil-
Figur 3 Nyetableret ral-bænk i erosions-ramt skrænt
mellem BB1 og BB2
stormen, se figur 3.
Der er stier, der virker som lokal erosionsfremmende struktur og hvor der har
været erosion under Bodil-stormen, se figur 4.
Figur 4 Sti med erosionspræg
På figur 5 har forskellen mellem højdedata før og
efter Bodil-stormen tydeliggjort, at der har været
erosion af skrænten særligt mellem BB1 og BB2
samt bag høfdedelen af BB2, hvor overskydende
vand har etableret erosionsrender.
Figur 5 Erosion og aflejring på strækning BB1-BB3. Særlig tydelig erosion mellem BB1
og BB2 samt lokal tilvækst bag BB2 - sandsynligvis vækst af vegetation
Området bag BB4 kræver særlig bevågenhed. De tidligere højdemålinger fra
2005 viser, at digets lokale laveste kronekote er lokaliseret her, se figur 6. Da
diget er bygget over det forhenværende åudløb, med etablering af pumpe og
rørføring, kan de bløde aflejringer ved åen have medvirket til lokal sætning af
diget. Højdemålingerne fra 2005 viser således også, at diget ikke bærer præg af
sætninger som følge af Bodil-stormen, men er af tidligere karakter.
4
Figur 6 Højdedata af Østdiget med lokal digekrone minima mellem BB3 og BB5
Bag BB4 er der iagttaget den kraftigste
skrænt-erosion, se figur 7 og 8. Det
nyetablerede ral-lag er her ikke
tilstrækkeligt til at modsvare erosionen
under Bodil-stormen, se de røde
differenskurver på digets havværts side
på figur 8.
Figur 7 Skrænterosion bag BB4
Figur 8 Diget med skrænterosion bag BB4 og BB5, men uden sætning af
digekrone
På kronen kan identificeres overskylstunger af
tilbagebleven havskarn og sand fra Bodil-stormen, der
indikerer, at der har været bølgeoverskyl op til og henover
digets kronekote, se figur 9.
Figur 9 Overskylstunge på digekrone bag BB4
5
Efter bølgebryder 7 bliver skråningsbeskyttelsen mere ensartet, men også dominerende og den går helt ud til kystlinjen de
fleste steder, herfra og indtil efter landingen
ved Vestre Stræde, se figur 10.
Hældningen på visse strækninger af skråningsbeskyttelsen, er her så stejl – målt anlæg op til 1:1,25, at det ikke er optimalt, da
erosion eller flytning af de nederste sten vil
medføre kollaps af hele strukturen, eftersom
de øvre sten primært hviler på de nedre sten
Figur 10 Skråningsbeskyttelse ved BB7
og på det underliggende glacis, der er revnet
og ødelagt mange steder. Der er stor variation af stenenes størrelse og de ligger ofte kun
i et lag mod beton-glacisset, se figur 11.
Der er lokale erosionsområder ovenfor
skråningsbeskyttelsen, som skyldes bølgeoverskyl, hvor returvandet har svært ved at
Figur 11 Stor variation i stenstørrelse, her ved
BB10 - målepinds længde 1 m
komme tilbage og derved laver lokale erosionsskår, se figur 12.
Efter landingen er der igen forstrand med
sand og ral-lag foran skråningsbeskyttelsen,
der har lavere hældning og er mere ensartet i
stenstørrelserne. Denne skråningsbeskyttelse fortsætter næsten ubrudt til Linesvej, se
figur 13.
Figur 12 Erosionsskår ovenfor skråningsbeskyttelse
Spodsbjergstien fra landingen til Linesvej
virker også som dige og er lokalt lavtliggende
med laveste kronekote omkring + 3,30 m
DVR90 mellem landingen og BB 18, se figur
14.
Figur 13 Vestlige kystbeskyttelsesanlæg med bølgebrydere, ral og sand strand, skråningsbeskyttelse og stedvist dige
6
Figur 14 Højdekort af Vestdiget med lavtliggende områder
Skråningsbeskyttelsen bag BB20 er ikke ensartet og har ikke vandret krone eller
optimalt filterlag, se figur 15.
Ved BB20 er der lokalt relativt lavtliggende terræn, hvor opskyl fra
bølger i storme kan medføre lokal
erosion af Spodsbjergstien, se højdekort på figur 16.
Figur 15 Uensartet skråningsbeskyttelse bag BB20
Figur 16 Højdekort af spodsbjergstien bag BB20 med lokal lavning i forhaven til nr. 25
7
3.3
Forslag til udbedringer
Følgende bør udføres på den korte bane for forbedring af dige og kystbeskyttelse med henblik på nedsættelse af skadesniveauet ved væsentlig hydraulisk påvirkning:

Østdigets beskyttelse mod bølger bør opprioriteres, da skaderne under
Bodil på forskråningerne viste svaghedszoner. En ensartet skråningsbeskyttelse med ensartet kronekote er den optimale konstruktion mod bølgepåvirkning af diget.

Østdiget bør forstærkes ved at fjerne nuværende vegetation, øge kronekoten og ensrette kronebredden med muldlag, der kompakteres. Derefter burde man i foråret så græs med højt indhold af græsarten Rød
Svingel, der er kendetegnet ved at have mange udløbere og et tæppedannende overdække. Denne græsart er særligt benyttet på vadehavsdiger i Sønderjylland og i Holland, da det giver optimalt beskyttelse mod
høj vandstand og til vis grad også værn mod erosion af digeforland. I
mange plænegræsfrøs-blandinger i byggemarkeder er andelen af Rød
Svingel høj, eftersom den opfylder mange haveejeres ønsker til plænegræs. Vedligeholdelse af græsdiger foregår ved, at lade nogle får eller
evt. kommunens folk slå græsset henover vækstperioden og derved
styrke diget fremadrettet.

Den del af spodsbjergstien, der udgør et dige bør hæves ved at tilkøre
stabilgrus på vejen og kompakteres, til den har en ensartet kronekote
over kote + 3,8 m DVR90. Ved efterfølgende bilkørsel vil digekronen
styrkes.

Denne lokale hævning af Spodsbjergvejen kan også med fordel benyttes
bag BB20, da der er lokal lavning her som vist på figur 16.

Hele kystbeskyttelsesanlægget burde optimeres med ensartet skråningsbeskyttelse, optimalt beliggende bølgebrydere og ensartet græsklædt dige – de fleste materialer forefindes allerede på strækningen.
8
4
4.1
DIGEVURDERING
Designkriterier for diger
Diger dimensioners sædvanligvis med en levetid på mindst 50 år for en 100 års
MT-hændelse af sammenfaldende højvande og bølgepåvirkning. Tillige bør ændringer grundet klimaforandringer indregnes.
Dog bestemmes kronekoten fra overskylskriterier ved en 100-års MT-hændelse
af de hydrauliske påvirkninger.
På denne lokalitet anbefales følgende kriterier:

Vandstand: Som vist i afsnit 3.2 er Hornbæk en mere pålidelig vandstandsstation end Hundested for vandstande i storme. Højvandsstatistikken for Hornbæk viser at en 50 års hændelse er på +1,64 m og en 100
års hændelse +1,68 m, se figur 17.
Figur 17 Højvandsstatistik nu og i år 2050 for Nordkysten

Global havvandspejlstigninger: Ifølge DMI’s seneste bidrag til IPCC’s 5.
hovedrapport er havvandsstigningerne i år 2050 i intervallet 15-30 cm.
For at minimere usikkerheder, er der valgt 30 cm for Nordkysten, se figur
17 og 18.
Figur 18 Forventet global havvandsstigning Kilde: DMI
9

Bølger: DHI har beregnet bølgehøjder for Nordkysten på baggrund af
MIKE 21 SW Numerisk bølgeberegningsmodel for en periode på 18 år,
se figur 19. Her er det tydeligt at
hverdags-vestenvinden driver
langstransporten af sand fra vest
til øst, mens stormene rammer
kysten hårdt, når de kommer fra
nord. NIRAS har modelleret de
komplekse bølge- og strøm
mønstre for Kikhavn, for at kunne
give så rigtige bud som muligt på
bl.a. bølgehøjder, bølgeperi-
Figur 19 Bølgerose for Lokalitet 36 Kilde: DHI
oder og strømme for hvert
sted på strækningen både
foran og bag bølgebrydere, se Bilag 2.

Bølgeoverskyl: Udfra de modellerede bølgehøjder og perioder samt de
hældninger og kotehøjder, der er fremkommet i dataindsamlingen, er
bølgeoverskyl beregnet med EurOtop-beregningsværktøjet fra HR Wallingford. Der er initial digebrudserosion, når bølgeoverskyllet er på mere
end 0,1 L/s/lbm. For en 100 års hændelse med nuværende kronekotehøjde er bølgeoverskyllet over denne tærskelværdi. Hvis digets kronekote øges til + 3,8 m DVR90, så vil der ikke komme bølgeoverskyl over
tærskelværdien, selv med en havvandsstigning på 30 cm i år 2050.
4.2
4.2.1
Dimensionering
Dige
Østdiget har overlevet Bodil-stormen uden gennembrud, men det er ikke optimeret til fremtidige storme. For at få et overblik over digets struktur, er der målt 15
digetværsnit ud fra drone-data fra 2014, se lokalisering på figur 20.
På figur 21 viser de 15 tværsnit, at der er meget stor variation mellem profilerne.
Da det tilstræbes, at have så ensartet digeprofiler som muligt, vil en optimering
af Østdiget være anbefalelsesværdig som vist på figur 22.
10
Figur 20 Digetværsnit målt fra Dronemåling 2014
Figur 21 Tværsnit af de 15 digeprofiler med stor variation af kotehøjde og
hældninger
11
Figur 22 Forslag til optimering af østdiget – ovenpå tværsnit nr. 2 (blå linje)
4.2.2
Skråningsbeskyttelse
Da østdiget har haft erosion i digefoden, anbefales det, at etablere ensartet
skråningsbeskyttelse foran østdiget. På figur 23 er et bud på teknisk stabilt skråningsbeskyttelse for henholdsvis strækningen foran Østdiget og for Knuden med
det nuværende knækkede betonglacis og en række sten.
Figur 23 Anbefalet skråningsbeskyttelse foran Østdiget og Knudens glacis
12
4.2.3
Bølgebrydere
Bølgebryderne har meget varierende virkning og vil med fordel kunne optimeres i
afstand fra kysten, længder og højder. Der skal dog modelleres og beregnes før
NIRAS har en fuldt optimeret bølgbryder-plan.
4.2.4
Kystforring
I dag er det udbredt og oftest et krav fra Kystdirektoratet af der skal tilføres sand
til konstruktionerne svarende til deres kumulative effekt. De tre Nordkystkommuner arbejder nu på at få kystfodring på Nordkysten. Hvis det sker, vil Kikhavn
dige- og kystsikringslag kunne spare mange penge fremadrettet, da kystfodringens primære funktion er, at tage energien ud af bølgerne inden den påvirker
kysten i form af erosion.
5
MÆNGDER OG ENHEDSPRISER.
De nedenstående mængder er pr. løbende meter, se figur 24. Hvis Østdiget
f.eks. skal optimeres på en 150 m’s strækning, multipliceres mængderne for
græsfrø og muldjord med 150. Dog er det et meget groft skøn ud fra en droneopmåling med vegetationsdække, så der skal yderligere detailprojektering til.
Figur 24
Mængder til
optimering af
kystbeskyttelse
De mængder af sten,
der er noteret under
skråningsbeskyttelse
er bruttomængder.
Mange at de sten
som allerede nu er på
strækningen vil kunne indgå i optimeringen af kystbeskyttelse og nyetablering af
kystbeskyttelse foran Østdiget.
De priser som VG har i deres slutregning fra 19-03-2014, ligger indenfor de intervaller som er gældende på Nordkysten. Derfor henvises til dem. Derudover er
der indhentet priser på materialer til diget.
13

Råjord med stort indhold af ler uden sten ca. 120 Kr/m³

Såning af græs incl. græsfrø ca. 8 kr/m²
Det er op til Kikhavn dige- og kystsikringslag at vælge, hvor meget optimering,
der skal etableres på nuværende tidspunkt. Men en optimering på f.eks. 150 m
af Østdiget uden skråningsbeskyttelse er i størrelsesorden:
150 m Østdige: 150 m * 10 m³ * 120 kr/m³ = 180.000 kr excl moms.
150 m Græs på diget: 150 m * 14 m² * 8 kr/m² = 16800 kr ekcl moms.
Optimering af østdiget vil således koste ca. 200.000 kr. for 150 m.
14
15
Bilag 1. Fotos fra inspektion 22. august 2014 – fra øst mod vest.
16
17
18
19
20
Bilag 2. Modellerede vandstande, signifikante bølgehøjder og peakperioder
samt vektorer for strømretning for 100 års hændelse:
21
22
23