AKVA group - 2015.06.23 Målinger av strøm– hvorfor, hvordan og hva kan det bety for daglig drift? Strøm under operasjoner og i daglig drift Teknologi for et bedre samfunn 1 Lars Gansel og Zsolt Volent Strøm under operasjoner og i daglig drift Strøm generelt Not, deformasjon, krefter Brønnbåt/fôrbåt Fôring Avlusingsopperasjoner Epost: [email protected] [email protected] Teknologi for et bedre samfunn 2 Strøm generelt Teknologi for et bedre samfunn 3 Strøm generelt • Strøm følger i hovedsak topografien • Coriolis effekt bøyer strømmen til høyre • Samspill fører til mer kompliserte strømbilde Kilde: http://www.fisheries.is/ecosystem/oceanography/ocean-currents/ Kilde: http://www.imr.no/temasider/kyst_og_fjord/den_norske_kyststrommen/nb-no Teknologi for et bedre samfunn Strøm: Eksempel Rataran Teknologi for et bedre samfunn Strøm i fjorder Eksempel på strøm i Trondheimsfjorden: • Strømmen holder seg til høyre (Coriolis) • Strøm varierer med tid Teknologi for et bedre samfunn Strøm i fjorder Strømmen i en fjord kan være svert komplisert. Strømbildet er avhengig av: • Terskeldypet • Bredden og dybden (topografi) på fjorden • Ferskvannsavrenning • Tidevann • Årstid • Vær og vind Terskel Kilde:http://www.imr.no/temasider/kyst_og_fjord/fjorder_vannutskiftning_og_strom/nb-no Teknologi for et bedre samfunn Strøm i fjorder – sprangsjikt • Sprangsjikt er svært vanlige • Strøm kan variere med dybde Eksempel: Hardangerfjorden medio november Kan være mulig strømforløp ved fallende sjø Teknologi for et bedre samfunn Strømpåvirkning av anlegg • Strømmåling uten anlegg i en måned (NS 9415) • Anlegg bygges etterpå • Anlegg blir en del av topografien • Anlegg kan endre strømbilde • Fisk påvirker strøm og biomasse endres over tid • Begroing påvirker strømmen • Engangsmåling er ikke nok! Teknologi for et bedre samfunn 9 Strøm generelt - konklusjon Strømmen er svært variabel med: • • • • • tid dybde på forskjellige steder i og rundt anlegg tilstand til anlegg (utforming, begroing, …) biomasse Teknologi for et bedre samfunn 10 Interaksjon mellom strøm, merder og fisk - fiskeatferd • Laks har en foretrukket svømmehastighet • Svømmemønster avhenger av strømhastighet i merden Kilde: Johansson D, Laursen F, Fernö A, Fosseidengen JE, Klebert P, Stien LH, et al. (2014) The Interaction between Water Currents and Salmon Swimming Behaviour in Sea Cages. PLoS ONE 9(5): e97635. doi:10.1371/journal.pone.0097635 Teknologi for et bedre samfunn 11 Interaksjon mellom strøm, merder og fisk - deformasjon a 0 -1 -2 -3 Økende strømhastighet (0.15 – 1 m/s) -4 -5 -6 -7 5 0 -5 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 • Not er fleksibel og deformeres i strøm b 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 5 0 -5 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 c 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 5 0 -5 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 6 • Avhengig av blant annet: • strømhastighet • nottilstand (Sn) begroing d 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 5 0 -5 e 0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 5 0 -5 Teknologi for et bedre samfunn 12 Interaksjon mellom strøm, merder og fisk - selvskygging Horisontalt snitt Kilde: Zhao, Y-P., Bi, C-W., Chen, C.-P., Li, Y.-C. and Dong, G.-H., 2015. Experimental study on flow velocity and moring liads for multiple net cages in steady current. Aquacultural Engieering, Vol. 67, pp. 24-32. Skyvemerd forsøk: hastighetsreduksjon i en merd på over 50 %. Teknologi for et bedre samfunn 13 Krefter på not på grunn av strøm • Deformasjon gir redusert drag • Endring i strømretning nær not Teknologi for et bedre samfunn 14 Krefter på faste konstruksjoner i strøm (ikke vanngjennomtrengelig, f.eks. avlusingsduk, lukket anlegg etc.) Deformasjon – underfylling 70 % Teknologi for et bedre samfunn 15 Krefter på merd på grunn båtanløp i strøm Hva med en båt? Det er viktig å vite strømmen ved båtanløp. Kreftene på båten er avhengig av strømretning og det projiserte arealet av båten på tvers av strømmen. Man kan da si at vindfanget (strømfanget) blir mye større når båten er på tvers av strømmen en på langs. Teknologi for et bedre samfunn 16 Krefter på båt – estimert begrenset hensyn til utforming Well boat: Lengde: 76 m Bredde: 16 m Dybde: 6.8 m Strømhastighet [m/s] Drag kraft [kg] (antatt CD=1) Drag kraft [kg] (antatt CD=0,42) 0.2 1000 60 0.3 2300 130 0.4 4100 230 0.5 6500 360 Teknologi for et bedre samfunn 17 Fôring og strøm Strømretning Teknologi for et bedre samfunn Fôring og strøm Strøm retning Når tar strømmen fôret slik at den forsvinner ut av sideveggene på en 157 metring, 20 meter dyp? Merd Fôringspunkt Tenkt tilfelle der fôret slippes akkurat i midten (25 m vei å gå til den treffer notveggen). Forflytning av fôret sideveis etter 20 meters fall med hensyn på strøm og synkehastighet Synkehastighet (m/s) 0,02 Strøm (m/s) 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,1 100 50 33 25 20 17 14 13 11 10 0,2 200 100 67 50 40 33 29 25 22 20 0,3 300 150 100 75 60 50 43 37 33 30 0,4 400 200 133 100 80 67 57 50 44 40 0,5 500 250 167 125 100 83 71 62 55 50 0,6 600 300 200 150 120 100 86 75 67 60 0,7 700 350 233 175 140 117 100 87 78 70 Teknologi for et bedre samfunn 19 Fôring og strøm Strøm retning Når tar strømmen fôret slik at den forsvinner ut av sideveggene på en 157 metring, 20 meter dyp? Merd Fôringspunkt Tenkt tilfelle der fôret slippes ved kanten på oppstrømssiden (50 m vei å gå). 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,18 0,2 0,1 100 50 33 25 20 17 14 13 11 10 0,2 200 100 67 50 40 33 29 25 22 20 0,3 300 150 100 75 60 50 43 37 33 30 0,4 400 200 133 100 80 66 57 50 44 40 0,5 500 250 167 125 100 83 71 63 56 50 0,6 600 300 200 150 120 100 86 75 67 60 0,7 700 350 233 175 140 117 100 88 78 70 Teknologi for et bedre samfunn Oppstrøms Synkehastighet (m/s) 0,02 Strøm (m/s) Midten Forflytning av fôret sideveis etter 20 meters fall med hensyn på strøm og synkehastighet 20 Fôring og strøm Fôr forflyttes i strøm Fisk som svømmer presser ut vann Merder deformeres i strøm Forflytting av fôr, deformasjon og fiskens atferd er avhengig av strøm og strømmålinger gir mye informasjon om fiskens bevegelse og tilstand på merden. Strømmåling kan hjelpe under utfôring. Teknologi for et bedre samfunn 21 Kjenn din strøm, og reduser din risiko: Vannstrøm og avlusingsoperasjon – på knivseggen mellom suksess og fiasko. Teknologi for et bedre samfunn 22 Modellforsøk Modellforsøk ble gjennomført i 2 forskjellige prosjekter med til sammen ~ 180 settinger av duken (verdensrekord?). 1. Dukbasert avlusningskonsept Samarbeid med Botngaard AS. 2. Modellforsøk med dukbasert avlusing Finansiert av FHF. Teknologi for et bedre samfunn 23 Material og metoder • Forsøkene ble gjennomført i flumetanken i Hirtshals Prinsippskisse Målområde (L x B x D): 21,3 x 8,0 x 2,7 m. Vannvolum: 1200 m³. Vindu: 2x3 m Teknologi for et bedre samfunn 24 Material og metoder • Modeller: 4 forskjellige duktyper med reduksjonsbånd. Flat duk Kjegle (Kinahattduk) Avkortet kjegle (Muffin) Kuleduk Detaljert informasjon om modellforsøk 2, finnes på FHF sine sider: http://www.fhf.no/prosjektdetaljer/?projectNumber=901011 Teknologi for et bedre samfunn 25 Material og metoder • Settemetoder • Målinger av krefter Oppsett av merd med veiesjakler oppstrøms og forspenning nedstrøms. Teknologi for et bedre samfunn 26 Material og metoder Volumet i duken ble målt ved å pumpe ut vannet gjennom en vannmåler. Teknologi for et bedre samfunn 27 Resultater Målinger av krefter Resultatene i tonn Strøm (cm/s) 21 Duktype Fullskala merd med not* Utsett mulig 24 Ekstremstrøm (etter utsett) 33 41 Flat duk med bunnring 2,8 3,2 Flat duk uten bunnring 1,1 54 62 71 74 83 3,7 Modellforsøk 1** Modellforsøk 2 Flat 1,1 1,3 1,8 2,7 Kinahatt 1,2 1,7 2,3 3,3 Kule 0,9 1,4 Ikke undersøk Muffin ** 1,2 1,5 2,7 4,6 6,4 8,8 10,9 1 * Kreftene på fullskala merd med not ble målt på en 157 metring merd med bunnringen på 10 m dyp. ** Forsøkene ble satt på utsiden av merden. Teknologi for et bedre samfunn 28 Resultater Strøm generelt Fyllingsgraden for en avlusingsduk er avhengig av strømhastigheten og settemetode. Lite strøm kan gi dårlig fyllingsgrad, mens mye strøm kan medføre havari, eller at setting duken ikke er mulig. 0 cm/s 97 % 19 269 m3 21 cm/s 21 858 m3 21 cm/s 13 849 m3 41 cm/s 111 % 121 % Mest volum 9 413 m3 Muffin (teoretisk volum = 19 681m3) Minst volum 82 % Kinahatt (teoretisk volum = 11 477 m3) Teknologi for et bedre samfunn 29 Resultater Volum i duken • • Resultater viser stor variasjon i fyllingsgrad mellom de forskjellige duktypene avhengig av strømhastighet og settemetode. Vanskelig å finne en metode som gir 100 % fyllingsgrad under alle forhold. Strømpåvirkning • Lite strøm: Vanskelig å få fylt dukene 100 % ved strømhastigheter < ~ 10 cm/s. • Mye strøm: Alle dukene dro merden ned i bakkant under setting i strøm på 41 cm/s. • Ekstremstrøm (> 41 cm/s): Ikke mulig å sette duken uten havari. • Duk satt ved < 41 cm /s) - økte så strømmen: Alle dukene ble dratt under ved ca. 62 cm/s, bortsett fra redusert muffinduken, som ble dratt under først ved ca. 83 cm/s. Teknologi for et bedre samfunn 30 Grensetilfeller Visuelle betraktninger (video) av ulykkeshendelser med strømhastigheter ~ 40 cm/s og over. ~ 40 cm/s ~ 52 cm/s Satt ved 33 cm/s, økt til ~ 60 cm/s Å måle strøm i sanntid under en avlusingsoperasjon er essensielt for å kunne ha muligheter for å gjennomføre en vellykket avlusingsoperasjon. Teknologi for et bedre samfunn 31 Demoforsøk i setting av avlusingsduk (REKLAME) • SINTEF Fiskeri og havbruk holder på med å utvikle et kurs for oppdrettere. • Demoforsøk vil bestå av litt teori og mye praktiske øvelser, der oppdrettere kan bli med å sette de forskjellige modelldukene selv - team arbeid. • Formålet vil være at deltakerne kan få innblikk i hva som skjer med duken under setting, og eventuelle konsekvenser ved feil setting/slipping av duk: • Hvilen metoder gir de beste resultatene med hensyn på fyllingsgrad. • Hvilket volum klarer man å fange ved ulike settemetoder, eller strømtilstander. • Grensetilfeller mellom fiasko og suksess. Teknologi for et bedre samfunn 32 Konklusjon • Å kjenne til strømmen i sanntid i daglig drift, er essensielt for å kunne gjennomføre vellykkede og sikre operasjoner. Takk for meg! Teknologi for et bedre samfunn 33
© Copyright 2024