Kystopmåling: Data til klimatilpasning

Kystopmåling:

Data til klimatilpasning

Kystlandskabet i Danmark er i stadig forandring. En dynamisk kystlinje, der nogle steder ændrer sig meget fra år til år, kræver løbende kystopmåling, hvis vi skal sikre, at datagrundlaget for klimatilpasning altid er aktuelt og opdateret.

AF NIELS K. KVISTGAARD OG RENÉ W. PEDERSEN, KYSTDIREKTORATET

Opmålingerne af strand og havbund i Danmark kan føres helt tilbage til 1874, hvor Vandbygningsvæsnet, der i nutidens udgave er blevet til Kystdirektoratet, foretog de første målinger af kystprofiler ved Thyborøn i Vestjylland.

Figur 1. Havpejling ved Agger den 5. juli 1899. stadig forandring. Med undtagelse af visse dele af Bornholm består hele den danske kystlinje af blødt materiale som ler og sand. Det gør den danske kystlinje dynamisk, og nogle steder ændrer den sig meget fra år til år. Især den sandede jyske vestkyst er under kraftig påvirkning af bølger og strøm, og det betyder, at kystlinjen mange steder rykker tilbage.

Tilbagerykningen er dog langt fra lineær. Der er store udsving fra år til år. Der kan være en del år, hvor der er ingen eller kun meget lidt tilbagerykning, og andre år, hvor der er stor tilbagerykning. Målinger fra et enkelt år vil give et øjebliksbillede, og kan derfor ikke bruges til at vise, hvor stor en gennemsnitlig tilbagerykning vi kan forvente på en kyst over en årrække, se figur 2. >>

Det foregik med robåd. Der var fire mand til at ro og en mand i agterstavnen, som havde ansvaret for at måle vanddybden med en pejlestok, se figur 1. Afstanden fra kysten ud til båden blev målt med et tov, som var bundet til stævnen. Da Vesterhavet sjældent er i ro, er der ingen tvivl om, at det har været en opgave, der krævede gode overarmsmuskler. Det er derfor imponerende, at vi har kunnet se, at nøjagtigheden af de pejlinger, der blev foretaget dengang, stort set ligger inden for ±10 cm.

De grundlæggende principper er egentlig de samme i de opmålinger, som vi foretager i dag, selv om motordrevne fartøjer og moderne teknologi har gjort selve processen noget lettere og mindre mandskabskrævende.

Kysttilbagerykning fra lange dataserier

Når vi stædigt fortsætter med at opmåle langs de danske kyster, er det fordi, kystlandskabet er i

Figur 2. Kystprofilets udvikling over en årrække i Vestjylland. Se forklaringen i figuren.

Kystprofilet gennem 150 år

For snart 150 år siden etablerede forudseende ingeniører et system af vinkelrette profiler langs Vestkysten for at udføre årlige systematiske målinger af havbund og strand. Målet var at følge kystens udvikling over en årrække og startede lokalt ud for Thyborøn, hvor beboerne allerede dengang var bevidste om havets enorme indflydelse på kystlinjens beliggenhed.

Gradvist blev systemet udvidet fra ca. 30 km kyst i 1940’erne og frem til i dag, hvor hele Vestkysten fra Skagen til den tyske grænse måles regelmæssigt. Der tilføjes jævnligt nye lokale opmålinger for at følge udviklingen nærmere på udvalgte strækninger. Systemet og ikke mindst de lange tidsserier af indsamlede data er helt enestående i et internationalt perspektiv.

Der opmåles 300-400 profiler om året fordelt over hele vestkysten med variabel afstand. Dertil kommer yderligere ca. 400 profiler om året i lokale områder, hvor udviklingen ønskes fulgt lidt tættere, eller hvor der udføres monitorering af specifikke forhold på havbunden, stranden og klitterne. Alle opmålinger til søs må planlægges under hensyn til vind og vejr, da båden som regel bringes kontrolleret til grundstødning på sandrevlerne helt kystnært. De opmålte profiler indgår i en lang serie af data, som vi bruger til at fastlægge en dominerende tendens.

Når vi for eksempel skal opgøre, hvor meget en bestemt kyststrækning gennemsnitligt rykker tilbage på årsbasis, baserer vi vores udregning på tendensen i opmålingerne gennem mange år. Det kan for eksempel være et gennemsnit over 30 år eller mere.

Jo længere dataserier vi har fra en kyst, jo mere robust bliver vores udregning, så her har vi megen gavn af, at vi visse steder på Vestkysten har endda ret præcise data, der går næsten 150 år tilbage.

Kysttekniske opmålinger er præcisionsarbejde

Det kræver stor nøjagtighed at udføre kysttekniske opmålinger. Sammen med det, der dengang hed Kort- og Matrikelstyrelsen (nu Styrelsen for Dataforsyning og Effektivisering), opbyggede vi tilbage i 1990’erne et finmasket net af fikspunkter langs den jyske vestkyst hele vejen fra Skagen til den tyske grænse. Disse fikspunkter genindmåles hvert år og anvendes derefter som grundlag for sø- og landmåling for at sikre, at opmålingerne foretages med bedst mulig præcision.

Figur 3. Et kystprofil. De farvede streger angiver opmålingsdata fra forskellige år. Det er ud fra disse, at den gennemsnitlige kysttilbagerykning beregnes.

Opmålingerne foretages i et fast linjesystem med linjer, der ligger vinkelret på kysten med en indbyrdes afstand på 500-1100 m langs hele Jyllands vestkyst. Dertil kommer lokale områder, hvor linjeafstanden på en begrænset strækning kan være nedsat til 100-200 meter. På den centrale del af Vestkysten måler vi desuden parallelt med kysten i et fast system fra fire til ca. 10 km fra kysten. Den parallelle måling fungerer grundlæggende som en efterkontrol af profilopmålingen.

Kystopmålingerne foregår ved, at vi opmåler stranden og havbunden fra klittoppen og ud til 6-10 meters dybde (det aktive kystprofil), se figur 3. På den måde får vi en lang række tværsnitsprofiler af kystområdet.

Dette tværsnitsprofil bruges til at beregne kystens tilbagerykning. Ud fra en geografisk basislinje på land kan vi udregne kystbeliggenheden og eventuelt også en decideret skræntbeliggenhed. På baggrund af tendenserne, som de flerårige opmålinger viser, kan vi udregne en gennemsnitlig kysttilbagerykning.

For at sikre størst mulig pålidelighed gennemfører vi gerne en måling af en bestemt kyststrækning på samme dag, så vejrforholdene er ensartede under hele opmålingen. På de mest dynamiske kyststrækninger foretages opmålingen to til fire gange om året.

Kystopmåling i praksis

Størstedelen af de kysttekniske opmålinger, som vi foretager, foregår ved brug af vores to opmålingsskibe EKKO og BEAM. Begge skibe er specialbyggede til at kunne sejle på meget lavt vand, mens EKKO er designet til at kunne gå på grund på sandrevlerne og komme fri ved egen kraft. Desuden er de udstyret med moderne ekkolod til opmåling. >>

Figur 4. Multibeam-teknologien er særligt velegnet til fladeopmåling. Billedet viser en opmåling, der er foretaget for Vejdirektoratet ved Lillebæltsbroen for at monitorere bropillernes stabilitet.

Bådens position og højde måles hele tiden ved hjælp af to uafhængige GPS-systemer, der beregner bådens position ved hjælp af målinger til satellitter og kendte referencestationer på land. Bådens bevægelser i vandet monitoreres kontinuerligt af en avanceret bevægelsessensor, således at data meget præcist kan korrigeres for de bevægelser, båden havde på opmålingstidspunktet.

Selve vanddybden måles med et avanceret flerstråle ekkolod (multibeam), hvor et akustisk signal udsendes i en vifte under båden og retursignalet måles. Retursignalet omsættes derefter til en dybde, som herefter kan sammenholdes med bådens position og højde samt de loggede vinkeldrejninger og flytninger fra bevægelsessensoren. Denne metode er meget velegnet både til opmåling af flader og profillinjer, se figur 4.

Indefra og ud

På stranden, fra klittop og ud til kystlinjen måles profilet hovedsagelig med håndholdt GPS-måling. Fra kystlinjen og ud til det sted i profilet, hvor opmålingsskibet går på grund, måles profilet ved hjælp af totalstation og en dykker, som svømmer ud i linjen med det prisme, som totalstationen måler til.

Der er dog steder, hvor forholdene er så snævre, at opmålingsskibene enten ikke kan komme til, eller ikke kan komme helt ud i alle kroge. I sådanne tilfælde anvender vi vores RIB-båd. Den er monteret med et enkeltstråle-ekkolod (singlebeam), hvor et akustisk signal udsendes i ét punkt under fartøjet, og retursignalerne måles. Med denne metode foretages en måling på havbunden pr. sekund, og den er bedst egnet til opmåling i profillinjer, se figur 5.

Figur 5. Opmåling af kystprofillinjer ved Skagen foretaget med enkeltstråle-ekkolod (single beam).

Ny teknologi på vej

Ekkolodsteknologien er ikke ny, men som det er nu, er det den metode, der giver de mest robuste og pålidelige data. Der er nye attraktive teknologier undervejs, som fx lasermåling fra droner både på vandet og på land, optimeret udnyttelse af satellitdata eller autonome både. Det er vi naturligvis opmærksomme på, og vi følger udviklingen, så vi løbende er klar til at bruge de nye teknologier, hvor de giver det bedste udbytte uden at gå på kompromis med kvaliteten af data.

Hvordan bruger vi data?

Pålidelige data er grundpillen i vores arbejde. Kendskab til kystens forventede udvikling er en afgørende brik i puslespillet med klimatilpasning i vores kystområder. Det er væsentligt at vide, hvordan især den jyske vestkyst udvikler sig, både når vi skal tilrettelægge og når vi skal vurdere virkningen af den kystbeskyttelse, som vi udfører sammen med kommunerne langs den mest udsatte del af den jyske vestkyst. Uden solid viden om kystudviklingen ville vi ikke være i stand til at beregne hvor ofte og med hvor store sandmængder, der skal fodres på den enkelte strækning.

På samme måde er data fra opmålinger af de danske kyster en vigtig del af grundlaget for beslutningsprocessen ved klimatilpasning i stat og kommune. Det er kun, hvis vi har et dokumenteret bud på den forventede udvikling på kysten, at der kan planlægges, så udviklingen i kystområderne fremtidssikres.

Data om kysttilbagerykningen indgår derfor som væsentlige ingredienser både i vores egne risikoanalyser og i de risikokortlægningsværktøjer, som vi stiller til rådighed for kommunale sagsbehandlere og planlæggere.