Spridningsundersökningar i norra Kalmarsund för Mönsterås bruk

Södra Skogsägarna planerar bygga ut Mönsterås Bruks massafabrik och vill därför få spridningen av avloppsvattnet i Kalmar sund belyst. SMHI har utfört strömmätningar i sju punkter under 3 månader våren 1990. Sex olika typiska strömningsmönster har beräknats med en tredimensionell numerisk modell. Strömmätningarna utgör drivning och verifiering av modellen samt beskriver strömmens tidsvariationer. Spridningen av avloppsvattnet har beräknats och kartering har utförts över spårämne från utsläppstuben. Vattnet i Kalmar sund är homogent med salthalten 7.1 - 7.6 promille. De generella strömningsmönstren i norra Kalmar sund visar att strömmen oftast är sydgående på västra sidan och nordgående ström dominerar på den östra sidan. Allmänt sett var den nordgående strömmen mot Öland relativt stabil under mätperioden. Det förhållandet inkluderar även sundet vid Skäggenäs. Vid nordgående nettoström genom sundet erhölls varierande strömmar mot fastlandet och nordgående vid Öland på alla djup. Vid sydgående nettoström erhölls sydlig ström på västra sidan utom i nordligaste delen, där varierande ström rådde. Mot Öland var strömmen sydgående vid Skäggenäs och norr om Borgholm var den nordgående vid hälften av tillfällena. I nordligaste delen av sundet erhölls ström mot norr vid varje tillfälle. Strömmarna drivs av den storskaliga cirkulationen i Östersjön. Vattenytans lutning längs kusten samt den regionala vinden visar båda tydliga samband med nettoströmmen genom sundet. I nordligaste delen av Kalmar sund är strömmen nära fastlandet relativt vindberoende. Utanför tuben från massafabriken erhölls till stor del ström mot sydost och söder med relativt höga medelhastigheter medan vinden har ett stort inflytande på strömmen vid och innanför tuben. Stående svängningar i Östersjön med perioden cirka 1 dygn dominerar undervissa perioder nettotransporten genom sundet. Den tredimensionella numeriska modellen har applicerats på norra Kalmar sund. Med . dess hjälp kan strömmen i hela området beräknas för olika representativa ström- och vindförhållanden. Spridningen av avloppsvattnet simuleras. Avloppsvattnet blandas relativt snabbt in på alla nivåer, eftersom vattnet i Kalmar sund oftast är välomblandat. Starka vindar medför att spridningen av avloppsvattnet blir mycket effektiv eftersom det då utsätts för varierande horisontella strömmar på olika djup. Vid tillfällen med nordgående ström genom Kalmar sund förekommer ofta vind från sydväst och vid starka sydvästvindar fördelas avloppsvattnet ut i de centrala delarna av sundet. Vid svaga sydvästvindar förs avloppsvattnet norrut i centrala och östra delen av sundet. Ström mot söder förekom i samband med starka nordostvindar och starka västvindar. Nordostvindar ger en mycket snabb transport ner mot Skäggenäs, som tar drygt 2 dygn. Stark västvind för snabbt över avloppsvattnet mot Öland där det därefter relativt långsamt går söderut. Under islagd tid är spridningen minimal. Avloppsvattnet förs söderut eller norrut i ett smalt stråk invid kusten. Vattenutbytets betydelse för spridningen Vid en sammanvägning av resultaten från spårämnesundersökningen och modellarbetena finner vi att spridningen av avloppsvattnet i närområdet styrs av vinden. Därefter tar den storskaliga strömningen över den fortsatta spridningen. Med hjälp av en snabb initialutspädning får avloppsvattnet snabbt nästan samma densitet som recipientvattnet. Undersökningen visar att inom ett närområde på 2 km2 har avloppsvattnet hunnit spädas cirka 1 - 2 000 gånger. Strömmen genom Kalmar sund har en normal varaktighet på 1/2 - 2 dygn innan den skiftar riktning. Längre perioder som sällan överstiger 5 dygn med nordlig eller sydlig ström kan förekomma. Tidigare undersökningar visar att strömmen, sett under en längre period, är fördelad ungefär lika mellan syd- och nordgående ström. Sydgående ström förekommer cirka 60 procent av tiden och nordgående cirka 40 procent. På grund av de snabba skiftena av strömriktningen blir avloppsvattnet kvar i norra Kalmar sund och transporteras fram och åter under ständig utspädning. Det lämnar Kalmarsund i ett välutspädd tillstånd. Vid extremsituationer då strömmen t ex är nordgående, 10 cm per sekund under 5 dygn eller mer, lämnar avloppsvattnet Kalmar sund och går ut i Östersjön