Seyðisfjörður – Uppsetning á Shape Acceleration Array

Vista hefur í samstarfi við Veðurstofu Íslands sett upp Shape Acceleration Array á Seyðisfirði. Tilgangur verkefnisins er að fylgjast með hreyfingum á óstöðugum jarðvegi í hlíðunum fyrir ofan Seyðisfjarðabæ, á svæði sem kallað er Neðri botnar, vestan megin við Búðará.

Verkefnið er hluti af þeim eftirlitsbúnaði sem hefur verið settur upp eftir skriðuföllin sem urðu fyrir jólin 2020. Með aukinni úrkomu og minnkun á sífrera í fjöllum aukast líkur á skriðuföllum úr hlíðum landsins. Mikið af byggð á Íslandi er í þröngum fjörðum þar sem hætta er á snjóflóðum og nú bætist við aukin hætta á skriðuföllum.

Rauða örin sýnir hvar borholan er staðsett. (Mynd: Veðurstofa Ísland)

„Sífreri í fjöllum fer minnkandi með hækkun hitastigs. Úrkomumynstrið er að breytast þannig að það er að koma meiri rigning í stað snjókomu. En hvort það er hægt að tengja einstaka atburði við það er erfitt. Þegar kemur að skriðuföllum á Íslandi, þá þurfum við að setja aukinn kraft í rannsóknir þar. Sú vinna er hafin, en það þarf ennþá meira til.”
Guðmundur Ingi Guðbrandsson, umhverfisráðherra í Frétt RÚV 16.01.2021.

Í samvinnu við Veðurstofuna setti VISTA jarðvegsmæli af gerðinni Shape Acceleration Array (SSA), í borholu sem staðsett er fyrir ofan Seyðisfjarðarbæ. Borholan var þegar til staðar og var notuð til að mæla grunnvatnsstöðu.

Verkfræðistofan Vista hefur mikla þekkingu og áratuga reynslu af því að setja upp flókinn mælabúnað við íslenskar aðstæður. Við eigum í góðu samstarfi við fjölda framleiðanda af búnaði og í þessu tilfelli var notaður SSA mælir frá Measurand, sem hefur einkaleyfi á slíkum mælum. Einnig er notaður síriti (e. data logger) frá Campbell, en Vista hefur átt í löngu og farsælu samstarfi við þann framleiðanda.

Öllum mæligögnum er svo safnað saman í hugbúnaðarkerfið Vista Data Vision, sem er sérhæft til að taka við og birta gögn frá þeim fjölbreyttu mælitækjum sem notuð eru hjá Veðurstofu Íslands.

Hvað er Shape Acceleration Array?

Ekki er til gott íslenskt orð yfir þessa gerð mæla, nokkrar hugmyndir hafa þó skotið upp kollinum eins og t.d. slöngumælir, jarðvegsaðlögunarmælir og jarðvegstommustokkur.

En byrjum á að útskýra hvað SAA gerir og þá er mögulega hægt að finna gott íslenskt orð.

SSA er í raun risa tommustokkur sem er settur saman af fjölmörgum jafnlöngum einingum og er hver eining 50 cm. Þetta er svo sett ofan í borholur. Borholan þarf að vera fóðruð með kápu (plaströr) sem þarf að vera frá 47 mm til 100 mm að innanmáli. Dýpt holanna getur verið mjög mismunandi. Eiginleikar mælisins eru þeir að hann nemur hreyfingar á jarðvegi á mismunandi dýpi upp á millimeter. SSA hefur þann sérstaka eiginleika að hægt er að sjá stefnu hreyfingar, ólíkt TDR-aðferð sem sýnir bara dýpi hreyfinga.

Notkunarmöguleikar

Lóðrétt (vertical) mæling, mælinum er komið fyrir í borholu.
Lárétt (Horizontal) mæling, mælirinn er settur í rör og mælir hvernig jarðvegur aflagast á láréttu svæði.
Boga (ARC) mæling, við gangagerð til að fylgjast með boga ganganna sé réttur.

Framkvæmd

Starfsmenn Vista fóru til Seyðisfjarðar og komu mælinum fyrir í boholunni fyrir ofan bæinn sumarið 2021. Mælinum er slakað ofan í holuna með því að vinda mælistikurnar af keflinu.

Shape Acceleration Array er geymdir á sérstöku kerfli áður en þeim er komið fyrir á mælistað.

Helstu áskoranir sem þarf að kljást við þegar SAA er komið fyrir í boholu eru nokkar. Tryggja þarf stöðugan botn sem er fastur og í þessu tilviki þurfti að steypa botn í borholuna sem var full af vatni. Fyrsti dagurinn fór því í að koma mælibúnaðinum á staðinn og steypa botnstykki í botn borholunnar, ásamt því að setja upp mæliskáp. Á degi tvö var hægt að byrja á að koma SSA fyrir í borholunni sjálfri, og gekk sú vinna vel. Þegar mælinum er komið fyrir vindur hann upp á sig og myndar spíral. Sérstakt toppstykki er svo fest ofan á holuna til að þrýsta mælinum niður og tryggja þannig stöðuleika og hámarksvirkni mælisins. Restin af ferðinni var notuð við prófanir á mælinum og tryggja að gögn væru að skila sér í gagnakerfið Vista Data Vision.

Botn mæliholunar þarf að vera stöðugur. Ekki er hægt að tryggja nákvæmar mælingar ef neðsti endi mælisins er ekki fastur.
Þegar búið er að koma mælinum fyrir í boholunni þarf að þrýsta mælinum niður þannig að spírall mælisins haldist réttur í borholu.
Setja þarf toppstykkið rétt á.
Stilla þarf afstöðu mælsisns til að tryggja réttan X og Y ás.

Stilla þarf rétta afstöðu mælis við uppsetningu

Vista setur upp SAA — Eggert Guðmundsson Tæknistjóri Vista slakar mælinum ofan í holuna.

Niðurstaða

Í heildina gekk uppsetningin vel. Mælirinn fór að skila gögnum í Vista Data Vision hjá Veðurstofunni strax á degi tvö eða um leið og búið var vera tengja hann við Campbell sírita og fjarskiptabúnað.

Nú er því hægt að fylgjast með hreyfingum í jarðvegi upp á 1 mm og hefur Veðurstofa Íslands fengið enn eitt vopnið til að tryggja öryggi almennings og mannvirkja við Seyðisfjörð. Hægt er að stilla sjálfvirkar viðvaranir sem geta látið vita ef hreyfing verður of snögg eða mikil. Má þannig fá glögga mynd af því sem er að gerast í jarðvegi í kringum borholuna og á hvaða dýpi.

Ljóst má vera að reynslan við uppsetningar á SSA hérna á landi á eftir að koma að góðum notum á næstu árum. Margir bæir og önnur mannvirki standa í bröttum hlíðum landsins þar sem hætta er á skriðuföllum með til heyrandi hættu.

Myndin (að neðan) sýnir hverning mælirinn liggur lóðrétt í boholunni niður á 17 metra dýpi á y-ás og svo hliðrun á x-ás upp á mm. Hver lína merkt með tíma táknar eina mælingu.