Fiskundersökningar vid Lillgrund vindkraftpark : Slutredovisning av kontrollprogram för fisk och fiske 2002–2010

• Regeringen gav 2001 tillstånd till uppförande av en vindkraftpark på Lillgrund i Öresund. Slutliga villkor för verksamheten och omfattningen av uppföljningsprogrammet fastställdes av miljödomstolen 2002.  Lillgrunds vindkraftpark togs i drift under år 2008, och är den idag största fullföljda satsningen på havsbaserad vindkraft i Sverige. Fiskeriverket har genomfört undersökningar i området under åren före (2002–2005) respektive efter (2008–2010) anläggandet av vindkraftparken (baslinjeperiod respektive driftperiod). Syftet har varit att undersöka vindkraftparkens inverkan under driftfasen på bentisk (bottennära) och pelagisk (i fria vattnet levande) fisk samt fiskvandring. Undersökningarna har delvis varit integrerade med undersökningar utförda inom forskningsprogrammet Vindval som finansieras av Energimyndigheten. Arbetet har skett under kontinuerlig kontakt mellan Fiskeriverket och Vattenfall, som äger och driver vindkraftparken, samt tillsynsmyndigheten (Länsstyrelsen i Skåne län).Akustik (ljud) • Den samlade ljudenergin från vindkraftparken under vattenytan genereras huvudsakligen genom vibrationer från växellådan.• En analys av den totala ljudnivån i området från Lillgrunds vindkraftpark visade ett samband mellan ljudnivån och antalet turbiner i vindkraft- parken (så kallad parkeffekt), där varje enskild turbin bidrar till att öka den totala ljudnivån i området.• Ljudmätningar vid Lillgrunds vindkraftpark visar att ljudnivåerna endast inom ca 100 meter från en turbin och vid höga vindstyrkor är tillräckligt höga för att medföra en risk att vissa arter av fisk påverkas negativt, i form av direkt flyktbeteende eller möjlig maskering av kommunikation.• Stressreaktioner kan förekomma även på längre avstånd än 100 meter från en turbin. Detta orsakas av att ljudet från turbinerna är kontinuerligt och högre än bakgrundsljudet inom vissa frekvenser.    Mätningar av undervattensljud utfördes på olika avstånd till enskilda turbiner, liksom på längre avstånd från hela vindkraftparken och på ett kontrollområde (Sjollen) 10 km norr om vindkraftparken. Resultaten visar att vindkraftverken producerar ett bredfrekvent buller under 1 kHz samt ett par toner där 127 Hz tonen är den kraftigaste (vibrationer från ett steg i växellådan). Av den samlade ljudenergin under vattenytan från vindkraftparken ligger större delen runt tonen 127 Hz.  De maximala beräknade ljudnivåerna, genererade av vindkraftverken vid full effekt (12 m/s), vid 1 m var 136 dB re 1µPa(RMS) för den av turbinerna dominanta 127 Hz (integrerad över 123–132 Hz) tonen och 138 dB re 1µPa(RMS) vid fullt spektrum (integrerad över 52–343 Hz). På ett avstånd av 100 m från en turbin gick nivåerna ner till 104–106 dB re 1µPa(RMS) för fullt 9 Havs- och vattenmyndighetens rapport 2013:18  spektrum, vilket är nära det lokalt uppmätta bakgrundsljudet i Öresund, men ljudnivån låg fortfarande omkring 23 dB över bakgrunden för 127 Hz tonen.En analys av den totala ljudnivån i området från Lillgrunds vindkraftpark visade ett samband mellan ljudnivån och antalet turbiner i vindkraftparken (så kallad parkeffekt). På nära håll (<80 m) dominerade den enskilda turbinen ljudmiljön med en beräknad utbredningsförlust på 17·log (avståndet). På längre avstånd (80 m till 7000 m) var utbredningsförlusten mindre än 17•log (avståndet). Detta förklarades av att de andra turbinerna i vindkraftparken bidrog till den totala ljudnivån. På längre avstånd (>7 km) verkade hela vindkraftparken som en punktkälla och utbredningsförlusten var återigen 17•log (avståndet).Ljudnivåer motsvarande de uppmätta och beräknade ljudnivåerna vid Lillgrunds vindkraftspark har inte visats ge några fysiska skador på fisk enligt befintliga publicerade vetenskapliga studier. Endast inom ca 100 m från en turbin och vid höga vindstyrkor var nivåerna tillräckligt höga för att medföra en risk att vissa arter av fisk påverkas negativt i form av direkt flyktbeteende eller möjlig maskering av kommunikation. Responsen beror på den individuella artens känslighet för ljud. Fiskar har visats bli stressade av att befinna sig i en konstant bullrig ljudmiljö, vilket i sin tur kan resultera till exempel i lägre tillväxthastighet eller påverka fortplantningen. Stress i allmänhet kan även i kombination med andra negativa faktorer öppna upp för sjukdomar m.m. på grund av försämrat immunförsvar. Djur kan dock välja att stanna kvar i ett område trots störningar, om området är tillräckligt viktigt för dess överlevnad eller fortplantning.Baserat på den beräknade ljudutbredningen omkring vindkraftparken skulle lax och ål teoretiskt kunna upptäcka 127 Hz tonen på 250 m respektive 1 km avstånd vid en driftseffektivitet på 60 och 100 %, vilket motsvarar vindstyrkorna på ca 6 och 12 m/s. De beräknade avstånden skulle begränsas av de båda fiskarternas hörselförmåga och inte av bakgrundsljudet i Öresund. För sill och torsk beräknades ett teoretiskt detektionsavstånd på mellan 13 respektive 16 km för en driftseffektivitet på 60 och 100 %. Detta avstånd skulle ha varit längre men begränsades för dessa arter av bakgrundsbruset i området. Beräkningarna anger alltså att fisk potentiellt kan detektera ljud från vindkraftparken på relativt långa avstånd. Lokala variationer av bottendjup och fysiska hinder som halvöar, t.ex. Falsterbonäset, kan dock ha en stor inverkan på förutsättningarna för den faktiska ljudutbredningen. Bentisk (bottennära) fisk• Fisksamhällets utveckling på Lillgrund var likartat det i referensområdena under de studerade åren. För vindkraftparken som helhet noterades ingen effekt på fisksamhällets artrikedom, artsammansättning eller mängden fisk. • Flera arter av bottenlevande fisk visade en ökad förekomst i närområdena för de enskilda vindkraftverken jämfört med på längre avstånd, framför allt ål (gulål), torsk, stensnultra och rötsimpa. Resultaten återspeglar mer sannolikt en omfördelning av fisk inom vindkraftparken, än en förändrad produktivitet eller en inflyttning från omkringliggande områden. Ansamlingen beror sannolikt på att vindkraftverkens fundament erbjuder möjlighet till skydd och födosök.• Effektavståndet inom vilken en ansamling kunde noteras skattades, för de olika arterna, till mellan 50 och 160 m från ett vindkraftverk.  Fiskens fördelning hade även ett visst samband med den lokala ljudmiljön, i form av en lägre grad av aggregation nära vindkraftverken vid högre ljudnivåer. Effekten var tydligast hos tånglake och ål (gulål). Omfattningen av effekten av ljud var dock lägre än aggregationseffekten till närområdet för tornen. Hos torsk sågs ingen respons i förhållande till ljudnivå.  Förändringar i fisksamhällets sammansättning över tid undersöktes i jämförelse med två referensområden. Av dessa hade det norra referensområdet (Sjollen) starkare marina inslag än det södra referensområdet (Bredgrund). Artsammansättningen vid Lillgrund hade likheter med båda referensområdena. Resultaten av provfisken med ryssjor och nätlänkar indikerade att det inte skett någon kraftig förändring i artantal, artsammansättning eller mängd fisk efter det att anläggningen uppförts, sett till vindkraftparken som helhet. Hos enskilda arter noterades dock vissa förändringar. En ökad fångst av strandkrabba och ål (gulål) observerades under de två första åren av drift, men inte under det tredje året. Fångsten av tånglake ökade i alla områden under den studerade perioden, men i något mindre omfattning på Lillgrund än i referensområdena. För de övriga arterna skedde parallella förändringar på Lillgrund och på minst ett av referensområdena. Resultatet antyder att fisksamhället inom vindkraftparken i första hand påverkats av samma övergripande faktorer som fisksamhället i referensområdena, snarare än av skeenden inom vindkraftparken. Vid en analys av fördelningsmönster nära tornen noterades en ökad förekomst i närområdet för vindkraftverken hos fyra av åtta studerade fiskarter, nämligen rötsimpa, stensnultra, torsk och ål (gulål). Effekten syntes redan efter det första året av drift och var likartad under samtliga tre studerade år. Hos tånglake sågs en svag effekt, som var signifikant endast i det utökade dataunderlaget från 2010. Aggregationen var tydligast inom ett avstånd på upp till 50–160 meter från vindkraftverket, med avseende på de olika arterna. En jämförelse av olika påverkansfaktorer baserat på data från 2010 visade att det observerade fördelningsmönstret i högre grad kunde förklaras av vindkraftparkens närvaro än av områdets djupförhållanden. Analysen indikerade även ett samband mellan mängden fisk och den lokala ljudmiljön, med en minskad förekomst av fisk vid högre ljudnivåer. Den tydligaste responsen sågs hos tånglake och ål. Hos torsk sågs ingen respons i förhållande till ljudnivå, och hos rötsimpa och strandkrabba sågs en respons endast under hösten. Omfattningen av effekten av ljud var dock lägre än aggregationseffekten till närområdet för tornen. Resultaten tolkades som att fisken aggregerades till området nära vindkraftverken under samtliga förhållanden, men att effekten var relativt svagare under förhållanden med högre ljudnivåer. Det vore lämpligt att återbesöka vindkraftparken efter några år för att följa den långsiktiga utvecklingen av fisk, och se om den observerade ansamlingen av vissa fiskarter nära vindkraftverken fortsatt, och eventuellt tilltagit till att även omfatta kvantitativa effekter. En av förutsättningarna för en sådan utveckling är att uttaget av fisk, till exempel genom fiske eller predation från marina däggdjur och fiskätande fågel, inte ökar i området.Pela

• In 2001, the Government authorised the construction of an offshore wind farm at Lillgrund (48 wind turbines with 2.3 MW generators). The Lillgrund wind farm is located in the Öresund Strait in the southwest Sweden and it connects the brackish Baltic Sea with the Kattegat and North Sea area. In 2002, the Environmental Court defined the final terms and conditions for the wind farm development and the extent of the monitoring programme required. Lillgrund wind farm has been operating since 2008 and is currently the largest investment in offshore wind power that is in operation in Sweden. The National Board of Fisheries conducted a monitoring programme in the area in the years before (2002–2005) and after (2008–2010) the construction of the wind farm; a base line study and a study when the wind farm was operational, respectively. The aim was to investigate the impact of the wind farm, when operating, on the benthic (bottom-living) and pelagic (open-water living) fish as well as on fish migration. These studies have partly been integrated into work conducted as a part of the research project Vindval, funded by the Energy Agency. Throughout the project period, regular contact has been maintained between the National Board of Fisheries and Vattenfall (which owns and operates the wind farm), as well as with the regulatory authority (County Administrative Board of Skåne). The main results can be summarised in a number of points below: Acoustics (sound) • The overall sound energy from the wind farm under water, is mainly generated by vibration from the gearbox.• An analysis of the sound pressure level for the wind farm area, showed a correlation between noise level and the number of turbines in the wind farm (the so called park effect), where each individual turbine helps to increase the overall noise level in the area.• Sound measurements from Lillgrund wind farm showed that noise levels within a distance of 100 metres from a turbine at high wind speeds are high enough to be a risk for some species of fish to be negatively affected, e.g. in the form of escape behaviour, or masking of vocal communication between individuals.• Stress reactions can also occur at distances of more than 100 metres from a turbine. This is due to the fact that the noise from the turbines is continuous and louder than the ambient noise levels within some frequencies.Benthic (bottom-living) fish • The development of the fish community in Lillgrund was similar to that observed in the reference areas during the study period. For the wind farm as a whole, no effect was observed on the species richness, species composition or quantity of fish.• Several species of bottom-living fish showed an increase in abundance close to the individual wind turbines compared with further away, especially eel (yellow eel) (Anguilla anguilla), cod (Gadus morhua), goldsinny wrasse (Ctenolabrus rupestris) and shorthorn sculpin (Myoxocephalus scorpius). The results more likely reflect a redistribution of fish within the wind farm, rather than a change in productivity or migration from surrounding areas. The increase in abundance is probably due to the wind turbine foundations providing an opportunity for protection and improved foraging.• The distance within which an increased abundance could be observed was estimated for different species to be between 50–160 metres from a wind turbine.Pelagic (open-water living) fish • There was a dramatic increase in commercial fishing for herring (Clupea harengus) north of the Öresund bridge, in contrast to the south of this line, where it practically completely stopped during the first years of operation of the wind farm. This change may imply that the Rügen herring migration was affected by the Lillgrund wind farm. Due to the fact that there were other factors in addition to the wind farm contributing to the herring movements, it proved difficult to identify any correlation.  Fish migration• According to the study, the wind farm at Lillgrund is not a definitive barrier for the migration of silver eels (Anguilla anguilla) that migrate through and close to the wind farm area. The same proportion of the tagged and released silver eels (approximately one-third), passed the transect line with receivers, both before the wind farm was constructed (the baseline period) and after it was in operation.• There was no statistical difference indicating any alterations in the migration period for silver eel, but there was a tendency towards the migration taking longer at higher productivity (>20% of maximum effect) which could indicate that some eels were affected by the wind farm. There was a tendency towards the eels being recorded on fewer occasions than expected within the wind farm when functioning at low productivity (<20 %) and on more occasions than expected when functioning at higher productivity (>20 %), which may indicate that some individuals are less able to navigate past the wind farm at higher production rates.   Conclusions The study at Lillgrund has resulted in an increase in knowledge of how offshore wind farms can affect fish, which is very valuable. Even within an international perspective, there are very few studies of offshore wind farms in operation.  Three years of monitoring the effects of the wind farm on fish and fisheries is only a relatively short period. Some of the most significant results however, include the fact that some bottom-dwelling fish were attracted to the fundaments of the wind farm and the associated rocky protection layer (reef effect). In addition, an increasing noise level in the Öresund environment was observed and the results of the eel tracking may indicate that the migration pattern of some eels was, to some extent, affected by the wind farm. There is a need for caution however, when applying the results in other marine areas and on a larger scale. Lillgrund wind farm is one of the first large-scale wind farms and is located in an area with frequent and noisy shipping traffic as well as frequent and large fluctuations in external parameters such as salinity and currents. A key gap in our knowledge, despite these studies, is the lack of long term monitoring, to evaluate the long term ecological impacts of the reef effects observed. It would be ideal to re-visit the wind farm after a number of years to see how the fish populations have developed over the longer term, and see whether the observed accumulation of certain fish species near the structures continues, and if quantitative effects on the whole area are also are evident. Studies looking at whether noise as a physiological stress, can affect the fish species that live or pass through the wind farm environment are also required. In addition it would be useful to implement further studies, especially in the Baltic Sea, with regard to the cumulative impacts on migratory fish such as silver eels. The full report is available as a PDF in English.

Ämnesord

NATURVETENSKAP  -- Biologi -- Ekologi (hsv//swe)

NATURAL SCIENCES  -- Biological Sciences -- Ecology (hsv//eng)

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Naturresursteknik -- Miljöledning (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Environmental Engineering -- Environmental Management (hsv//eng)

TEKNIK OCH TEKNOLOGIER  -- Naturresursteknik -- Energisystem (hsv//swe)

ENGINEERING AND TECHNOLOGY  -- Environmental Engineering -- Energy Systems (hsv//eng)

Nyckelord

Offshore wind power

acoustics

fish communities

benthic fish

silver eel

artificial reef

cumulative effects

Öresund Strait

Havsbaserad vindkraft

akustik

fisksamhällen

bentisk fisk

blankål

artificiella rev

kumulativa effekter

Öresund

National

Nationellt finansierad miljöövervakning

Fria vattenmassan, hydrografi, kemi och biologi

Phytobentic communities

Integrerad kustfiskövervakning

Coastal fish stocks

Ett rikt växt- och djurliv

A Rich Diversity of Plant and Animal Life

Hav i balans samt levande kust och skärgård

A Balanced Marine Environment, Flourishing Coastal Areas and Archipelagos

Publikations- och innehållstyp

vet (ämneskategori)

rap (ämneskategori)