RAPPORT
Handläggare
Datum
Glenn Patriksson
2016-05-27
Tel
Projekt-ID
+46 105050667
50217
Mobil
+46 727209326
E-post
[email protected]
Kund
Stenproduktion Gotland AB
Hydrogeologisk PM inför planerad brytning
av bergtäkt inom fastighet Klinte Klintebys
1:4, Gotland
ÅF, Grafiska vägen 2, Box 1551, SE-401 51 Göteborg Sweden
Telefon +46 72 7209326, Säte i Göteborg, www.afconsult.com
Org.nr 556185-2103, VAT nr SE556185210301
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 1 (17)
RAPPORT
Innehållsförteckning
1
Uppdraget ................................................................................................... 3
1.1
2
Orientering ......................................................................................... 3
Geologiska och hydrogeologiska förutsättningar ............................................... 4
2.1
Berggrund .......................................................................................... 4
2.2
Jordarter ............................................................................................ 7
3
Utförda undersökningar ................................................................................. 7
4
Inventering av brunnar, kapacitet och grundvattennivåer .................................. 7
5
4.1
Metod ................................................................................................ 7
4.2
Resultat brunnsinventering och pulstester .............................................. 9
4.3
Grundvattennivåer inom området .......................................................... 9
Avrinning/vattenbalans ............................................................................... 10
5.1
Metod vattenbalansberäkning ............................................................. 10
5.2
Delavrinningsområden och bakgrundsdata ........................................... 10
5.3
Påverkan på grundvattnets nivå .......................................................... 11
5.3.1
Alternativ 1, brytning till nivå +27 möh .................................. 11
5.3.2
Alternativ 2, utvidgning av täkt med bibehållen täktbotten +42
möh ................................................................................... 12
6
Rekommendation och slutsats ...................................................................... 13
7
Referenser ................................................................................................. 13
Bilagor
Bilaga 1- Klinte utvärdering pulstest ................................................................... 14
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 2 (17)
RAPPORT
1
Uppdraget
ÅF Infrastructure AB har på uppdrag av Stenproduktion Gotland AB
genomfört en hydrogeologisk undersökning i samband med planerad ansökan om
utökat tillstånd till bergtäkt på Klinte Klintebys 1:4, Gotlands kommun. Syftet med
undersökningen är att inventera tillgängligt bakgrundsmaterial och bedöma om den
planerade täktverksamheten kan påverka grundvattensituationen i området.
Undersökningen baseras på följande tillgängligt befintligt material:
Lantmäteriverket – fastighetskarta, ortofoto, höjddata
Sveriges Geologiska undersökning – hydrogeologisk data, utdrag ur
brunnsarkiv, berggrundskarta
SMHI – Avrinningsområden, avrinning, nederbördsdata
Utöver detta har Stenproduktion Gotland AB utfört:
Mätning av grundvattennivåer i två brunnar belägna ca 700 meter nordväst
om täkten.
Återhämtningstester för bestämning av bergets hydrauliska egenskaper i tre
brunnar i anslutning till täkten
Utvärdering av påverkan på grundvatten har gjorts för två brytalternativ:
1. Utvidgad täkt med täktbotten +27 möh
2. Utvidgad täkt med bibehållen nivå på täktbotten +42 möh
1.1
Orientering
Den planerade täkten ligger inom ett höjdområde med högsta nivå ca 53 meter över
havet (möh), se Figur 1 och gränsar till den befintliga täkten i norr.
Området norr och väster om den planerade täkten utgörs av åkermark vilken sluttar åt
nordväst. Åkermarken närmast den norra befintliga täkten ligger på samma nivå som
nuvarande täktbotten, +42 möh. Det planerade brytområdet uppgår till ca 134 400
m2.
Sydväst om den planerade täkten ligger ett befintligt kalkstensbrott som har brutits till
nivå +45 möh.
Samtliga nivåer är angivna i RH2000.
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 3 (17)
RAPPORT
40 möh
Figur 1. Översiktskarta med den planerade utbredningen av täkten.
2
Geologiska och hydrogeologiska förutsättningar
2.1
Berggrund
Enligt SGU:s berggrundskarta består berggrunden i täkten av revkalksten (Figur 2).
Observationer från platsbesök visar att lokala kalkstenen är grå, tät och sprickfattig.
Nordväst om täkten förekommer märgelsten vilken innehåller ungefär lika delar
karbonat och lermineral vilken ofta innehåller tunnskaliga fossilfragment.
Gränsen mellan bergarterna är tydlig i fält genom den topografiska skillnaden som
uppstått mellan bergarterna, där området med revkalksten i sydost ligger ca 10 meter
högre än det lertäckta området med märgelsten i nordväst.
En geofysiskt uttolkad deformationszon löper västsydväst-ostnordost i täktens norra
del.
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 4 (17)
RAPPORT
Figur 2. Berggrundskartan över Klinte som visar att täkten ligger inom revkalksten (grön) med
dess norra del omgiven av märgelsten (blå). Förkastningen är markerad med svart streckad linje.
Enligt SGU:s grundvattenkarta (Figur 3) uppgår uttagsmöjligheterna för bergborrade
brunnar i området till 0-600 liter/timme (l/h) i den norra delen av täkten och till 6002000 l/h i den södra delen av täkten. Berggrunden utgör det viktigaste
grundvattenmagasinet för området.
Enligt SGU:s brunnsarkiv finns 23 brunnar inom de närmaste 2 kilometrarna från
täkten. Data från 15 av dessa används för jämförande inläckageberäkningar i detta
PM. Brunnarna redovisas i Tabell 1 och läget framgår av Figur 5. Vattenmängden
anges i liter per timme.
Förutom dessa har två brunnar norr om den planerade täkten lodats för bestämning av
grundvattennivå. Dessa har namngivits A och B i tabell 2.
Inom projektet har tre nya brunnar borrats i anslutning till den planerade täkten (Figur
3). Två av dessa (1 och 3) har placerats inom området med uttagsmöjlighet 0-600 l/h
och en brunn (2) har placerats inom området med uttagsmöjlighet 600-2000 l/h.
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 5 (17)
RAPPORT
Figur 3. SGU:s grundvattenkarta som visar att uttagsmöjligheter i sedimentärt berg. Rött område
indikerar uttagsmöjlighet <600 l/h. Blå områden indikerar uttagsmöjlighet på 600 l/h till 2000
l/h. Förkastningen är markerad med svart streckad linje. Brunn 1 och tre är borrade inom område
med kapacitet <600 l/h. Brunn 2 är borrad inom område med kapacitet 600-1200 l/h.
Tabell 1. Data från SGU’s brunnsarkiv med information om brunnsdjup och vattenmängd
(liter/timme).
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 6 (17)
RAPPORT
2.2
Jordarter
SGU’s jordartskarta visar att hela täktområdet utgörs av kalt berg eller berg med tunt
jordtäcke. Täkten är omgiven av postglacial sand och moränlera, se Figur 4.
Figur 4. SGU’s jordartskarta som visar att täktens utbredning ligger inom sedimentärt berg.
3
Utförda undersökningar
PM:et har haft följande moment
Genomgång av befintlig dokumentation
Inventering av aktuella brunnar
Grundvattennivåmätningar
Hydrogeologiska beräkningar och bedömningar
Sammanställning och rapportering
4
Inventering av brunnar, kapacitet och
grundvattennivåer
4.1
Metod
Inventering av brunnar inom ett område av 2 km runt den planerade täkten har
sammanställts genom att hämta data ur SGU:s brunnsarkiv samt genom lodning av
ytterligare två brunnar som inte finns registrerade i brunnsarkivet, se Figur 5 och
tabell 1. Lodningen har genomförts av Stenproduktion Gotland AB och resultatet visas
i Tabell 2. Brunnarnas höjd över havet har bestämts från LiDAR-data (Lantmäteriet
2014).
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 7 (17)
RAPPORT
I tillägg har ett pulstest och lodning utförts i tre borrade brunnar (1-3) inom eller i
direkt anslutning till den planerade täkten. Brunnarnas lägen i plan och höjd har mätts
in med DGPS. Syftet med dessa brunnar har varit att mäta lokala grundvattennivåer
och bergets hydrauliska egenskaper inom det planerade täktområdet.
Ett pulstest är ett hydrauliskt enhålstest som utförs genom att en vattenmängd tas
bort eller tillförs brunnen. I förekommande fall har hålet tömts på vatten i samband
med borrningen. Därefter har återhämtningsförloppet registrerats genom lodning av
grundvattennivåer vid olika tider.
Borrningen utfördes under hösten 2015 av Ahlqvists Brunnsborrning AB, se Figur 5.
Resultatet för testet visas i Tabell 3.
Tabell 2. Läge och grundvattennivåer i lodade brunnar.
ID
Datum
Brunnsläge
(möh)
Nedmätning
(meter)
Grundvattenyta
(möh)
Brunn A
2015-10-03
28
5,9
22,1
Brunn B
2015-10-03
28
5,1
22,9
Tabell 3. Resultat från återfyllnad av brunnar.
Brunn 1
Brunn 2
Brunn 3
Brunnsläge (möh)
42
53
44
Brunnsdjup (meter)
21
31
23
Nedmätning återhämtad brunn
(meter)
16,82
4,12
4,1
Hydraulisk konduktivitet (m/s)
3,6 x 10-9
2,44 x 10-8
5,47 x 10-9
Grundvattenyta (möh)
25
49
40
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 8 (17)
RAPPORT
Figur 5. Brunnar i täktens närhet är markerade med blå färg. Lodade brunnar A och B är
markerade med grön färg. Borrade brunnar 1-3 är markerade med röd färg.
4.2
Resultat brunnsinventering och pulstester
Uttagsmöjligheter i bergbrunnar i anslutning till täkten varierar mellan 300-4000 liter
per timme (l/h). Medianen ligger på 1200 l/h (0,33 l/s) och medelvärdet ligger på
1455 l/h (0,4 l/s). Tar man bort tre toppvärden ligger medianen kvar på 1200 l/h och
medelvärdet sjunker till 1035 l/h.
De borrade brunnarna 1, 2 och 3 har utvärderats med Bower-Rice metod med
programmet Aquifer Test (Bilaga 1). Resultatet visar att bergets hydrauliska
konduktivitet uppgår till mellan 2,44 x 10-8 - 3,6 x 10-9 m/s (Tabell 3).
4.3
Grundvattennivåer inom området
Grundvattennivån i de lodade brunnarna A och B ligger på 22 respektive 23 möh.
Grundvattennivån i brunn 1 ligger cirka 25 möh, vilket generellt överensstämmer med
nivåer uppmätta i brunnar A och B. Brunn 1 är borrad nordväst om det planerade
täktområdet, nära åkern och antas därmed indikera grundvatten norr om täkten. Dock
är återfyllnadsförloppet mycket långsamt.
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 9 (17)
RAPPORT
Brunnar 2 och 3 visar grundvattennivåer på 49 respektive 40 möh, vilket innebär att
grundvattennivån ligger ca 4 meter under markytan och följer topografin.
Något inläckande grundvatten har dock inte observerats i nuvarande täkt med en
täktbotten på ca 42 möh och denna nivå tolkas som den högsta generella
grundvattennivån inom täktområdet. Den högsta grundvattennivån inom täktområdet
ligger på 49 möh, vilken dock antas avspegla ett lokalt grundvattenmagasin. Något
inläckande grundvatten har inte heller observerats i den befintliga täkten bruten till
nivå +45 möh, vilken är belägen ca 130 m sydväst om det planerade brytområdet,
vilket styrker tolkningen.
Variationerna i grundvattenytans läge indikerar att den hydrauliska kommunikationen
mellan brunnarna är låg, vilket är samstämmigt med den täta och sprickfria
berggrunden.
5
Avrinning/vattenbalans
5.1
Metod vattenbalansberäkning
Vattenbalansen redovisar nederbörd och avrinnande/infiltrerande vatten över ett
område. De faktorer som styr grundvattenbildningen är:
Nettonederbörden, det vill säga nederbörden minus avdunstning
(evapotranspiration)
Grundvattenbildningens storlek, det vill säga det område där ytvatten
förväntas bilda grundvatten som är tillgängligt för planerad brunnsplacering.
Infiltrationsfaktorer för grundvattenbildning till berg, det vill säga andelen
nettonederbörd som förväntas infiltrera till berg och bilda grundvatten.
Till det kommer eventuella förändringar i vattenmagasin. Ovanstående resulterar i
vattenbalansekvationen:
Nederbörd = Avrinning + avdunstning ± magasin
Avrinningen för området är i princip skillnaden mellan nederbörd och avdunstning.
Nettonederbörden tas fram genom befintlig statistik för området och har i aktuell
undersökning baserats på data från SMHI.
5.2
Delavrinningsområden och bakgrundsdata
Den planerade täkten ligger inom SMHI delavrinningsområde 2351 (636734–164349
enligt VISS) och uppgår till ca 32 km2 (Figur 6). Den planerade täktarealen motsvarar
därmed ca 0,42 % av avrinningsområdet.
Medelnederbörden uppgår till 671 mm/år och medelavrinning uppgår till 125 mm/år
(data från SMHI S-hype åren 1999-2014).
Täktens norra del ligger inom ett område med bedömt mindre god uttagsmöjlighet av
grundvatten, maximalt 600 liter/timma, se Figur 3. Täktens södra del ligger inom ett
område med tämligen god uttagsmöjlighet av grundvatten, mellan 600-2000 l/h.
Nordväst om täktområdet bedöms uttagsmöjligheterna som tämligen god med en
kapacitet på 600-2000 l/h.
Uppgifter om avrinningsområdena har hämtats från SMHI (vattenwebb 2015). Data
har sammanställts i Tabell 4. Grundvattenbildningen inom täktområdet har antagits till
den genomsnittliga grundvattenbildningen i området. Resultat från
vattenbalansberäkningarna redovisas i Tabell 5.
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 10 (17)
RAPPORT
Tabell 4. Delavrinningsområde 2351 inom undersökningsområdet (SMHI 2015).
N
Figur 6. Avrinningsområde 2351 markerat i blå färg. Pil visar läget på täkten.
Tabell 5. Vattenbalans för planerad täkt.
Täktdel inom
avrinningsområde
Area
täkt
(ha)
Avrinningsområdets
area (ha)
Andel av täkt
inom
avrinningsområde (%)
Flöde från
nettonederbörd
inom täktdel
(liter/sekund)
Volym vatten per år
från nettonederbörd
inom täktdel (m3)
Planerad täkt inom
651023–130081
13,44
3200
0,42
0,55
17155
5.3
Påverkan på grundvattnets nivå
5.3.1
Alternativ 1, brytning till nivå +27 möh
Alternativet med planerad täktbotten på 27 möh innebär en maximal sänkning av
grundvattennivån med 22 meter jämfört med den högsta dokumenterade nivån +49
möh. Påverkansområdets storlek uppgår normalt till 5-10 gånger avsänkningen. Detta
innebär att influensradiens minsta utbredning 110 från täktkanten och dess maximala
utbredning blir 220 m från täktkanten, se Figur 7. Den mindre avsänkningen bedöms
sannolik, dels på grund av den mycket låga hydrauliska konduktiviteten på 10-8 – 10-9
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 11 (17)
RAPPORT
m/s som pulstestet visade och dels på grund av att den huvudsakliga grundvattenytan
i området generellt ligger lägre, ca 42 möh, vilket innebär en avsänkning på 15 meter.
Längs den geofysiskt dokumenterade deformationszonen kan
grundvattenavsänkningen dock nå längre. En bedömd längsta utbredning är ca 400 m
från täktens kant. Norr om täkten, i märgelstenen bedöms influensområdet bli endast
ett fåtal meter.
Figur 7. Översiktskarta som visar bedömt influensområde. Influensområdet har generellt bedömts
nå ca 110 meter från täktens kant. Längs den geofysiskt dokumenterade deformationszonen
bedöms infuensområdet nå längre, ca 400 meter från täktens kant. I märgelstenen norr om
täkten bedöms influensområdet bli endast ett fåtal meter.
5.3.2
Alternativ 2, utvidgning av täkt med bibehållen täktbotten +42 möh
Vid en utvidgning av täkten med bibehållen nivå +42 möh bedöms hela den planerade
täktbotten ligga högre än den huvudsakliga grundvattennivån, med undantag för små
lokala vattenförekomster. Någon egentlig grundvattenavsänkning utanför täktområdet
bedöms därmed inte ske.
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 12 (17)
RAPPORT
6
Rekommendation och slutsats
Alternativet med planerad täktbotten på +27 möh ger en grundvattenavsänkning på
22 meter räknat på en maximal uppmätt lokal grundvattenyta på 49 möh. Den
generella högsta grundvattennivån inom brytområdet bedöms till +42 möh vilket
innebär en avsänkning på 15 meter.
Det rekommenderas dock att mätning av grundvattennivåer sker över en längre tid
(år) för att undersöka grundvattnets variation över året.
Vid brytning till +27 möh kommer ett visst mindre inläckage av grundvatten att ske.
Generellt visar berggrunden begränsade (<600 l/h) till tämligen goda
uttagsmöjligheter (600-2000 l/h) av grundvattenuttag.
Hittills genomförda pulstest indikerar att berggrunden inom täktområdet är mycket tät
och sprickfri, dvs uppvisar en låg hydraulisk konduktivitet, vilket även styrks av
variationerna i uppmätta grundvattennivåer. Påverkan bedöms därför bli mycket
begränsad med en maximal avsänkning ca 110 meter ut från täkten, med undantag
för den eventuella deformationszonen där grundvattenavsänkningen bedöms nå
maximalt 400 meter från täktkanten.
Brunn 2 längst i söder ligger inom området med bedömt tämligen goda
uttagsmöjligheter av grundvatten. Denna brunn ger också den högsta uppmätta
hydrauliska konduktiviteten på 2,44 x 10-8 m/s, men skillnaden är mycket liten och
baserat på tillgänglig data bedöms berget i södra delen av det planerade täktområdet
som tätt och sprickfritt.
Norr om täkten ligger grundvattennivån lägre, ca 25 möh. Grundvattenavsänkningen i
denna riktning bedöms bli obefintlig baserat på tillgänglig information.
Sammantaget bedöms brytning till nivå +27 möh inte medföra någon väsentlig
påverkan på grundvattnet i området.
Vid utvidgning av täkten med bibehållen nivå +42 möh bedöms ingen
grundvattenavsänkning ske.
7
Referenser
SMHI – Utdrag ur S-Hype 2016-03-01
Mikael Erlström, Lena Persson, Ulf Sivhed & Linda Wickström, 2009: Beskrivning till
regional berggrundskarta över Gotlands län. SGU 2009
Lantmäteriverket, 2015. Utdrag ur GSD-Fastighetskartan
Lantmäteriverket, 2015. Utdrag LiDAR-data
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 13 (17)
RAPPORT
Bilaga 1
Utvärdering med Bower-Rice metod där återfyllnadsförloppet visas i diagram som
relativ avsänkning (y-axeln) mot tid (x-axeln). Data utvärderas genom passning av
kurva mot värden. Använd data visas i tabell under respektive diagram.
Vid kurvpassning har mest konduktiva fallet utvärderats, dvs värden för brantast
möjliga kurva. För brunn 1 och 3 bedöms beräknad konduktivitet representera
maxvärde. Data från brunn 2 visar ett snabbare återhämtningsförlopp. Kurvan har
passats mot de punkter som ger högst konduktivitet, dvs mellan brunnens tömning
och till första mättillfället. Första mätningen av återfyllnadsförloppet utfördes ca 18
timmar efter tömning varför ett tidigt återhämtningsförlopp kan ha missats. Resultatet
för brunn två skall därmed tolkas med försiktighet.
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 14 (17)
RAPPORT
Brunn 1
Brunn 2
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 15 (17)
RAPPORT
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 16 (17)
RAPPORT
Brunn 3
Datum: 2016-05-27
PM Hydrogeologi Klinte_rev_3.docx
Sida 17 (17)
