Förslag till vattenskyddsområde för Slaka vattentäkt, Linköpings kommun

Transkript

1 PM UPPDRAG Tekniska verken VSO Slaka UPPDRAGSNUMMER UPPDRAGSLEDARE Niklas Ekstrand UPPRÄTTAD AV Niklas Ekstrand DATUM Förslag till vattenskyddsområde för Slaka vattentäkt, Linköpings kommun Inledning Sweco Environment har på uppdrag av Tekniska verken i Linköping tagit fram ett förslag till vattenskyddsområde för Slaka vattentäkt i Linköping. Uppdraget har omfattat framtagande av förslag till, primär zon, sekundär zon och tertiär zon, baserat på befintlig information om de hydrogeologiska förutsättningarna. Orientering Befintlig vattentäkt är belägen i östra delen en isälvsformation vid Slaka samhälle. Formationen benämns Slakaåsen och utgör ett grundvattenmagasin som sträcker sig i sydostlig till nordvästlig riktning genom Slaka samhälle. Vid Slaka är åsen ca 1 km bred. Aktuell del av grundvattenmagasinet begränsas grovt sett av berg-, morän-, och lerområden i öster och väster. Utsvallade postglaciala sediment förekommer också utanför åsen. Norr och söder om täkten begränsas aktuell del grundvattenmagasinet av rörliga vattendelare. Den norra vattendelaren ligger vid Malmslätt och den södra strax söder om Slaka samhälle. Grundvattenmagasinet är av läckande typ, d.v.s. det grundvatten som bildas av nederbörd på formationen avvattnas från magsinet till omgivande topografiskt lägre liggande ytvattendrag och våtmarker. Enligt jordartskartan (SGU, 2014) förekommer även källor både öster och väster om åsformationen vid Slaka och utströmningsområden finns angivna både norr och söder om täkten. Slaka vattentäkt ligger i ett utströmningsområde som avvattnar grundvattenmagasinet lokalt. Ett annat utströmningsområde förekommer enligt SGU ca 2,5 km norr om vattentäkten, ungefär vid Jägarvallen. Mellan dessa utströmningsområden finns sannolikt en lokal rörlig grundvattendelare, även om så inte anges på SGU:s hydrogeologiska karta (SGU, 2014). Utströmningsområde kan även finnas norr om täkten i höjd med L. Mjärdevi och St. Gålstad där våtmarker och diken förekommer. Vid Ånväga ca 4 km söder om Slaka vattentäkt finns ett angivet utströmningsområde. Det är ett mindre vattendrag som verkar dränerande och som avvattnar åsen. De rörliga vattendelarna skulle vid ett vattenuttag flyttas mot norr respektive söder till dess att balans råder mellan nybildning av grundvatten och uttag. 1 (7) memo02.docx Sweco Environment AB NKKA p:\1353\ _tekniska_verken_vso_\000\19 original\pm vso slaka docx

2 Vattentäkten används inte idag och dess verkliga kapaciteten är inte känd. Vattentäktens verkliga kapacitet beror av både brunnarnas kapacitet och av formationens kapacitet. Enligt en uppgift från 1975 är täktens kapacitet 350 m 3 /dygn, men denna uppgift bedöms som osäker. Vid ett platsbesök framgick att minst en borrad brunn finns, men denna saknar pump och övrig utrustning för vattenuttag. Brunnen är ca 13 m djup och foderrörets diameter bedömdes grovt till omkring ca 200 mm. Ytterligare en grund schaktbrunn påträffades samt två kassunliknande betongkonstruktioner med fastskruvade luckor. Det är inte känt vad dessa kassunliknande konstruktioner innehåller. Brunnens djup och läge stämmer väl med utredningsmaterial från 1969 (VIAK, 1969). Den påträffade brunnen och den tidigare utredningen visar på relativt mäktiga vattenförande jordlager i täktområdet. Med anledning av detta bedöms grundvattenmagasinets utbredning öster om täkten, enligt SGU:s hydrogeologiska karta (SGU, 2014), som osäker. Sannolikt har grundvattenmagasinet en större utbredning åt öster än vad som anges på den hydrogeologiska kartan. Enligt jordartskartan (SGU, 2014) utgörs de ytliga jordarterna omedelbart öster om täkten av utsvallat grus, sandig morän och glacial lera samt berg i dagen. BERÄKNINGSFÖRUTSÄTTNINGAR Önskat vattenuttag: Q 500 = 500 m 3 /dygn, Q 1000 = 1000 m 3 /dygn (Tekniska verken) Beräknad horisontell hydraulisk konduktivitet i formationen: K h = 8, m/s (medelvärdesbildning över den mättade zonen baserat på undersökningar av VIAK, 1969) Formationens vattenförande mäktighet: b = 10 m (baserat på VIAK, 1969) Beräknad transmissivitet vid brunnsområdet: T = 8, m 2 /s (baserat på VIAK, 1969) Antagen effektiv porositet i isälvsmaterial: n e = 0,15 Antagen naturlig grundvattengradient i isälvsavlagring: 0,1 0,5 % Grundvattenbildning: W = mm/år (Rodhe, 2006) Rinntid primär zon: r primär = 100 dygn (Naturvårdsverket, 2011) Rinntid sekundär zon: r sekundär = 365 dygn (Naturvårdsverket, 2011) 2 (7) memo02.docx PM NKKA p:\1353\ _tekniska_verken_vso_\000\19 original\pm vso slaka docx

3 BERÄKNINGAR Vattenbalans Tillrinningsområdets minsta area kan överslagsmässigt uppskattas genom vattenbalansberäkning. Grundvattenbildningen vid ett kontinuerligt uttag måste motsvara eller överstiga grundvattenuttaget. Grundvattenbildningen antas konservativt till 150 mm/år. Den infiltrationsyta (A) som erfordras för att balansera ett års vattenuttag kan beräknas enligt nedanstående samband: Q = A W (1) Tabell 2. Beräkningsresultat vattenbalans. Uttag 500 m 3 /dygn Uttag 1000 m 3 /dygn Area (km 2 ) 1,22 2,43 Motsvarande radiellt avstånd (m) Konvektiva transporttider Som underlag för begränsning av primär och sekundär zon används sambandet konvektiva transporttider (2) (Naturvårdsverket, 2011). Sambandet balanserar volymen aktiv porvolym med volym uttaget vatten under en viss tid och ger indirekt den area av formationen som motsvarar en viss uttagen vattenvolym. Metoden är enkel men bedöms som rimlig då uppgifter om formationens verkliga hydrogeologiska förhållanden och vattentäktens hydrauliska egenskaper är knapphändiga. Q t = π r 2 b n e (2) Tabell 2. Beräkningsresultat konvektiva transporttider. Uttag 500 m 3 /dygn Uttag 1000 m 3 /dygn Primär zon Sekundär zon Primär zon Sekundär zon Radiellt avstånd (m) Area (km 2 ) 0,033 0,122 0,066 0,243 Naturlig grundvattenströmning Som ett komplement och som rimlighetsbedömning till beräkningarna enligt ekvation 2 kan den naturliga grundvattenströmningen uppskattas. Detta gäller speciellt för sekundär och tertiär zon där påverkan från vattenuttag förväntas vara mindre. Den naturliga grundvattenströmningen i området runt vattentäkten är riktad mot norr (SGU, 2014), men kommer att vara från både norr och söder in mot vattentäkten vid uttag. Rimliga värden på grundvattengradienter i genomsläppliga isälvsformationer bedöms vara i storleksordningen promille. Vid beräkningarna har antagits en gradient i intervallet 0,1 0,5 % samt den beräknade horisontella 3 (7) memo02.docx PM NKKA p:\1353\ _tekniska_verken_vso_\000\19 original\pm vso slaka docx

4 konduktiviteten vid vattentäkten. Grundvattenströmningens medelhastighet (v) beräknas med Darcy s lag (3). v = K i n e (3) Tabell 3. Beräkningsresultat naturlig grundvattenströmning. Primär zon Sekundär zon Avstånd (m) INDELNING I SKYDDSZONER De slutligt föreslagna gränserna har gjorts med ledning av resultatet från utförda beräkningar, en samlad geologisk bedömning, vattentäktens läge, grundvattenmagasinets utbredning enligt SGU och förekommande utströmningsområden (SGU, 2014). Förslag till skyddszoner för Slaka vattentäkt framgår av bilaga 1-3. En buffertzon föreslås öster om den av SGU bedömda gränsen för grundvattenmagasinet, p.g.a. täktens närhet till gränsen (10-tals meter) och p.g.a. osäkerheterna kring grundvattenmagasinets utbredning. Gränsen för buffertzonen har ansatts på ett radiellt avstånd av 200 m från vattentäkten. Den yttre gränsen för buffertzonen utgör även gränsen för det tertiära skyddsområdet. Områden med morän eller berg i dagen har exkluderats från buffertzonen då egentligt grundvattenmagasin sannolikt saknas i sådana områden. I övrigt saknar denna gränsdragning geologisk eller hydrogeologisk grund. VATTENTÄKTSZON En vattentäktszon utformas så att den omfattar de befintliga brunnarna. PRIMÄR SKYDDSZON Vattentäkten ligger i östra kanten av grundvattenmagasinet och därför har ett halvcirkulärt skyddsområde ansatts. Arean motsvarar minst den beräknade arean enligt ekvation 2 för respektive skyddszon inom det av SGU bedömda grundvattenmagasinet. Avståndet från vattentäkten till gränsen för primärzon är ca 150 m vid uttaget 500 m 3 /dygn och ca 210 m vid uttaget 1000 m 3 /dygn. De primära zonerna har tillåtits att breda ut sig även inom buffertzonen med samma radiella avstånd, men begränsas av den tertiära skyddszonen. SEKUNDÄR SKYDDSZON De sekundära zonerna har ansatts på samma sätt som de primära zonerna. Avståndet från uttagsbrunn till gränsen för primärzon är ca 280 m vid uttaget 500 m 3 /dygn och ca 390 m vid uttaget 1000 m 3 /dygn. Även de sekundära zonerna har tillåtits att breda ut sig inom buffertzonen med de angivna radiella avstånden, men begränsas av den tertiära skyddszonen. De beräknade avstånden bedöms som rimliga vid jämförelse med motsvarande beräknade avstånd enligt metoden naturlig grundvattenströmning. 4 (7) memo02.docx PM NKKA p:\1353\ _tekniska_verken_vso_\000\19 original\pm vso slaka docx

5 TERTIÄR SKYDDZON Den tertiära zonen avgränsas dels av grundvattenmagasinets bedömda utbredning enligt SGU, dels av utströmningsområdena i norr (Jägarvallen) och i söder (Ånväga). Den tertiära zonen avgränsas också av den ansatta buffertzon som beskrivits ovan. Utbredningen av den tertiära skyddszonen är samma för uttag på 500 m 3 /dygn för uttag på 1000 m 3 /dygn Tillrinningsområdet som krävs, givet den ansatta grundvattenbildningen 150 mm/år, för att balansera uttagen 500 m 3 /dygn och 1000 m 3 /dygn är enligt utförda beräkningar ca 1,2 km 2 respektive 2,4 km 2. Det tertiära skyddsområdet är ca 8 km 2 stort. Uttagen på 500 m 3 /dygn och 1000 m 3 /dygn bedöms därför inte som tillräckligt stora för att påverka de av SGU angivna utströmningsområdena i norr och söder. Uttagen kommer dock att ändra läget för de naturliga rörliga grundvattendelare som finns inom det tertiära skyddsområdet. Kommentarer Förslaget på skyddszoner är endast baserat på befintliga uppgifter och är av teoretisk hydrogeologisk karaktär. Därför har t.ex. grundvattenbildningen vid beräkningarna ansatts lågt, i syfte att inte underskatta skyddszonernas utbredning. Andra osäkerheter är grundvattenmagasinets mäktighet, utanför det tidigare undersökta vattentäktsområdet, grundvattenytans lutning, både den naturliga och vid uttag i täkten. Det tertiära skyddsområdets utbredning kan lämpligen justeras i vissa fall efter mer praktiska aspekter, t.ex. administrativa gränser eller baserat på risker. Detta gäller speciellt vid gränsen i norr där ett utströmningsområde antas vid Jägarvallen. Dels p.g.a. att det inte är känt exakt var utströmningsområdet är och dels då avståndet är stort till vattentäkten. Likaså kan gränsdragningen för buffertzon öster om täkten vara av mer administrativ karaktär då hydrogeologisk motivering saknas. Grundvattenmagasinets utbredning öster om täkten bedöms som högst osäkert. Sannolikt är grundvattenmagasinets utbredning större mot öster än vad som anges på den hydrogeologiska kartan (SGU, 2014). För att bättre bedöma utbredningen krävs undersökningar, t.ex. rördrivning. För att med större tillförlitlighet bestämma formationens och brunnarnas hydrauliska egenskaper krävs en provpumpning och samtidig mätning av grundvattennivåer i omgivande observationsrör. En provpumpning kan även ge svar på grundvattenmagasinets hydrauliska gränser och i bästa fall formen på avsänkningstratten och täktens tillrinningsområde. Resultat från ev. fältundersökningar kan leda till att skyddszonerna behöver revideras för att på ett bättre sätt motsvara Naturvårdsverkets handbok (Naturvårdsverket, 2011). 5 (7) memo02.docx PM NKKA p:\1353\ _tekniska_verken_vso_\000\19 original\pm vso slaka docx

6 Sweco Environment AB Jönköping Vatten och miljö Niklas Ekstrand Uppdragsledare Helen Eklund Granskare Underlag Tekniska verken (2013), underlag för beräkning, teoretiska grundvattenuttag. Redovisning av platsbesök Tekniska verken. Brunnslägen m.m. Handbok om vattenskyddsområden, Handbok 2010:5, utgåva 1, (2011) Stockholm: Naturvårdsverket Platsbesök , Sweco Environment och Tekniska verken. PM angående undersökningar för vattenförsörjningen inom Slaka samhälle, beteckning , daterad (1969) Stockholm: VIAK AB. Brunnsarkivet (2014). [www] Sveriges geologiska undersökning (SGU) < > hämtad Förteckning över vattentäkter i E-län, tabell och karta. (1976) Länsstyrelsen i Östergötlands län. Grundvattenkarta - (2014). [www] Sveriges geologiska undersökning (SGU) < > hämtad Jordartskarta - (2014). [www] Sveriges geologiska undersökning (SGU) < > hämtad Vattenkartan (2014). [www] Sveriges länsstyrelser i samverkan< hämtad Johansson, H G., Gorbatschev, R. (1973) Beskrivning till geologiska kartbladet Linköping SO, SGU Serie Ae nr 13. Stockholm: Sveriges Geologiska Undersökning Geologiska kartbladet Linköping SO, skala 1:50 000, SGU Serie Ae nr 13. (1973) Stockholm: Sveriges Geologiska Undersökning Fromm, E. (1976) Beskrivning till jordartskartan Linköping NO, SGU Serie Ae nr 19. Stockholm: Sveriges Geologiska Undersökning 6 (7) memo02.docx PM NKKA p:\1353\ _tekniska_verken_vso_\000\19 original\pm vso slaka docx

7 Jordartskartan Linköping NO, skala 1:50 000, SGU Serie Ae nr 19. (1975) Stockholm: Sveriges Geologiska Undersökning Magnusson, N. H., Munthe, H., Rosén, S. (1922) Beskrivning till kartbladet Mjölby med en tavla (karta skala 1:50 000), SGU Serie Aa nr 150. Stockholm: Sveriges Geologiska Undersökning Carlsson, L., Gustafsson, G. (1984) Provpumpning som geohydrologisk undersökningsmetodik. Stockholm: Byggforskningsrådet. Rodhe, A., m.fl. (2006) Grundvattenbildning i svenska typjordar översiktlig beräkning med en vattenbalansmodell. Uppsala: Uppsala universitet, Institutionen för geovetenskaper. 7 (7) memo02.docx PM NKKA p:\1353\ _tekniska_verken_vso_\000\19 original\pm vso slaka docx

8 Bilaga 1a. Förslag till utbredning av skyddszoner vid uttag på 500 kbm/dygn. Bakgrund: Terrängkartan Lantmäteriverket. Ärende nr MS2011/02599 Uttagsbrunn Q500 Sekundär zon Q500 Primär zon m

9 Bilaga 1b. Förslag till utbredning av skyddszoner vid uttag på 500 kbm/dygn. Bakgrund: Hydrogeologiska kartan SGU (Sveriges Geologiska Undersökning) Uttagsbrunn Q500 Sekundär zon Q500 Primär zon m

10 Bilaga 1c. Förslag till utbredning av skyddszoner vid uttag på 500 kbm/dygn. Bakgrund: Jordartskartan SGU (Sveriges Geologiska Undersökning) Uttagsbrunn Q500 Sekundär zon Q500 Primär zon m

11 Bilaga 2a. Förslag till utbredning av skyddszoner vid uttag på 1000 kbm/dygn. Bakgrund: Terrängkartan Lantmäteriverket. Ärende nr MS2011/02599 Uttagsbrunn Q1000 Primär zon Q1000 Sekundär zon m

12 Bilaga 2b. Förslag till utbredning av skyddszoner vid uttag på 1000 kbm/dygn. Bakgrund: Hydrogeologiska kartan SGU (Sveriges Geologiska Undersökning) Uttagsbrunn Q1000 Primär zon Q1000 Sekundär zon m

13 Bilaga 2c. Förslag till utbredning av skyddszoner vid uttag på 1000 kbm/dygn. Bakgrund: Jordartskartan SGU (Sveriges Geologiska Undersökning) Uttagsbrunn Q1000 Primär zon Q1000 Sekundär zon m

14 Bilaga 3a. Förslag till utbredning av skyddszoner. Bakgrund: Terrängkartan Lantmäteriverket. Ärende nr MS2011/02599 Uttagsbrunn Q500 Sekundär zon Q500 Primär zon Q1000 Primär zon Q1000 Sekundär zon Kilometers

15 Bilaga 3b. Förslag till utbredning av skyddszoner. Bakgrund: Hydrogeologiska SGU (Sveriges Geologiska Undersökning) Uttagsbrunn Q500 Sekundär zon Q500 Primär zon Q1000 Primär zon Q1000 Sekundär zon Kilometers

16 Bilaga 3c. Förslag till utbredning av skyddszoner. Bakgrund: SGU (Sveriges Geologiska Undersökning) Uttagsbrunn Q500 Sekundär zon Q500 Primär zon Q1000 Primär zon Q1000 Sekundär zon Kilometers