City Link etapp 2. PM Hydrogeologi. Underlag för tillståndsprövning enligt miljöbalken

Transkript

1 PM Hydrogeologi Underlag för tillståndsprövning enligt miljöbalken FÖRFATTARE DATUM

2 Innehållsförteckning... 1 Inledning Utredningsmetodik Läsanvisning Planerad anläggning Terminologi, begrepp och definitioner Underlagsdokument Utredningar och metodik Nulägesbeskrivning Områdesindelning Iterativ modelluppbyggnad Geomodell Sättningskänsliga områden Beskrivning av berggrund och svaghetszoner Hydrogeologisk konceptualisering Grundvattenbalans Riskidentifiering Syfte och strategi Grundvattenberoende byggnader och anläggningar Energianläggningar och brunnar Grundvattenberoende naturvärden Förorenad mark Insamling och hantering av data Databas ADA Arkivsökning av geo-information Inventering av befintliga berganläggningar Sammanställning av tidigare och pågående grundvattenpåverkan Undersökningar, metoder och omfattning Geotekniska undersökningar Hydrogeologiska undersökningar Hydrauliska undersökningsmetoder Vattenprovtagning och analys Hydrogeologisk fältkartering i Danderyd Beräkningar och prognoser Inläckage Påverkansområde Beräkning av grundvattennivåsänkning Riskbedömning/Riskhantering Bedömning av effekter från påverkan vid riskobjekt Bedömt behov av skyddsåtgärder

3 3 Översiktlig beskrivning av utredningsområdet Topografi och bebyggelse Berggrund och tektonik Jordlager Sättningsberäkningar i punkt Avrinning Berggrundens grundvattenförhållanden Hydrogeologisk berggrundsklassificering Grundvattennivåer i berggrund Grundvattenbildning i berggrund Jordlagrens grundvattenförhållanden Hydrogeologiska kartor Huvudområde Danderyd - Bergshamra Avgränsning Topografi och ytavrinning Berggrund Svaghetszoner Jordlager Grundvattenförhållanden Grundvatten i jord Grundvatten i berg Påverkade grundvattenförhållanden Dränerande anläggningar och byggnader Tunnelbana Avloppstunnel Större dagvattenstråk och utdikningar Ledningstunnlar Övrigt Delområde 1.1 Norra Danderyd Grundvattenmagasin 1:1a Ekeby Grundvattenmagasin 1:1b Berga och Ekebysjön Grundvattenmagasin 1:1c Rinkeby golfbana Grundvattenmagasin 1:1d Nora Delområde 1.2 Södra Danderyd Grundvattenmagasin 1:2a Västra Mörby Grundvattenmagasin 1:2b Granparken Grundvattenmagasin 1:2c Danderyds sjukhus Norra Grundvattenmagasin 1:2d Danderyds sjukhus Södra Delområde 1.3 Stocksund - Bergshamra Grundvattenmagasin 1:3a Stockholmsvägen Grundvattenmagasin 1:3b Sveden Grundvattenmagasin 1:3c Stocksundstorp

4 4.9.4 Grundvattenmagasin 1:3d Bergshamra Södra Huvudområde Norra Djurgården Avgränsning Topografi och ytavrinning Berggrund Svaghetszoner Jordlager Grundvattenförhållanden Grundvatten i jord Grundvatten i berg Påverkade grundvattenförhållanden Dränerande anläggningar och byggnader Tunnelbana Norra länken Delområde 2.1 Frescati - Lappkärret Grundvattenmagasin 2:1a Bergiusvägen Grundvattenmagasin 2:1b Lappkärret Grundvattenmagasin 2:1c Frescatihallen Grundvattenmagasin 2:1d Bergianska trädgården Delområde 2.2 Laduviken Grundvattenmagasin 2:2a Laduviken Grundvattenmagasin 2:2b Universitetet Grundvattenmagasin 2:2c Roslagsvägen Grundvattenmagasin 2:2d Kräftriket Delområde 2.3 Albano - Uggleviken Grundvattenmagasin 2:3a Uggleviken Grundvattenmagasin 2:3b KTH Grundvattenmagasin 2:3c Albano Huvudområde Östermalm Avgränsning Topografi och ytavrinning Berggrund Svaghetszoner Jordlager Påverkade grundvattenförhållanden Grundvattenförhållanden Grundvatten i jord Grundvatten i berg Dränerande anläggningar och byggnader Tunnelbana Norra länken

5 6.6.3 Anläggningar med sekretess Infiltrationsanläggningar Dränerande byggnader Delområde 3.1 Roslagstull Grundvattenmagasin 3:1a Roslagstull Delområde 3.2 Centrala Östermalm Grundvattenmagasin 3:2a Övre Östermalm Grundvattenmagasin 3:2b Karlavägen-Östermalmstorg Grundvattenmagasin 3:2c Västra Karlaplan-Strandvägen Grundvattenmagasin 3:2d Träsksjön Grundvattenmagasin 3:2e Humlegården-Nybroviken Delområde 3.3 Östra Östermalm Grundvattenmagasin 3:3a Starrbäcksängen-Tennisstadion Grundvattenmagasin 3:3b Fältöversten Delområde 3.4 Stockholmsåsen Grundvattenmagasin 3:4a Stockholmsåsen Delområde 3.5 Saltsjön Grundvattenmagasin 3:5a Gamla stan Grundvattenmagasin 3:5b Skeppsholmen och Kastellholmen Grundvattenmagasin 3:5c Västra Djurgården Huvudområde Södermalm Avgränsning Topografi och ytavrinning Berggrund Svaghetszoner Jordlager Grundvattenförhållanden Grundvatten i jord Grundvatten i berg Påverkade grundvattenförhållanden Dränerande anläggningar och byggnader Eriksdalstunneln Katarinagaraget Stadsgårdstunneln Söderledstunneln Södra länken Södra tunneln Tunnelbanan Skrapan (tidigare Skatteskrapan) Infiltrationsanläggningar Anläggningar med sekretess Projekt under byggnation/framtida projekt

6 7.7 Delområde 4.1 Norra Södermalm Grundvattenmagasin 4:1a Mariatorget Grundvattenmagasin 4:1b Slussen och Stadsgårdskajen Grundvattenmagasin 4:1c Folkungagatan Västra Grundvattenmagasin 4:1d Fatbursområdet Grundvattenmagasin 4:1e Folkungagatan Östra och Tegelviken Delområde 4.2 Södra Södermalm Grundvattenmagasin 4:2a Katarina Bangata Västra Grundvattenmagasin 4:2b Katarina Bangata Östra Grundvattenmagasin 4:2c Vintertullstorget Grundvattenmagasin 4:2d Skanstull Grundvattenmagasin 4:2e Eriksdal Grundvattenmagasin 4:2f Färgarplan Delområde 4.3 Hammarby Grundvattenmagasin 4:3a Gullmarsplan Grundvattenmagasin 4:3b Södra Hammarbyhamnen Påverkan Allmänt Inläckage av grundvatten till tunnelanläggning Inläckage kabeltunnel Inläckage ventilationsschakt och jordtunnel Inläckage tunnelanläggning Påverkansområde Grundvattennivåsänkning Ventilationsschakt Ventilationsschakt Mörby Ventilationsschakt Stocksundet Ventilationsschakt Frescati Ventilationsschakt KTH Ventilationsschakt Stadsgårdskajen Ventilationsschakt Skanstull inklusive jordtunnel Konsekvenser Allmänt Grundvattenberoende grundläggning Effekter och konsekvenser Norra Danderyd Södra Danderyd - Bergshamra Norra Djurgården Östermalm Vattenområde Saltsjön Södermalm

7 9.3 Energianläggningar och brunnar Effekter och konsekvenser Norra Danderyd Södra Danderyd och Bergshamra Norra Djurgården Östermalm Saltsjön Södermalm och Hammarbyhamnen Grundvattenberoende naturvärden Effekter och konsekvenser Biotoper Stockholm Biotoper i Danderyd och Bergshamra Skyddsvärda träd Randzon Norra Danderyd Södra Danderyd och Bergshamra Norra Djurgården Östermalm Saltsjön Södermalm och Hammarbyhamnen Förorenad mark Effekter och konsekvenser Norra Danderyd Södra Danderyd och Bergshamra Norra Djurgården Östermalm Saltsjön Södermalm - Hammarbyhamnen Ventilationsschakt Ventilationsschakt Mörby Ventilationsschakt Stocksundet Ventilationsschakt Frescati Ventilationsschakt KTH Ventilationsschakt Stadsgårdskajen Ventilationsschakt Skanstull Kontrollprogram och skyddsåtgärder Allmänt Risköversikt bortledning av grundvatten Risköversikt ökad mängd grundvatten Övriga kontroller Förslag till omfattning Skyddsåtgärder

8 Skyddsinfiltration Åtgärdsnivåer för styrning Val av åtgärdsnivåer Sammanställning och analys av data Referenser Framtagna underlagsdokument Övriga referenser Ordlista BILAGOR Bilaga A Kartbilaga, sid 1-28 (A3)

9 1 Inledning Föreliggande dokument, PM Hydrogeologi, utgör en del av underlaget för ansökan om tillstånd för vattenverksamhet avseende tunnelanläggning City Link etapp 2. Den del av anläggningen som byggs i berg (kabeltunnel) är ca 13,4 km lång och sträcker sig från Anneberg i Danderyd i norr till Skanstull i Hammarbyhamnen i söder. Anläggningen omfattar även sex ventilationsschakt i berg fördelade längs sträckningen. Tunnelanläggningen kommer till stora delar att byggas under rådande grundvattennivå, vilket medför bortledning av grundvatten under såväl byggskede som driftskede. Genom tätningsarbeten eftersträvas lågt inläckage och genom kontroll- och skyddsåtgärder är målsättningen att skador skall undvikas. Huvudsakliga syften med detta dokument är att redovisa kunskapsläget avseende nuvarande hydrogeologiska förhållanden inom projektet, redovisa vilken påverkan som förväntas uppkomma till följd av projektet, vilka konsekvenser denna påverkan förväntas ge på riskobjekt inom det hydrogeologiska påverkansområdet samt att redovisa vilka kontroller som föreslås för att kunna dokumentera projektets miljökonsekvenser och vilka skyddsåtgärder som kan vidtas för att minimera negativa miljökonsekvenser. Det arbete som ligger till grund för PM Hydrogeologi har utförts inom ett så kallat utredningsområde. 1.1 Utredningsmetodik Arbetet som ligger till grund för denna handling har i huvudsak genomförts i enlighet med den struktur som redovisas i tabell 1.1 och som beskrivs översiktligt i följande text. Utredningar och undersökningar redovisas i ett antal fristående dokument vilka hänvisas till i löpande text. Utredningsmetodiken har indelats i följande steg: 1) Nulägesbeskrivning: Inventering av äldre geounderlag samt kompletterande undersökningar har utförts i syfte att nå det kunskapsinnehåll som behövs för att analysera verksamhetens grundvattenpåverkan och miljökonsekvenser. Merparten av underlaget har organiserats i en databas och det samlade resultatet av utredningsarbetet redovisas i en Nulägesbeskrivning. En översiktlig beskrivning av utredningsområdet finns i kapitel 3 och detaljerade beskrivningar i kapitel 4 till kapitel 7. 2) Riskobjekt: Objekt som kan vara känsliga för grundvattenpåverkan har inventerats inom projektets utredningsområde. De objektstyper som bedöms kunna vara känsliga är: grundvattenberoende grundläggning, energianläggningar i berg och brunnar, grundvattenberoende naturvärden samt förorenad mark. Känsliga objekt som riskerar grundvattenpåverkan och som är belägna inom påverkansområdet (se punkt 3 nedan) utgör projektets Riskobjekt. Samtliga inventerade objekt redovisas i separata handlingar, se lista i kapitel ) Påverkan: Grundvattenpåverkan i form av grundvattenbortledning (inläckage), område utanför vilket någon skada pga grundvattennivåförändringar inte behöver befaras (påverkansområde) samt potentiella nivåförändringar har bedömts. Dessa bedömningar baseras på ett flertal PM Hydrogeologi

10 beräkningar samt erfarenheter från liknande projekt och är konservativt valda så att faktisk påverkan blir mindre än vad som redovisas. Utförda beräkningar sammanfattas i kapitel 8 samt redovisas i detalj i separat handling, se lista i kapitel ) Konsekvenser: Effekter och konsekvenser på riskobjekt samt förslag till kontrollprogram och skyddsåtgärder. Projektets övergripande strategi är att inga skador ska uppstå. Redovisning av konsekvenser ges i kapitel 9. Förslag till kontrollprogram och skyddsåtgärder redovisas i kapitel 10. Tabell 1.1 Utredningsmetodik med utredningssteg och omfattning. Nulägesbeskrivning Riskobjekt Påverkan Konsekvenser A Inventering A Inventering A Beräkningar A Konsekvenser på riskobjekt B Kompletterande undersökning 1 Grundvattenberoende grundläggning B Erfarenheter B Förslag kontrollprogram 1 Geologi jordlager 2 Energianläggningar berg/övriga brunnar 2 Geologi berg 3 Grundvattenberoende naturvärden C Bedömningar C Skadeförebyggande åtgärder 1 Inläckage 3 Geoteknik 4 Förorenad mark 2 Påverkansområde 4 Grundvattenmagasin B Gruppering Urval 3 Avsänkning 5 Hydrauliska egenskaper 1 Grundvattenberoende objekt 6 Grundvattennivåer/- tryck 7 Grundvattenbildning 8 Nuvarande påverkan 1.2 Läsanvisning I föreliggande PM Hydrogeologi redovisas vilken påverkan tunnelanläggning City Link etapp 2 bedöms kunna få på omgivningen. I handlingen redovisas bedömt påverkansområde, vilka enskilda och allmänna intressen (objekt) som riskerar negativa konsekvenser samt vilka kontroller och skyddsåtgärder som planeras för att hantera dessa risker så att skador inte uppkommer. Handlingens kapitel 2 redovisar vilka utredningar och metodiker som använts och i kapitel 3 redovisas översiktligt områdets rådande geologiska och hydrogeologiska förhållanden. I kapitel 4 till kapitel 7 redovisas i detalj för olika huvudområden geologiska och hydrogeologiska förhållanden. Dessa fyra kapitel kan läsas separat beroende på vilken geografisk del man är intresserad av. I efterföljande kapitel 8 och kapitel 9 redovisas anläggningens bedömda grundvattenpåverkan respektive vilka konsekvenser som bedöms kunna uppstå på olika riskobjekt inom påverkansområdet. I kapitel 10 redovisas förslag till kontrollprogram samt planerade skyddsåtgärder. I kapitel 11 och kapitel 12 redovisas dokumentreferenslista respektive hydrogeologisk ordlista. 1.3 Planerad anläggning Den ca 13,4 km långa kabeltunneln byggs med tunnelborrmaskin (TBM) från start vid Anneberg till ventilationsschakt Skanstull i söder, se figur 1.1. På en ca 200 meter lång sträcka under Saltsjön är berget av sämre kvalitet (flertal svaghetszoner) och kabeltunneln kommer där att byggas med konventionell bergteknik genom sprängning, successiv förstärkning och injektering från tunnelfront. För PM Hydrogeologi

11 detaljerad beskrivning av planerade anläggningsarbeten samt teknisk utformning hänvisas till separat Teknisk beskrivning ingående i ansökan. Längs kabeltunneln kommer 6 ventilationsschakt att byggas för att ventilera ut överskottsvärme och för uppumpning av vatten. Schaktens lägen visas i figur 1.1. Ventilationsschakten utgörs av ytligt placerade teknikrum, vertikalschakt ner till kabeltunnelnivå samt förbindelsetunnlar mellan vertikalschakt och kabeltunnel. Följande ventilationsschakt kommer att byggas: Ventilationsschakt Mörby Ventilationsschakt Stocksundet Ventilationsschakt Frescati Ventilationsschakt KTH (Kungliga Tekniska högskolan) Ventilationsschakt Stadsgårdskajen Ventilationsschakt Skanstull Ventilationsschakt Skanstull förbinds med transformatorstation Skanstull via en ca 100 meter lång jordtunnel. Kabeltunneln kommer i princip att tätas enligt de krav (tätningsbehov) som redovisas i Ingenjörsgeologisk prognos (IP), se Teknisk beskrivning. Kraven baseras på vilken täthet som eftersträvas för olika sträckor. För att planera tätnings- och förstärkningsarbeten i detalj kommer bergets kvalitet och hydrauliska egenskaper framför tunnelfronten fortlöpande att undersökas genom försondering. Där genomsläppligt berg påträffas tätas berget med förinjektering med cementbaserade tätningsmedel, vilket även gäller ventilationsschakten. Efterinjektering planeras endast i liten omfattning. I de fyra först nämnda ventilationsschakten kommer vertikalschakten att drivas med raiseborrning (se beskrivning i Teknisk beskrivning), medan schakten vid Stadsgårdskajen och Skanstull kommer att drivas med traditionellt berguttag med borrning och sprängning från bergöverytan (schaktsänkning) ner till kabeltunnelnivå. Bergschakt för anläggande av teknikutrymme kommer att utföras med konventionellt med borrning och sprängning. Tätning av berget görs med förinjektering. Profil med mark- och bergyta längs kabeltunnelns sträckning samt ventilationsschakt visas i figur 1.2. Anläggningens lågpunkter planeras till ventilationsschakten Stocksundet och Stadsgårdskajen och en mellanliggande höjdpunkt vid ventilationsschakt Frescati. PM Hydrogeologi

12 Figur 1.1 Orienteringskarta tunnelanläggning City Link etapp 2 PM Hydrogeologi

13 Söder om Stadsgårdskajen har kabeltunneln två alternativa höjdlägen, ett ytligt förstahandsalternativ (alternativ 1) och ett djupare andrahandsalternativ (alternativ 2). Andrahandsalternativet med djupare profilläge är anpassat till planerad ny tunnelbana. Figur 1.2 Tunnelprofil med mark- och bergyta samt lägen för ventilationsschakt. Gult markerar jordlager på berg, blått markerar större vattenområden. På sträckan mellan Stadsgårdskajen och Skanstull redovisas två alternativa profilsträckningar; ett ytligare förstahandsalternativ och ett djupare andrahandsalternativ som anpassats till planerad tunnelbana. 1.4 Terminologi, begrepp och definitioner I föreliggande handling används följande övergripande begrepp och definitioner. Hydrogeologisk terminologi förklaras i kapitel 12. Tunnelanläggning City Link etapp 2 planerad tunnelanläggning inklusive kabeltunnel och övriga anläggningsdelar såsom exempelvis ventilationsschakt och tunnelpåslag. I de fall enskilda anläggningsdelar avses, anges detta i löpande text. Termen Tunnelanläggning används i detta dokument synonymt med de delar av City Link etapp 2 som innebär vattenverksamhet. Vattenverksamhet - benämningen på verksamheter och åtgärder som förändrar vattnets djup eller läge, avvattnar mark, leder bort grundvatten eller ökar grundvattenmängden genom tillförsel av vatten. Utredningsområde område inom vilket utredningar gjorts för att klarlägga hydrogeologiska och övriga georelaterade förhållanden samt för att identifiera objekt som är känsliga för grundvattenpåverkan. Utredningsområdet är väl tilltaget och når i huvudsak ut till stabila hydrauliska gränser i syfte att fånga in samtliga förhållanden för att kunna beskriva projektets risker, effekter, konsekvenser, funktionskrav, underlag för tekniska lösningar etc. Valet av utredningar och deras omfattning inom Utredningsområdet styrs bland annat av närhet till projektets anläggningsdelar, hydrogeologiska förhållanden och förekomst av riskobjekt. PM Hydrogeologi

14 Huvudområde Utredningsområdet har delats in i fyra Huvudområden vars gränser utgör tydliga hydrauliska avgränsningar och/eller logiska administrativa gränser. Delområde Huvudområden har delats in i ett antal Delområden vars gränser utgörs av hydrauliska gränser, huvudsakligen vattendelare. Delområden har även används för att dela upp enskilda större grundvattenmagasin eller system av magasin. Kontrollområde grundvatten område inom vilket kontroll av grundvattenpåverkan och dess konsekvenser dokumenteras inom ramen för kontrollprogram genom olika typer av kontroller; huvudsakligen mätningar. När det gäller tunnelprojekt City Link etapp 2 utgör Utredningsområdet även Kontrollområde grundvatten. Påverkansområde (hydrogeologiskt) område utanför vilket någon skada på grund av grundvattennivåförändring inte behöver befaras. Området är väl tilltaget (konservativt) och vid bedömning av områdets utbredning har hänsyn tagits till planerade skyddsåtgärder såsom tätning av anläggningen, dock ej skyddsinfiltration. I denna handling har yttre gräns för påverkansområdet valts till 0,3 meter i jord alternativt 1,0 meter i berg (beroende på vilket som ger störst utbredning). Störst avsänkning i berg antas erhållas på kabeltunnelnivå. Grundvattenpåverkan - avser inläckage av grundvatten till tunnelanläggningen, påverkansområdets utbredning samt grundvattennivåförändringar inom påverkansområdet. Riskobjekt grundvattenberoende objekt inom påverkansområdet som riskerar att skadas till följd av vattenverksamheten, vilket huvudsakligen omfattar följande typer av objekt: Grundvattenberoende grundläggning - byggnader och anläggningar med grundläggning känslig för marksättningar och/eller med grundläggning som för sin funktion är direkt beroende av grundvattennivå. Grundvattenberoende naturvärden - skyddsvärda träd och biotoper vilka kan skadas av grundvattennivåförändring. Energianläggningar i berg/brunnar - energibrunnar i berg och brunnar för vattenuttag vilka kan skadas av sänkta grundvattennivåer. Förorenad mark verksamheter som hanterat kemiska ämnen vilka kan innebära förhöjd risk vid spridning. Ändrade grundvattenförhållanden kan påverka spridning, mobilisering mm av föroreningar i mark och/eller vatten. 1.5 Underlagsdokument Ett antal underlagsdokument har tagits fram inom ramen för det hydrogeologiska utredningsarbetet. Dessa dokument är: [1] PM Inventering Grundvattenberoende grundläggning, 2015, COWI [2] PM Inventering Energianläggningar i berg, COWI [3] PM Inventering Grundvattenberoende naturvärden, COWI PM Hydrogeologi

15 [4] PM Inventering Markföroreningar, COWI [5] PM Hydrogeologiska förhållanden i berg, COWI [6] PM Metodbeskrivning Geomodell, COWI [7] PM Hydrauliska beräkningar, COWI [8] PM Riskanalys marksättningar, COWI [9] PM Calculation, Geotechnical Engineering (PM_G0011), COWI [10] Ground Investigation Report, SWECO, [11] Ground Investigation Report, Geotechnical Engineering (RA_G0011), COWI, [12] Ground Investigation Report, Hydrogeology (RA_G0012), COWI, I föreliggande PM används följande notering för hänvisning till underlagsdokument, exempelvis: ([1], 2015). Referenslista till övriga dokument eller annat underlag redovisas i kapitel 11. PM Hydrogeologi

16 2 Utredningar och metodik Det finns omfattande dokumentation, kunskap och erfarenheter när det gäller mark- och grundvattenförhållanden samt av tidigare grundvattenproblematik för det aktuella utredningsområdet. Denna historiska kunskapsbas har tillsammans med nya mätningar och undersökningar använts för de analyser och prognoser som redovisas i föreliggande PM. Där genomförda analyser visar osäkerheter rörande skaderisker har konservativt valda bektraktelsesätt använts. I föreliggande kapitel redogörs kortfattat för genomförda inventeringar, undersökningar och utredningar. Inom ramen för planerad tunnelanläggning har betydande utredningsinsatser genomförts för att öka den hydrogeologiska kunskapsbasen. Syftet med utredningsinsatserna är att beskriva rådande förhållanden av betydelse för områdets hydrogeologi och för att identifiera projektets miljörisker. Dessa utredningsinsatser omfattar inventering, kompletterande undersökningar, beräkningar och analyser, vilka huvudsakligen utförts inom ett definierat utredningsområde. I detta kapitel beskrivs översiktligt genomförda utredningar och vilka metodiker som använts samt var i dokumentet och i andra handlingar som resultaten redovisas. Grundvattenförhållandena inom utredningsområdet är sedan lång tid påverkade av olika markarbeten, undermarksanläggningar samt olika åtgärder som resultat av områdets urbanisering. Detta medför bland annat att grundvattenbildningen begränsas av hårdgjorda ytor och av bortledning av dagvatten, att grundvatten dräneras via undermarksanläggningar och otäta ledningar samt att vatten tillförs via infiltrationsanläggningar och läckande ledningar. Grundvattenbortledning via befintliga undermarksanläggningar har sänkt grundvattennivåer i stora delar av Östermalm och Södermalm, lokalt även i Danderyd, Bergshamra och Norra Djurgården. Rådande förhållanden redovisas översiktligt i kapitel 3 i denna PM, samt i detalj i kapitel 4 till kapitel 7 där de olika huvudområdena beskrivs var för sig. Utredningsinsatser har fokuserats till områden där det finns objekt som kan skadas av grundvattennivåförändringar. Följande typer av objekt har identifierats: Grundvattenberoende grundläggning byggnader och anläggningar som är känsliga för grundvattensänkning, antingen genom att konsolideringssättningar uppkommer i lera eller att trägrundläggningar på sikt förstörs (nedbrytning genom rötning). Vid höjda grundvattennivåer kan översvämning uppstå. Grundvattenberoende grundläggningar inom utredningsområdet redovisas i separat handling ([1], 2015). Riskobjekt inom påverkansområdet redovisas i kapitel 9. Energianläggningar i berg grundvattennivåsänkning i berg kan påverka anläggningar genom minskat möjligt effektutbyte via energibrunnar. Sänkta nivåer kan även minska uttagskapacitet av vatten i vattenbrunnar. Anläggningar med brunnar i berg inom utredningsområdet, huvudsakligen energianläggningar, redovisas i separat handling ([2], 2015). Riskobjekt inom påverkansområdet redovisas i kapitel 9. Grundvattenberoende naturvärden - grundvattensänkning kan minska mängden växttillgängligt vatten vilket kan skada värdefulla träd och biotoper. Även vid höjda grundvattennivåer kan PM Hydrogeologi

17 skada uppkomma. Grundvattenberoende naturvärden inom utredningsområdet redovisas i separat handling ([3], 2015). Riskobjekt inom påverkansområdet redovisas i kapitel 9. Förorenad mark föroreningar i mark kan mobiliseras och spridas vid ändrade grundvattennivåer. Verksamheter inom utredningsområdet som kan innebära förekomst av föroreningar i mark samt förhöjd risk vid spridning redovisas i separat handling ([4], 2015). Riskobjekt inom påverkansområdet redovisas i kapitel 9. Vattenförande zoner i berg kan ge lokala sänkningar av grundvattennivåer i jord och berg på relativt stora avstånd från tunnelanläggningen. För att identifiera och karakterisera zoner och berggrundens geologiska och hydrogeologiska förhållanden, har ett stort antal brunnar borrats och hydraultester genomförts. Jordlagrens uppbyggnad och hydrogeologiska förhållanden har undersökts genom sonderingar och hydrauliska observationer i olika typer av undersökningspunkter. Resultat från undersökningar i jord och berg redovisas i separata handlingar ([10-12], 2014). Hydrogeologiska förhållanden i berg redovisas i separat handling ([5], 2015). Inventerat geologiskt, geotekniskt och hydrogeologiskt material har samlats i en databas vilket möjliggjort ett flertal analyser och framtagande av olika modeller, bl a bergnivåmodell, geomodell över jordlager och grundvattennivåmodell. Metodbeskrivning för framtagande av modeller redovisas i separat handling ([6], 2015). 2.1 Nulägesbeskrivning En nulägesbeskrivning över de geologiska och hydrogeologiska förhållandena har tagits fram för omgivningarna längs tunnelanläggningen (kapitel 4 till kapitel 7). I denna beskrivning redovisas för de fyra huvudområdena rådande hydrogeologiska förhållanden, men även den historiska utvecklingen i de fall där detta bedöms ha betydelse för projektet. En översiktlig beskrivning redovisas i kapitel 3. Nulägesbeskrivningen syftar till att ge en grundlig förståelse för det hydrogeologiska systemet avseende förhållanden i jord och berg samt för den urbana utvecklingens påverkan på systemet. Beskrivningen syftar också till att nå förståelse för hur känsligt systemet är i olika områden längs med tunnelanläggningen. Nulägesbeskrivningen använts för analys av risker samt för bedömning av anläggningens påverkan på grundvattenförhållanden, effekter och konsekvenser på känsliga objekt inom påverkansområdet (riskobjekt) Områdesindelning Ett utredningsområde har tagits fram inom vilket eftersökning och insamling av befintlig data, fältundersökningar, beräkningar och analyser har utförts. Utredningsområdet är väl tilltaget (konservativt) så att tunnelns påverkansområde med marginal ryms inom området. Utredningsområdet har utgjort ram för inventering av georelaterat underlag samt av riskobjekt. Utredningsområdet är indelat i fyra huvudområden med avgränsningar som i huvudsak utgör entydiga hydrogeologiska gränser såsom stora vattenområden och tydliga vattendelare. I nedan följande punktlista redovisas i vilka kapitel där geologiska och hydrogeologiska förhållanden beskrivs. De fyra huvudområdena är: PM Hydrogeologi

18 Danderyd-Bergshamra (kapitel 4) Norra Djurgården (kapitel 5) Östermalm (kapitel 6) Södermalm (inklusive del av Hammarby) (kapitel 7) Huvudområdena är indelade i ett antal delområden. Ett delområde omfattar ett eller flera avrinningsområden som i sin tur innehåller ett eller flera grundvattenmagasin i jord Iterativ modelluppbyggnad För att effektivt och strukturerat hantera inventerings- och analysarbetet inom utredningsområdet, har en hydrogeologisk konceptualisering utförts i steg i iterativa cykler. Detta innebär att en inledande datainsamling av befintligt material har gjorts, varefter en översiktlig första beskrivande modell tagits fram. Denna primära modell har utgjort grund för planering av kompletterande fältundersökningar och för fortsatta utredningar. Förfinade och mer detaljerade modeller har därefter tagits fram successivt tills en tillfredsställande kunskapsnivå uppnåtts. De modellförbättringar som erhållits i de iterativa stegen har delvis kvantifierats genom osäkerhetsanalyser. Utgående från resultat av efterföljande beräkningar avseende tunnelanläggningens potentiella påverkan, har bland annat påverkansområdets utbredning bedömts och riskobjekt identifierats. I de fall högre detaljeringsgrad krävts (för att minska osäkerheter) har förfinade analyser och beräkningar gjorts Geomodell En geomodell har tagits fram för att utgöra verktyg i arbetet med att skapa en konceptuell hydrogeologisk förståelse av jordlagrens grundvattenmagasin inom utredningsområdet. Hydrogeologisk konceptualisering kräver bland annat kunskap om storskalig och lokal grundvattenströmning, förekomst av vattendelare och grundvattenförande jordlager, grundvattenmagasinens utbredning och hydraulisk inbördes kontakt samt utbredning och mäktighet av olika jordlager. Geomodellen är ett kraftfullt verktyg för att uppnå denna förståelse eftersom den på ett effektivt sätt sammanfattar och visualiserar stora mängder data av olika typ och ursprung. Modellen har också använts för att numeriskt uppskatta olika typer av osäkerheter i utförda tolkningar för att bland annat identifiera områden med potentiellt sättningskänslig mark samt för att genomföra sättningsberäkningar, se separat handling ([8], 2015). Modellen omfattar nivåer för bergets överyta, dock inte berggrundens hydrauliska egenskaper och förhållanden. Modellen består av flera delmodeller som tas fram i en bestämd ordning eftersom de beror av varandras utformning. Geomodellen byggs upp av följande delar: 1) Topografisk marknivåmodell - topografisk modell över markytan. 2) Bergnivåmodell - probabilistisk modell över bergöverytans nivå. 3) Jordlagermodell - probabilistisk modell över inbördes fördelning av olika jordlager. 4) Grundvattennivåmodell - modell över grundvattnets tryckyta i undre magasin. PM Hydrogeologi

19 Indata utgörs av punktinformation, huvudsakligen från geotekniska sonderingar och områden med karterat berg i dagen. Eftersom geomodellen är en presentation av geologisk data innehåller den av naturliga skäl osäkerheter. Osäkerheter finns delvis i tolkning av sonderingsdata men uppstår framför allt mellan undersökningspunkter där data saknas. Denna osäkerhet blir större ju glesare det är mellan undersökningspunkterna. De osäkerheter som finns i underlagsdata överförs till modellen och modellen utgör därför ett storskaligt verktyg. Modellen bör inte användas för detaljstudier för enskilda fastigheter eller riskobjekt, utan vid sådan frågeställning bör platsspecifik data användas. I probabilistiska modeller går det att studera osäkerheter mellan datapunkter med geostatistiska metoder, se vidare separat handling ([8], 2015). Beroende på vilken grad av säkerhet som önskas kan man studera olika modellresultat, exempelvis genom att producera illustrationer över skattningars (beräknade värdens) säkerhet i olika punkter av modellen. Probabilistiska modeller har bland annat använts för att prognostisera riskområden för sättningsbenägen mark genom att prediktera hur grundvattnets trycknivå ligger i relation till lerans underkant i olika områden. Nedan följer en översiktlig beskrivning av hur delmodellerna tagits fram: 1) Topografisk marknivåmodell Det topografiska marklagret i modellen baseras på digital topografisk information som har producerats av Lantmäteriet och är inköpt från Metria. Materialet består av ett rutnät med upplösning 2x2 meter (Grid 2+) och bygger på flygburen laserskanning. 2) Bergnivåmodell Bergnivåmodellen är en probabilistisk modell av bergöverytans nivå. I underlaget ingår både sonderingar med bekräftat djup till bergytan och sonderingar där bergnivån inte är bekräftad. Osäkerheter i underlagsdata har hanterats genom att utföra interpolationer i flera steg, för detaljer hänvisas till separat handling ([6], 2015). Bergnivåmodellen bygger på följande information: Kartmaterial: Stockholms byggnadsgeologiska karta (Stockholms stadsbyggnadskontor, 1978), SGUs jordartskarta över Danderyd och Solna (SGU, 1964). Fältkartering utförd av COWI under hösten 2013 för Danderyd där den byggnadsgeologiska kartan saknas. Topografisk marknivåmodell från Lantmäteriet för områden med ytligt berg. Ny och äldre sonderingsdata, för detaljer se kapitel SGUs brunnsarkiv. Grundläggningsinformation (Stockholms stads och Danderyds kommuns byggarkiv). 3) Jordlagermodell Jordlagermodellen är en probabilistisk modell av nivåer för lerlagers över- och underkant. Både lerlagers mäktighet och dess nivåer är kritiska för bedömning av risk för marksättningar. Modellen har använts PM Hydrogeologi

20 för att göra en konservativ prognos av var det kan finnas sättningsbenägna jordar. Det har således inte varit ett modelleringsmål att göra en detaljerad redovisning av de jordarter som förekommer i hela jordprofilen. Jordlagermodellen är uppbyggd utifrån det principiella antagandet att jordprofilen består av tre lager (figur 2.1). Det är givetvis en avsevärd förenkling då lagerföljden kan vara betydligt mer komplex. Modellens uppbyggnad bedöms dock vara relevant utifrån dess användningsområde och samtliga förenklingar har utförts så att de ger konservativa utfall när det gäller lerans mäktighet. Bland annat har observation av sektioner med växellagrad lera i enskilda sonderingar förenklats och representeras i modellen av endast lera från översta till lägsta observerade förekomst. Genomförda sättningsberäkningar avser slutsättning, varför sättningsförloppen över tid inte framgår av denna analys. Notera att sättningshastigheten normalt är högre för växellagrad lera än för homogen lera. Sättningsutvecklingen över tid framgår av separat handling ([9], 2014). Figur 2.1 Antagen jordlagerföljd i modellen. Det understa lagret representerar berggrunden. Jordlagermodellen bygger på följande information: Topografisk marknivåmodell Bergnivåmodell Sonderingsdata Sonderingsdata har grupperats i två datamängder: data där lera förekommer och data där lera helt saknas. Interpolation har utförts med målsättning att förekomst av lera inte underskattats även där dataunderlag saknats. 4) Grundvattennivåmodell En modell över grundvattnets tryckyta har tagits fram med syfte att analysera var grundvatten finns och hur grundvatten rör sig i marken (undre grundvattenmagasin i jord, dvs. i lager C i figur 2.1). Modellen baseras på observationer av grundvattennivåer uppmätta i grundvattenrör och brunnar. Med modellen visualiseras lägen för grundvattendelare, flödesriktningar och vilka områden som är påverkade av PM Hydrogeologi

21 befintliga dräneringar. Liksom övriga modelldelar utförs denna modelluppbyggnad iterativt, vilket innebär att grundvattenrör successivt har kompletterats i områden där modellen bedömts ha bristande underlag. Data som använts för att interpolera grundvattennivåer utgörs av en blandning av mätningar utförda inom ramen för aktuellt tunnelprojekt, från andra pågående projekt samt från äldre grundvattenarkiv. Tolkning har utförts av samtlig data för att skapa ett representativt dataunderlag, bland annat genom att jämföra olika mätserier samt analys av tidigare och pågående grundvattenpåverkande verksamheter. För att skapa en trovärdig grundvattennivåmodell krävs hydrogeologisk tolkning. Vid denna tolkning har grundvattendata anpassats till topografiska, geologiska och hydrogeologiska förhållanden inklusive kända dränerande objekt (se kapitel pkt 2) Sättningskänsliga områden Marksättning till följd av grundvattensänkning kan uppstå i de fall att grundvattensänkning i jord uppkommer samt att sättningsbenägen lera finns inom området där grundvattensänkning uppkommer. För att prognostisera marksättningar behövs, förutom kunskap om grundvattensänkning och lerans kompressionsegenskaper, uppgifter om den sättningsbenägna lerans mäktighet. Endast lera som ligger under grundvattenytan bedöms som sättningsbenägen till följd av grundvattensänkning. Förekomst och mäktighet av sättningsbenägen lera har analyserats med hjälp av geomodellen. Analysen ger en bild av de områden som bedöms ha lerförekomster under grundvattenytan (benämns blöt lera), dvs där en grundvattennivåsänkning kan ge konsolideringssättningar. Geomodellen används för att studera sättningsbenägna områdens utbredning beroende på vilken grad av säkerhet som eftersträvas vid riskanalysen. En alternativ analys av förekomst av sättningsbenägen mark har gjorts utgående från befintliga geologiska kartor som visar förekomst av lera; den byggnadsgeologiska kartan för Stockholms stad, SGUs kvartärgeologiska karta för Danderyds kommun och Solna stad samt en kompletterande hydrogeologisk fältkartering av centrala områden i Danderyd. Utgående från dessa två underlag (geomodell och geologiskt kartmaterial) har en sammanvägd analys gjorts för att identifiera sättningsbenägna områden och risken för konsekvenser på grundvattenberoende byggnader och anläggningar. Fördelen med att ha två underlag i detta fall är att de kan jämföras inbördes och möjliggöra rimliga fackmannamässiga avvägningar och riskbedömningar. Områden som bedömts som potentiellt sättningskänsliga har sammanställts och redovisas i kapitel 9. Detaljerade sättningsberäkningar har utförts i undersökningspunkter utgående från platsspecifika uppgifter om jordprofil och lerans kompressionsegenskaper ([9], 2015). Beräkningar har gjorts för olika antagna grundvattensänkningar för olika tider och efter lång tid tills slutsättning uppnåtts. Krypsättningar har beaktats Beskrivning av berggrund och svaghetszoner Berggrundens hydrauliska egenskaper har tillsammans med tunnelns täthet avgörande betydelse för inläckagets storlek samt hur inflödet fördelas längs tunnelanläggningen. Inläckaget och de hydrogeologiska egenskaperna i jord och berg är i sin tur avgörande för vilken omgivningspåverkan på PM Hydrogeologi

22 grundvattenmiljön som tunnelprojektet ger upphov till. I kristallint berg sker grundvattenflöde i mer eller mindre öppna vattenförande sprickor och svaghetszoner, medan berget i övrigt kan betraktas som tätt. Berggrunden är därmed mycket heterogen avseende vattengenomsläpplighet. Sprickor förekommer med olika frekvens och riktningar beroende på hur tektoniska deformationskrafter har påverkat berggrunden. Sprickor bildas genom spröd deformation av berggrunden samt genom flera olika processer under den geologiska utvecklingen. Svaghetszoner skapas i samband med större rörelser i berggrunden och karakteriseras av en betydligt högre sprickfrekvens än det omgivande berget. Nuvarande spänningsfält i berget har tillsammans med sprickfyllnad och sprickmineral betydelse för den hydrauliska sprickvidden och därmed för sprickors och svaghetszoners vattenförande förmåga. Sprickvidd och sprickors inbördes hydrauliska kontakt (konnektivitet) styr berggrundens och svaghetszoners hydrauliska egenskaper. De sprödtektoniska rörelserna återspeglas ofta i naturen genom att mindre uppsprucket berg utgör höjdområden, så kallade bergplintar, medan mer uppsprucket berg bildar dalsänkor mellan bergplintarna. Utsträckta sänkor i terrängen som är tektoniskt betingade, associeras vanligen med svaghetszoner (sprick- och krosszoner). Svaghetszoner är i många fall goda hydrauliska strukturer som bidrar till berggrundens hydrauliska heterogenitet. Förhållandevis hög vattenförande förmåga återfinns även i den ytligaste delen av berggrunden, ett 10-tal meter ner under bergytan. Där förekommer flackt orienterade tryckavlastningssprickor samt vittrat berg, vilket tillsammans bidrar till högre vattengenomsläpplighet än i djupare berg. Bergets hydrauliska heterogeniteter innebär att storlek och fördelning av uppmätta hydrauliska parametrar är skalberoende, det vill säga att exempelvis genomsnittlig konduktivitet för en bergvolym på 1 m 3 inte är densamma som för 1 km 3. Vid beräkning av inläckaget till tunnelanläggningen har hänsyn tagits till dessa skaleffekter. Undersökning av bergets hydrauliska egenskaper Undersökning för bestämning av berggrundens hydrauliska egenskaper har omfattat sammanställning av befintliga data och fältförsök. Undersökningarna har syftat dels till att bestämma ett karakteristiskt värde på den hydrauliska konduktiviteten (eller K-värde) och dels till att bestämma förekommande svaghetszoners transmissivitet. Det karakteristiska K-värdet benämns effektivvärde eller bruttokonduktivitet. När detta värde bestäms, tas hänsyn till observationsskalan (dvs skaleffekten). Detta är nödvändigt för att karakterisera en större volym (tunnelskala) baserad på observationer i enskilda brunnar. För bestämning av lokala förhållanden avseende bergets hydrauliska egenskaper som anses vara av särskild betydelse för tunnelanläggningens omgivningspåverkan, har fältundersökningar i form av hydrauliska tester utförts. Dessa undersökningar har främst använts för att närmare bestämma svaghetszoners hydrauliska egenskaper. Svaghetszoner har identifierats från olika kartunderlag, främst byggnadsgeologisk karta över Stockholm (Stockholms stadsbyggnadskontor, 1978), SGUs berggrundskarta (SGU, 2001) samt olika detaljkarteringar. Endast svaghetszoner som bedöms ha PM Hydrogeologi

23 betydelse för tunnelanläggningens påverkan på grundvattenmiljön har beaktats. Det innebär att svaghetszoner som skär tunnellinjen eller är belägna i tunnelns närhet har studerats. Utförda hydrauliska tester i borrhål omfattar pulstester, provpumpningar och infiltrationsförsök, se kapitel och Såväl transienta som stationära förhållanden har utvärderats med etablerade metoder (Theis, C., 1935; Thiem, G., 1906). Manschettester har utförts för att avskilja olika delar av borrhål. Uppskattning av berggrundens hydrauliska egenskaper Ett viktigt underlag för uppskattning av berggrundens hydrauliska egenskaper är SGUs brunnsarkiv. Inom utredningsområdet finns rapporterat ca 1200 brunnar, varav ca 660 brunnar har kunnat användas för analys av berggrundens vattengenomsläpplighet och dess variation. Resultat av utförda beräkningar redovisas i separat handling ([5 & 7], 2015) Utifrån uppgifter om brunnsdjup (d) och kapacitet (Q) har en konservativ skattning av brunnarnas specifika kapacitet gjorts. Specifik kapacitet har definierats som Q/sw, där sw är vattenavsänkningen i brunnen. Genom att approximera avsänkningen med brunnsdjupet, sw d, erhålls genom uttrycket Q/d en konservativ skattning av brunnens specifika kapacitet eftersom d sw. För korta testtider kan skrivas (Gustafson G., 2009): T Q/sw Q/ d (ekv. 2.1) Transmissiviteten i enstaka brunnar har skattats med ekvation (2.1) enligt ovanstående antaganden för de analyserade brunnarna från brunnsarkivet. För att den stora mängden data ska vara användbar vid beräkningar och prognoser har data analyserats statistiskt, exempelvis avseende datamängdens medelvärde och variation. När man med hydrauliska tester successivt ökar mätskalan, finner man vanligen att det aritmetiska medelvärdet minskar samtidigt som det geometriska ökar. Detta är typiskt för sprickigt kristallint urberg och illustrerar den skaleffekt som är en direkt följd av spricksystemets egenskaper. Det effektiva värdet på bergets vattengenomsläpplighet ligger vanligen någonstans mellan det aritmetiska och det geometriska medelvärdet. Vid hydrogeologiska analyser är det brukligt att beskriva den hydrauliska konduktiviteten med det geometriska medelvärdet (Kg) för att beräkna inläckage till en berganläggning (Gustafson, G., 2009; Vidstrand, P., 1999; Gustafson, G., 1986). Datamängdens spridning definieras av standardavvikelsen och som väntat minskar den med ökad mätskala. Under antagandet att man i stor skala (dvs tunnelskala) kan se berget som ett kontinuum med lognormalfördelad hydraulisk konduktivitet är det möjligt att skala upp observationer gjorda i brunnar till att gälla i tunnelskala. Utifrån olika teorier har ekvationer för det sannolika effektivvärdet härletts. Ekvationen gäller för olika flödesdimensioner, och för tvådimensionella flöden motsvarar värdet i stort sett det geometriska medelvärdet, vilket ger stöd för resonemanget ovan. En tunnelanläggning med en storlek som City Link etapp 2 utgör ett tredimensionellt flödesproblem. För detta gäller (Gustafson, G., 2009). K3D = Kg exp(σ 2 /6) PM Hydrogeologi

24 Beräknade effektivvärden av berggrundens hydrauliska konduktivitet redovisas i kapitel 3.6. Identifiering av svaghetszoner Svaghetszoner utgör ofta dominerande grundvattenledare i kristallin berggrund (sprick- och krosszoner). Genom att sprickfrekvensen i zoner är förhållandevis hög, ökar sannolikheten för att det förekommer vattenförande sprickor i ett sammanbundet system och därmed tvådimensionella vattenförande strukturer. Klassificering av berg och svaghetszoner samt grundvattenförhållanden längs tunnelsträckningen redovisas i en analys av undersökningar i berg ([5], 2015). Analysen baseras på äldre källmaterial samt på geologiska, bergtekniska och hydrauliska undersökningar som utförts inom projektet. Resultatet av denna analys redovisas översiktligt i kapitel 3.2 och kapitel 3.6. I föreliggande PM Hydrogeologi fokuseras på svaghetszoner inom landområden, medan svaghetszoner i vattenområden inte beskrivs eftersom de inte bedöms ge miljöpåverkan till följd av vattenbortledningen. Större och hydrauliskt betydande svaghetszoner som korsar planerad tunnelanläggning eller ligger i tunnelns närhet, har namngivits för att underlätta beskrivning i löpande text. Svaghetszonernas lägen redovisas i kapitel 4 till kapitel 7 i föreliggande PM. Zonerna namnges enligt följande nomenklatur: Huvudområde_Löpnummer_Riktning Exempel: 1_02_NV Där: 1 är huvudområde (1=Danderyd-Bergshamra, 2=Norra Djurgården, 3=Östermalm och 4=Södermalm). 02 är löpnumret inom Danderyd etc. NV är zonens ungefärliga riktning/strykning. Det ska noteras att redovisade svaghetszoner omfattar i huvudsak sådana större strukturer som gett upphov till dalgångar, förkastningar mm. De är sannolikt heterogena i sin form med stora interna variationer vad gäller riktning och karaktär. Dessa svaghetszoner kan ställvis vara smala och väl avgränsade, medan de ställvis kan ha betydande bredd och vara uppdelade i flera mindre system Hydrogeologisk konceptualisering Hydrogeologiska konceptuella modeller har framarbetats för utredningsområdets grundvattenmagasin. Modellerna har använts för att analysera, beskriva och visualisera hydrogeologiska förhållanden i grundvattenmagasin i jord, svaghetszoner i berg etc. Modellerna har även använts för beräkningar och bedömningar av grundvattenpåverkan från den planerade tunnelanläggningen samt för bedömning av behov av kontroll- och skyddsåtgärder. Den hydrogeologiska konceptualiseringen är resultat av en sammansatt tolkning av ett flertal underlag: kartmaterial och äldre geotekniska och hydrologiska undersökningar, resultat från hydrauliska tester, geoteknisk information från enskilda undersökningspunkter mm. Variationer och osäkerheter i data och PM Hydrogeologi

25 tolkningar har analyserats genom ett iterativt och successivt arbete med konceptuella modeller, huvudsakligen genom olika typer av analyser med framtagen geomodell. Arbetet har genomgående planerats så att underlag och framtagna modeller ska ha hög tillförlitlighet inom påverkansområdet, men att större osäkerheter kan accepteras inom vissa externt liggande delar där känsliga grundvattenberoende objekt saknas. Nedan listas analyser som utgjort grund till utförd tolkning: 1) Analys av vattenavrinning. 2) Avgränsningar av undre grundvattenmagasin. 3) Avgränsningar av övre grundvattenmagasin. 4) Urban påverkan och historisk utveckling. Utförda analyser beskrivs i mer detalj i följande text. 1) Analys av vattenavrinning Vattenavrinning sker på markytan som ytvattenavrinning och i jordlager och berg som grundvattenavrinning. Strömningsmönster styrs i huvudsak av mark- och bergytans topografi, jordlagrens och berggrundens hydrauliska egenskaper samt dränerande undermarksanläggningar. En översiktlig avrinningstolkning har gjorts inom utredningsområdet baserat på topografisk marknivåmodell (laserskannat underlag från Lantmäteriet), se figur 2.2. Vattendelare och avrinningsområden har primärt beräknats med programvaran Basins (United States Environmental Protection Agency). I ett andra analyssteg har hänsyn tagits till urban påverkan såsom skapade vattendrag, diken, tunnlar, kommunala ledningssystem (ledningsgravar, dagvattensystem) mm. Figur 2.2 Analys av ytvattenavrinning. 2) Avgränsningar av undre grundvattenmagasin Inom ramen för den hydrogeologiska konceptualiseringen har de huvudsakliga undre grundvattenmagasinen i jord identifierats och avgränsats. Undre grundvattenmagasin förekommer, något förenklat, överallt där bergytans nivå ligger lägre än grundvattennivån i jord. Grundvattennivån är dock inte känd i detalj inom hela området och lokala mindre magasin har sannolikt förbisetts, särskilt inom topografiskt högre liggande områden. Denna PM Hydrogeologi

26 osäkerhet har beaktats vid utförda analyser och konsekvensbeskrivningar. I arbetet med att avgränsa undre grundvattenmagasin har analys av grundvattennivåer samt geologiska förhållanden utförts. Processen inbegriper förståelse för var grundvatten bildas, vattnets rörelser lokalt, förekomster av zoner i berg, påverkan från ledningar i övre jordlager, förekomst av lerlager och konduktiva jordar mm. I den konceptuella modell som presenteras i detta dokument förekommer två tolkningar av utbredning för undre grundvattenmagasin: 1) Grundvattenmagasinens utbredning utgår från geomodellen, där gränser inledningsvis definieras av korsningspunkter mellan tolkad grundvattennivå och tolkad nivå för bergets övre yta (bergnivåmodell), se streckad linje i figur 2.3 (grundvattenmagasin enligt geomodell). Eftersom tolkad grundvattennivå huvudsakligen bygger på mätpunkter centralt placerade i dalgångar, tar denna tolkning inte hänsyn till förhöjda grundvattennivåer längs dalsidor. I ett andra analyssteg justeras grundvattenmagasinens utbredning manuellt genom anpassning till bergnivå och jordmäktighet, se figur 2.3 (grundvattenmagasin, tolkad utbredning). 2) Grundvattenmagasinens utbredning begränsas av hydraulisk förändring, exempelvis: a. där en hög bergnivå skapar en tröskel och där grundvattennivåer styrs av bergytans nivå och inte av jordlagrens totala strömningsmotstånd och grundvattenflöde, b. där en trång passage ger brant gradient (minskat tvärsnitt) och c. där en gravitationsvattendelare finns. Vid en gravitationsvattendelare sker avrinning mot två olika håll under ostörda förhållanden. Läget för en sådan vattendelare varierar med tillgången på vatten i marken och kan flyttas vid grundvattennivåförändringar i ett eller båda magasinen. 3) Avgränsningar av övre grundvattenmagasin Övre grundvattenmagasin finns där vattenförande jordlager förekommer över ett tätt lerlager, till exempel i områden med fyllning, i anslutning till höga bergpartier samt i postglaciala friktionsjordavlagringar. Övre magasin kan även förekomma i områden med torrskorpelera. Den generella bilden är att dessa övre grundvattenmagasin ofta har begränsad utbredning och utgörs ibland bara av mindre och avgränsade jordfyllda sänkor i berggrunden. Avrinning från övre magasin sker vanligtvis till någon typ av ledningssystem eller dike, eller vidare till annat grundvattenmagasin. Samtliga övre grundvattenmagasin har inte identifierats inom ramen för projektet. I utredningen förutsätts istället att det kan förekomma övre grundvattenmagasin i samtliga områden med geologiska och hydrogeologiska förutsättningar för sådana. PM Hydrogeologi

27 Figur 2.3 Grundvattenmagasinens utbredning baseras på geomodellens tolkning av förekomst av områden med jordlager under grundvattennivå (svart linje) samt på manuell tolkning av förekomst av vattenförande jordlager vid gräns mot höga berglägen (blå linje). 4) Urban påverkan och historisk utveckling Grundvattenförhållandena inom utredningsområdet är påverkade av markarbeten, dränerande byggnader och anläggningar samt olika åtgärder inom ramen för områdets urbanisering. Denna påverkan medför bl a att grundvattenbildningen begränsas av hårdgjorda ytor och av bortledning av dagvatten, att grundvatten dräneras via undermarksanläggningar och dränerande ledningar samt att vatten tillförs via infiltrationsanläggningar och läckande ledningar. Betydande insatser har gjorts för att finna och beskriva de anläggningar och strukturer vilka har betydelse för områdets hydrogeologi. I Danderyd har projektet erhållit digitalt underlag av kommunens VA-system vilket ej kunnat inhämtas för Stockholm på grund av sekretessregler mm. En del sekretessbelagt material beträffande tunnlar i jord och berg har dock inhämtats från olika arkiv. Befintliga undermarksanläggningars påverkan har beaktats i den utsträckning information finns att tillgå. Delar av stadsbebyggelsen inom utredningsområdet är anlagd på utfylld sjöbotten. Inom dessa områden förekommer mäktiga lager med fyllning av varierande material. Grundvattenmagasinen står i dessa områden ofta i god hydraulisk kontakt med ytvattnet, vilket betyder att de är mindre känsliga för grundvattenbortledning. Exempel är områden i anslutning till Stocksundet, Saltsjön och Hammarbyleden Grundvattenbalans Grundvattenbalanser har upprättats med syfte att vara konceptuell grund för hydraulisk förståelse av de huvudsakliga magasinen. Vattenbalanser har i första hand använts för att uppskatta storleksordning på grundvattenflöde i undre magasin i jord, vilket möjliggör analys av grundvattensystemens känslighet för påverkan från tunnelanläggningen. Detta har bl a använts vid bedömning av påverkansområdets storlek och grundvattennivåförändringar. Vattenbalanserna är översiktliga och baseras på ett antal antaganden i enlighet med beskrivningen nedan (se figur 2.4). PM Hydrogeologi

28 Som framgår av kapitel 2.2 finns flertal känsliga och grundvattenberoende objekt i områdets jordlager. När det gäller vattenbalanser har därför fokus legat på undre magasin i jord, trots att påverkan från tunnelanläggningen primärt sker i bergets grundvattenförande spricksystem och svaghetszoner. Figur 2.4 Konceptuell bild med huvudsakliga komponenter i framtagna vattenbalanser. En grundvattenbalansanalys är en sammanställning av grundvattenflöden inom ett eller flera avrinningsområden. Under jämvikt eller i genomsnitt över en längre period, är till- och utflöden lika stora. I utförda vattenbalanser har använts värden på årsmedelflöden. Nedan listas de huvudsakliga flöden som förekommer: Tillflöden: T1) Grundvattenbildning övre magasin (effektiv nederbörd). T2) Grundvattenbildning till undre magasin. Utgör delmängd av T1. T3) Tillrinning i undre magasin från uppströms liggande magasin. T4) Tillskott från infiltrationsanläggningar och från läckande ledningar. Utflöden: U1) Avrinning i undre magasin till nedströms liggande magasin eller recipient. U2) Ytlig avrinning samt avrinning i övre magasin till nedströms liggande magasin eller till läckande ledningar. U3) Läckage till dränerande undermarksanläggningar. PM Hydrogeologi

29 Beräkning av grundvattenbildning till undre magasin Beräkning av grundvattenbildning till undre magasin i jord har utförts med två metoder vilka använder två oberoende parameteruppställningar: 1) Vattenbalans bygger på att den nederbörd som hamnar inom avrinningsområdet delas upp i yt- och grundvattenavrinning (magasin i jord och i berg) och att hänsyn tas till in- och utflöde via ledningar, infiltrationsanläggningar, undermarksanläggningar mm. 2) Flödesberäkning bygger på att jordlagrens och berggrundens hydrauliska egenskaper har kapacitet att avleda grundvatten med hänsyn till grundvattnets trycknivåskillnader inom magasinen. Beräkningsförutsättningar och beräkningsdetaljer redovisas i separat handling ([7], 2015). Antaganden för uppskattning av flöden Effektiv nederbörd Den effektiva nederbörden antas vara ca 300 mm/år. Grundvattenbildning till jord Grundvattenbildningen till ett magasin är beroende av arean på dess tillrinningsområde samt vilken jordtyp, topografi, grad av bebyggelse etc som dominerar magasinet. För beräkningar i denna utredning har marken delats in i typjordar, efter en kategorisering framtagen i "Grundvattenbildning i svenska typjordar" (Rodhe, A., m fl, 2006). I tabell 2.1 anges intervallvärden för potentiell grundvattenbildning i Stockholmsområdet till respektive typjord, förutsatt att marken utgör inströmningsområde (dvs. att grundvattenytan ligger under marknivån) och består av naturmark. Värdena i tabell 2.1 avser total grundvattenbildning i övre och undre magasin i jord i rural miljö (dvs ej urbaniserade områden). För att anpassa värdena till de förhållanden som råder inom utredningsområdet har översiktliga justeringar gjorts med hänsyn till andelen hårdgjorda ytor. Tabell 2.1 Bedömd potentiell grundvattenbildning i rural mark i inströmningsområden (Stockholmsområdet). Kategori Tolkning i denna PM Potentiell grundvattenbildning (mm/år) Finjord Morän och kalt berg Grovjord Områden med täckande leror eller med finkornig morän. Morän, ytligt eller kalt berg omgivet av moränjordar. Åsmaterial och distala avlagringar såsom svallsand, inkluderar ytligt berg omgivet av isälvsavlagringar PM Hydrogeologi

30 Grundvattenbildning till berg Grundvattenbildning till berg varierar stort och precis som med grundvattenbildning till jord är det stor skillnad på teoretisk maximal grundvattenbildning och den grundvattenbildning som plats- och tidsspecifika mark- och grundvattenförhållanden möjliggör. I utförda vattenbalanser har antagits att grundvattenbildningen till berg inom undersökningsområdet under ostörda förhållanden är <50 mm/år och att grundvattenbildningen till berg under avsänkta och störda förhållanden kan uppgå till mm/år eller mer. 2.2 Riskidentifiering Syfte och strategi Inventering har utförts inom utredningsområdet av grundvattenberoende objekt. Sådana objekt som ligger inom påverkansområdet och kan skadas av en grundvattennivåförändring benämns riskobjekt. För olika typer av riskobjekt har inventeringsarbetet sett olika ut och arbetsgången för var och en av risktyperna beskrivs nedan. Utförda inventeringar redovisas i separata dokument, se lista i kapitel 1.5. De olika typerna av riskobjekt är: Grundvattenberoende byggnader och anläggningar. Energianläggningar i berg samt brunnar med annan användning. Grundvattenberoende naturvärden. Förorenad mark Grundvattenberoende byggnader och anläggningar Byggnader och anläggningar kan vara känsliga för grundvattenpåverkan av flera skäl: Risk för konsolideringssättningar (och krypsättningar) föreligger om grundvattentrycket sänks i mark där lös lera förekommer. Känsliga objekt grundlagda på sådan mark kan skadas framför allt om sättningar sker ojämnt inom enskilda objekt (differentialsättning). Objekt anlagda med trägrundläggning (pålar och/eller rustbäddar) kan skadas om grundvattennivån i övre magasin sjunker så att trägrundläggningen syresätts, vilket kan påskynda nedbrytningsprocesserna i materialet. Golv grundlagt utan armering (dvs. ej fribärande) på sättningskänslig mark kan skadas även om byggnadens grundläggning i övrigt är fast. Inventering har utförts för att identifiera objekt med grundvattenkänslig grundläggning och byggnader med känsliga källargolv på mark. Nedan följer en översiktlig beskrivning av genomfört utredningsarbete avseende inventering och klassning. För detaljerad beskrivning se separat handling ([1], 2015). Information har inhämtats från kommuner, fastighetsförvaltare och företag, se tabell 2.2. Tillgänglig information beträffande grundläggning, underliggande geologi, byggnadsår etc har lagrats i en databas. I de fall en byggnad har kultur- eller lagskydd redovisas detta. PM Hydrogeologi

31 Tabell 2.2 Källredovisning av dataunderlag. Kommun Handling Källa, datum för uthämtning Beskrivning Danderyds kommun Kvartersdata Danderyds kommuns Stadsbyggnadskontor Mars 2014 Information om husgrundläggning uppdelad i kvarter med bland annat ritningar, bygglovshandlingar, beskrivningar etc. Mängd och kvalitet på informationen varierar stort. Kulturmiljö Danderyds kommun Oktober 2013 Material från Danderyds kommun i form av bevarandeområden och enskilda objekt utanför dessa områden. Information återfinns i boken Kulturmiljöhandbok för Danderyds kommun (2003). Grundläggningsdata Locum AB November 2013 Grundläggning för byggnader inom området för Danderyds sjukhus. Solna stad Kvartersdata Solna stadsbyggnadsförvaltning Oktober 2013 Grundläggningsinformation om Bergshamra och Stocksundstorp. Information om husgrundläggning uppdelad i kvarter med bland annat ritningar, bygglovshandlingar, beskrivningar etc. Mängd och kvalitet på informationen varierar stort. Kulturmiljö Solna kommun December 2013 Information om kulturmiljöer i översiktsplan från Digitalt och analogt material. Stockholms stad Kvartersdata Stockholms stadsbyggnadskontor December 2013 Information om husgrundläggning uppdelad i kvarter med bland annat ritningar, bygglovshandlingar, beskrivningar etc. Mängd och kvalitet på informationen varierar stort. Handlingar saknas för byggnader uppförda tidigare än Kulturmiljö Riksantikvarieämbetet, Stockholm Juni 2013 Byggnadsminnen, statliga byggnadsminnen och kyrkliga byggnadsminnen. Kulturmiljö Stockholms stadsbyggnadskontor Juni 2013 Riksantikvarieämbetets bebyggelseregister med Stadsmuseets klassificering för kulturskyddade byggnader Stockholm. Husgrundläggningskartering Stockholm Stad April 2012 Kartor över Stockholm med uppgifter om grundläggning för byggnader. Sammanställdes under slutet av talet. Reviderat Registerkort Stockholm stads geoarkiv Februari 2013 Registerkort över innerstaden med sammanställning av byggnaders jordgrund, byggår, grundläggning/- förstärkning etc. Mängd och kvalitet på informationen varierar stort. Grundläggningsdata Akademiska Hus September 2013 Information om grundläggning för byggnader på universitetsområdet. Grundläggningsdata Kungliga Djurgårdens Förvaltning Juli 2013 Information om grundläggning för byggnader på Norra Djurgården. Grundläggningsdata Golder Associates Juli 2013 Grundläggningsinformation för Frescatihallen samt byggnader i dess närhet. PM Hydrogeologi

32 Utifrån insamlat underlag har byggnader klassats i fyra huvudgrupper: (1) Känslig grundläggning, (2) Ej känslig grundläggning, (3) Golv på mark och (4) Data saknas, se tabell 2.3. Känslig grundläggning avser byggnader som har eller eventuellt har grundvattenberoende grundläggning eller känsligt golv och ligger inom de riskområden som tagits fram med hänsyn till geologi mm enligt kapitel Tabell 2.3 Klassning av grundvattenberoende grundläggning. Typ Klassning Tolkning (1) Känslig grundläggning (2) Ej känslig grundläggning a) Grundlagd på lera Grundlagt helt eller delvis på lera. T ex stenmurar och grundplatta på mark. b) Trägrundläggning Grundlagt på träpålar och/eller rustbädd. a) Grundlagd på berg Grundlagd på berg. b) Grundlagd på fast mark Byggnaden är grundlagd på fast mark och ej känslig för nivåändringar i grundvattnet. c) Grundlagd på pålar Grundlagt på stöd- eller friktionspålar av betong och/eller stål. Ej känslig för nivåändringar i grundvattnet. d) Förstärkt grundläggning Byggnadens grundläggning är förstärkt och inte längre känslig för nivåändringar i grundvattnet. (3) Golv på mark a) Golv på mark Källargolvet är ej fribärande därför känsligt där sättningskänslig lera förekommer. b) Eventuellt golv på mark Information om källargolv är bristfällig. I grundläggningskartor från Stockholms stad finns golv markerat som oklart. (4) Data saknas a) Eventuellt känslig Byggnaden är ej klassad då informationen om dess grundläggning inte är fullständig. Byggnaden är ej inventerad. Byggnader inom riskområden indelas i 9 klasser beroende på grundläggning (tabell 2.3). I de fall information saknas redovisas detta i klasserna (4) Data saknas och (3b) Eventuellt golv på mark. En detaljerad undersökning planeras att utföras i form av kvartersvisa beskrivningar. Metodbeskrivning och resultat i detalj redovisas i separat handling ([1], 2015) Energianläggningar och brunnar Grundvattennivåsänkning i berg kan påverka energianläggningars kapacitet genom minskad möjlighet till energiuttag och energilagring. Sänkt vattennivå i energibrunnar reducerar möjligt energiutbyte. Avsänkningens storlek styrs i sin tur av sådana faktorer som exempelvis avståndet till tunnelanläggningen och hydrogeologiska förhållanden. Inventering av energianläggningar inom utredningsområdet har utförts genom eftersökning i SGUs brunnsarkiv, kommunala register och i enstaka fall genom kontakt med enskilda fastighetsägare. Uthämtad data innefattar anläggningar och brunnar fram till Anläggningar inom påverkansområdet har bedömts utgöra riskobjekt. Syftet med utförd inventering har varit att identifiera fastigheter med energianläggningar belägna inom utredningsområdet med fokus på påverkansområdet. SGUs brunnsarkiv innehåller information från borrprotokoll; vanligen uppgifter om djup till berg, brunnsdiameter, borrdjup och bedömning av vattenkapacitet. De kommunala registren från Stockholms stad, Danderyds kommun och Solna stad innehåller information från ansökningshandlingar för PM Hydrogeologi

33 borrtillstånd. Registren innehåller information om brunnars planerade lägen, djup och ibland lutning. Informationen från brunnsarkivet och kommunerna överlappar delvis och är inte alltid samstämmig; framför allt avseende antal brunnar. I de fall olika antal brunnar angetts i källorna har det större antalet redovisats. Nya energianläggningar byggs fortlöpande i området och antalet förväntas öka stadigt. Eftersökningar i register och andra uppföljningar kommer att fortgå under projektets planerings- och byggskeden. Utöver energibrunnar finns inom utredningsområdet ett mindre antal brunnar där annan användning har registrerats (vattenuttag). Vidare finns brunnar där det av register inte framgår användningsområde. Genom kompletterande inventering kommer dessa oklarheter att utredas. Inventerade energianläggningar och brunnar i berg är sammanställda i separat handling ([2], 2015) Grundvattenberoende naturvärden Förändringar i grundvattennivå kan minska växttillgängligt vatten i rotzonen och därmed förändra livsbetingelserna för både träd och biotoper. Tunnelanläggningens planerade sträckning går igenom Nationalstadsparken och andra naturområden där särskilt hårda krav ställs gällande påverkan på naturmiljön. Som underlag till konsekvensbeskrivning av projektet har inventering och klassning av biotoper och skyddsvärda träd utförts inom utredningsområdet, med fokus inom påverkansområdet. Nedan följer en översiktlig beskrivning av arbetet med inventering och klassning. För detaljerad beskrivning hänvisas till separat handling ([3], 2015). Inventering Som källor för inventering av skyddsvärda naturvärden har följande databaser och tabeller använts: Stockholms stads biotopdatabas och ekdatabas. Solna stads biotopdatabas. Länsstyrelsen i Stockholms databas över skyddsvärda träd. Danderyds kommuns data över skyddsvärda träd. Skötselplaner för Ekebysjöns naturreservat och Nationalstadsparken. Biotopdatabasen från Stockholms stad och från Solna stad utgör en heltäckande karta inom respektive kommun och innehåller både vegetationsdominerade och bebyggda ytor. Biotoperna är indelade i 7 huvudklasser; skog, halvöppen mark, öppen mark, myrmark, vattenområde, bebyggd/hårdgjord mark och övrig mark. Varje huvudklass består i sin tur av ett antal biotoper. Information gällande biotoper i Danderyds kommun är främst koncentrerad till Ekebysjöns naturreservat men viss information finns även för andra platser inom kommunen. Inventerat underlag omfattar dessutom ca 1700 skyddsvärda träd som till ca 85 procent utgörs av ekar. Klassning Klassning av inventerade riskobjekt har gjorts där risken för negativa konsekvenser bedömts utifrån de skyddsvärda trädens och biotopernas generella känslighet för grundvattenförändring samt vilken PM Hydrogeologi

34

35 Tabell 2.4 Klassificeringen av riskobjekt. Naturtyp Känslighet Bedömd påverkan vid en grundvattensänkning Öppen myr/våtmark Kärr utan täta bottensediment Trädklädd myr/våtmark Kärr med täta bottensediment Sötvattenstrandäng Mycket hög Hög Stora förändringar i flora och fauna. Igenväxning av buskar och träd. Ökad trädbeväxning, minskat inslag av fuktighetskrävande arter, minskad torvtjocklek, minskad variation i landskapet. Sumpskog Hög Utveckling mot friska skogstyper. Minskad variation i landskapet. Fuktig/våt gräsmark Fuktig/våt skogsmark Hög Utveckling mot frisk-torr gräsmark. Ädellövskog Hög Utveckling mot artfattigare lundsamhällen. Ekdominerade ädellövskogar utgör undantag. Övrig barrskog Måttlig Långsiktig utveckling mot större talldominans. Övrig lövskog Måttlig Långsiktig utveckling mot ökat inslag av torktåliga trädslag. Blandskog Måttlig Långsiktig utveckling mot större talldominans och ökat inslag av torktåliga trädslag. Frisk gräsmark Måttlig Långsiktig förändring mot torr gräsmark, ingen minskning i naturvärde. Torr gräsmark Låg Ingen påverkan. Hällmark/Hällmarkstallskog Låg Ingen påverkan. Öppen vattenyta Låg Ingen påverkan. Vattenyta med flytbladsvegetation Låg Ingen påverkan Förorenad mark Förändrade grundvattenförhållanden riskerar att förändra strömningsmönster i jord och berg samt leda till ökad mobilisering av föroreningar i grundvatten. Inventering av verksamheter som kan medföra förorenad mark har utförts inom utredningsområdet, med fokus på påverkansområdet. Nedan följer en översiktlig beskrivning av utförd inventering. För en detaljerad beskrivning se separat handling ([4], 2015). Inventering Inventering har utförts hos en rad myndigheter och organisationer: Länsstyrelsen i Stockholm EBH(efterbehandling)-stöd. Stockholms stad ECOS, Gröna boken och miljötekniska markundersökningar. Solna stad ECOS samt erhållna uppgifter om miljötekniska markundersökningar. Danderyds kommun ECOS samt erhållna uppgifter om miljötekniska markundersökningar. PM Hydrogeologi

36 Trafikverket och SL information om föroreningar längs banvallar. ECOS är kommunernas diariesystem och Gröna boken är en listad sammanställning av förorenade eller möjligen förorenade fastigheter. Kompletterande information samt information om eftersanering av verksamheter har också samlats in från SPIMFAB (SPI Miljösaneringsfond AB). Förorenande verksamheter har av Länsstyrelsen i Stockholm klassats i EBH-stödet enligt Naturvårdsverkets branschkartläggning (BKL). BKL grundas på verksamhetens risk för människa, natur och miljö samt sannolikheten för att en verksamhet bidragit till uppkomst av förorening. Länsstyrelsen i Stockholm har i sin tur, med vissa undantag, hanterat BKL-klassade objekt med hög riskklass och genomfört en utökad undersökning av verksamheten. Metoden kallas Metodik för Inventering av Förorenade Områden (MIFO) och har tagits fram av Naturvårdsverket. Klassning I underlagsrapporten ([4], 2015) har en utvärdering av verksamheterna utförts med avseende på kemikalieanvändningens omfattning, föroreningen/föroreningarnas toxicitet och dess mobilitet i vattenfas. Verksamheter som har hanterat särskilt toxiska ämnen i betydande omfattning och/eller där en myndighet gjort bedömningen att det föreligger stor risk vid föroreningsspridning, har klassificerats som objekt med förhöjd risk vid spridning. Verksamheter där en dokumenterad eftersanering utförts har sållats bort. Underlaget har i flera fall varit knapphändigt, i dessa fall har konservativa bedömningar gjorts av risken utifrån för verksamhetstypen vanlig förekomst av kemikalier och föroreningar. I slutbedömningen av risk har en hydrogeologisk konsekvensbedömning av de riskklassade objekten gjorts utifrån kännedom om geologi och hydrogeologi vid de enskilda verksamheterna. 2.3 Insamling och hantering av data Databas ADA Insamlat geologiskt, geotekniskt och hydrogeologiskt material har samlats i projektdatabas ADA. Databasen är uppbyggd av COWI AB och är uppdelad i en databas för grundvattenmätningar (Grundvatten-ADA) och en databas för geoteknik och geologi (Geo-ADA). Grundvattendatabasen innehåller funktionalitet för plottning av mätserier, framtagande av rapporter, samt vissa typer av utvärderingar av hydrauliska tester mm. Databaserna är kopplade till GIS och informationen som finns i databasen kan visualiseras i plan och profil Arkivsökning av geo-information Ett omfattande insamlingsarbete har utförts för att ge underlag till bedömning av jordlagrens mäktighet och uppbyggnad inom utredningsområdet. Sökning efter data har ursprungligen genomförts inom hela utredningsområdet. Utredningsinsatser har efterhand fokuserats till områden där det finns flertal grundvattenberoende objekt. Material har inhämtats från: Stockholms stads geoarkiv PM Hydrogeologi

37 Trafikverket: Norra länken, Södra länken och Citybanan SLs tunnelanläggningar Slussen-projektet Danderyds kommun Solna stad Arkiv och pågående projekt på COWI, Golder, Grontmij, WSP, Veidekke, Akademiska Hus m fl. Totalt omfattar inventerat källmaterial ca borrpunkter. Av dessa har resultat från ca borrpunkter lagrats i en databas (Geo-ADA) för detaljerad analys. Ungefär hälften har utgjort primärt digitalt material medan resten har digitaliserats manuellt inom ramen för tunnelprojektet Inventering av befintliga berganläggningar Inventering av befintliga undermarksanläggningar i berg har utförts genom sammanställning av olika källmaterial och kontakter med tunnelägare. Eftersom en del befintliga anläggningar är sekretessbelagda eller hemliga redovisas inte dessa i detta dokument. Tillgängliga tunnlar har i begränsad omfattning besiktigats okulärt. Uppgifter om inläckage har inhämtats från olika källor. Utöver tunnlar finns större berganläggningar som i huvudsak används som garage, skyddsrum och lager. Resultat, i den mån de får offentliggöras, redovisas under respektive huvudområde i kapitel 4 till kapitel Sammanställning av tidigare och pågående grundvattenpåverkan Analys av tidigare och pågående grundvattenpåverkan har genomförts. Exempel är påverkan på grundvattenförande lager i samband med byggandet av tunnelbanan, Citybanan, Norra och Södra länken, ledningstunnlar, djupa grundläggningar, grundvattenpumpningar och dräneringar. Uppgifter från befintliga vattendomar och miljödomar har inarbetats i analyser av rådande förhållanden. Vidare har hänsyn tagits till dessa domar vid analys av konsekvenser samt vid framtagande av förslag till kontrollprogram och planerade skyddsåtgärder. Betydelsefulla observationer av tidigare och pågående påverkan redovisas i kapitel 4 till kapitel Undersökningar, metoder och omfattning Kompletterande geotekniska, geologiska och hydrogeologiska undersökningar har utförts för att öka kunskapen inom utredningsområdet. Undersökningar har gjorts av jordlagrens uppbyggnad, av berggrund och zoner i berg samt av hydrauliska egenskaper och förhållanden i jord och berg. Undersökningsinsatserna har fokuserats till områden där osäkerheter i underlaget bedömts kunna påverka utfallet av riskbedömningar gällande vattenverksamhetens konsekvenser. Genomförda arbeten finns dokumenterade i flertal handlingar, se ([9-12], 2014). I tabell 2.5 listas omfattningen av de kompletterande undersökningar som genomförts. Kortare förklaringar av undersökningsmetoderna ges i efterföljande text. PM Hydrogeologi

38 Tabell 2.5 Kompletterande undersökningar, omfattning. Metod Antal punkter 2013 Antal punkter 2014 Antal punkter Geoteknisk sondering, provtagning, laboratorieundersökning Kärnborrning, kärnkartering och vattenförlustmätning Hammarborrning, kartering och hydrauliska tester Brunnar i jord, provtagning av jord och hydrauliska tester Nya grundvattenrör i jord Grundvattenpejling i grundvattenrör och brunnar Ca 300 Ca 325 Ca 325 Grundvattenprovtagning Geotekniska undersökningar Geotekniska undersökningar har genomförts i syfte att inhämta kunskap om jordlagrens uppbyggnad. Denna information används för uppbyggnad av geomodellen samt för beskrivning av jordlagrens hydrogeologiska och geotekniska egenskaper. Undersökningarna har koncentrerats till områden med oklara geologiska förhållanden med fokus på områden med betydande förekomst av känsliga objekt (huvudsakligen grundvattenberoende grundläggning). Undersökningarna omfattar skruvprovtagning, trycksondering, viktsondering, jordbergsondering, CPT och neddrivning av krysspets (SGF, 2013). Lerkolvar har tagits upp och CRS-försök och sättningsberäkningar genomförts. Resultat av utförda beräkningar redovisas i separat handling ([9], 2014). Omfattning av utförda undersökningar redovisas i tabell 2.6 samt i figur 2.6. För fullständig redovisning hänvisas till separat rapport ([10-11], 2014) inklusive bilagor. Tabell 2.6 Geotekniska undersökningar. Metod Beteckning Antal punkter 2013 Antal punkter 2014 Antal punkter CPT-sondering CPT Viktsondering Vim Jordbergsondering Jb Kolvprovtagning KV (St1) Skruvprovtagning Skr Grundvattenrör med filter Rf Portrycksmätare Pp Okulär jordklassificering Materialtyp mm Okulär jordklassificering Jordartsbestämning/ vattenkvot mm CRS-försök CRS Siktning Kornstorleksfördelning PM Hydrogeologi

39 Figur 2.6 Geotekniska borrningar mm. PM Hydrogeologi

40 2.4.2 Hydrogeologiska undersökningar Hydrogeologiska egenskaper i jord och berg har undersökts genom hydrauliska tester och mätningar i grundvattenrör och brunnar i jord och berg. Hydrauliska försök har omfattat provpumpningar, infiltrationstester, pulstester, nivåmätningar mm. Grundvattenrör Grundvattenrör har installerats i vattenförande jordlager för att komplettera befintliga grundvattennät. Installerade rör utgör i de flesta fall 25 mm stålrör med 0,5 meter lång stålfilterspets med textilfilter. Jordlagerföljd och förekomst av vattenförande jordlager har undersökts genom geoteknisk sondering. Huvuddelen av rören har installerats i undre grundvattenmagasin och ett fåtal rör i övre magasin. I områden med mäktiga glaciala friktionsjordsediment avlagrade på berg har rör undantagsvis neddrivits till berg. Installerade grundvattenrör redovisas i figur 2.7. Hydraulisk sondering med krysspets Hydraulisk sondering har utförts med öppen krysspets med hålperforering. Neddrivning av krysspets har utförts med topphammare och spolning med vatten eller luft. Metoden innebär att de prov som insamlats är störda och delvis ursköljda. Infiltrationsförsök med konstant tryck (vattenförlust) har utförts i avsnitt där jordlagren utifrån okulär fältbedömning bedömts vara konduktiva. Rören kan användas för grundvattennivåmätningar. Installerade krysspetsar (2 st.) redovisas i figur 2.7. Brunnar i jord Brunnar i jord har installerats i de större grundvattenmagasinen. Brunnarna har utförts för att ha så god kontakt med de konduktiva jordlagren som möjligt, detta för att möjliggöra testning av magasinens hydrauliska egenskaper. Brunnar i jord har utförts på 17 platser (se tabell 2.7 och figur 2.8). Borrning har utförts med filterrör av stål samt med sänkhammare driven med luft eller vatten och med spolning med luft eller med luft/vatten. Om jordlagren bedömdes vara täta har borrning utförts ca 2 meter ner i berg för att möjliggöra kontakt med eventuella vattenförande ytliga sprickor. PM Hydrogeologi

41 Figur 2.7 I projektet installerade rör och krysspets för mätning av grundvattennivå. PM Hydrogeologi

42

43 Figur 2.8 Undersökningsbrunnar i jord. PM Hydrogeologi

44 Brunnar i berg Det huvudsakliga syftet med kompletterande undersökningar i berg är att identifiera zoner och att karakterisera dem hydrauliskt samt att karakterisera berget och dess vattenförande förmåga längs tunnellinjen och i lägen för planerade ventilationsschakt. Borrning i berg har utförts som hammarborrning och kärnborrning, se figur 2.9. Geologiska undersökningar i borrhål/brunnar har genomförts genom kartering av borrkärnor och BIPSfotografering. Detta arbete har utförts inom ramen för projekteringsarbetet och redovisas inte här. Kärnborrhål Kärnborrning har i huvudsak utförts för att få mer information om berget där det förväntas råda komplicerade bergtekniska förhållanden. Detta innebär att flertalet kärnborrhål finns vid passager av större vattenområden: Stocksundet, Ladugårdslandsviken och Saltsjön. Enstaka kärnborrningar har gjorts även på andra ställen, bland annat i närheten av planerade schaktlägen. I kärnborrhålen har vattenförlustmätningar och vattenprovtagning gjorts systematiskt i samband med borrning. Hammarborrhål Hammarborrning har i huvudsak utförts för att undersöka zoner, både för att bekräfta förekomst och för att inhämta information om zoners hydrauliska egenskaper. Merparten av borrhålen har borrats snett nedåt (lutning ca 60 från horisontalplanet) och i brant vinkel mot zoners orientering/strykning. Borrning har utförts med följande metoder: Borrning med sänkhammare driven med luft och spolning med luft eller med luft/vatten. Borrning med sänkhammare driven med vatten och spolning med vatten eller med vatten/luft. De flesta borrhålen har en total längd om ca 150 meter, vilket vid 60 lutning motsvarar ett borrdjup på ca 130 meter och en horisontell projektionslängd på ca 75 meter. Efter borrning och rensspolning har hydrauliska försök utförts, se sammanställning i tabell 2.8. Tester som utförts är pulstester, pumptester och infiltrationstester. Vanligtvis har en kombination av dessa genomförts. I några fall har pump- och infiltrationstesterna utförts som interferenstest för att undersöka påverkan på avstånd från själva pump- och infiltrationsbrunnen. I borrhål med hög vattenförande förmåga har kompletterande tester med manschett utförts för att hydrauliskt avgränsa borrhålets övre del från den undre, bland annat för att möjliggöra hydraulisk karakterisering av djupare belägna zoner. Vid placering av manschett har eftersträvats sprickfattiga borrhålsavsnitt (information i borrlogg), i de flesta fall har manschett placerats meter ner i borrhålet. Vid installation av manschetter har tryckskillnader mellan övre och undre vattenförande avsnitt i borrhål noterats. I borrhål som efter initiala hydrauliska försök visat sig vara täta har hydraulisk stimulering (spräckning) utförts för att förbättra hålets hydrauliska kontakt med närliggande sprickor och zoner. PM Hydrogeologi

45

46 Figur 2.9 Hammarborrhål och kärnborrhål. PM Hydrogeologi

47 2.4.3 Hydrauliska undersökningsmetoder Mätning av grundvattennivå Inom projektet har nivåmätning utförts i grundvattenrör, krysspetsar, jordbrunnar och bergbrunnar. Mätning har utförts med lod eller med automatiskt loggande tryckgivare. Mätning av grundvattennivå har utförts både som långtidsmätning och korttidsmätning. Långtidsmätning innebär att en mätpunkt ingår i ett mätprogram med periodvis återkommande mätningar som fortlöper under företrädesvis flera år. Syftet med mätningarna är att observera grundvattennivåns årstids- och årsvariationer inom ett grundvattenmagasin. Korttidsmätningar utförs vanligtvis i samband med hydrauliska försök. Hydrauliska försök Hydrauliska försök har utförts i brunnar i syfte att kvantifiera jordlagrens eller berggrundens vattenförande förmåga. Fyra typer av hydrauliska försök har använts: Pulstest Provpumpning Infiltrationsförsök Vattenförlustmätning De olika testerna har utförts och utvärderats i enlighet med gängse metodik. För detaljer hänvisas till exempelvis Kruseman, G., & de Ridder, N. (1970). När det gäller berggrundens och sprickzoners hydrauliska egenskaper används i första hand resultat från provpumpnings- och infiltrationsförsök. Dessa tester (transienta) har möjliggjort utvärdering av flödesregimer och identifiering av hydrauliska gränser vilket ökat analysers tillförlitlighet. Genom att försöken i flera fall pågick 6 timmar eller mer, representerar sannolikt utvärderade värden en skala på överstigande 100 meter. Testning med pulsförsök har i första hand använts när den vattenförande förmågan varit relativt låg. Eftersom mycket små mängder vatten omsätts, representerar utvärderade värden en begränsad skala, sannolikt i flesta fall understigande 5-10 meter. Eftersom effekter från borrning och hydraulisk spräckning kan öppna sprickor i direkt anslutning till borrhål, kan pulstester ge för höga och därmed ej representativa värden på zoners och berggrundens vattenförande förmåga i större skala. En rimlighetsbedömning av erhållna resultat har genomförts. Provpumpningar har utförts i brunnar för kvalitativ och kvantitativ karakterisering av det hydrogeologiska systemet. Med kvalitativ karakterisering avses i första hand i vilken utsträckning enskilda vattenförande strukturer (zoner) i berget har inbördes hydraulisk kontakt, hur grundvattennivåer i berg påverkas av grundvattenbildning, förekomst av olika hydrauliska system i berggrunden samt berggrundens hydrauliska kontakt med ovanliggande grundvattenmagasin i jord. Med kvantitativ karakterisering avses i första hand undersökningar för att mäta berggrundens och zonernas vattenförande egenskaper i form av hydraulisk konduktivitet och transmissivitet. PM Hydrogeologi

48 Vid interferenstester genomfördes provpumpning enligt ovan, med tillägget att även grundvattennivåer i omgivande grundvattenrör och brunnar registrerades. Vattenförlustmätning har utförts i samband med kärnborrning och utförts av borrtekniker. Undersökningar har gjorts med dubbelmanschett med 3 meter sektionslängd. Vatten har pumpats i tre steg med 2, 3,5 och 5 bars övertryck. Teoretisk nedre mätgräns har varit ca 1 x 10-8 m/s (mellan 8,8 x 10-9 och 2,2 x 10-8 m/s beroende på tryck). Den hydrauliska medelkonduktiviteten har beräknats med Moyes formel (Moye, D. G., 1967): Där K = Q(1+lnL D ) 2πLdh K = hydraulisk konduktivitet (m/s) Q = injektionsflöde (m 3 /s) L = testsektionens längd (m) dh = övertryck (m) D = borrhålsdiameter (m) Vattenprovtagning och analys Vatten har provtagits och analyserats. Vattenprovtagning har huvudsakligen följande två syften: Provtagning för analys av grundvattnets aggressivitet. Provtagning har utförts i samtliga kärnborrhål av vatten på tunnelnivå. Provtagning för analys av förekomst av föroreningar. Provtagning har utförts i brunnar och jord och berg i samband med provpumpning, totalt 8 brunnar. Följande analyser har utförts: GV3+ (lösta joner), OV-12A (flyktiga ämnen) och OV-13 (halvflyktiga ämnen). För detaljer och resultat hänvisas till underlagsdokument ([4], 2015). Borrhål i vilka provtagning av vatten har genomförts visas i figur PM Hydrogeologi

49 Figur 2.10 Borrhål för vattenprovtagning. PM Hydrogeologi

50 2.4.5 Hydrogeologisk fältkartering i Danderyd I Danderyd saknas kvartärgeologisk kartering med samma detaljeringsgrad som den byggnadsgeologiska kartan i Stockholm. SGUs jordartskarta för Danderyd har inte den noggrannhet som krävs för analysarbete med geomodellen, särskilt vad avser utbredning av områden med berg i dagen. För norra delen av Danderyd har använts en detaljerad kartering utförd av Hagconsult (1978), se figur För övriga delar av Danderyd har kompletterande fältkartering utförts, med fokus på avgränsning av områden med berg i dagen och identifiering av områden med lera. Detaljer har inhämtats från sonderingar och grundläggningsuppgifter. I framtagen geologisk-hydrogeologisk karta för Danderyd redovisas områden med lera, ytligt berg eller berg i dagen samt områden där grundvattenbildning till undre magasin förekommer (dvs. jordtäckta områden där lera saknas). Figur 2.11 Område där detaljerad kartering utförd av Hagconsult (Brink, 1978) har använts. Teckenförklaring finns i figur Beräkningar och prognoser För att bedöma tunnelanläggningens påverkan på grundvattenförhållandena har olika beräkningar utförts med följande inriktning: Mängd inläckande grundvatten i tunnelanläggningen (samt behov av tätningsinsatser och skyddsinfiltration) Område inom vilket kan uppkomma grundvattennivåpåverkan. Grundvattennivåsänkning i jord och berg. PM Hydrogeologi

51 Beräkningarna bygger på hydrogeologiska konceptualiseringar, alltså förenklade modeller av de hydrogeologiska förhållandena i anläggningens omgivningar. De konceptuella modellerna baseras i sin tur på analyser utförda enligt kapitel 2.1. Tunnelanläggningen kommer att byggas i vitt skilda hydrogeologiska miljöer, från täta till permeabla jordar och berg. Olika miljöer kräver i princip olika beräkningsmodeller, vilka måste anpassas till dataunderlagets omfattning och kvalitet. Såväl analytiska som numeriska modeller har använts. Osäkerheter i data samt variationer i parametrars fördelning har studerats genom stokastisk modellering. När det gäller beräkningsstrategin och beräkningsresultat ska förstås att det inte finns modeller som ger "korrekta" resultat. Det fundamentala konceptet när det gäller beräkningsstrategin är att beräkningarna ska vara robusta, det vill säga att det ska finnas stöd för att resultaten ger rimlig approximation. För att uppnå denna målsättning har flera oberoende enkla modeller och beräkningsverktyg använts. Om dessa var för sig ger likvärdiga resultat finns skäl att anta att resultatet är trovärdigt. Som framgår av denna PM är grundvattenförhållandena komplexa inom det område som påverkas av tunnelanläggningen. Bedömningen är att det inte är meningsfullt att utföra grundvattenberäkningar i en enda modell som omfattar hela eller större delen av området. En sådan modell skulle vara mycket svår att överskåda och skulle därmed kunna introducera betydande osäkerheter. Som alternativ har i stället beräkningar utförts för ett antal avgränsade grundvattenområden var för sig. Beräkningar har gjorts med olika modeller med hänsyn till lokala hydrogeologiska förhållanden, tillgänglig underlagsdata samt vilka resultat som efterfrågas. Utgående från inläckageberäkningar och efterföljande analys av effekter och konsekvenser på riskobjekt har behov av tätningsinsatser i tunnelanläggningen samt skyddsinfiltration utvärderats Inläckage Vid beräkning av inläckage till tunnelanläggningen är tunneldjup, tunneldimension och tunneltäthet styrande anläggningsrelaterade faktorer. Medan tunneldjup och tunneldimension i princip är låsta utifrån anläggnings funktion, byggmetod och anpassning till andra anläggningar, är tunneltätheten en parameter som beror på tätningsdesign utifrån täthetskrav och bergets sprickegenskaper. Utöver de anläggningsrelaterade faktorerna har berggrundens hydrogeologiska egenskaper och tillgången på grundvatten stor betydelse för inläckagets storlek och fördelning i tid och rum. Beräkningar görs med metoder och parameterdata som ger konservativa resultat och med hänsyn till osäkerheter väl tilltaget inläckage. Berggrundens hydrogeologiska egenskaper har undersökts genom sammanställning av inläckage till äldre tunnlar samt genom analys av data från ett mycket stort antal bergborrade brunnar. Vid utförda beräkningar har berggrundens hydrauliska egenskaper varierats i syfte att studera inläckagets variation beroende på bergförhållandena. Genom att använda stokastisk modellering har variationer i berggrundens hydrauliska egenskaper analyserats systematiskt. En parameter som är svår att bestämma kvantitativt är tillgången på grundvatten i berg och hur tillgången förändras till följd av att anläggningen byggs. Beräkningar har utförts med metoder som mer PM Hydrogeologi

52

53 Stokastisk modellering (I) ger relativt höga inläckagevärden eftersom grundvattentrycket hålls konstant vid beräkningen. Resultatet kan vara tillämpligt i områden med stora grundvattenmagasin men ej ändamålsenligt där grundvattentillgången kan vara begränsad, t ex i bergområden. För detaljer när det gäller denna modellering hänvisas till separat handling ([7], 2015) Numerisk modell (II) med oförändrad grundvattenbildning vid sänkta grundvattennivåer. Beräkningarna ger relativt låga inläckagevärden eftersom vattentillgången till viss del begränsar inläckaget. Resultatet kan vara tillämpligt i bergområden med liten grundvattenbildning. Numerisk modell (III) med ökad grundvattenbildning vid sänkta grundvattennivåer. Beräkningarna ger vid samma geohydrologiska egenskaper högre inläckage än modell II men i flertalet fall lägre än modell I. Erfarenheter (IV) baseras på tidigare utförda tunnlar med hänsyn till bland annat utformning och hydrogeologiska förhållanden. Baserat på beräkningsresultat, platsspecifika hydrogeologiska förhållanden och egenskaper samt erfarenheter, görs bedömning av inläckaget. Hänsyn tas även till anläggningens komplexitet. Bedömt inläckage redovisas i kapitel Påverkansområde Påverkansområdets utbredning är väl tilltaget så att ingen betydande grundvattennivåförändring uppkommer utanför området vid något skede eller tidpunkt under tunnelverksamhetens bygg- och driftskeden. För att uppnå denna målsättning har konservativa tillvägagångssätt använts. Det förutsätts vid bedömning av påverkansområdets utbredning att ingen skyddsinfiltration utförs. Påverkansområdet definieras i denna PM som en grundvattensänkning överstigande 0,3 meter i jord alternativt 1,0 meter i berg (på tunnelnivå). Det är en rad faktorer som har betydelse för påverkansområdets utbredning, såsom exempelvis: Inläckage i tunnelanläggningen Vattenbalansen i området Berggrundens och jordlagrens vattenförande förmåga Hydrauliska ränder Topografi och tunnelns djup under grundvattenyta Den sammanvägda bedömningen av påverkansområdets utbredning baseras på beräkningar och erfarenheter från tidigare projekt. I princip har nedanstående 5 angreppssätt använts: 1) Hydrauliska gränser har antagits begränsa påverkansområdets utbredning, till exempel positiva hydrauliska gränser såsom Stockholmsåsen, Brunnsviken och Saltsjön. Även befintliga tunnlar kan i vissa lägen antas begränsa påverkansområdets utbredning. PM Hydrogeologi

54

55 2.5.3 Beräkning av grundvattennivåsänkning Beräkningar av grundvattennivåsänkningar har utförts lokalt inom påverkansområdet för att analysera påverkan och effekter vid grundvattenberoende objekt. Beräkningar har utförts med olika modeller anpassade till olika hydrogeologiska miljöer samt olika beräkningsmål. Följande modellberäkningar har utförts: Numerisk tvärsnittsmodell grundvattennivåpåverkan i berg. Numerisk tre-dimensionell modell Södermalm grundvattennivåpåverkan i berg och jord. Numerisk tre-dimensionell generisk modell över energianläggningar grundvattenpåverkan i energibrunnar. Seminumerisk kanalmodell grundvattenpåverkan i jord. I kapitel 8 redovisas översiktligt resultaten av utförda beräkningar. 2.6 Riskbedömning/Riskhantering Bedömning av effekter från påverkan vid riskobjekt Baserat på prognostiserad påverkan har principer för bedömning av effekter vid riskobjekt framarbetats. Underliggande resonemang för dessa principer är följande: Grundvattenberoende grundläggning Grundvattenberoende byggnader och anläggningar inom områden där marksättning kan uppkomma betraktas som riskobjekt. Område inom vilket marksättning kan uppkomma har identifierats genom ett konservativt urval med syfte att inte exkludera vare sig område eller enskilda objekt. Grundvattenberoende byggnader och anläggningar tillskrivs åtgärdsnivåer inom ramen för kontroll- och åtgärdsprogram. Styrande målsättning är att undvika skadlig grundvattenpåverkan genom tätningsåtgärder och skyddsåtgärder. Energianläggningar Brunnar inom påverkansområdet betraktas som riskobjekt. Huvuddelen av energibrunnar inom 100 meter från tunnel kommer att kontrolleras genom mätningar av vattenyta i brunn. Det förutsätts att nivåsänkning i en brunn är direkt korrelerat till minskat möjligt produktionskapacitet. På större avstånd än 100 meter, men inom påverkansområdet, kommer ett urval av brunnar att kontrolleras genom mätning av vattenyta i brunn. Grundvattenberoende naturvärden Naturvärden inom påverkansområdet har identifierats genom sökning i olika databaser, se kapitel Naturvärden inom en randzon (figur 2.5) bedöms vara mest utsatta vid en grundvattenpåverkan. I MKB redovisas vilka konsekvenser som kan uppkomma. För att skydda de mest värdefulla objekten från skada kommer en arbetsgrupp att framarbeta ett kontroll- och åtgärdsprogram. PM Hydrogeologi

56 Förorenad mark Verksamheter som kan ha bidragit till förorenad mark har identifierats genom sökning i olika databaser och register. Ett urval har gjorts där verksamheter som hanterat större mängd toxiska ämnen bedömts kunna utgöra potentiella riskobjekt. Föroreningar i mark har dock konstaterats för endast ett fåtal verksamheter. Utifrån bedömd grundvattenpåverkan och lokala hydrogeologiska förhållanden, har riskobjekt bedömts utifrån ökad risk för mobilisering av förorening eller förändrad spridning av förorening Bedömt behov av skyddsåtgärder Skyddsinfiltration är en metod för att begränsa grundvattennivåsänkning och därmed skadors omfattning. Behovet av infiltration, både avseende vilka områden som är aktuella samt vilka infiltrationsmängder som är nödvändiga, bygger på en rad hydrogeologiska förhållanden samt grundvattenberoende objekts känslighet. Den dominerande infiltrationsinsatsen kommer att genomföras i områden med sättningsbenägen lera, i områden där grundvattenberoende grundläggning förekommer samt där Svenska Kraftnät har möjlighet att anlägga infiltrationsanläggningar. Skyddsinfiltration kan även bli aktuell vid andra typer av riskobjekt. Möjligheten till skyddsinfiltration har undersökts och har i de flesta områden befunnits vara god. Ytterligare arbeten kommer att göras för att säkerställa tillräcklig infiltrationskapacitet. Strategi och behov av skyddsinfiltration redovisas i kapitel 10. PM Hydrogeologi

57 3 Översiktlig beskrivning av utredningsområdet City Link etapp 2 omfattar en ca 13,4 km lång tunnelanläggning i berg från Anneberg i norr (Danderyd) till Skanstull i söder (Södra Hammarbyhamnen). För att styra omfattningen av inventering, analyser och beräkningar längs anläggningen har ett utredningsområde definierats, vilket sträcker sig ca 1 km ut från anläggningen i båda riktningarna. Utredningsområdet är väl tilltaget och senare framtaget påverkansområde ligger väl inom dess begränsning. Utredningsområdet är indelat i fyra huvudområden, med avgränsningar som i huvudsak utgör entydiga hydrogeologiska gränser såsom stora vattenområden och tydliga vattendelare. De fyra huvudområdena är: 1) Danderyd-Bergshamra 2) Norra Djurgården 3) Östermalm 4) Södermalm Huvudområdena är i sin tur indelade i ett antal delområden för att strukturera arbetet samt för att underlätta områdesbeskrivningar. Ett delområde består av ett eller flera avrinningsområden som i sin tur innehåller ett eller flera grundvattenmagasin i jord. 3.1 Topografi och bebyggelse Marktopografin samt de geologiska och hydrogeologiska förhållandena varierar längs sträckan, se figur 3.1. I norra delen av sträckan, inom huvudområden Danderyd-Bergshamra och Norra Djurgården, bildar terrängen ett typiskt småbrutet skärgårdslandskap med mindre höjdpartier och mellanliggande dalsänkor. Vattenområdet Stocksundet ligger i en kraftig sänka i berget orsakad av en eller flera nordväst-sydöstliga svaghetszoner. Dominerande orientering av sänkor, zoner och höjdpartier ligger mellan väst-öst och nordväst-sydöst. Vid övergången mot Östermalm avtar den småbrutna karaktären och bergområden och dalgångar upptar större arealer och markytan blir flackare. Exempel på detta är höjdområdet vid Kungliga Tekniska högskolan (KTH) och de lägre liggande områden som utgör centrala Östermalm. Vattenområdet Strömmen-Saltsjön mellan Östermalm och Södermalm har utbildats i en djup tektoniskt skapad bergsänka i väst-östlig riktning där Skeppsholmen och Kastellholmen utgör lokala bergplintar kringskurna av zoner. Vattenområdet avslutas i söder mot en kraftig förkastningsbrant vid Södermalms norra strand. Södermalm ligger förhållandevis höglänt och sluttar från höjderna på norra sidan svagt mot söder ner mot vattenområdet Hammarbyleden. Närmast söder om Hammarbyleden är markytan låglänt och flack. Området var tidigare sjöbotten och har senare utfyllts med fyllning. Längst i söder reser sig topografin skarpt mot Hammarbyhöjdens väst-östligt orienterade bergssida. PM Hydrogeologi

58 Figur 3.1 Topografi och geologi. PM Hydrogeologi

59 Stockholmsåsen löper med ungefär nord-sydlig riktning längs med hela den planerade tunnelsträckan. På delen Danderyd-Norra Djurgården ligger åsen på relativt stort avstånd väster om utredningsområdet, medan åsen på delen Östermalm-Södermalm ligger i anslutning till eller inom utredningsområdet. Markanvändning och graden av urbanisering varierar längs sträckan. I Danderyd dominerar enskild småhusbebyggelse förutom längs de större trafiklederna där det förekommer områden med lättare industrier, affärsverksamhet, kontor, kommunal verksamhet och flerfamiljshus. Norra Djurgården ligger inom Kungliga Djurgårdens Förvaltning (KDF) och den östra delen utgörs i huvudsak av naturområden, medan det i den västra delen finns bostadsbebyggelse, trafikleder, kommunal verksamhet och lokaler tillhörande Stockholms universitet. I Östermalm och Södermalm dominerar typisk stadsbebyggelse med bostadshus, kontors- och affärsområden samt trafikleder. 3.2 Berggrund och tektonik Berggrunden och dess tektoniska strukturer har studerats för framtagande av underlag till bygghandlingar och redovisas samlat i ([5], 2015). Övrigt geologiskt underlagsmaterial återfinns bland annat i (Stålhös, G., 1969), Berggrundskarta 10I Stockholm (SGU, 2001) och Byggnadsgeologisk karta över Stockholm (Stockholms stadsbyggnadskontor, 1978). Berggrunden i Stockholmsområdet bildades i huvudsak under den svekokarelska bergskedjeveckningen för ca miljoner år sedan och består både av djupbergarter som granit och gabbro och ytbergarter som gråvackor och vulkaniter. Under efterföljande bergskedjebildning deformerades och metamorfoserades (omvandlades) dessa bergarter till bl a gnejser, metavulkaniter och gnejsgraniter samtidigt som delar av berggrunden intruderades av nya djupbergarter. Sedimentådergnejs (bergartstyp 1 i figur 3.9) förekommer allmänt i området, men dominerar söder om Saltsjön medan yngre graniter (bergartstyp 3 i figur 3.9) utgör en betydande del av berggrunden i den norra regionen. Vittring har efterhand avlägsnat övre delar av berggrunden och den bergöveryta vi ser idag har tidigare legat på betydande djup. Bergytans topografi varierar i området och bildar uppstickande bergpartier (bergplintar) och mellanliggande sänkor, se figur 3.2. De topografiska skillnaderna kan förklaras av att spröd deformation påverkat bergmassan i varierande utsträckning, vilket skapat förutsättningar för olika vittringsprocesser. Bergplintarna har låg sprickighet och utgör mer vittringsbeständig berggrund, medan dalsänkorna har hög sprickighet och svaghetszoner där vittring skapat förhållandevis låga bergnivåer. Svaghetszonerna har indelats i sprickzoner och krosszoner beroende på graden av tektonisk påverkan. Krosszoner, som utgör den tredje klassen i den hydrogeologiska berggrundsklassificeringen, bedöms ha uppkommit genom rörelser i jordens krusta ([5], 2015). Längs ledningstunnelns sträckning förekommer underordnat metabasiter, vars ursprung kan vara såväl djupbergarter som gabbro och diorit eller ytligt bildade, basiska bergarter. Den största förekomsten av metabasit längs tunnelsträckningen finns i Bergshamra. Basiska bergarter utgör ofta ett mindre vattengenomsläppligt berg än mer sura bergarter på grund av olika deformationsegenskaper. Fördelningen av olika bergarter längs tunnelanläggningen framgår av tabell 3.1. PM Hydrogeologi

60 Tabell 3.1 Fördelning av dominerande bergart längs tunnelanläggningen. Bergart Andel ca Sträcka ca Metagråvacka 70% 9380 m Granit 19% 2600 m Gnejs 9% 1260 m Metabasit 2% 320 m Totalt 100% m Berggrundens sprödtektoniska strukturer är huvudsakligen orienterade i nordväst, nordöst och öst-väst och har generellt brant stupning eller riktat mot öst (SGU, 2001; Stålhös, G., 1969). Riktningar hos flertalet av områdets sprickor och zoner överensstämmer med områdets plastiska strukturer i västnordväst till nord, och knyts till områdets dominerande lerfyllda dalgångar och utsträckta vattenområden, såsom Stocksundet, Nybroviken och Saltsjön. Inom utredningsområdet har identifierats ett 90-tal zoner skapade genom sprödtektonisk deformation. Större förkastningszoner inom området finns enligt SGUs kartmaterial vid Stocksundet, Nybroviken och Saltsjön. Den strukturella bilden över Stockholmsområdet visar att bergartsleden företrädesvis ligger i öst-västliga till östsydöstvästnordvästliga riktningar. Såsom framgår av figur 3.2 är flertalet svaghetszoner orienterade mellan nordväst-nord, samt grupperade i tydliga kluster. Zonerna är i varierande grad verifierade genom borrning och kartering. Detaljerad redogörelse av områdets tektoniska strukturer finns i en ingenjörsgeologisk prognos. Partier mellan zonkluster utgörs av förhållandevis sprickfattiga bergpartier vilka dessutom bildar höga berglägen, så kallade bergplintar, se figur 3.2. PM Hydrogeologi

61 Figur 3.2 Svaghetszoner och bergplintar. PM Hydrogeologi

62 3.3 Jordlager Områdets jordlager består huvudsakligen av morän, glaciala sediment såsom lera, silt och sand, organiska jordar samt fyllning, se figur 3.3. Morän förekommer i princip inom hela området och har avsatts direkt på berg. Morän återfinns ytligt i områden med höga berglägen samt i gränsen mot sedimentfyllda dalgångar. Moränen har i huvudsak en siltig uppbyggnad, men grövre moräntyper förekommer. Morän i områden med hög topografi är ofta svallad och saknas lokalt där berg går i dagen. Morän återfinns vanligtvis under dalsänkornas glaciala sediment, och gränsar då uppåt mot silt och lera, ibland mot sand, figur 3.2. Det är relativt vanligt förkommande att morän saknas lokalt i dalsänkor där den blivit bortspolad av vatten under senglacial tid, varvid glaciala sediment är avsatta direkt på berg. Figur 3.3 Konceptuell bild över jordlagerföljden i Stockholmsområdet. De glaciala sedimenten består vanligast av silt som i sin tur överlagras av lera. I föreliggande utredning har silt grupperats tillsammans med morän och utgör områdets undre friktionsjordlager. I högre liggande områden saknas ofta lera och jordprofilen består då enbart av morän, medan det i lägre liggande områden förekommer mäktiga lerlager med stor utbredning. I väster ligger Stockholmsåsen vars isälvsavlagringar dominerar i nord-sydlig sträckning genom Östermalm och Södermalm. Genom Östermalm är åsen avsatt i en djup sänka i berget medan åsen i Södermalm kastar i sida och är avsatt på berglägen med varierande nivå, lokalt förekommer bergkärnor i åsen till relativt höga nivåer. Åsen uppbyggs i dess centrala del av grova sandiga-grusiga sediment med inslag av sten och block. Åsens distala randområden består ofta av växellagrade sediment med skikt och lager av olika typer av grova och finkorniga sediment. Lokalt i åsen förekommer linser uppbyggda av lera och silt. Stockholmsåsen var tidigare en topografisk höjdrygg, men betydande urschaktningar och utfyllnader har jämnat ut åsens yttopografi. Kvarvarande åshöjder återfinns bland annat i Gamla stan och vid Bellevueparken vid södra Brunnsviken. I hela området förekommer fyllning av varierande karaktär, ursprung och mäktighet. Fyllningen är mestadels oorganisk, men organiskt material kan förekomma. Större mäktigheter förekommer vid utfyllnader vid strandområden i syfte att utöka markarealer, till exempel vid Nybroviken och längs Strandvägen, Stadsgårdskajen och längs Hammarbyledens båda sidor, samt för utfyllnad av tidigare kärr och sjöar, såsom Fatburssjön i Södermalm och Träsksjön i Östermalm. PM Hydrogeologi