Skapad av: Internt granskad av: Uppdragsansvarig: Ingvar Rhen Helen Eklund Lina Magnusson

Transkript

1 Hamnbanan Göteborg, dubbelspår, Dokumentnummer: Bilaga 6 Vattenhantering Skapad av: Internt granskad av: Uppdragsansvarig: Ingvar Rhen Helen Eklund Lina Magnusson Version/Revideringsdatum: Datum för interngranskning: Uppdragsnummer: -/ Revidering kapitel: Revideringen avser:

2 Innehållsförteckning 1 (29) 1 Reningsmetoder för länshållningsvatten från schakt och bergtunnlar Reningsmetoder för länshållningsvatten från schakt Reningsmetoder inläckage och processvatten från bergtunnlar Skyddsåtgärder Beräkning av utpumpat vatten från tunnlar, berg- och jordschakter Beräkning av kvävehalter i utpumpat vatten från bergtunnlar och bergschakter Generella beräkningsgrunder Hamnbanan; beräkningsgrunder och resultat Beräkning av suspensionshalter från tunnlar, berg- och jordschakter Beräkning av länshållningsvatten från jord- och bergschakt beroende av nederbörd Bakgrund Nederbördsrelaterade länshållningsvattenflöden Sammanfattning av länshållningsvatten; flöden Strategi för hantering av länshållningsvatten Referenser... 28

3 2 (29) 1 Reningsmetoder för länshållningsvatten från schakt och bergtunnlar Det vatten som avleds från arbetsområdet ska vara så rent att negativa konsekvenser inte uppstår för miljön. All hantering av länshållningsvatten kommer att ske i enlighet med det kontrollprogram som kommer att upprättas för byggskedet. Entreprenören ska före byggstart upprätta och lämna in en beskrivning av miljöpåverkan för det länshållningsvatten från schakter samt inläckage och processvatten från bergtunnlar, som ska avledas från platsen. Beskrivningen ska visa tidsperiod, vattenmängd, eventuella föroreningshalter, påverkan på vattendrag. Den ska redogöra för hur de platsspecifika krav som kommer att tas fram inom projektet ska uppfyllas. Som underlag till detta finns bl.a. resultatet från miljötekniska markundersökningar som tagits fram inom projektet tillsammans med inarbetade skyddsåtgärder och förväntade flöden. Vanligen krävs någon form av sedimentavskiljande åtgärder, men i vissa fall kan även oljeavskiljare, kolfilteranläggning och ph-justering krävas för att uppnå fullgod rening. I denna bilaga redovisas möjliga behandlingsmetoder utifrån studerade erfarenheter från liknande projekt. Dessa metoder har tidigare använts och resultatet har uppfyllt de krav som ställts på utgående vatten till recipient. 1.1 Reningsmetoder för länshållningsvatten från schakt Grumling Vatten som ansamlats i schakter kommer att vara grumlat i olika grad. Grumligheten kan i sig orsaka negativa effekter i en känslig recipient. Dessutom är många föroreningar partikelbundna, varför partikelavskiljning även kan minska halter av andra föroreningar. För att kunna genomföra reningen av länshållningsvatten före avledning till recipient krävs att mängden vatten som behöver renas begränsas i möjligaste mån. Förebyggande arbete kan också minska mängden finpartiklar som följer med i byggdagvattnet. Detta kan bl.a. göras genom att: motverka att regnvatten och annat ytvatten från omgivningen inte rinner in i schakterna. skapa möjlighet till fördröjning på ytor, i diken och dammar i händelse av kraftig nederbörd. utföra schaktning i etapper. undvika att pumpa vatten samtidigt som det grävs i schakten och partikelmängden är som högst.

4 3 (29) länspumpning sker kontinuerligt utan avbrott och variationer. undvika erosion från frilagda ytor. Det finns olika metoder för att rena grumlat vatten i olika grad: Vattnet kan ledas till vegetationsklädda områden för infiltration. Vattnet kan ledas till anlagda pumpgropar eller sedimentationscontainrar för att sedimentera. För ytterligare rening kan vattnet därefter pumpas till en lamellsedimenteringscontainer, där partiklar ner mot 0,02 mm (grovsilt) avlägsnas. Lamellsedimenteringscontainer har en kapacitet på ca 15 m 3 /h vid avlägsnande av partiklar ner mot 0,02 mm. Kemisk fällning/flockning kan användas i kombination med lamellsedimenteringscontainer. Denna kombination av reningsmetoder har mycket bra resultat även vid höga halter av lerpartiklar och reningsgraden är bra även för partikelbundna och lösta föroreningar samt lösta metaller. Förväntad utgående halt suspenderat material från kemisk fällning/flockning är ca 50 mg/l. Det sediment som samlas i pumpgropar och sedimentationscontainrar behöver provtas i syfte att bedöma vilken hantering och behandling av sedimentet som krävs Oljeförorening Vatten påverkat av petroleumföroreningar kan framför allt förväntas uppkomma vid schakt inom de östra delarna (området kring Nordviksgatan) till följd av den historiska verksamheten här samt inom de västra delarna till följd av verksamhet vid Pölsebo banggård (se Vattenverksamhet, Hamnbanan Göteborg, dubbelspår Eriksberg- Miljökonsekvensbeskrivning, för detaljer). Inom övriga områden kan låga halter av olja härstamma från arbetsfordon och arbetsmaskiner. Om oljeförorening i mark och/eller vatten noteras under byggskedet eller vid utsläpp/förorening från byggområdet kan det bli aktuellt att rena vattnet från olja. Oljeavskiljande funktion kan utformas i sedimentationsdammar eller sedimentationscontainrar Förhöjt ph Cementbaserade tätningsmedel samt betong i tunnlar och tråg innebär att länshållningsvatten därifrån kan förväntas ha förhöjt ph. Om ph överstiger 9 kan det innebära skador för akvatiska organismer. Justering av förhöjt ph kan göras genom tillsatts av exempelvis svavel- eller saltsyra. Inom anläggningsbranschen har även ph-justering utförts med hjälp av koldioxid, vilket minskar risken för överdosering och dessutom är bättre ur arbetsmiljösynpunkt.

5 4 (29) Förhöjda kvävehalter Sprängämnen som används vid schaktsprängningen innehåller kväveföreningar. Genom icke detonerat sprängmedel samt rester på utsprängd sprängsten kan kväve spridas med vattnet. Länshållningsvatten från bergschakter kan förväntas ha lägre kvävehalter jämfört med tunnlar. I bergschakter lastas bergmassorna ut utan att de begjuts med vatten och mindre sprängämne nyttjas jämfört med tunnlar. Det medför att länshållningsvattnet i bergschakter normalt innehåller låga kvävehalter och kväve relaterat till spill av sprängämne och icke detonerat sprängmedel följer med bergmassorna som lastas ut. 1.2 Reningsmetoder inläckage och processvatten från bergtunnlar Grumling Se kapitel Oljeförorening Se kapitel Förhöjt ph Cementbaserade tätningsmedel samt betong i tunnlar innebär att länshållningsvatten därifrån kan förväntas ha förhöjt ph. Om ph överstiger 9 kan det innebära skador för akvatiska organismer. Högt ph innebär också att kväve i processvatten från sprängning riskerar att föreligga i form av ammonium, vilket är kraftigt toxiskt för akvatiska organismer. Justering av förhöjt ph kan göras genom tillsatts av exempelvis svavel- eller saltsyra. Inom anläggningsbranschen har även ph-justering utförts med hjälp av koldioxid, vilket minskar risken för överdosering och dessutom är bättre ur arbetsmiljösynpunkt Förhöjda kvävehalter Sprängämnen som används vid tunnelsprängningen innehåller kväveföreningar. Genom icke detonerat sprängmedel samt rester på utsprängd sprängsten kan kväve spridas med vattnet. Sprängning av tunnlarna genom Bratterås- och Krokängsberget kommer endast att ske i förinjekterat berg vilket innebär att mängden inläckande grundvatten är mycket liten. Det finns en risk att länshållningsvattnet, som består av processvatten och inläckande grundvatten, innehåller förhöjda kvävehalter efter dammbindning då tunnelväggar och sprängstenmassor spolas. De sprängstensmassor som genereras vid anläggningsarbetena kommer däremot att transporteras bort vilket innebär att risken för kväveläckage från upplag blir mycket liten. Den enda gångbara tekniken för kvävereduktion är genom biologiska metoder där kväve i flera steg omvandlas till ammonium och nitrat till kvävgas. Att rena

6 5 (29) länshållningsvattnet från kväve kräver mycket stora insatser varför andra åtgärder bör vidtagas för att från början minska halterna genom att exempelvis: använda patronerade sprängmedel. minimera spill av bulksprängmedel. genom noggrann borrning minimera risken att sprängmedel inte detonerar. Det kan annars bli följden om borrhål ligger för nära varandra vilket innebär att emulsionen komprimeras i ett närliggande borrhål vid sprängning på grund av tidsfördröjningen. justera ph i utgående vatten för att undvika spridning av ammonium (se nedan). leda länshållningsvattnet till område med vegetation som kan ta upp kvävet. Så länge inte funktionen hos kvävereducerande behandlingsmetoder kan garanteras (som kan användas på plats och motiveras ekonomiskt) så bör vatten påverkat av tunnelsprängning i första hand ledas till avloppsreningsverk. I andra hand kan vattnet avledas till recipient (Göta älv) om kvävehalterna beräknas vara små relativt nuvarande halter där. 1.3 Skyddsåtgärder Länshållningsvatten som pumpas från schakt eller länshållningsvatten som pumpas från tunnel, och som släpps till recipient eller dagvattennät ska uppfylla med tillsynsmyndighet överenskomna, platsspecifika riktlinjer. För att uppnå kraven på byggdagvattnet/länshållningsvattnets kvalitet ska nödvändig reningsutrustning användas. Sprängstensmassor transporteras bort vilket innebär att kväveläckage från upplag minimeras. 2 Beräkning av utpumpat vatten från tunnlar, berg- och jordschakter Beräkning av inläckage till tunnlar och bergschakter redovisas i bilaga 5. Kapitel 2-4. Beräkning av inläckage till jordschakter redovisas i bilaga 5, tabell 5-2. Inläckage beräknas inte ge något tillskott i kväve utan reningsåtgärder inskränker sig till sedimentavskiljning och ph-justering.

7 6 (29) 3 Beräkning av kvävehalter i utpumpat vatten från bergtunnlar och bergschakter 3.1 Generella beräkningsgrunder Tilly m.fl. (2006) ger en övergripande och samlad information om kvävets roll i sprängningsprocessen och vilka utsläpp som kan förekomma. Spill av sprängämne vid laddning och icke detonerat sprängämne står för merparten av det kväve som sprids i vatten i samband med sprängningsarbeten. Ca 25 % av sprängämnet utgörs av kväve. Kväveläckaget anges vanligen som totalkväve; där totalkväve är den sammanlagda koncentrationen av alla former av organiska respektive oorganiska kväveföreningar i en given volym vätska, exklusive kvävgas (N 2). Enligt Tilly m.fl. (2006) bedöms så mycket som % av det tillförda kvävet i sprängämnet läcka ut pga. spill och icke detonerade laddningar enligt undersökningar i LKABs gruva i Kiruna. Tilly m.fl. (2006) säger vidare att sannolikt förekommer det ofta betydligt mindre förluster än de som påvisats i Kiruna av LKAB. Trafikverket (2016) (källa: Nitro Consult, 2013) anger att kväveläckaget vid sprängning ovan mark är ca 1/10 av läckaget vid sprängning i tunnelberg. Processvattnet används för borrning men även vattenbegjutning av sprängda bergmassor och tvättning av tunnelväggar. I bergschakt begjuts normalt inte bergmassorna med vatten, varför kväveläckaget som kan förväntas kommer från främst urlastade bergmassor, och inte länshållningsvattnet från bergschakt. Kvävet sprids dels via länshållningsvattnet som leds från arbetsstället, dels via sprängstenmassorna som initialt innehåller största delen, ca %, av det till vatten eller mark utläckande kvävet (Tilly m.fl., 2006). Med hänsyn till att bergmassorna som tas ut för Hamnbanan planeras att transporteras bort, beräknas att ca % av kvävet når länshållningsvattnet. Trafikverket (2016) anger att ca 90 % av kväveläckaget från ovanjordsarbeten följer med urlastade bergmassor och ca 10 % följer med länshållningsvattnet. Kvävehalten på länshållningsvattnet kan variera kraftigt under kort tid. Kvävetillförseln sker under laddning och sprängning (vanligtvis under några timmar). Under tiden som sprängmassorna begjuts med vatten och lastas ut är kvävehalten som högst i länshållningsvattnet varefter halten sjunker tills nästa laddning och sprängning. Skillnaderna i min och max halterna kan vara 10 gånger (Grinder, 2003). Av den totala mängden kväve i sprängämne som används i tunnel är det en begränsad andel som hamnar i länshållningsvattnet och Grinder (2003) anger för 6 olika tunnel projekt ett variationsområde; 0,3 % - 9 %. Enligt Weimann (2014) ligger motsvarande värden på 9-19% för LKABs gruvor i Malmberget och Kiruna. Grinder (2003) anger också att medianvärde för totalkväve för

8 7 (29) länshållningsvatten från tunnlar varierar mellan mg/l samt att enstaka värden kan visa på 100 ggr högre halt. Tabell 3-1 och Tabell 3-2 visar vad rapporten anger för typiska mängder sprängämne och vad det vanligen ger för utsläpp av kväve. Tabell 3-3 visar uppskattade mängder kväve som kan förväntas i läckage samt hur kvävemängderna fördelar sig på utlastade bergmassor och länshållningsvatten. Tabell 3-4 visar underlag för skattning av processvattenmängder och Figur 3-1 visar hur processvattenmängder, utan recirkulation av processvatten, relaterar till tunnelarea, baserat på två tunnlar med tillgängliga data som redovisas i Tabell 3-4. Beräkning av processvattenflödet för Hamnbanans tunnel, som visas i Tabell 3-4 baseras på relationen som visas i Figur 3-1. Tabell3-1. Sprängämnesmängder som används för ovanjords- och tunnelarbeten. Min Max Medel Källa Sprängämne per fast berg, ovanjord kg/m 3 0,5 0,7 0,6 Sprängämne per fast berg, tunnel kg/m 3 1,5 2 1,75 Tilly m.fl (2006): SveBeFo, 2006, kap 3.1 Tilly m.fl (2006): SveBeFo, 2006, kap 3.1 Tabell 3-2. Kvävemängder från sprängämnen. Min Max Medel Källa Sprängämne Typ % % % ANFO Bulkemultion 34 Grinder, 2003 Patroniserad, slurry Grinder, 2003 Slurry Emultionssprängmedel 26,2 NFF (2009)

9 8 (29) Tabell 3-3. Kvävemängder på grund av sprängning i bergmassor och länshållningsvatten. Totalkväve N, läckage (A) Totalkväve N, läckage (A) Totalkväve N, läckage (A) Kväveläckage till bergmassor som lastas ut från tunnel Kväveläckage till vatten i länshållningsvatten från tunnel Kväveläckage till bergmassor som lastas ut från tunnel Kväveläckage till vatten i länshållningsvatten från tunnel Kväveläckage till vatten i länshållningsvatten från tunnel Kväveläckage till vatten i länshållningsvatten från tunnel Kväveläckage till bergmassor som lastas ut från bergschakt Kväveläckage till vatten i länshållningsvatten från bergschakt Min Max Medel Källa % av X kg N från sprängämne SveBeFo, 2006, kap 4.1, LKAB; gruva Kiruna % av X kg N från sprängämne 1.5 Nitrokonsult 2013 (gäller ovanjordarbeten) % av X kg N från NFF (2009), gäller tunnel. Erfarenheter och sprängämne teoretiska beräkning % av Totalkväve N läckage till bergmassorna (A) SveBeFo, 2006, kap 4.1 % av Totalkväve N läckage till vatten (A) SveBeFo, 2006, kap 4.1 % av Totalkväve N läckage till bergmassorna (A) 50 NFF (2009) % av Totalkväve N läckage till vatten (A) 50 NFF (2009) % av X kg N från sprängämne NFF (2009) % av X kg N från sprängämne 4 Grinder 2003 % av Totalkväve N läckage till bergmassor (A) 90 Trafikverket, % av Totalkväve N läckage till vatten (A) 10 Trafikverket, 2016.

10 Tabell 3-4. Processvattenförbrukning. 9 (29) Min Max Medel Källa Vattning av bergmassor m 3 /sprängsalva 10 Weimann (2014) Tvätt av tunnelväggar m 3 /m Weimann (2014) Borrning (tre bommar) m 3 /h Weimann (2014) Borrning (tre bommar) m 3 /h 20 NFF (2009), drifttid ca 9h/dygn Borrning (fyra bommar) m 3 /h 25 NFF (2009)), drifttid ca 9h/dygn Vatteninflöde från stuff under borrning L/min 200 NFF (2009)), kortvarigt inflöde upp till angivet värde, mycket osäkert Gerumstunneln Ulricehamnstunneln Gerumstunneln Ulricehamnstunneln Vattenförbrukning/ salva, m 3 69 Weimann (2014). Vatten recirkuleras. Vattenförbrukning/ salva, m Weimann (2014) Tvärsnitt area, enkel tunnel, m TRV (MSS,teoretisk sektion)) Tvärsnitt area, enkel tunnel, m 2 99 TRV (MSS,teoretisk sektion)) Gerumstunneln Salvlängd, m 5.5 Weimann (2014). Vatten recirkuleras. Ulricehamnstunneln Salvlängd, m 6 Weimann (2014) Gerumstunneln Vattenförbrukning m 3 /m 3 berg 0.11 Ulricehamnstunneln Vattenförbrukning m 3 /m 3 berg 0.27 Lerumstunnel Vattenförbrukning m 3 /m 3 berg 0.33 Tunnel area ca 25 m 2 Hamnbanan Hamnbanan Tvärsnitt area, enkel tunnel, m Teoretisk ca 140 m 2 Vattenförbrukning m 3 /m 3 berg 0.24 Beräknat

11 10 (29) Figur 3-1. Processvattenförbrukning i relation till teoretisk tunnelarea. Ingen recirkulation av processvatten. Data: Lerums-tunneln och Ulricehamns-tunneln. 3.2 Hamnbanan; beräkningsgrunder och resultat Bergmassor Utsprängt berg har beräknats till ca m 3 (fast mått) enligt , MKB för Vattenverksamhet, baserat på Masshanteringsplan, ( ). Etapp beskrivningar i Byggbarhet och etappbeskrivningar, ( ) ger en översikt i tidsåtgång för olika byggetapper. Masshanteringsplan, ( ) anger volymerna (fast mått) för bergmassor för byggdelarna; Öst: m 3, Mitt: m 3 och Pölsebo: m 3. Byggdel Öst omfattar Bratteråstunneln med bergvolym m 3 (ej inkluderat överberg i angiven volym) och Mitt omfattar Krokängstunnel med bergvolym m 3 (ej inkluderat överberg i angiven volym). Tunnel arean på Bratteråstunneln och Krokängstunnel är ca 142 m 2. Tabell 3-5 sammanfattar bergvolymer för bergschakt och tunnlar (berg från tunnel korrigerad för överberg).

12 11 (29) Kvävemängder Beräknad total mängd sprängämne samt beräknad total kvävemängd som följer med utlastade bergmassor respektive länshållningsvattnet redovisas i Tabell 3-6 och Tabell Kvävehalter Beräknad mängd länshållningsvatten och dess medelkvävehalt redovisas i Tabell 3-8 och Tabell 3-9. Beräknad mängd inläckande grundvatten redovisas i bilaga 5, och total under byggtid beräknas maximalt 15 resp. 16 L/min grundvatten läcka in i tunnlarna i Bratteråsberget respektive Krokängsberget. Byggs tunnlarna i sekvens blir det maximala medelflödet ca 15 L/min, och i beräkningarna för kvävehalter har ett spann på L/min antagets. Inläckage till bergschakt mellan Nordviksgatan och Celsiusgatan skattas till 6-60 L/min men angiven bergschaktmängd i Tabell 3-5 inkluderar kortar bergschakter i anslutning till tunnlarna, varför inläckage på L/min bedöms vara rimligt i kalkylerna för haltberäkningar. Under perioder av dygnet kan de beräknade mängderna länshållningsvatten och dess medelkvävehalt förväntas vara både högre resp. lägre än de redovisade medelvärdena på grund av att kvävetillförsel och mängden processvatten varierar under dygnet. Under perioder med nederbörd kommer kvävehalterna från bergschakt att bli mindre, eller betydligt mindre, på grund av utspädning. Halterna beror sedan även av byggtid och om vissa delar byggs parallellt. Byggtider diskuteras nedan. Tunnlarna med längder 90, 210 och 90 m (se Tabell 3-5) antas byggas med salvlängd om 6 m och att en salva per dag kan tas ut. Det innebär att minst ca 13 arbetsveckor åtgår för att ta ut berget för tunnlarna, om de byggs i sekvens. Byggbarhet och etappbeskrivningar ( ) anger 80 arbetsdagar för tunneln genom Bratteråsberget och 120 arbetsdagar för tunneln genom Krokängsberget och att de inte byggs parallellt. Det motsvarar då totalt ca 40 arbetsveckor. Arbetstunnel ingår inte i dessa tider, men i redovisade beräkningar i denna bilaga antas dock att arbetstunnel ingår. Arbetstiden för sprängning av bergschakt har inte kunnat skattas utifrån Byggbarhet och etappbeskrivningar ( ). Tiden dagar har antagits för beräkning av mängder per dag för tunnel och motsvarande tider har nyttjats för av mängder per dag för bergschakt. För ovanjordsarbeten begjuts vanligen inte bergmassor för att förhindra damning. Processvattenmängden antas av dessa skäl vara ca hälften av den som åtgår för tunnel per m 3 fast berg. Förutom processvatten och inläckande grundvatten tillkommer nederbörd som faller i bergschakt som bidrag till länshållningsvattnet. Enligt bilaga 5 beräknas inläckage till bergschakt mellan Väst Nordviksgatan Celsius gatan ge 6-60 L/min, beroende på tätningsinsatser i bergschakt. Det ingår dessutom kortare bergschaktdelar i anslutning till tunnlarna. I beräkningarna antas här ett totalt grundvatteninläckage till bergschaktdelar på i storleksordning L/min.

13 12 (29) Rapport Göta älv (2015) utgör en sammanställning av under 2014 framtagna undersökningsresultat vid den av Göta älvs vattenvårdsförbund bedrivna kontrollverksamheten. I Tabell 3-10 redovisas beräknad kvävemängd som i medeltal passerar Lärjeholm. Beräknad kvävemängd från sprängning av berg i Hamnbanan per dag begränsas till 7,3 kg/dag från tunnel och 0,15 kg/dag för bergschakt som medelskattning (se Tabell 3-6 och Tabell 3-7), vilket kan jämföras med motsvarande siffror för Götaälv; 9826 kg/dag (se Tabell 3-10 ). Det vill säga att den genomsnittliga kvävehalten som beräknas komma från sprängarbeten för tunnel och bergschakt via länshållningsvattnet är ca 0,08 % respektive 0,001 % av kvävehalterna i Götaälv.

14 Tabell 3-5. Bergmassor. Bergvolym baseras på Masshanteringsplan, ( ) 13 (29) Geografiskt läge Från km Till km Längd (m) Höjd (m) Bredd (m) Konstruktionstyp Tvärsnitts area, (m 2 ) Över -berg (%) Tunnel : Bergvolymfast (m 3 ) Schakt : Bergvolymfast (m 3 ) Byggdel öst Betongtunnel / bergschakt , Bratteråsberget, byggdel öst Bratteråsberget, byggdel öst Bergtunnel ,5 13, Arbetstunnel Bratteråsberget - Krokängsberget, byggdel mitt Betongtunnel / Bergschakt Krokängsberget, byggdel mitt Bergtunnel ,5 13, Väster om Krokängsberget / Pölsebo Betongtunnel och tråg/ bergschakt, byggdel Pölsebo Summa=

15 Tabell 3-6. Kväve totalt. Tunnel 14 (29) Min Max Medel Byggtid dagar Total bergvolym (fast mått) m Sprängmedel/m 3 berg kg/m3 1,5 2 1,75 Total mängd sprängmedel kg Andel kväve i sprängämne % Total mängd kväve N kg Andel kvävespill (spill i hantering, vattenangrepp efterladdning, vattenangrepp odentonerat) % Totalmängd kvävespill N kg Andel kväve på sprängsten, som lastas ut % Andel kväve i länshållningsvatten % Totalmängd kvävespill; sprängsten N kg Totalmängd kvävespill,länshållningsvatten N kg Totalmängd kvävespill,länshållningsvatten/dygn kg/dygn 5,5 10,3 7,3

16 Tabell 3-7. Kväve totalt. Ovanjordsarbeten (bergschakt). 15 (29) Min Max Medel Byggtid dagar Total bergvolym (fast mått) m Sprängmedel/m 3 berg kg/m3 0,5 0,7 0,6 Total mängd sprängmedel kg Andel kväve i sprängämne % Totalmängd kväve N kg Andel kvävespill (spill i hantering, vattenangrepp efterladdning, vattenangrepp odentonerat) % Totalmängd kvävespill N kg Andel kväve på sprängsten, som lastas ut % Andel kväve i länshållningsvatten % Totalmängd kvävespill; sprängsten N kg Totalmängd kvävespill,länshållningsvatten N kg Totalmängd kvävespill,länshållningsvatten/dygn kg/dag 0,1 0,2 0,15

17 Tabell 3-8. Länshållningsvatten. Tunnel. Kväve halt. 16 (29) Min Max Medel Byggtid dagar Total bergvolym (fast mått) m Processvatten/m 3 berg m 3 /m 3 0,1 0,3 0,2 Total mängd processvattenmängd m Processvatten per dag m 3 /dygn Inläckage grundvatten L/min Total mängd inläckande grundvatten m 3 /dygn 14,4 28,8 22 Länshållningsvatten/dag m 3 /dygn Totalmängd kvävespill i länshållningsvatten, N mg/l

18 Tabell 3-9. Länshållningsvatten. Ovanjordsarbeten (bergschakt). Kväve halt. 17 (29) Min Max Medel Byggtid dagar Total bergvolym (fast mått) m Processvatten /m3 berg m 3 /m 3 0,05 0,15 0,1 Total mängd processvattenmängd m Processvatten per dag m 3 /dygn Inläckage grundvatten L/min Total mängd inläckande grundvatten m 3 /dygn Länshållningsvatten /dag m 3 /dygn Totalmängd kvävespill i länshållningsvatten, N mg/l Tabell Kväve, torrsubstans och glödgnings rest-mängder i Göta älv. Medel för 2014 vid Lärjeholm. (Göta älv, 2015). Göta älv: Medelvatten-föring (m3/s), Lärjeholm Göta älv: Medelvattenföring (m 3 /s), Lärjeholm kväve kväve kväve Torrsubstans Glödgnings rest m 3 /s m 3 /d kg/d kg/m 3 µg/l ton/dygn ton/dygn 183 1,6* ,2* Beräkning av suspensionshalter från tunnlar, berg- och jordschakter Hantering av länshållningsvatten beskrivs i Magnusson och Norlin (2013) och Norlin m.fl.(2007). Framförallt beskrivs reningstekniker och vilken rening som i allmänhet kan uppnås. Norlin m.fl.(2007) beskriver också erfarenheter från några stora projekt, där bland annat bland annat halten suspenderat material från schakt och efter reningssteg såsom sedimentationscontainer, lamellsedimenteringscontainer etc. beskrivs. Hur mycket suspenderat material som pumpas från en schakt beror av en rad faktorer, och genom lämplig strategi

19 18 (29) för hanteringen av dessa faktorer kan den primära suspensionshalten från schakten minskas, se kapitel Norlin m.fl.(2007) rapportera följande från några projekt. Citytunnelprojektet hade riktvärden från miljödom på mg/l suspenderat material. Vald hanteringen av länshållningsvattnet varierade för olika delområden, se Tabell 4-1. Det kan noteras att för Malmö C uppmättes vid ett tillfälle med stor schaktaktivitet halter på mg/l för olika platser i reningskedjan. Sammanfattningsvis uppnås en reduktion av suspensionshalterna med de reningssteg som implementerats, vilka i de flesta fallen består att olika sedimentationssteg. Mycket höga suspensionshalter förekommer sällan och verkar bero på intrimningsproblem, misstag eller stora tillfälliga flöden i samband med kraftig nederbörd. Medelflödet från jord och bergschakter beräknas max bli ca 350 L/ minut, se Tabell 6-1, vilket ger med antagen suspensionshalt av 100 mg/l att utsläppta suspensionshalten blir ca 0,007 % av masstransporten som sker i Götaälv; 737 ton/dygn, se Tabell 3-10.

20 19 (29) Tabell 4-1. Citytunnelprojektet. Suspenderat material, observerat. Norlin m.fl.(2007) Plats In/utgående länshållningsvatten Min Normalt min 1 Normalt Max Kommentar max 1 mg/l mg/l mg/l mg/l Triangeln in Triangeln ut < Efter rening med flera steg, inklusive kemisk rening. En mätning som visar 550 mg under 1 år med en mätning/vecka Tunnlar och bergrum E201 Sedimentationbassäng inre hamn ut <5 Ca 10 Ca Flera reningssteg för sedimentering. Max värde beror på felkoppling. Hög värden vid två tillfällen under 1 år. In 800. Sedimentationbassäng inre hamn In till omr. Med siltgardin <5 98 Fler sedimentationssteg innan har reducerat suspensionshalt. Sedimentationbassäng inre hamn ut <5 23 Flera steg för sedimentavskiljning med ett sista steg med siltgardin i hamnbassäng. Hyllie, station E311 ut < Flera sedimentations bassänger, utjämningsbassäng. Höga värden vid två tillfällen under ett år. Förbindelsespår lockarp Arlöv-Malmö, planskild spårkorsning ut <5 Ca Flera sedimentationssteg och utjämningsmagasin. Högt värde vid ett tillfälle under ett lalvår. ut 3.9 Ca Slamavskiljning i två seriekopplade containrar. Ett högt värde under 1 år_ orsak intrimningsproblem av utrustning 1 : tolkat från grafer

21 20 (29) 5 Beräkning av länshållningsvatten från jord- och bergschakt beroende av nederbörd 5.1 Bakgrund Länshållningsvatten utgörs främst av inläckande grundvatten och nederbörd men viss mindre mängd kan vara processvatten från arbeten i schakt, t.ex. renspolning av utrustning etc. Nederbörd kan ge kortvarigt höga länshållningsvattenflöden. 5.2 Nederbördsrelaterade länshållningsvattenflöden Beräkning av länshållningsvatten som härrör från nederbörd kan beräknas enligt Svenskt Vatten (2011a) och enligt Dahlström (2010). Beräkningsmodell som tillämpats redovisas i Figur 5-1. Arean för beräkningarna omfattas av schakter inom sponter och avrinningskoefficient har valts till 1 då ingen påtaglig fördröjning kan påräknas. Regn som faller utanför schaktområde antas kunna ledas direkt till dagvattensystem utan rening, på liknande sätt som sker idag. Beräkningsresultaten redovisas i Tabell 5-1 och Tabell 5-2. (Beräkning av inläckande grundvatten redovisa i bilaga 5, vilket skall läggas till för att få total mängd länshållningsvatten.) Tabell 5-1. Beräknade nederbördsintensiteter. TR Å i Varaktighet Återkomsttid intensitet min mån L/(sˑha)

22 21 (29) Tabell 5-2. Beräknade flöden av länshållningsvatten beroende av nederbörd. Område A i φ Q Sum. Q m 2 L/(sˑha) L/s L/s Väst Nordviksgatan, tråg ,2 Bergschakt Celsiusg-Nordviksg ,3 30,2 Celsiusgatan till Bratteråsberget, btgtunnel ,7 Bratterås; arbetstunnel 1 Bratterås tunnel 1 Bratteråsberget till Krokängsberget, btg-tunnel ,4 15,4 Krokängstunnel 1 Väster om Krokängsberget/Pölsebobtg-tunnel ,5 Pölsebo-tråg ,0 28,5

23 22 (29) Figur 5-1. Regnintensitetsmodell och rationella metoden.

24 23 (29) 6 Sammanfattning av länshållningsvatten; flöden Länshållningsflöden för olika byggdelar och skeden är sammanställt i Tabell 6-1. Som observeras av tabellen är länshållningsflödena till schakter störst men de har en kort varaktighet (2 h antaget) och återkomsttid 2 år (24 månader) är till schakter. Det vill säga det är en sällsynt händelse. Övriga flöden är medelflöden som kan beräknas uppkomma i slutskedet av varje byggdel, det vill säga att flödena kan initialt vara mindre. Störst flöden kommer in i jordschakter med antagande om att standard spont används. Länshållningsvattnet till jordschakter innehåller dock inget kväve, utan det är slamhantering och eventuellt oljespill som är de primära faktorerna att ta hänsyn till vid val av skyddsåtgärder. Länshållningsvatten från bergschakt och tunnel innehåller däremot också kväve.

25 24 (29) Tabell 6-1. Beräknade flöden av länshållningsvatten beroende av grundvatten, processvatten och nederbörd. Grund-vatten, Byggskede Grund-vatten, Drift skede Process-vatten, Byggskede Länshållnings-vatten, byggskede Länshållnings-vatten, driftskede Länshållning Schakt, nederbörd, kortvarigt, byggskede Länshållning schakt, totaltkortvarigt, byggskede Geografiskt läge Konstruktionstyp Från km Till km Flöde: (L/min) Flöde: (L/min) Flöde: (L/min) Flöde: (L/min) Flöde: (L/min) Flöde: (L/min) Flöde (L/min) Eriksberg Spår på mark Väst Nordviksgatan Byggdel öst Stödkonstruktioner/Tråg Betongtunnel/ bergschakt Celsiusgatan - Bratteråsberget Betongtunnel Bratteråsberget, byggdel öst Bergtunnel Bratteråsberget, byggdel öst Arbetstunnel Bratteråsberget - Krokängsberget, byggdel mitt Betongtunnel/ bergschakt Krokängsberget, byggdel mitt Bergtunnel Väster om Krokängsberget/ Pölsebo Betongtunnel och tråg/ bergschakt, byggdel Pölsebo Pölsebo Tråg Summa tunnel= Summa bergschakt= Summa jordschakt=

26 25 (29) 7 Strategi för hantering av länshållningsvatten Kväve: Länshållningsvattnet från tunnlarna beräknas ha de högsta kvävehalterna varför det vatten bör avledas till reningsverk. Länshållningsvattnet från bergschakterna beräknas ha mer begränsade kvävehalterna, som är för låga för att accepteras av reningsverket varför det vatten bör avledas till dagvattennätet som leds till Göta älv. Länshållningsvattnet från jordschakterna beräknas inte ha några kvävehalter att ta hänsyn till för val av recipient varför det vatten bör avledas till dagvattennätet som leds till Göta älv. Olja och ph: Oljespill kan påräknas i alla byggdelar och oljeavskiljning måste ske innan länshållningsvattnet avleds till recipient. ph kan behöva justeras eftersom betong och injekteringsbruk periodvis kan höja ph i länshållningsvattnet. Sedimentavskiljning: Sedimentavskiljning krävs innan vattnet avleds till recipient. Mängden sediment variera sannolikt från olika byggdelar och byggperioder. Sannolikt erhålls störst andel sediment vid utgrävning av jordschakterna mellan Bratteråsberget och Krokängsberget samt väster om Krokängsberget på grund av att lera och silt dominerar schakterna. Öster om Bratteråsberget är de massor som skall grävas ut sannolikt mer grovkorniga när grävningen sker under grundvattenytan varför problemen med sedimentavskiljning kan bli små. När väl jordschakterna är grävda och tätkaka gjuten bör det bli mycket små mängder sediment som kan följa med länshållningsvattnet. Bergschakter och tunnel ger sannolikt mindre mängder sediment som behöver avskiljas. Avskiljning av sediment görs primärt med sedimentationscontainrar och troligen behövs för ytterligare rening att vattnet därefter pumpas till en lamellsedimenteringscontainer, där partiklar ner mot 0,02 mm (grovsilt) avlägsnas. Vattnet som avleds till Göta älv kommer då att ha så fina partiklar att det mesta av partiklarna kommer att sedimentera först i Rivöfjorden. Ytterligare reducering av sediment med hjälp av kemisk fällning/flockning är tveksamt då recipienten då påförs kemikalier som kan vara negativt för levande organismer i recipienten. De massor som grävs ut i jordschakter beräknas ha låg föroreningshalt enligt de undersökningar som gjorts varför sedimenten som återstår efter sedimentationscontainrar och lamellsedimenteringscontairar beräknas vara mer eller mindre rena.

27 26 (29) Dagvattenutsläppen i Göta älv: Det finns några dagvattenledningar som bedöms möjliga att nyttja för att föra länshållningsvattnet ut i Göta älv, Figur 7-1: Det nordöstra dagvattenutsläppet röret mynnar nära botten en bit ut i älven. Det är troligt att vatten som släpps ut i dagvattenröret som mynnar på botten kommer att transporteras och spädas ut i saltvattenskiktet på botten. Periodvis kan utsläppet ske i sötvattenskiktet när saltsprångskiktet ligger djupt. Det sydvästra utsläppet mynnar ett vid kajkant på cirka 1,5 meters djup. I det rör som släpps på 1,5 meters djup är det troligt att vattnet enbart kommer att blandas upp i sötvattenskiktet. Det finns några fler dagvattenutsläpp som möjligtvis också kan vara lämpliga, se Figur 7-2. Hantering av länshållningsvatten beskrivs i Magnusson och Norlin (2013) och Norlin m.fl.(2007). För att avskilja sediment används flera olika tekniker som har olika kapaciteter för partikelavskiljning. Enkel sedimentering i öppna containrar kan avlägsna partiklar ner till cirka 0,06 mm. Sedimentering i dammar med stor yta kan avlägsna partiklar ner till cirka 0,02 mm. Lamellsedimentationscontainrar kan avlägsna partiklar ner till cirka 0,02 mm. En partikel med diameter 0,06 mm har en sedimentationstid för 1 m vertikalrörelse på 7 minuter. Motsvarande för 0,02 mm är 1 timma. Med lammelsedimenteringsteknik, där partiklar ner mot 0,02 mm (grovsilt) avlägsnas, är partiklarna sjunkhastighet mindre än 1 m/h, dvs. partiklarna transporteras bortom Älvsborgsbron, om de släpps ovan saltsprångskiktet, innan de sedimenterar och därmed utgör inte partiklarna någon risk för den musselbank nedströms Eriksbergsdockan som eventuellt finns kvar enligt Enviroplanning (2017).

28 27 (29) Figur 7-1. Dagvattenledningar som mynnar i Götaälv. (Enviroplanning, 2017)

29 28 (29) Figur 7-2. Dagvattenledningar som mynnar i Göta älv. 8 Referenser Dahlström B, Regnintensitet en molnfysikalisk betraktelse. Svenskt Vatten utveckling, Rapport Enviroplanning, Inventering av naturvärden i Göta älv. Konsekvensbedömning vid utsläpp av länsvatten från två dagvattenledningar i Göta älv (dokumentnummer: _Inventering av naturvärden i Göta älv_ver003) Brask S B, Rhen I, Vattenverksamhet. Bilaga 1 i MKB. PM Miljökvalitetsnormer i Götaälv och Rivöfjorden, TRV. Grinder, B Omhändertagande av processvatten från tunnelbyggen. M.Sc., Uppsala, Uppsala Universitet Göta älv, Rapport avseende Vattendragskontroll 2014, Göta älvs vattenvårdsförbund

30 29 (29) Järnvägsplan, Skandiahamnen, Masshanteringsplan, ( ) Järnvägsplan, Skandiahamnen, Byggbarhet och etappbeskrivningar, ( ) Magnusson J, Norlin M, Hantering av länsvatten i anläggningsprojekt. Användbar teknik och upphandlingsfrågor., ID 12655, SBUF. Nitro Consult, Förstudie sprängning Rödene Wind Farm, _spraengning.pdf NFF, Behandling og utslipp av driftsvann fra tunnelanlegg. Teknisk rapport 9, Norsk forening for fjellsprengningsteknikk. Norlin M, Johansson E,Malmsborg M, Magnusson J, Svegerud S, Rening av länsvatten vid schaktning i finkornigt material, ID 11735, SBUF. Trafikverket, PM utsläpp till vatten/ miljökvalitetsnormer för vatten, Västlänken och Olskroken planskildhet, MPU Svenskt Vatten, 2011a. Nederbördsdata vid dimensionering och analys av avloppssystem, P104 Tilly L, Ekvall J, Borg G Ch. Ouchterlony F, Vattenburna kväveutsläpp från sprängning och sprängstensmassor, SveBeFo Rapport 72 Vattenverksamhet, Hamnbanan Göteborg, dubbelspår Eriksberg- Miljökonsekvensbeskrivning ( ) Weimann L, Utsläpp från tunnelsprängning till ytvatten. Med fallstudier vid Gerumstunneln och Ulricehamnstunneln. Institutionen för biologi- och miljövetenskap, Göteborgs Universitet.