PM Hydrogeologi Alunskiffern 1 Varbergs kommun Upprättad av: Patrik Lissel Granskad av: Madelene Markusson Godkänt av: Patrik Lissel

Transkript

1 Alunskiffern 1 Varbergs kommun Upprättad av: Patrik Lissel Granskad av: Madelene Markusson Godkänt av: Patrik Lissel

2 KUND Veronica Ehrinton MTA Bygg och Anläggning Montörsgatan Halmstad KONSULT WSP Sverige AB Birger Svenssons väg 28D Varberg Tel: Fax: Org nr: Styrelsens säte: Stockholm KONTAKTPERSONER Patrik Lissel WSP Madelene Markusson WSP Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx

3 INNEHÅLL 1 BAKGRUND 4 2 FÖRUTSÄTTNINGAR Hydrogeologiska förhållanden Planerad byggnation Hypotes om utförande Om vattenverksamhet och tillståndsplikt 7 3 BERÄKNINGAR Grundvattenhydraulisk effekt och påverkan 7 4 REKOMMENDATIONER Utförande Kontroll 10 Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx

4 1 BAKGRUND På uppdrag av MTA Bygg och Anläggning har WSP Sverige AB utfört en geoteknisk undersökning och utredning för planerad byggnation på fastigheten Alunskiffern 1. Resultat av dessa undersökningar presenteras i Markteknisk undersökningsrapport (MUR) respektive PM Geoteknik. Då planerad byggnation innefattar grundläggning under grundvattenytan behöver hydrogeologiska aspekter beaktas vid val av teknisk lösning för konstruktioner samt val av byggmetod. Denna PM syftar till att, som komplement till MUR och PM geoteknik, beskriva hydrogeologiska förutsättningar, vattenjuridiska aspekter att beakta jämte en inledande analys av grundvattenhydraulisk effekt och påverkan vid en antagen byggnadsteknisk lösning. 2 FÖRUTSÄTTNINGAR Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx 2.1 Hydrogeologiska förhållanden Inom området för planerad byggnation finns ett övre grundvattenmagasin i sand/finsand som vilar på lera. Sandens mäktighet är enligt utförd geoteknik ca 3-4 m. Under leran finns ett undre grundvattenmagasin i friktionsjord. Detta magasin kan betraktas vara skilt från det övre magasinet av det åtskiljande lerlagret (lermäktighet ca 10 m). Det undre magasinet har inte undersökts vad avser grundvattentrycknivå eller vattenförande egenskaper. Det bedöms att detta magasin inte kommer att påverka eller påverkas av planerad byggnation. Utförda undersökningar (se MUR respektive PM Geoteknik) visar att grundvattenytan i det övre magasinet påträffas på förhållandevis ringa djup, ca 1-2 meter under markytan, även om djup till grundvattenytan varierar inom området. Grundvattenströmningen är riktad från NNV (bedömd medelgrundvattennivå ca +6,7 m) mot SSO (bedömd medelgrundvattennivå ca +5,2 m) och vidare ner mot Vångabäcken ca 100 m SSO om området. Medelgrundvattennivån har bedömts utifrån en relativt kort i tidsserie för rör 15W14, vilken passats med referensrör 13_2 ingående i SGU:s nationella grundvattennät. Detta referensrör har en kontinuerlig tidsserie från 1959 vilket gör att medelvärdet för denna mätpunkt kan anses tillförlitligt. Passning av mätdata för rör 15W14 visar att de inledande mätningarna i maj 2015 sannolikt ligger ett stycke över medelgrundvattennivån vilken torde återfinnas mellan mätvärden för och (figur 1). figur 1. Samvariationsanalys för rör 15W14 (blå punkter) mot referensrör 13_2 (gröna linjer).

5 Passningen indikerar även att nivåfluktuationerna inom området torde kunna ligga kring ±0,7 m från medelvärdet i ett kortare perspektiv (några år) och kring ±1 m, i ett långt tidsperspektiv (decennier). Dock kommer exploatering av området att medföra att fluktuationsmönstret förändras som följd av anläggande av dränerande stråk (husgrunds- och vägdränering samt kringfyllnad i ledningsgravar). Dessa dräneringar kommer generellt att innebära att mycket höga grundvattennivåer (<0,8 meter under markytan) inte längre kommer att uppkomma medan de naturligt låga grundvattennivåerna (ca 0,7 meter under nuvarande medelgrundvattennivå) kan komma att kvarstå. Om djupa dränerande stråk anläggs kommer även de naturligt låga nivåerna att sänkas lokalt. Det vattenförande egenskaper för det övre magasinets sand har utvärderats genom siktanalys av fem jordprover. Analysen visar på ett mycket ensgraderat material (C u medel=1,8) där den vattenförande förmågan (hydraulisk konduktivitet, K) kan beräknas till i medeltal K=1, m/s. figur 2. Beräknad hydraulisk konduktivitet (K) för fem jordprover avseende sand/finsand i övre magasin. 2.2 Planerad byggnation Delar av planerad byggnation som ligger under grundvattenytan kan indelas i två separata områden enligt figur 3. Areal i NO kan uppskattas till ca 1900 m 2 och areal i SV till ca 3600 m 2. Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx

6 figur 3. Skiss över planerad undermarksbyggnation (lila rastrering). Siffror avser en konservativ uppskattning av den grundvattensänkning som krävs för byggnationen. Då byggnaderna i detta skede inte är detaljprojekterade saknas exakta höjder för grundläggningsnivån. För vidare beräkningar och bedömningar antas grundläggningsnivån till ett intervall mellan +4,5 m och +5,0 m och att grundvattnet under konstruktionen (i byggskede eller permanent) ska ligga på +4,2 m. Detta medför att planerade källarplan kommer att ha sin grundläggning under nuvarande grundvattennivå med en bedömd storlek på grundvattensänkning (i byggskede eller permanent) enligt figur 3. Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx 2.3 Hypotes om utförande Utförandet av undermarkdelarna kan ske på två principiella sätt ur ett hydrogeologiskt perspektiv; a) Undermarksdelarna byggs vattentäta för att tåla ett visst vattentryck. Dimensionerande vattentryck bör sättas till framtida markyta inom området såvida det inte kan visas att anlagda dräneringar förhindrar uppkomst av sådan grundvattennivå. b) Undermarksdelarna byggs som en öppen konstruktion (icke vattentät) och dränering anläggs så att grundvattenytan under undermarksdelarna permanent sänks av till ca 0,3 m under underkant grundläggning. För alternativ a) kan byggskedet genomföras med en temporär grundvattensänkning inom en tillfällig tätkonstruktion för att begränsa omgivningspåverkan (grundvattensänkningens utbredning), alternativt utan tillfällig tätkonstruktion. Huruvida det skulle krävas skyddsåtgärder under byggskedet eller inte beror på storlek på omgivningspåverkan samt dess varaktighet.

7 För alternativ b) kan en permanent tätkonstruktion erfordras för att minska omgivningspåverkan till en nivå som uppenbart inte kan medföra skada. Oaktat val av utförandemetod kan det således krävas skyddsåtgärder för att undvika skadlig grundvattenpåverkan. Det synes därför vara mest relevant att undersöka storlek/omfattning av en grundvattenpåverkan för alternativ b). Detta alternativ kommer då även att innefatta byggskede för alternativ a), eftersom tidsutsträckningen för byggnation av undermarksdelarna kan antas vara så lång att en grundvattensänkning utan tätande åtgärder kommer att hinna utbreda sig till i princip samma omfattning som för en permanent sänkning. 2.4 Om vattenverksamhet och tillståndsplikt Bortledning av grundvatten och utförande av anläggningar för detta är vattenverksamhet enligt miljöbalkens 11 kapitel. För vattenverksamhet krävs tillstånd (huvudregel) såvida det inte är uppenbart att varken allmänna eller enskilda intressen skadas genom vattenverksamhetens inverkan på vattenförhållandena (undantagsregel, 11 kap 12 ). Tillstånd söks hos mark- och miljödomstolen. Länsstyrelsen är normalt tillsynsmyndighet för vattenverksamhet. Bedömning om 12 skulle vara tillämplig för en viss vattenverksamhet görs primärt av verksamhetsutövaren. Om någon annan (t ex en enskild fastighetsägare) har en annan uppfattning så kan tillsynsmyndigheten göra bedömningen att det inte (längre) är uppenbart att enskilda eller allmänna intressen inte skadas, varvid vattenverksamheten är att se som tillståndspliktig. En sådan förändrad bedömning kan i vissa fall ske långt efter det att en vattenverksamhet påbörjats. Om så sker bör verksamheten upphöra till dess att tillstånd för vattenverksamhet erhållits. Detta är en process som vanligen tar omkring ett år. Det är i denna bemärkelse alltid ett visst risktagande att bedriva en vattenverksamhet utan tillstånd. Verksamhetsutövaren behöver därför vara mycket säker på sin bedömning rörande 12 giltighet. Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx 3 BERÄKNINGAR 3.1 Grundvattenhydraulisk effekt och påverkan Med en grundvattensänkning vid planerade källare enligt figur 3 och vattenförande egenskaper enligt kapitel 2.1 kan effekten beräknas till en grundvattenbortledning om i medeltal ca 3,4 L/s. Detta flöde avser ett medelflöde efter det att det nya jämviktsläget inträtt. Initiellt kan flödet vara högre i avsänkningsskedet, men samtidigt är det inte troligt att hela schakterna inom de två delområdena friläggs samtidigt (och momentant) utan schaktning och grundvattensänkning kommer att ske successivt. Påverkan i form av storlek och utbredning av grundvattensänkningen beräknas enligt figur 4. Påverkan kan antas vara av försumbar storlek om den understiger 0,3 m. Denna gräns representeras i figur 4 av den tjockare röda linjen.

8 figur 4. Beräknad storlek och utbredning på grundvattensänkning utan begränsande åtgärder. Tjock röd linje avser 0,3 m sänkning vilket bedöms vara gräns för praktisk påverkan. Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx Beräknad påverkan ut till 0,3 m grundvattensänkning berör ett antal enskilda fastigheter (bebyggda) och det bedöms som tveksamt om det skulle kunna argumenteras att vattenverksamhet inte skulle vara tillståndspliktig. Det bedöms därför att skyddsåtgärder krävs för byggskedet så att dessa åtgärder begränsar påverkan till en sådan omfattning att det kan visas att den uppenbart inte kan medföra skada. En skyddsåtgärd som bedöms vara effektiv och långsiktigt hållbar är tätskärmar i plastmaterial. De geotekniska och hydrogeologiska förhållandena är gynnsamma för denna typ av installationer. Det kan visas att partiella skärmar som begränsar utbredning av grundvattensänkningen i riktning mot bebyggda områden är tillfyllest för att begränsa omgivningspåverkan till en nivå så att det kan anses att vattenverksamheten inte skulle vara tillståndspliktig. Ett exempel på ett sådant utförande framgår av figur 5. I detta utförande beräknas effekten i form av grundvattenbortledning till 2,5 L/s. För detta utförande kan det anses vara uppenbart att skadlig påverkan inte uppkommer varvid vattenverksamheten inte ska ses som tillståndspliktig. Det finns andra varianter av utförandet. De partiella tätskärmarna kan göras med större utsträckning än i exemplet ovan. Resultatet blir att effekt i form av grundvattenbortledning successivt kommer att minska med ökad längd på skärm. Detsamma gäller omgivningspåverkan i form av grundvattensänkning. Om skärm utförs runt hela källarna kommer grundvattenbortledning i princip vara lika med nettonederbörden över de kvarvarande öppna infiltrationsytorna inom avgränsningen ett helt försumbart flöde, sannolikt <0,02 L/s. Grundvattensänkning kommer då inte att uppkomma utanför avskärmningen.

9 figur 5. Beräknad storlek och utbredning på grundvattensänkning med begränsande åtgärder i form av tätskärmar i plast. Tjock röd linje avser 0,3 m sänkning vilket bedöms vara gräns för praktisk påverkan. Andra alternativa skyddsåtgärder för byggskedet kan vara infiltration. Detta kan ge motsvarande begräsning av påverkan som tätskärm, men är generellt svårare att hantera och styra så att önskad reduktion av påverkan erhålls. Det viktiga är att se att det finns tekniska lösningar för utförandet som medför att omgivningspåverkan kan begränsas till en nivå som gör att vattenverksamheten uppenbart inte kan medföra skada, d v s att den inte ska ses som tillståndspliktig 4 REKOMMENDATIONER Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx 4.1 Utförande För vidare arbeten rekommenderas att det projekteras för ett utförande av undermarksanläggningar som medför att påverkan på grundvattenförhållandena begränsas till en nivå som gör att vattenverksamheten uppenbart inte kan medföra skada. Detta gäller såväl bygg- som driftskede. Förslagsvis väljs principen med tätskärm/tätskärmar i plast. Med antagande om att skärmar drivs ner 1 m ned i leran under sanden blir djupet ca 5 m. Längd på skärmar i här redovisat beräkningsalternativ (figur 5) har en total längd om 180 m. Om man väljer att skärma in hela området för planerade källare kan skärmlängden uppskattas till 350 m. Kostnaden kan antas vara i princip proportionell mot installerad skärmyta, vilket innebär att alternativ med partiella skärmar ger ungefär halva kostnaden jämfört med hel inskärmning i initiell kostnad. Pumpning av vatten är större för alternativ med partiella skärmar vilket kan vägas in i kalkylen. Energikostnaden blir dock blygsam i sammanhanget (ca SEK kapitaliserat över 50 år med 4%

10 kalkylränta). Även kostnad för tätskärm kan ses som tämligen modest, ca 1 MSEK för alternativ med partiella skärmar. 4.2 Kontroll Som nämnts under kapitel 2.4 så innebär vattenverksamhet utan tillstånd alltid ett visst risktagande. För att minimera denna risk rekommenderas noggrann uppföljning av vattenverksamhetens effekter och (framför allt) påverkan. Effekten i form av storlek på grundvattenbortledning bör kontrolleras under byggskedet, framför allt i dess sena skede då nytt jämviktstillstånd kan antas ha inträtt. Viktigast är dock att kontrollera påverkan på grundvattennivåer kring planerade byggnader. För detta rekommenderas att två grundvattenrör installeras i riktning mot befintlig byggnation väster respektive öster om planerade källare. Förslagsvis placeras dessa kontrollrör (A och B) ungefär enligt figur 6 nedan. Mätning av grundvattennivåer bör påbörjas en tid före grundvattensänkande arbeten påbörjas, lämpligen 3-6 månader. Mätfrekvens är lämpligen 1 ggr/månad med en ökad frekvens (2 ggr/månad) under två månaden före byggstart. Under period då grundvattensänkande arbeten utförs föreslås mätning 1 ggr/vecka tills dess att mätningar påvisar att ett nytt jämviktstillstånd inträtt. Hydorogeologi_Alunskiffern\ Kv Alunskiffern_ docx figur 6. Förslag på lägen för kontroll av grundvattensänkning.