Hydrogeologisk utredning för avgränsning av vattenskyddsområde

Transkript

1 Hydrogeologisk utredning för avgränsning av vattenskyddsområde Kalix och Kälsjärvs vattentäkter Kalix kommun Uppdragsnr: Status: Slutversion

2 Hydrogeologisk utredning för avgränsning av vattenskyddsområde Kalix och Kälsjärvs vattentäkter Kalix kommun Beställare Kalix kommun Samhällsbyggnadsförvaltningen Katarina Tano Telefon: Konsult Vatten & Miljöbyrån i Sverige AB Bergvikskurvan 11C Luleå Organisationsnummer: Telefon: E-post: fornamn.efternamn@vmbyran.se Hemsida: Uppdragsledare: Anna Mäki Handläggare: Alexandra Sjöstrand Granskare: Anna Mäki Sida 2 (21)

3 Innehåll 1 Bakgrund och syfte Vattentäkterna Allmänt Kalix vattentäkt Allmän beskrivning Teknisk beskrivning av vattentäkten Vattenkvalitet Kälsjärvs vattentäkt Allmän beskrivning Teknisk beskrivning av vattentäkten Vattenkvalitet Hydrologiska och hydrogeologiska förhållanden Vegetation och markanvändning Nederbörd, avdunstning och avrinning Jordlager Grundvattenförhållanden Tillrinningsområde och strömningsmönster Kalix vattentäkt Kälsjärvs vattentäkt Grundvattnets uppehållstid Kalix Kälsjärv Transporttid i vattendrag Förslag till skyddsområde Allmänt Barriärer vid vattentäkterna Avgränsning av skyddsområde Vattentäktszon Primär skyddszon Sekundär skyddszon Tertiär skyddszon Kommentarer till zonindelningen Referenser Sida 3 (21)

4 BILAGOR 1. Vattenanalyser, råvatten Kalix och Kälsjärv 2a. SGUs jordartskarta 2b. SGUs jorddjupskarta 3a. Underlag för avgränsning av skyddsområde (tillrinningsområde och flödesriktningar), Kalix 3b. Underlag för avgränsning av skyddsområde (tillrinningsområde och flödesriktningar), Kälsjärv 4a. Karta med grundvattennivåer, norr om Bjumisträsket 4b. Karta med grundvattennivåer, söder om Bjumisträsket 5. Avgränsning av skyddszoner 6a. Primär skyddszon Kälsjärv vattentäkt 6b. Primär skyddszon Kalix vattentäkt 6c. Sekundär skyddszon 6d. Tertiär skyddszon Sida 4 (21)

5 1 BAKGRUND OCH SYFTE I isälvsavlagringen som passerar byarna Kälsjärv, Bjumisträsk och Lantjärv finns två kommunala vattentäkter, Kalix och Kälsjärvs vattentäkter. Det finns ett interimistiskt skydd för vattentäkterna, men för avgränsning av detta är inte fullständiga hydrogeologiska undersökningar utförda. Detta måste kompletteras till den nya ansökan. Riktlinjer för hur arbetet med skyddsområden och skyddsföreskrifter bör genomföras finns i allmänna råd och en handbok från Naturvårdsverket. Kalix kommun har givit Vatten & Miljöbyrån i uppdrag att ta fram hydrogeologiskt underlag till ansökan om vattenskydd. Syftet med föreliggande rapport är att beskriva hydrologiska och hydrogeologiska förhållanden vid vattentäkterna samt att beskriva en lämplig avgränsning av skyddsområdet. 2 VATTENTÄKTERNA 2.1 Allmänt Kalix grundvattentäkt är lokaliserad sydväst om Bjumisträsket och Kälsjärvs grundvattentäkt ligger ungefär en kilometer sydväst om Kälsjärvs by, norr om Metträsket. Vattentäkterna är anlagda i samma grundvattenförande isälvsavlagring. 2.2 Kalix vattentäkt Allmän beskrivning Kalix vattentäkt består av ett antal brunnar i lösa jordlager. Vattentäkten (brunnsområdet och vattenverksbyggnaden) ligger på fastigheten Näbyn 21:1 och ägare till fastigheten är Kalix kommun. Vattentäktens huvudman är Kalix kommun, Samhällsbyggnadsförvaltningen. Distributionsområdet för vattentäkten är Kalix tätort, Bondersbyn, Bredviken, Börjelsbyn, Gammelgården, Innanbäcken, Karlsborg, Månsbyn, Nyborg, Rian, Risön, Rolfs/Grytnäs, Ryssbält, Storön, Stråkanäs, Vallen och Vånafjärden. Antal anslutna är ca personer och vattenförbrukningen uppgår till ca 4400 m 3 /dygn, (räknat som medeldygn). Det finns ingen prognos för den framtida vattenförbrukningen, men den bedöms inte öka nämnvärt inom överskådlig tid. Vattentäktens värde är högt, då det inte bedöms finnas något annat lämpligt område för en grundvattentäkt av denna storleksordning i närheten av Kalix samhälle. Vattenbehandlingen består av att råvatten infiltreras till grundvattnet genom kalkstensbäddar vartefter vattnet tas upp i sk. renvattenbrunnar. Därefter sker desinficering i vattenverksbyggnaden Teknisk beskrivning av vattentäkten Vattentäkten består av 4 råvattenbrunnar, benämnda brunn 6, 7, 8 och 9. Brunn 6 och 7 är schaktbrunnar och 8 och 9 är formationsfilterbrunnar. Ytterligare 4 brunnar (brunn 5, 7b, 8b, 9b) finns i området, vilka används som renvattenbrunnar. Från renvattenbrunnarna pumpas ett vatten som är behandlat med filtrering genom bäddar med krossad kalksten upp. I tabell 1 redovisas teknisk information om brunnarna Sida 5 (21)

6 Tabell 1. Teknisk information om brunnarna Brunn Djup [m] 5 11, , b 11 8b 12 9b 11,2 Grundvattennivån har, i grundvattenobservationsrör i området, uppmätts ligga ca 5 meter under markytan. Vid Kvarnbäcken som passerar genom vattentäktsområdet ligger grundvattenytan nära markytan Vattenkvalitet Vattenanalyser över råvatten från Kalix vattentäkt mellan åren finns sammanställda i bilaga 1. Råvattnet är generellt av mycket bra kvalitet och behöver endast behandlas med avseende på ph, hårdhet och alkalinitet. Råvattnet i de fyra brunnarna har tidigare (före år 2009) varit relativt likartat, med ett ph-värde på ca 6,5-7, alkalinitet mg/l, hårdhet ca 1-2 dh och en kalciumkoncentration på ca 6 mg/l. Under de senaste åren syns en stigande trend bl.a. med avseende på ph, vilket beror på att även råvattenbrunnarna påverkas av den nya vattenbehandlingen/infiltrationen. ph, alkalinintet och hårdhet är något högre än i det naturliga grundvattnet. Brunn 6 är inte påverkad, utan representerar det naturliga grundvattnet. Vattnet har dessutom låga halter organiskt material och låga bakterietal, vilket visar på en god avskiljning i grundvattenmagasinet mellan infiltrationsområden i ytvatten och brunnarna. 2.3 Kälsjärvs vattentäkt Allmän beskrivning Kälsjärvs vattentäkt består av en brunn borrad i lösa jordlager. Vattentäkten (brunnen) ligger på fastigheten Gammelgården 1:30 och ägare till fastigheten är Kalix kommun. Vattentäktens huvudman är Kalix kommun, Samhällsbyggnadsförvaltningen. Distributionsområdet för vattentäkten är samhället Kälsjärv. Antal anslutna är ca 50 personer. Vattenförbrukning inom området uppgår till m 3 /år, vilket innebär ca 7 m 3 /dygn, (räknat som medeldygn). Det finns ingen framtagen prognos för den framtida vattenförbrukningen, men den bedöms inte öka nämnvärt inom överskådlig tid Teknisk beskrivning av vattentäkten Vattentäkten består av en formationsfilterbrunn borrad i lösa jordlager. Brunnen är totalt 12,5 meter djup, har dimensionen Ø 193, 5 mm, och har ett filterrör med 1 mm slitsvidd mellan 10,5 och 12,5 meters djup. Kapaciteten på brunnen är minst 9 m 3 /dygn. Grundvattennivån i brunnen låg 7,75 m under rörets överkant vid ett mättillfälle ( ) Sida 6 (21)

7 2.3.3 Vattenkvalitet Vattenanalyser över råvatten från Kälsjärvs vattentäkt mellan åren finns sammanställda i bilaga 1. Generellt är vattenkvaliteten på råvattnet god med lågt färgtal, låga halter närsalter samt låga halter järn och mangan. Vattnets ph ligger mellan 6 och 7, hårdheten är ca 0,7 dh och alkaliniteten är ca 11 mg/l. Vattnet är således mycket mjukt, liksom i Kalix vattentäkt. 3 HYDROLOGISKA OCH HYDROGEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN 3.1 Vegetation och markanvändning Vegetationen i området kring vattentäkterna består främst av tallskog. Kring Kalix vattentäkt är terrängen svagt kuperad. Topografin sluttar från Bjumisträsket mot Vedgårdsmyran söder om Bjumisträsket. Det förekommer mycket begränsad bebyggelse i närheten vattentäkterna. I anslutning till Bjumisträsket finns ett antal permanentboende och några fritidshus. Ett antal f.d. grustäkter ligger längs med isälvsavlagringen. I en del av dessa förekommer hantering av massor. 3.2 Nederbörd, avdunstning och avrinning Nederbörden i området uppgår enligt SMHI till ca 600 mm/år (beräknat värde för år ) och avdunstningen till ca mm/år. Avrinningen anges vara mellan mm/år. 3.3 Jordlager I samband med den senaste inlandsisens avsmältning, för ca år sedan, avsattes isälvsavlagringar mer eller mindre kontinuerligt och av varierande mäktighet. Isälvsavlagringar är ofta lämpliga för vattenuttag. Det är avlagringens geologiska uppbyggnad och höjdläge i terrängen som är avgörande för möjligheten att utvinna grundvatten. Den isälvsavlagring i vilken vattentäkterna i Kalix och Kälsjärv är belägna, benämnd Morjärvsåsen, har av SGU bedömts som en mycket stor grundvattentillgång. Den bedöms vara en vattenresurs med hög regional prioritet i Norrbottens regionala vattenförsörjningsplan. En geologisk översikt över området kring vattentäkterna redovisas i figur 1. Jordartskartan finns i bilaga 2a Sida 7 (21)

8 Kälsjärvs vattentäkt Kalix vattentäkt Figur 1. Geologisk översikt över Kalix och Kälsjärvs vattentäkter och dess omgivningar. Grön med vita prickar indikerar isälvsediment - sand, ljusblå morän, beige torv, röd berggrund, orange med små vita prickar visar postglacial sand,(utdrag ur SGUs jordartskarta) Isälvsavlagaringen sträcker sig i sydost-nordvästlig riktning från Bottenviken, följer vägens sträckning via Lantjärv och Vejärvi och fortsätter därefter förbi Bjumisträskets sydvästra strand, där Kalix vattentäkt är belägen. Kälsjärvs vattentäkt ligger ca 5 km längre upp i isälvsavlagringen, strax söder om Kälsjärvträsket. Utifrån borrprotokoll från observationsrör och brunnar vid Kalix vattentäkt framgår att de lösa jordlagren har en mäktighet på minst 18 meter (berg ej påträffat), vilket överensstämmer med SGUs karta över jorddjup, se bilaga 2b. Marken består till största delar av sand med inslag av grusskikt. Utifrån borrprotokoll från brunnen i Kälsjärv framgår att de lösa jordlagren har en mäktighet på minst 12,5 meter från orörd marknivå. Brunnen är belägen i en konstgjord kulle. Det översta marklagret ner till ca 3 meter består av sand, mellan 3 och 7 meter av grövre grus, mellan 7 och 13,2 meter av grus och mellan 13,2 och 14 meter av finsand. 3.4 Grundvattenförhållanden Enligt SGUs grundvattenkarta, se figur 2, är uttagsmöjligheterna i isälvsavlagringen vid Kalix vattentäkt stora, l/s. Strax sydost om Kalix vattentäkt går en grundvattendelare. I isälvsavlagringen vid Kälsjärvs vattentäkt bedöms uttagsmöjligheterna vara 5-25 l/s Sida 8 (21)

9 Kälsjärvs vattentäkt Kalix vattentäkt Figur 2. Grundvattenkarta SGU Grundvattenförekomsten uppnår God kemisk grundvattenstatus enligt vattenmyndighetens hemsida. 3.5 Tillrinningsområde och strömningsmönster Kalix vattentäkt Tillrinningsområdet till Kalix vattentäkt utgörs av isälvsavlagringen nordväst och sydost om vattentäkten samt tillrinningsområdet till Bjumisträsk, eftersom infiltration från sjön kan ske till isälvsavlagringen. Vattennivån i Bjumisträsket ligger på ca 17 m.ö.h., vilket är ett par meter över grundvattennivån som mätts upp vid strandkanten närmast vattentäkten. Huvuddelen av vattentäktens tillrinningsområde utgörs således av den skogsbevuxna isälvsavlagringen och omkringliggande skogsmark som avvattnas ner till Bjumisträsket. För att bedöma från vilka områden tillrinning till isälvsavlagringen sker har områdets geologi och topografi studerats. Tillrinningsområdena till Utloppet av Bjumisträsket samt till Inloppet i Bjumisträsket samt vattnets huvudsakliga strömningsmönster redovisas i figur 3. Mer detaljerade kartor med strömningsmönster redovisas i bilaga 3. Underlaget till tillrinningsområdena har inhämtats från Vattenmyndighetens hemsida (Vattenkartan.se). Tillrinningsområdet till Utloppet av Bjumisträsket är totalt 8,2 km 2, varav ca 1 km 2 är sjöyta. Tillrinningssområdet till Inloppet i Bjumisträsket är totalt 7,3 km Sida 9 (21)

10 Grundträskgraven Kälsjärvs vattentäkt Tillrinningsområde Utloppet av Bjumisträsket Tillrinningsområde Inloppet i Bjumisträsket Abborrbäcken Kalix vattentäkt Kvarnbäcken Krokträsket Bedömd vattendelare Figur 3. Hydrologisk och hydrogeologisk översiktskarta. Blå pilar illustrerar huvudsaklig flödesriktning för grund- och ytvatten. Blå heldragen linje visar tillrinningsområdet till Bjumisträsket. Den huvudsakliga flödesriktningen för grundvatten i lösa jordlager vid naturliga förhållanden är framförallt från högre till lägre nivåer, med en riktning vinkelrätt mot höjdkurvorna. I en isälvsavlagring är den huvudsakliga flödesriktningen längst med isälvsavlagringen, i detta fall från nordväst mot sydost. Undantaget en del av åsen söder om Bjumisträsk, där flödesriktningen delvis är i nordvästig riktning, dvs mot Kalix vattentäkt. I uttagsområdet påverkas de naturliga grundvattenförhållandena genom att avsänkningstrattar bildas runt brunnarna där uttag görs. Avsänkningstrattarnas storlek och form kan variera, beroende på storleken på uttaget och vilka hydrogeologiska förhållanden som råder. I området väster om Bjumisträsket, dvs vid Kalix vattentäkt, är grundvattnets flödesriktning nordsydlig. Isälvsavlagringen tillför området vatten från två riktningar, och under naturliga förhållanden är området ett utströmningsområde där grundvatten från isälvsavlagringen rinner ut i Kvarnbäcken och ner åt söder. Delar av det vatten som naturligt skulle ha runnit ut från isälvsavlagringen pumpas nu ut i Sida 10 (21)

11 vattentäktens brunnar. Tidigare genomförda undersökningar tyder således på att grundvatten rinner ut i Kvarnbäcken, men det bedöms i nuläget även vara möjligt att vatten från Kvarnbäcken kan rinna in i grundvattenmagasinet när vattenuttaget sänkt grundvattennivån i området. Öster om väg 720 är grundvattnets flödesriktning delvis mot sydväst, och isälvsavlagringen avvattnas mot ett myrområde, benämnt Vedgårdsmyran (se figur 3). Bjumisträskets vattennivå ligger ett par meter över grundvattennivån vid Kalix vattentäkt. Detta medför att s.k. inducerad infiltration kan uppkomma. Det innebär att vatten från sjön kan rinna in i grundvattenmagasinet via sjöns botten och strandkanter, eftersom trycket är lägre i underliggande grundvatten. De största delarna av isälvsavlagringen och mer höglänta skogsområden inom vattentäktens tillrinningsområde bedöms vara inströmningsområden för grundvatten, dvs områden där vatten rinner ner i grundvattenmagasinet. I anslutning till vattendrag och våtmarker bedöms utströmningsområden finnas, där grundvatten trycks upp till markytan och sedan rinner av via bäckar. Generellt är föroreningsriskerna högre i inströmningsområden än i utströmningsområden. I bilaga 3a redovisas våtmarker i området Kälsjärvs vattentäkt Tillrinningsområde till Kälsjärvs vattentäkt bedöms huvudsakligen bestå av isälvsavlagringen samt de låglänta områdena kring avlagringen. Det kan inte uteslutas att det sker infiltration till isälvsavlagringen från Grundträskgraven, då vattennivån i bäcken bedöms vara högre än vattennivån i isälvsavlagringen. Grundträskgraven och dess tillrinningsområde redovisas på kartan i figur 4 och i bilaga 3b. Liksom vid Kalix vattentäkt bedöms de största delarna av isälvsavlagringen och mer höglänta skogsområden inom vattentäktens tillrinningsområde vara inströmningsområden för grundvatten, dvs områden där vatten rinner ner i grundvattenmagasinet. I anslutning till vattendrag och våtmarker bedöms utströmningsområden finnas, där grundvatten trycks upp till markytan och sedan rinner av via bäckar. I bilaga 3b redovisas våtmarker i området Sida 11 (21)

12 Kälsjärvs vattentäkt Grundträskgraven Tillrinningsområde till Grundträskgraven Figur 4. Hydrologisk och hydrogeologisk översiktskarta. Blå pilar illustrerar huvudsaklig flödesriktning för grund- och ytvatten. Blå heldragen linje visar tillrinningsområdet till Grundträskgraven uppströms isälvsavlagringen Sida 12 (21)

13 3.6 Grundvattnets uppehållstid Grundvattnets transporthastighet, v, i områdena kan beräknas med hjälp av följande formler: T K b v K i n e (1) (2) där b är akviferens mäktighet [m], T är transmissivitet (markens genomsläpplighet) [m 2 /s], v är vattenpartiklarnas strömningshastighet [m/s], K är hydraulisk konduktivitet [m/s], i är den hydrauliska gradienten [enhetslös] och n e är effektiv porositet [enhetslös]. Den hydrauliska gradienten, i, motsvaras i öppna grundvattenmagasin, dvs som i Kalix och Kälsjärv, av grundvattenytans lutning Kalix Akviferens mäktighet beräknas till 13 meter utifrån djupet till berg samt grundvattenytans nivå under markytan. Djupet till berg antas vara ca 18 meter utifrån borrningar samt SGUs jorddjupskarta (bilaga 2b) och grundvattennivån antas till ca 5 meter under markytan utifrån genomförda nivåmätningar. Utifrån mätningar och utvärderingar i samband med hydrauliska tester i området har konduktiviteten beräknats till ca 0,5*10-2 m/s. Litteraturvärde för hydraulisk konduktivitet i isälvsavlagringar (grus) är 10-1 till 10-3 m/s. För att inte underskatta hastigheten har en hydraulisk konduktivitet på 10-2 m/s antagits för hela isälvsavlagringen. Eftersom markens exakta sammansättning på varje plats i området vid vattentäkten inte kan klargöras, oavsett hur omfattande undersökningar som utförs, används den hydrauliska konduktiviteten (markens genomsläpplighet) i vattentäktens mer centrala delar vid samtliga hastighetsberäkningar. Detta bedöms ge en rimlig säkerhetsmarginal för skyddsområdets avgränsning, då den hydrauliska konduktiviteten är lägre i isälvsavlagringens utkanter än i dess mitt. Grundvattenytans lutning, d.v.s. den hydrauliska gradienten, har beräknats för ett flertal olika delsträckor, dels norr om uttagsområdet och dels söder om uttagsområdet. Det är både grundvattennivåer i de grundvattenrör som ligger närmast uttagsbrunnarna och i grundvattenrör längre bort som har använts vid beräkning av gradienten. Lägen för grundvattenrör redovisas på figur 5. Nivåer i grundvattenrören utifrån vilka gradienterna har beräknats redovisas i bilaga 4a och 4b Sida 13 (21)

14 Figur 5. Karta med lägen för obervationsrör kring Kalix vattentäkt. Den effektiva porositeten har antagits vara 0,15, utifrån uppgifter om att jordarterna består av grus och sand. Utifrån dessa värden ger (1) och (2) en vattenhastighet för respektive delsträcka. Avstånd mellan observationsrör, hydruliska gradienter mellan rören, hastighet och tid för respektive delsträcka samt ackumulerad tid redovisas i tabell Sida 14 (21)

15 Tabell 2. Avstånd och gradienter i observationsrör vid Kalix vattentäkt, Obsrör Avstånd [meter] Gradient promille Hastighet [meter/dygn] Ackumulerat avstånd [meter] Tid [dygn] Ackumulerad tid [dygn] Norr om vattentäkten ,8 22 4, ,5 20,3 31, ,1 12,2 32, B ,8 38,9 30, B-30A ,9 22,3 7, A ,8 4,5 139,7 246 Söder om vattentäkten ,6 3, ,4 13, ,2 52,9 1, ,9 16,5 20, ,7* 9,6 13, ,6 20,6 56,4 *gradienten riktad österut, dvs från vattentäkten. Kan bero på att att något av observationsrören 42 alt. 43 ligger på en lokal höjd alt. sänka. Storskaligt antas dock vattnet flöda i öst-västlig riktning. För att uppnå en uppehållstid på 100 dygn, vilket är kravet för primär skyddszon, bör avståndet till zongränsen utifrån tabell 2 vara minst 2400 meter norrut och drygt 1000 meter åt sydost. Dessa beräkningar gäller endast i isälvsavlagringen. Det sker dock ett in- och utflöde av grundvatten till isälvsavlagringen, varför även markområden utanför inkluderas i skyddsområdet. Transporthastigheten i dessa markområden är lägre p.g.a. tätare jordarter. Transporttiden i grundvattnet mellan strandkanten vid Bjumisträsket (observationsrör 9721) och området vid de norra uttagsbrunnarna (observationsrör 0901) har beräknats med hjälp av samma formler som beräkningarna ovan. Utifrån avståndet mellan observationsrören, ca 240 meter, och uppmätta grundvattennivåer ( ) fås en gradient på ca 0,8 promille. Rörens lägen samt vattennivåer redovisas i figur 6. Insättning i (2) ger transporthastigheten 4,4 m/dygn. Transporttiden mellan strandkant och uttagsområde blir då 54 dygn. Det bör observeras att tiden för tillrinning av vatten från sjön till brunnarna är något längre, eftersom det generellt är relativt låg genomsläpplighet i sjöns bottenskikt Sida 15 (21)

16 +14,89 Bjumisträsket +14,71 Figur 6. Karta med lägen för obervationsrör samt uppmätta nivåer( ) Kälsjärv Vattnets transporthastighet i grundvattnet beräknas vanligtvis med Darcy s lag. För att genomföra beräkningen krävs kunskap om bl.a. den hydrauliska gradienten (grundvattenytans lutning). Detta är en okänd faktor då det inte finns några grundvattenrör i närheten av brunnen. Beräkningen av vattenhastigheten som uppkommer p.g.a. vattenuttaget utförs därför enligt metoden för konvektiv transporttid (Naturvårdsverkets handbok 2010:5 om vattenskyddsområde ). Principen är att man beräknar grundvattenmagasinets aktiva volym som motsvarar visst uttag under viss tid till en nominell uppehållstid för vattnet i marken runt brunnen. Ekvationen tar inte hänsyn till påfyllning. Beräkningen ger en översiktlig uppfattning om storleken på de grundvattenvolymer som måste skyddas vid olika vattenuttag och olika krav på vattnets uppehållstid i marken. Beräkning utförs enligt: Q t r 2 b n e där Q flöde t tid r radie n m d m b akviferens mäktighet e d effektiv porositet 3 m Flödet (Q) i Kälsjärv är som medel ca 7 m 3 /d. Den effektiva porositeten, n e, uppskattas till 0,15 i grundvattenmagasinet, vilket är ett normalt värde för sand. Akviferens mäktighet ansätts till 10 meter, beräknat utifrån antaget djup till berg (18 meter) samt uppmätt djup till grundvattenytan, ca 8 meter. Vid insättning i ovanstående formel blir den beräknade radien för 100 dygns uppehållstid (primär skyddszon) 12 meter och för uppehållstiden 365 dygn (sekundär skyddszon) 23 meter. Beräkningarna visar att uttaget är så litet att det inte medför någon förhöjd vattenhastighet i grundvattenmagasinet. Transporthastigheten i grundvattnet i området styrs därför i större utsträckning av de naturliga förhållandena och den naturliga gradienten Sida 16 (21)

17 Den naturliga gradienten i området bedöms vara lägre än vid Kalix vattentäkt p.g.a. relativt flack topografi. Genomsläppligheten bedöms vara liknande, eventuellt något högre. Sammantaget bedöms strömningshastigheten vara något lägre än vid Kalix vattentäkt. För att bedöma från vilket markområde strömning till vattentäkten sker kan även en beräkning av det s.k. influensområdet göras. Ett influensområde är det område där grundvattnet påverkas vid en avsänkning/uttag. Följande samband används för att uppskatta influensområdets storlek (area, A): A där Q Q GVB A area flöde m 2 3 uttag i vattentäkten m GVB grundvattenbildning m år Antagen grundvattenbildning 8 l/(s km 2 ). Uttag (Q) i medel 0,08 l/s. år Vid insättning av ovanstående värden i formeln ovan erhålls arean 0,01 km 2, vilket motsvarar en radie på ca 60 meter runt brunnen. 3.7 Transporttid i vattendrag Bäcken från sjön Krokträsk och Abborrbäcken har sina utlopp i Bjumisträsket och bör därför ingå i vattenskyddsområdet. Transporttiderna i de båda vattendragen har beräknas utifrån schablonvärden för flödeshastigheter, enligt Naturvårdsverkets handbok 2010:5 om vattenskyddsområde. Medellutningen på vattendragen har utifrån kartmaterial uppskattats till ca 5 m/km, vilket enligt tabell 2.2 i handboken ger en transporthastighet för bäckar på 4 km/h. Detta är en transporthastighet under ett högt flöde i vattendraget. Abborrbäcken som mynnar i norra Bjumisträsket är totalt ca 2,5 km, vilket ger en transporttid på ca en halvtimme. Bäcken från Krokträsket sträcker sig norr om Holmträsk via sjön/våtmarken Krokträsk och mynnar i södra delen av Bjumisträsket. Sträckan från sjön/våtmarken Krokträsk till Bjumisträsk är ca 2,4 km, vilket innebär en transporttid på ca en halvtimme. Från Krokträsk och uppåt bedöms uppehållstiden bli mer än 12 timmar, tack vare att tiden för vattnet att rinna genom det delvis igenvuxna träsket bedöms som lång Sida 17 (21)

18 4 FÖRSLAG TILL SKYDDSOMRÅDE 4.1 Allmänt Naturvårdverket har tagit fram en handbok för vattenskyddsområden (NFS 2010:5). De allmänna utgångspunkterna för indelning av vattenskyddsområdet i skyddszoner skiljer sig åt något för ytvatten och grundvatten. Enligt handboken bör vattenskyddsområdet dimensioneras/uppdelas enligt nedan: Den primära skyddszonens uppgift är att skapa rådrum vid en akut förorening. För ytvattentäkter rekommenderas att rinntiden för avgränsning av den primära skyddszonen är 12 timmar fram till vattentäktszonen vid en högflödessituation med återkomsttid på minst 10 år. Barriärer, naturliga och tekniska kan motivera en kortare dimensionerande rinntid. Strandzonen som ingår i skyddszonen bör motsvara uppehållstiden i mark och grundvatten på 100 dygn. Den bör vara minst 50 meter bred. För grundvattentäkter gäller att uppehållstiden för vattnet i grundvattenmagasinet innan vattentäktszonen nås är minst 100 dygn från gränsen mellan primär och sekundär skyddszon. Utgångspunkten för upprättande av den sekundära skyddszonen är att bibehålla en hög vattenkvalitet eller förbättra befintlig kvalitet. För ytvattentäkter avgränsas den sekundära skyddszonen genom en dimensionerande rinntid fram till den primära zongränsen på 12 timmar baserat på en högflödessituation med återkomsttid på minst 10 år, samt ett område med en uppehållstid i mark och grundvatten på 100 dygn eller minst ett 50 meter brett markområde vid ytvattendraget. Vid de stränder där primär och sekundär skyddszon sammanfaller blir sålunda den totala strandzonen minst 100 meter. I grundvattentäkten ska den sekundära skyddszonen omfatta hela grundvattentäktens tillrinningsområde eller så stor del av tillrinningsområdet att den beräknade uppehållstiden för grundvattnet från skyddszonens yttre gräns till vattentäktszonen är minst ett år. Speciella riktlinjer finns för grundvattentäkter i hårt berg. För dessa gäller att uppehållstiden för grundvatten i primär skyddszon ska vara minst 100 dygn, dock minst 100 meter från brunnen. Därutöver inkluderas de områden i skyddsområdet som bedöms kunna tillföra vatten till uttagsbrunnen genom infiltration till bergets sprickzoner eller genom ytlig avrinning mot de områden där infiltration till berget kan ske. Handboken anger även att det i vissa vattenskyddsområden behövs en tertiär skyddszon som omfattar området mellan den sekundära zongränsen och vattenskyddsområdets yttre gräns. Den ska förhindra att mark- och vattenutnyttjande påverkar vattentäkten negativt i ett långsiktigt perspektiv. Vid upprättande av skydd ska hela tillrinningsområdets påverkan på vattenkvaliteten vid vattentäkten beaktas. I vissa fall kan dock delar av tillrinningsområdet läggas utanför skyddsområdet. Vilka delar detta gäller avgörs utifrån hydrologiska/hydrogeologiska förhållanden, vattentäktens sårbarhet och möjligheten att övervaka eventuella potentiella föroreningar. Vid upprättande av föreliggande förslag på skydd har även påverkan på vattenkvaliteten från verksamheter belägna utanför föreslagen skyddszon tagits under beaktande. En utvärdering av naturliga barriärer mot föroreningar är ett stöd vid arbetet med zonavgränsningen. I vissa fall är det lämpligt att zongränsen dras vid en naturlig barriär, såsom till exempel ett stort ytvattenmagasin, en mäktig omättad zon eller ett tätande lerskikt som leder till förlängd uppehållstid. Även frånvaron av barriärer, till exempel när berget går i dagen och därigenom är oskyddat mot föroreningstillförsel, är en faktor som påverkar zongränsernas utseende, eftersom mer sårbara områden behöver ett starkare skydd än mindre sårbara områden Sida 18 (21)

19 4.2 Barriärer vid vattentäkterna Vatten & Miljöbyrån tillämpar en arbetsmodell för barriärtänkande och Early Warning System (EWS) vid arbete med vattenskydd (Mäki, 2001). Metodiken utgår från att det administrativa skyddet av vattentäkten kan behöva kompletteras med olika skyddsåtgärder. Barriärer, både naturliga och konstgjorda, kan användas för att förhindra att vattentäkten förorenas. En barriär neutraliserar/eliminerar/minimerar effekterna av en förorening. Syftet med barriärer är att skydda vattentäkten mot akuta och diffusa föroreningar, både bakteriologiska och kemiska. En barriär kan vara naturlig eller konstgjord. Barriären ska, i de fall den är konstgjord, vara anpassad efter vilka risker som finns för vattnet och skydda mot eventuella hot, med syftet att vattenkvaliteten ska hållas långsiktigt bra. Barriärtänkandet ger underlag för indelning av vattenskyddsområde i zoner och upprättande av skyddsföreskrifter. Det kan i vissa fall vara lämpligt att dra gräns till skyddszon vid en naturlig barriär. Vattentäkterna består av brunnar borrade i isälvsmaterial. Markens översta skikt består generellt av sand, medan djupare liggande markskikt består av grus och sand. Vatten och/eller eventuella föroreningar infiltrerar genom markens omättade zon innan de når grundvattenmagasinet och brunnarna. Föroreningar på markytan kommer till viss del att fastläggas och brytas ned i markens s.k. omättade zon ovanför grundvattenytan och i grundvattenmagasinet under vattnets väg mot brunnarna På många delar av isälvsavlagringen är grundvattennivån relativt ytlig, varför den uppehållstiden och således det skydd som erhålls genom filtrering genom den omättade zonen är litet. I grundvattenmagasinet gör dessutom det grova materialet att transporthastigheten kan bli hög. Grundvattenmagasinet är sårbart. Uppehållstiden, och filtreringsegenskaperna, i marken bedöms som låga, eftersom materialet huvudsakligen består av sand och grus med god genomsläpplighet. Från de delar av tillrinningsområdet varifrån vattentäkten nås via Bjumisträsket sker viss utspädning i sjön, liksom viss fastläggning i sediment på sjöns botten. Den naturliga barriärförmågan bedöms inte som särskilt god, varför skyddsbehovet inom vattentäktens närområde är högt. I beredningen av vattnet i Kalix och Kälsjärvs vattenverk sker kontinuerlig desinficering med UV-ljus som en barriär mot mikrobiologisk förorening. I Kalix vattenverk finns det även möjlighet att dosera klor vid behov. 4.3 Avgränsning av skyddsområde Det bedömda tillrinningsområdet för Kalix och Kälsjärvs vattentäkter utgörs som tidigare nämnts av tillrinningsområdet för Bjumisträsket, eftersom detta vatten åtminstone periodvis infiltrerar till Kalix vattentäkt, samt tillrinningsområdet för den isälvsavlagring varifrån vattenuttagen sker. Även vatten från tillrinningsområdet för Metträsket bedöms kunna nå vattentäkterna genom infiltration i isälvsavlagringen från bäcken Grundträskgraven. Samtliga delar av tillrinningsområdet finns markerade i bilaga 3a och 3b. Tillrinningsområdet utgör utgångspunkt för avgränsning av skyddsområdet. Skyddsområdesgränserna följer huvudsakligen urskiljbara gränser på kartan, i form av bl.a. fastighetsgränser och vägar. När det inte har funnits några naturliga linjer att dra skyddsområdesgränsen efter har så långt som möjligt fasta brytpunkter använts för gränsdragningen. När fasta brytpunkter saknats har koordinater för punkterna angetts i rikets koordinatnät Sweref Dessa punkter ska markeras och koordinatsättas i karta över vattenskyddsområde vid beslut om fastställande Sida 19 (21)

20 4.3.1 Vattentäktszon Vattentäktszonen utgörs av det instängslade området i anslutning till Kalix vattentäkt/-verk samt av ett cirkulärt område med radie 5 m vid brunnen i Kälsjärv. Brunnarna skyddas av låsta överbyggnader Primär skyddszon Den primära skyddszonen har avgränsats på sådant sätt att uppehållstiden för grundvattnet från den primära zongränsen till brunnarna blir minst 100 dygn enligt de beräkningar av transporttiden i grundvattenmagasinet som utförts, se kapitel 3.6. Den primära skyddszonen når ca 1,4 km från vattentäkten åt sydost respektive 2,4 km åt nordväst i isälvsavlagringen sett från vattentäktszonen vid Kalix vattentäkt. I Kälsjärv inkluderas den del av isälvsavlagringen från vilket transporttiden bedöms kunna vara mindre än 100 dygn till vattentäkten. I detta område saknas grundvattenrör med nivåobservationer, varför området har fått uppskattas utifrån jordarter och topografi. Hela vattentäktens influensområde inkluderas i zonen. Abborrbäcken, som rinner in i Bjumisträskets norra del, rinner parallellt med isälvsavlagringen. Nivån på bäcken är högre än grundvattennivån i isälvsavlagringen, varför det bedöms att risk finns för att bäckens vatten kan infiltrera i grundvattenmagasinet. Den del av bäcken som rinner inom området med mindre än 100 dygns uppehållstid till vattentäkten, samt en strandzon på 50 meter vid bäcken, ingår därför i primär skyddszon. Skyddszonen har även avgränsats för att ta hänsyn till ytvattentillrinning samt inducerad infiltration från Bjumisträsket. Den del av Bjumisträsket som ligger närmast Kalix vattentäkt har inkluderats i den primära skyddszonen (ut till 50 m från strandkanten) för att området är känsligt för fysisk påverkan. Sker exempelvis en pålning i området kan botten på sjön få en ökad genomsläpplighet, så att transporttiden till vattentäkten reduceras till mindre än 100 dygn. När väl vattnet infiltrerat i grundvattenmagasinet sker en snabb transport mot brunnarna. Övriga delar av sjön och dess tillrinningsområde bedöms kunna läggas utanför den primära skyddszonen. Från markområden utanför isälvsavlagringen bedöms transporttiden generellt vara mer än 100 dygn, tack vare mindre genomsläppliga jordarter, varför dessa inte ingår i primär skyddszon. De primära skyddszonerna finns inritade i bilaga 6a och 6b Sekundär skyddszon Den sekundära skyddszonen har avgränsats på sådant sätt att uppehållstiden för grundvattnet från den sekundära zongränsen till vattentäkten blir minst 1 år enligt de beräkningar av transporttiden i grundvattenmagasinet som utförts, se kapitel 3.6. Det medför i sin tur att hela isälvsavlagringen mellan vattentäkternas primära skyddszoner inkluderas i sekundära skyddszonen, liksom isälvsavlagringen ner till vattendelaren i isälvsavlagringens sydöstra del. Skyddszonen har även avgränsats för att ta hänsyn till yt- och grundvattentillrinningen till isälvsavlagringen från övriga områden. Markområden varifrån grundvatten bedöms kunna infiltrera till isälvsavlagringen inkluderas också i skyddszonen, exempelvis i anslutning till primär skyddszon vid Kälsjärvs vattentäkt samt väster om Kalix vattentäkt. Bjumisträsket inkluderas i skyddszonen, på grund av att sjöns vatten åtminstone periodvis infiltrerar genom strandzon/sjöbotten till grundvattenmagasinet och uppehållstiden till den primära skyddszonen bedöms vara mindre än 12 timmar från alla delar av sjön vid olika vindriktningar. Även en 50 meter bred strandzon vid sjön inkluderas i skyddszonen, i enlighet med Naturvårdsverkets riktlinjer. Transporttiden i de tillrinnande vattendragen fram till den primära skyddszonen har beräknats till mindre än 12 timmar (kapitel 3.7), förutom för bäcken som rinner in i Bjumisträskets södra del. Denna Sida 20 (21)

21 bäck passerar sjön Krokträsket en bit uppströms. Krokträsket bedöms ha relativt lång omsättningstid, varför uppströms liggande delar av bäcken inte behöver inkluderas i sekundär skyddszon. Den sekundära skyddszonen finns inritad i bilaga 6c Tertiär skyddszon Den tertiära skyddszonen har avgränsats så att den omfattar de delar av vattentäkternas tillrinningsområden som inte ingår i övriga skyddszoner. Undantaget är tillrinningsområdet till Metträsket och Grundträsket i nordväst, där den utspädning och fastläggning som sker i sjöarna bedöms medföra tillräcklig riskreducering för att områdena inte ska behöva ingå i skyddsområdet. Den tertiära skyddszonen finns utritad i bilaga 6d Kommentarer till zonindelningen På grundval av Naturvårdsverkets rekommendationer för skydd av vattentäkter, rådande hydrologiska och hydrogeologiska förhållanden samt beräkningar föreslås skyddszonerna få en utsträckning enligt bilaga 6a-d. 5 REFERENSER Utredningen har omfattat insamling, sammanställning/utvärdering, platsbesök och redovisning av uppgifter avseende: - vattentäkternas utformning och drift - geologiska, hydrologiska och hydrogeologiska förhållanden - vattenkvalitet Vid upprättande av föreliggande förslag till skydd har följande underlagsmaterial använts: Fastighetskarta i digital form över skyddsområdet Jordartskartan ( Jorddjupskarta ( Grundvattenkarta ( Klimatstatistik ( Vattenkartan ( Miljöbalken, SFS 1998:808 Ansökan om interimistiskt förbud för Kalix och Kälsjärvs vattentäkter (inkluderande utdrag ur äldre undersökningar), Kalix kommun, 2010 Grundvattentäkter, skyddsområden - skyddsföreskrifter. Naturvårdsverkets Handbok om vattenskyddsområde 2010:5 Examensarbete: Barriärtänkande vid upprättande av skydd för vattentäkter, Anna Mäki Sida 21 (21)

22

23

24

25

26

27 Kartans syfte är att ge en generell bild av jordtäckets mäktighet. Kartan grundas på analys av jorddjupsinformation från brunnsborrningar, undersökningsborrningar, schakter och seismiska undersökningar. För att identifiera områden där jordtäcket är mycket tunt eller saknas helt har information om berg från SGUs jordartskartor använts. Jorddjupet har beräknats genom att interpolera kända jorddjupsdata. Eftersom vissa jordarter uppvisar betydligt större jorddjup än andra har jordartskartan använts som stöd vid denna interpolering. Information om sprickzoner i berggrunden har använts för att ta fram områden med speciellt stora jorddjup. Osäkerheten i beräkningarna ökar med avståndet till punkter med uppmätta jorddjup. Om avståndet exempelvis är flera hundra meter till närmaste observation är osäkerheten i det beräknade jorddjupet betydande. Ny information om jorddjup tillkommer hela tiden vilket gör att kartan successivt kan förbättras. Kartan kommer därför att uppdateras ungefär en gång per år. Uppmätt djup Sveriges geologiska undersökning (SGU) Huvudkontor: Box Uppsala Tel: E-post: kundservice@sgu.se 0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 km Skala 1: Topografiskt underlag: Ur GSD-Terrängkartan Lantmäteriet. MS2009/08799 Rutnät i svart anger koordinater i SWEREF 99 TM. Gradnätet i brunt anger latitud och longitud i referenssystemet SWEREF 99.

28 Kartan visar en generaliserad bild av jordarternas utbredning i eller nära jordytan. Lager med en genomsnittlig tjocklek på mindre än en halv till en meter visas vanligtvis inte men kan ibland vara markerade med en överbeteckning. Ett urval av ytformer visas också. Kartläggningen bygger huvudsakligen på flygbildstolkning. Därför förekommer en viss osäkerhet i noggrannheten hos jordartsbestämningar och ytavgränsningar. Noggrannheten är som bäst i områden som är tätt genomskurna av vägar. Lägesnoggrannheten är i storleksordningen en till några hundra meter. För många tillämpningar, som exempelvis fysisk planering krävs mer detaljerad information. Ytterligare information, om till exempel jordarternas utbredning under ytan, finns lagrad i SGUs databas och kan, liksom bland annat kartbladsbeskrivningar, beställas från SGU. Sveriges geologiska undersökning (SGU) Huvudkontor: Box Uppsala Tel: E-post: kundservice@sgu.se km Skala 1: Topografiskt underlag: Ur GSD-Terrängkartan Lantmäteriet. MS2009/08799 Rutnät i svart anger koordinater i SWEREF 99 TM. Gradnätet i brunt anger latitud och longitud i referenssystemet SWEREF 99.

29

30

31

32

33

34

35