RAPPORT. Fårö REGION GOTLAND TN 2017/2865 JÖNKÖPING VATTEN OCH MILJÖ YTTRANDE ÖVER HYDROGEOLOGISKA UTREDNINGAR

Transkript

1 REGION GOTLAND TN 2017/2865 Fårö UPPDRAGSNUMMER ( ) YTTRANDE ÖVER HYDROGEOLOGISKA UTREDNINGAR JÖNKÖPING VATTEN OCH MILJÖ HÅKAN WENNERBERG MARIA FORSGÅRD HANS FRIDHOLM

2 Sweco Järnvägsgatan 3 Box 1062 SE Jönköping, Sverige Telefon Fax Sweco Environment AB Org.nr Styrelsens säte: Stockholm Håkan Wennerberg Civilingenjör Miljö- och vattenteknik Jönköping Vatten & Miljö Telefon direkt +46 (0) Mobil +46 (0) hakan.wennerberg@sweco.se

3 Innehållsförteckning 1 Inledning Bakgrund Förundersökningarnas omfattning Organisation 2 2 Stegprovpumpning av brunn B Fakta om brunnen Utförande Resultat Avsänkningsförlopp Vattenanalyser Utvärdering av hydrauliska parametrar Utvärdering av influensradie 6 3 Borrning av tre brunnar, B1601-B1604, samt observationsrör i jord Utförande Resultat 8 4 Kapacitetstest av brunn B Utförande Resultat Utvärdering av hydrauliska parametrar 9 5 Provpumpning av brunn B1602, Utförande Resultat Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i berg Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i jord Vattenanalyser och konduktivitetsmätningar Utvärdering av hydrauliska parametrar Utvärdering av grundvattenbildning och influensradie 15 6 Provpumpning av brunn B1401 och B1602, Utförande Resultat Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i berg Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i jord 17 WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

4 6.2.3 Vattenanalyser och konduktivitetsmätningar Utvärdering av hydrauliska parametrar Utvärdering av grundvattenbildning och influensradie 20 7 Provpumpning av B1602, Utförande Resultat Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i berg Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i jord Vattenanalyser och konduktivitetsmätningar Utvärdering av hydrauliska parametrar Utvärdering av grundvattenbildning och influensradie 24 8 Yttrande över utförda förundersökningar Diskussion Geologisk modell och hydrauliska parametrar Influensavstånd vid grundvattenuttag Vattenkemi Påverkan på rådande miljökvalitetsnormer Slutsats och rekommendationer 29 9 Referenser 31 Bilagor Bilaga I Karta över brunnar och övriga observationspunkter, Bilaga II Borrprotokoll B1401. Bilaga III Sammanställning av laboratorieanalyser Bilaga IV Bilaga V Bilaga VI Bilaga VII Bilaga VIII Bilaga IX Bilaga X Bilaga XI Bilaga XII Bilaga XIII Grundvattennivåer, observationspunkter i berg Grundvattennivåer, observationspunkter i jord Grundvattennivåer i brunnar med enbart manuell övervakning Sammanställning konduktivitetsmätningar Tid-avsänkningsdiagram, log-log Tid-avsänkningsdiagram, lin-log Avstånd-avsänkningsdiagram, lin-log Provpumpning Fårö, Gotland, Avsänkningsförlopp och nederbörd, linjär skala (lin-lin). Provpumpning Fårö, Gotland, Avsänkningsförlopp och nederbörd, linjär skala (lin-lin). Fårö Hammars 1:10 - yttrande avseende påverkan på miljökvalitetsnormer WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

5 WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

6

7 1 Inledning 1.1 Bakgrund SGU utförde under 2013 mätningar med SkyTEM-metoden inom fyra geografiska områden på Gotland i syfte att studera de hydrogeologiska förutsättningarna för grundvattenuttag (SGU, 2015). Ett av dessa områden var Fårö. Inom ramen för undersökningarna borrades även brunnar, med huvudsakligt syfte att erhålla information om berggrundens generella uppbyggnad. En av de borrade brunnarna på Fårö (lokaliserad på Avanäset och benämnd hål nr 8 i SGU:s rapport) bedömdes ha goda förutsättningar för grundvattenuttag. Region Gotland har därefter fortsatt att utreda möjligheten att nyttja grundvatten från kalkstensberggrunden inom området Avanäset på Fårö i den kommunala vattenförsörjningen, som ersättning eller komplement till den befintliga vattentäkten i Ullahau. Det årliga dricksvattenbehovet uppgår idag till ca m 3, varav ca 70% åtgår under juni-augusti, eller 1,1 m 3 /h som årsmedeluttag. På uppdrag av Region Gotland har Sweco ansvarat för utförande av fortsatta förundersökningar. Syftet med genomförda förundersökningar har varit att: - Öka kunskapen om de hydrauliska egenskaperna i berggrunden i anslutning till uttagsbrunnen samt vattenkvaliteten. - Erhålla underlagsmaterial till teknisk beskrivning och miljökonsekvensbeskrivning i samband med ansökan om tillstånd för vattenverksamhet. Resultatet från dessa förundersökningar redovisas i föreliggande rapport. 1.2 Förundersökningarnas omfattning Förundersökningarna har omfattat följande moment: - Stegprovpumpning av brunn B1401, dvs hål 8 enligt SGU (2015). - Borrning av tre ytterligare brunnar, B1601-B1603, samt observationsrör i lösa jordlager. - Kapacitetstest av brunn B Provpumpning av brunn B1602 med observation av grundvattennivåer i omkringliggande brunnar och observationsrör, sommaren Provpumpning av brunn B1401 och brunn B1602 med detaljerad uppföljning av vattenkemi, sommaren Provpumpning av brunn B1602 utifrån driftfallet att vara komplement till befintlig vattentäkt, sommaren Samtliga brunnar och observationspunkter framgår av Bilaga I. 1(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

8 1.3 Organisation Förundersökningarna har utförts av Sweco Environment AB i samarbete med Region Gotland. Uppdragsorganisation hos Sweco vid genomförda förundersökningar redovisas i tabell 1.1. Tabell 1.1 Uppdragsorganisation, Sweco Namn Roll Håkan Wennerberg Niklas Ekstrand Maria Forsgård Hans Fridholm Uppdragsledare Handläggare Handläggare Kvalitetsgranskare 2(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

9 2 Stegprovpumpning av brunn B Fakta om brunnen Brunn B1401 borrades under 2014 av SGU och benämndes då Hål 8. Brunnen är lokaliserad på fastigheten Fårö Hammars 1:10. Brunnens ursprungsdjup uppgick till 81 meter, se borrprotokoll i Bilaga II. Efter borrningen återfylldes brunnen upp till nivån ca 41 meter under markytan i syfte att täta bort saltvattenförande sprickor. Efter tätningen uttog Region Gotland under 2015 ett vattenprov ur brunnen i samband med ett fyra timmar långt pumptest. Mätningar av grundvattennivåns variationer utfördes av SGU under några månader Resultatet visade på en grundvattennivå som pendlade runt +1,5 m.ö.h. och som följde havsvattenståndets svängningar (Figur 2.1). Figur 2.1: Grundvattennivå i brunn B1401 och havsvattenstånd i Visby, under perioden 8 april-15 juli Utförande En stegprovpumpning av brunn B1401 utfördes enligt ett upprättat program (Sweco, 2016a) i syfte att kontrollera dess kapacitet. I samband med stegprovpumpningen uttogs vattenprover vid två tillfällen. Stegprovpumpningen utfördes med ökande vattenuttag om totalt sex steg (se tabell 2.1). 3(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

10 2.3 Resultat Avsänkningsförlopp Avsänkningsförloppet från pumpstart till pumpstopp redovisas tillsammans med uttagsflöden i tabell 2.1 samt figur 2.2. Vid stegprovpumpningen uttogs maximalt 14 m 3 /h vilket resulterade i en avsänkning på knappt 1,3 meter. Tabell 2.1. Varaktighet, flöde samt registrerad avsänkning under stegprovpumpning av B1401. Steg Tid (min) Flöde (m 3 /h) Avsänkning (m) ,3 0, ,8 0, ,9 0, ,5 0, ,25 4(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

11 Figur 2.2: Avsänkningsförlopp vid stegprovpumpning av brunn B Vattenanalyser Resultat från analyser av uttagna vattenprover redovisas i Bilaga III. 2.4 Utvärdering av hydrauliska parametrar Resultatet från stegprovpumpningen utvärderades översiktligt i programvaran Aqtesolv. Användning av Theis utvärderingsmetod från 1935 resulterade i ett beräknat värde på transmissiviteten på ca 5*10-3 m 2 /s. Med ett öppet borrhål på 35 meter (brunnen är tätad från och med 41 meters djup och foderröret är 6 m långt) blir den hydrauliska konduktiviteten ca 1,5*10-4 m/s. Detta förutsätter att det öppna borrhålet representerar akvifärens hela vattenmättade mäktighet. Det är ett antagande att så är fallet, men bedöms vara rimligt då vattenströmningen bedöms vara huvudsakligen horisontell till följd av en lagermässig uppbyggnad av kalkberget. De erhållna värdena för hydraulisk konduktivitet kan jämföras med den regionala hydrauliska konduktiviteten på ca 1*10-6 m/s för de norra delarna av Gotland (SGU, 1982). 5(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

12 Brunnens skinfaktor ger ett mått på inverkan från eventuella igensättningar (låg permeabilitet) runt brunnen. En negativ skinfaktor kan bero på lokalt sprucken berggrund (hög permeabilitet) vilket innebär att avsänkningen blir mindre än vad som motiveras av akvifärens egenskaper i stort. Skinfaktorn har utvärderats enligt metod beskriven i Andersson m.fl. (1984). En skinfaktor på ca -5 erhölls vilket bedöms kunna bero på lokala sprickzoner. En analys av fördelningen av inströmningsförluster till brunnen (enligt metod beskriven i Andersson m.fl., 1984) visar att de laminära förlusterna är störst vid låga flöden Vid ett uttag överstigande ca 6 m 3 /h blir de turbulenta förlusterna större än de laminära förlusterna. Målet är att vid uttag minimera de turbulenta förlusterna eftersom dessa ger en energiförlust i form av större avsänkning och då måste kompenseras med större pumpstyrka. I detta fall är dock avsänkningarna mycket små, och inverkan av turbulenta och laminära förluster blir mindre avgörande. 2.5 Utvärdering av influensradie En översiktlig bedömning av influensradien har gjorts genom s.k. vattenbalansoptimering med hjälp av ett beräkningsprogram (i detta fall Excel med tilläggsprogrammet Solver). Metoden baserar sig på två ekvationer, en som balanserar grundvattenbildningen (W) mot pumpflödet (Q) genom att beräkna radien (R) på den cirkel som krävs för ett uppnå tillräcklig grundvattenbildning (ekvation 1), och en som uppskattar avsänkningen (s2) på ett visst avstånd (r2) från pumpbrunnen genom kännedom om transmissiviteten och avsänkningen i pumpbrunnen (s1) (ekvation 2). Vid optimeringen beräknas influensavståndet med hjälp av dessa ekvationer, som då ska ge samma resultat vid stationära förhållanden. = (1) = (2) Vid beräkningarna ansattes fasta värden på pumpflöde (8,25 m 3 /h), avsänkning (0,6 m) och transmissiviten (5*10-3 m 2 /s) medan grundvattenbildningen tilläts variera mellan 10 och 140 mm/år. Detta intervall har valts baserat på modellberäkningar av grundvattenbildning till berggrunden på Gotland (SGU, 1982). Det optimerade värdet för influensradien blev då ca 430 m med grundvattenbildningen på 125 mm/år. Denna grundvattenbildning bedöms som hög jämfört med den grundvattenbildning till berggrunden som SGU (1982) anger för hela Gotland (12-24 mm/år). 6(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

13 3 Borrning av tre brunnar, B1601-B1604, samt observationsrör i jord 3.1 Utförande Borrning av tre brunnar (B ) samt installation av observationsrör i jordlager (Rb ) utfördes under perioden 26 april till 4 maj (figur 3.1). Installation av två ytterligare observationsrör i jordlager (Rb ) utfördes i augusti Syftet med dessa rör var att följa utvecklingen hos grundvattennivåer i jordlager i anslutning till sumpskogar och dynvåtmarker. Brunnar installerades genom tryckluftsborrning med foderrör i dimension 168,3 mm och 140 mm borrning i berget. Observationsrör i lösa jordlager har installerats genom inledande foderrörsborrning med 140 mm foderrör till berg. Därefter utfördes installation av 2 stålrör bestående nederst av en meter filterdel med 6 mm hål och tät spets. Rören skarvades med svetsade muffar. Kring rören nersilades singel, förutom översta 1-2 metrarna där bentonitlera lades. Figur 3.1: Borrning av brunn B1603, 28 april Foto: Håkan Wennerberg. 7(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

14 3.2 Resultat Vid borrning av brunn B1601 noterades inga vattenförande sprickor. Borrning avslutades på 40 meters djup. Vid borrning av brunn B1602 noterades 5 m djup till berg. Jordlagren bestod översta 3 meterna av torr sand, härunder sand med underlagrande skikt av grovt grus. Understa delen av jordlagren bedömdes vara fuktig. Borrning i berg utfördes till 39 meters djup då vattenförande sprickzon påträffades. Konduktiviteten i vattnet uppmättes till 33 ms/m. Borrning avslutades på 40 meters djup. Vid borrning av brunn B1603 noterades 4,5 m djup till berg. Vid övergången till berg noterades slipade stenar (grovt grus). Vid borrning i berg gjordes följande observationer: - 14 meter spricka, inget vatten. Generellt mycket hårt, bedömt p.g.a. högt kvartsinnehåll meter mindre spricka meter blåskapacitet 10 l/min, konduktivitet 44 ms/m meter blåsakapacitet l/min, konduktivitet 51 ms/m meter, flera små sprickor och mjukare partier meter blåskapacitet 40 l/min, konduktivitet 46 ms/m meter blåskapacitet l/min, konduktivitet 45 ms/m. Borrning avslutades på 40 meters djup. Hålet renblåstes under 10 minuter, dock fortsatt grumligt. Observationsrören benämns Rb Endast i Rb1602 och Rb1605 kunde noteras en stående grundvattenyta. Övriga rör befanns vara torra och var torra under hela provpumpningen. Djup under röröverkant hos de installerade observationsrören i jordlager framgår nedan: - Rb1601, 5,62 m. Motsvarar en bottennivå/överyta kalkstensberggrund på ca +7,4 m.ö.h. - Rb1602, ca 5 m. Motsvarar en bottennivå/överyta kalkstensberggrund på ca +11,2 m.ö.h. - Rb1603, 5,71 m. Motsvarar en bottennivå/överyta kalkstensberggrund på ca +14,0 m.ö.h. - Rb1604, 4,08 m. Motsvarar en bottennivå/överyta kalkstensberggrund på ca +10,3 m.ö.h. - Rb1605, 7,18 m. Röret är ej inmätt. - Rb1606, 4,05 m. Röret är ej inmätt. 8(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

15 4 Kapacitetstest av brunn B Utförande Ett tvåtimmars kapacitetstest utfördes med konstant uttag om 13 m 3 /h. 4.2 Resultat Efter två timmars pumpning uppgick avsänkningen till 1,53 m. Redan efter sex minuters pumpning uppgick dock avsänkningen till 1,45 m. 4.3 Utvärdering av hydrauliska parametrar Baserat på avsänkningen efter två timmars grundvattenuttag uppskattas den specifika kapaciteten till ca 0,0024 m 3 /s och meter avsänkning. Ur ekvation (3) kan transmissiviteten uppskattas till 2,6*10-3 m 2 /s. 1,1 (3) där T representerar transmissiviteten, Q pumpflödet och s avsänkningen. Formeln är översiktlig och resultatet ska endast ses som en grov uppskattning. 9(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

16 5 Provpumpning av brunn B1602, Utförande En långtidsprovpumpning av B1602 (figur 5.1) utfördes under 75 dygn med pumpstart den 22 juni och pumpstopp den 31 augusti Provpumpningen skedde med ett konstant flöde om ca 1,7 l/s (6 m 3 /h). Totalt pumpades m 3. Under pumpningen mättes grundvattennivåer i närliggande jord- och bergbrunnar (4 respektive 15 stycken). Grundvattennivåer mättes även i 6 rör i jordlager samt i ett vattentag (benämnd pegel ). I vissa punkter har mätning skett med automatiska tryckgivare och i andra har endast manuella mätningar gjorts. Efter pumpstopp mättes återhämtningen i akvifären i vissa av punkterna. Mätresultat har utvärderats tillsammans med uppgifter om nederbörd (SMHI, station Fårösund) och havsvattenståndets (station Visby) variationer under provpumpningsperioden. Totalt under tiden för provpumpning föll 107 mm regn vid station Fårösund. Figur 5.1: Pumpbrunn B1602, juni Foto: Håkan Wennerberg. 10(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

17 5.2 Resultat Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i berg I de observationspunkter i berg där automatiska mätningar har utförts kan resultatet sammanfattas enligt följande: En initial avsänkning sker direkt i B1601, B1603, B1401, Ava 1:23, Lilla Gasmora 1:7 samt Ava 1:19. Avsänkningen är liten men tydlig och korrelerar väl med pumpstarten. Avsänkningens storlek är relativt jämförbar mellan brunnarna trots att avståndet från pumpbrunn till observationspunkter varierar mellan ca 0,1 och 1 km. Vid pumpstopp sker en återhämtning av grundvattennivån i de punkter som påverkats av pumpningen. I de tidsperioder som inte är direkt knutna till pumpstart eller -stopp så bedöms grundvattennivåerna styras av havsvattenståndet. Grundvattennivåerna följer, med kort eller närapå ingen fördröjning, variationerna i havsvattenståndet. Detta gäller observationspunkter belägna i pumpbrunnens direkta närhet eller i sydöstlig-sydvästlig riktning på längre avstånd. Mönstret Avsänkningen i pumpbrunnen B1602 uppgick till ca 0,5 meter, vilket ger brunnen en specifik kapacitet på 0,0033 m 3 /s och meter avsänkning. I observationsbrunnarna Marpes 1:47 och Marpes 1:49 syns varken en tydlig påverkan från provpumpningen eller en tydlig påverkan från havsvattenståndet. Dessa observationspunkter ligger längst bort från pumpbrunnen samt i en annan riktning än övriga observationspunkter. Grundvattennivåerna i dessa punkter ligger även högst, topografiskt sett. Resultat av de automatiska mätningarna av grundvattennivåerna i kalkstensberggrunden presenteras i graf i Bilaga IV. De manuella mätningarna i resterande observationspunkter i berg visar sammantaget inga stora skillnader mellan mätningar före pumpstart och strax innan pumpstopp. Nivåerna varierar stundtals men det är svårt att säga om det beror på pumpning i själva observationsbrunnen eller yttre faktorer. Resultat av manuella mätningar av grundvattennivåer i berg (och jord) presenteras i tabell i Bilaga VI Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i jord I de observationspunkter i jord där automatiska mätningar har utförts kan resultatet sammanfattas enligt följande: Någon tydlig påverkan från pumpningen syns inte. Inte heller någon tydlig korrelation med havsvattenståndet kan urskiljas. Grundvattennivåerna i jord bedöms istället, med viss fördröjning, följa nederbörden. 11(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

18 Datum ,58 3,59 3,6 Meter under röröverkant 3,61 3,62 3,63 3,64 3,65 Figur 5.2: Utveckling hos grundvattennivån (uttryckt som meter under röröverkant) i Rb1605 under perioden till Särskilt kan noteras utvecklingen hos grundvattennivåerna i Rb1605, vilken redovisas i Figur 5.2. Trenden under mätperioden är sjunkande, och det kan inte utläsas någon stigande nivå i samband med eller efter att provpumpningens avslut Resultat av de automatiska mätningarna av grundvattennivåerna i jordlager (förutom Rb1605) presenteras i graf i Bilaga V. Resultat av övriga manuella mätningar av grundvattennivåer i jord och berg presenteras tillsammans i tabell i Bilaga VI. Observationspunkter som varit torra har inte tagits med i tabellen Vattenanalyser och konduktivitetsmätningar Under provpumpningen mättes konduktiviteten i vissa observationspunkter. Konduktivitetsmätningarna finns sammanställda i Bilaga VII. Under provpumpningen uttogs vattenprover för laboratorieanalys vid två tillfällen. Resultat från analyserna finns sammanställda i Bilaga III Utvärdering av hydrauliska parametrar Vid en magasinsanalys analyseras hydrauliska egenskaper hos en grundvattenförande enhet (akvifär). Som underlag används avsänkningsdata från en provpumpning. Magasinsanalysen föregås av ett val av akvifärmodell. Utgångspunkten för detta val är de geologiska förhållandena och avsänkningskurvornas utseende. 12(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

19 Förekommande jordlager består av flygsand. Ställvis har under undersökningsperioden konstaterats stående grundvatten i jordlagren, men på andra platser har jordlagren varit helt torra. Provpumpningen har inte visat sig påverka grundvattennivåerna i jordlager. Grundvattenbildningen till kalkstensberggrunden bedöms vara låg varför grundvattenmagasinet i kalkstensberggrunden anses som slutet. Avsänkningens snabba utbredning styrker bedömningen om slutna förhållanden. Även avsänkningskurvornas utseende (Bilaga VIII-IX) indikerar en sluten akvifär. Magasinsanalysen har därför utgått från en sluten akvifär. Pseudostationära förhållanden bedöms uppstå i pumpbrunnen efter ca en halv minut. Därefter sker en övergång till fördröjd vattenavgivning som bedöms pågå mellan en halv och 100 minuter. Därefter verkar avsänkning åter ta fart och pågå fram till ca minuter. Från ca minuter påverkas grundvattennivån av regionala förändringar som bedöms vara knutna till havsvattennivån. Eftersom inverkan av havsnivån gör det svårt att avgöra huruvida stationära förhållanden har inträtt så har magasinsanalysen utgått från transienta förhållanden. Någon korrektion för påverkan från havsnivån har inte utförts, vilket bedöms ge en viss osäkerhet i resultaten. Följande utvärderingar har genomförts: Theis metod Tid-avsänkningsdiagram (loglog) kurvmatchning, transienta förhållanden (Bilaga VIII) Försök att utföra avstånds-avsänkningsanalys enligt Theis har utförts men metoden har inte varit möjlig att använda på de avsänkningsdata som uppmätts. Jacobs metod Tid-avsänkningsdiagram (linlog) vid pseudostationära förhållanden (Bilaga IX) Avstånds-avsänkningsdiagram (linlog) vid pseudostationära förhållanden med data från de tre brunnar som ligger närmast pumpbrunnen (Bilaga X). Både Theis och Jacobs ekvationer beskriver sambandet mellan avsänkningsförlopp och magasinsparametrar. Teoretiskt finns ett flertal förutsättningar för att ekvationerna ska gälla. Bland annat så antas akvifären vara homogen, isotrop och ha oändlig radiell utsträckning samt konstant mäktighet. Pumpningen ska ske med konstant flöde och grundvattenströmningen ska ske radiellt mot brunnen, som bör penetrera hela akvifären. Dessa förutsättningar är i praktiken aldrig helt uppfyllda vid pumpning i en sluten akvifär. Normalt sett är de dock tillräckligt väl uppfyllda för att ekvationerna ska kunna antas gälla med tillfredsställande noggrannhet. I Tabell 5.2 till 5.4 redovisas utvärderade hydrauliska parametrar. 13(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

20 Värdena på transmissivitet (T) och magsinskoefficient (S) är någorlunda likvärdiga mellan utvärderade brunnar och använda metoder. Den största skillnaden noteras bland beräknade värden på magasinskoefficienten. Värdet på denna parameter anger den vattenvolym som avges eller magasineras per enhetsarea då grundvattnets trycknivå ändras en enhet. För en sluten akvifär beror magasinsförändringarna på volymändringar hos vätska och kornskelett. För utvärderingar med Jacobs metod förutsätts att pseudostationära förhållanden har inträtt. Beräkningar visar att detta inte riktigt är fallet. Eftersom beräknade värden på T och S är i samma storleksordning som vid beräkning med Theis metod bedöms ändå resultaten tillräckligt tillförlitliga. Tabell 5.2. Beräknade värden för transmissivitet (T), magasinskoefficient (S), med Theis metod, ur tid-avsänkningsdiagram (dubbellogaritmiskt diagram). Observationspunkt T-värde S-värde Avstånd till uttagsbrunn (m) Matchpunkt s m (m) Matchpunkt t m (min) 10-3 (m 2 /s) 10-5 (-) B , ,6 160 B , ,7 160 B pumpbrunn 0 0,85 0,04 0,16 - B , ,9 500 L:a Gasmora 1: , ,4 1,9 Fårö Ava 1: , ,5 2,7 Fårö Ava 1: , ,5 2,2 Tabell 5.3. Beräknade värden för transmissivitet (T) och magasinskoefficient (S) med Jacobs metod, ur tid-avsänkningsdiagram (halvlogaritmiskt diagram) Observations punkt t 0 T-värde S- värde Avstånd till uttagsbrun n (m) Dekadavsänkning (m) (min) 10-3 (m 2 /s) 10-5 (-) Ca tid till pseudostationära förhållande n (min) B , , B , , B pumpbrunn 0 0,13-2,4 - - B , L:a Gasmora 1: , ,6 2, Fårö Ava 1: , ,9 2, Fårö Ava 1: , ,4 3, (31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

21 Tabell 5.4. Beräknade värden för transmissivitet (T) och magasinskoefficient (S) med Jacobs metod för transienta förhållanden, ur avstånds-avsänkningsdiagram (halvlogaritmiskt diagram). Tid efter pumpstart (min) Dekadavsänkning (m) T-värde 10-3 (m 2 /s) S-värde 10-5 (-) Avstånd till pseudostationära förhållanden (m) ,2 3, ,18 3, Utvärdering av grundvattenbildning och influensradie Enligt SGU (1982) uppgår årsnederbörden i området till ca 600 mm. Enligt SMHI (1991) uppgick årsnederbörden under perioden till 545 mm vid station Fårösund och 512 mm vid station Fårö. Årsmedelavrinningen, som är den del av nederbörden som inte avdunstar eller tas upp av växtlighet utan bildar yt- eller grundvatten (i jordlager), uppgår till max 150 mm/år. SGU (1982) anger även att grundvattenbildningen till kalkstensberggrunden på Gotland som helhet uppgår till mm/år, men att den är högre vi större transmissiviteter. Detta skulle motsvara 8-16 % av årsavrinningen och 2-4 % av nederbörden i det studerade området. Vid provpumpningen noterades en begränsad men tydlig hydraulisk påverkan på brunnar på ett avstånd av ca meter från pumpbrunnen, dock inte i alla riktningar från pumpbrunnen. Om influensradien vid provpumpningen antas uppgå till i medeltal meter ger det en grundvattenbildning till kalkstensberggrunden under provpumpningen på 3 mm som balanserar den uttagna volymen. Denna grundvattenbildning motsvarar ca 3 % av nederbörden under tiden för provpumpning. Om grundvattenbildningen antas vara densamma under hela året (vilket bedöms vara ett konservativt antagande eftersom grundvattenbildningen är som lägst på sommaren) skulle den uppgå till ca 20 mm/år. Om influensradien vid provpumpningen istället antas uppgå till i medeltal 500 meter ger det en grundvattenbildning till kalkstensberggrunden under provpumpningen på ca 12 mm som balanserar den uttagna volymen. Denna grundvattenbildning motsvarar då ca 12 % av nederbörden under samma tid. Om grundvattenbildningen antas vara densamma under hela året skulle den uppgå till ca 80 mm/år. En översiktlig influensradie utvärderades med hjälp av metoden vattenbalansoptimering som beskrivs i avsnitt 2.4. Vid beräkningen ansattes ett fast värde för pumpflöde (6,1 m 3 /h) och avsänkning (0,5 m). Transmissiviten tilläts variera för att motsvara hela det utvärderade intervallet redovisat i tabell 5.2, 5.3 och 5.4. Grundvattenbildningen tilläts variera mellan 10 och 140 mm/år. Det optimerade värdet för influensradien vid grundvattenuttaget 6,1 m 3 /h beräknades till ca m med en grundvattenbildning på 10 mm/år, vilket är något lägre än den av SGU beräknade grundvattenbildning omfattande hela Gotland på mm/år. Det optimerade värdet för transmissivitet blev 5,1*10-3 m 2 /s, vilket är i samma storleksordning som utvärderade transmissiviteter från stegprovpumpning och kapacitetstest. 15(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

22 6 Provpumpning av brunn B1401 och B1602, Utförande En långtidsprovpumpning utfördes av två brunnar på fastigheten Fårö Hammars 1:10 under Brunn B1602 pumpades mellan 3 maj och 24 november. Brunn B1401 pumpades mellan 29 maj och 17 juli. Huvudsyftet med provpumpningen var att: a. Utreda möjligheterna att utta flöden som motsvarar behovet (med hänsyn tagen till säsongsvariationer). b. Testa samtidigt uttag ur två brunnar i syfte att möjliggöra fördelat uttag vid drift (vilket kan vara positivt med tanke på risken för saltvattenpåverkan) c. Göra en kontinuerlig uppföljning av vattenkemi med fokus på salthalten och bakterieinnehållet. Pumpflödet anpassades i takt med att vattenbehovet ökade och minskade baserat på vattenåtgången under Mellan flödesändringarna hölls uttaget konstant. Från B1602 uttogs totalt m 3 med ett snittflöde på 0,5 l/s (1,8 m 3 /h). Från B1401 uttogs totalt 944 m 3 med ett snittflöde på 0,2 l/s (0,8 m 3 /h). Under perioden juni till september baserades den allmänna dricksvattenproduktionen på vatten från provpumpningen. Totalt uttogs alltså knappt m 3, vilket ungefär motsvarar årsbehovet. Under pumpningen utfördes en löpande provtagning av uttaget vatten som analyserades med avseende på konduktivitet (fältmätning) samt bland annat konduktivitet och kloridhalt på laboratorium. Grundvattennivåer mättes med automatiska tryckgivare i 5 bergborrade brunnar samt i jordlager i ett vattentag (benämnd pegel ) och ett grundvattenrör (Rb1605). Lufttryckskompensation har utförts med data från en barometer i Vibble utanför Visby. Detta beror på att barometern som installerats på Fårö gav upphov till avvikande och sannolikt felaktiga mätvärden. Den använda barometern bedöms vara tillräckligt representativ för aktuellt område. Manuella mätningar av grundvattennivåer har utförts löpande under pumpningens gång. I samband med dessa mätningar har även konduktiviteten uppmätts med lod i respektive brunn. Mätresultat har sammanställts tillsammans med uppgifter om nederbörd (SMHI, stationerna Fårösund och Fårö) och havsvattenståndets (station Visby) variationer under provpumpningsperioden var ett relativt torrt år fram till september, med nederbörd under eller i nivå med medel för perioden Totalt under tiden för provpumpning föll 306 mm regn vid 16(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

23 station Fårösund. Enligt SGU var grundvattennivåerna i stora magasin på Gotland mycket under de normala under januari-september Resultat Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i berg Resultat av de automatiska mätningarna av grundvattennivåerna i kalkstensberggrunden presenteras i graf i Bilaga XI tillsammans med nederbördsdata och resultat av beräkningar av kloridhalt. Avsänkningsförloppet i berg har samma utseende som Flödesändringar kan skönjas som hastiga avsänkningar eller återhämtningar i uppmätta grundvattennivåer. I de tidsperioder som inte är direkt knutna till flödesändringar så bedöms grundvattennivåerna i mätpunkterna styras av havsvattenståndet. Grundvattennivåerna följer, med kort eller närapå ingen fördröjning, variationerna i havsvattenståndet. Under perioden 21 juli och 4 augusti skedde ett större konstant uttag från brunn B1401, till följd av sabotage. Uttaget uppskattas till ca 10 m 3 /h. Uppskattningsvis har därmed ca m 3 pumpats ut på marken vid vattentäkten. Detta uttag har påverkat vattenbalansen i grundvattenmagasinet negativt och kan därmed även ha påverkat kloridhalten i magasinet. Hur stor påverkan som uttaget har skett är svårt att bedöma Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i jord Resultat av de automatiska mätningarna av grundvattennivåerna i jordlager presenteras i graf i Bilaga XI. Generellt så sjunker nivåerna under mätperioden, ca 0,2 m som mest. Nivåerna bottnar under oktober månad för att därefter vända uppåt. Det går inte att se någon korrelation mellan förändringar i uttag från provpumpningen och grundvattennivåerna i jordlager. Man kan möjligen se kortvariga höjningar under mätperioden, som skulle kunna sammankopplas till tidpunkter för mer omfattande nederbörd (t ex 3 augusti, då det föll 8,5 mm på Fårö). Denna slutsats är dock osäker, särskilt som det saknas lokala nederbördsdata för hela perioden Vattenanalyser och konduktivitetsmätningar Under provpumpningen utfördes mätning av konduktivitet i fält med funktionen på ljudoch ljuslodet. Som komplement uttogs vattenprover som skickades för laboratorieanalys. Resultat från laboratorieanalyserna finns sammanställda i Bilaga III. Resultatet från de konduktivitetsmätningar och laboratorieanalyser som utfördes under 2017 har använts för upprättande av en kalibreringskurva mellan konduktivitet (uppmätt med ljus- och ljudlod) och analyserad halt av klorid. Utifrån kalibreringskurvan (Figur 6.1) kunde kloridhalten beräknas vid de tillfällen då endast konduktivitet mättes i fält. Utvecklingen hos kloridhalten i uppumpat vatten från B1401 och B1602 redovisas i Bilaga XI. Kloridhalten i det uttagna vattnet stiger när uttaget ökar samtidigt som grundvattenbildningen är låg. Framåt slutet av sommaren minskar uttaget vilket även ger 17(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

24 en minskad kloridhalt. Framåt oktober ökar även grundvattenbildningen och kloridhalten når ca 80 mg/l. Utifrån resultat av mätningar av konduktivitet med lod i observationsbrunnarna görs bedömningen att konduktiviteten i i brunnsområdet i stort inte förändrades under provpumpningens gång. En tendens till sjunkande konduktivitet i samband med stigande grundvattenyta kunde utläsas för brunn B1601. Resultaten är osäkra eftersom mätning utförts relativt ytligt i brunnarna och inte föregåtts av någon omsättning. THM (trihalometaner) noterades vid provtagning på ledningsnätet i mitten av oktober (summa: THM = 110 µg/l). THM är föreningar som bildas mer eller mindre vid klorering av ett vatten med innehåll av organisk substans. I detta fallet bestod halten främst av bromerade ämnen. När THM detekterades på ledningsnätet övergick Region Gotland till dricksvattenproduktion baserat sin ordinarie vattentäkt Ullahau. Kloridhalt vs konduktivitet (lod) y = 3,3346x - 101,7 R² = 0, Kloridhalt, lab (mg/l) Konduktivitet, lod (ms/m) Figur 6.1: Utveckling hos grundvattennivån (uttryckt som meter under röröverkant) i Rb1605 under perioden till (31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

25 51 50,5 50 y = 4,473ln(x) + 35,371 R² = 0,9969 Konduktivitet, lod (ms/m) 49, , , , Dag från ökning av flöde till 1 m 3 /h Figur 6.2: Analys av utvecklingen hos kloridhalt i uppumpat vatten ur B1602 vid ett flöde om 1 m 3 /h. Mellan dag 14 och 31 var uttaget konstant, 1 m 3 /h. Fram till dag 14 hade uttaget successivt ökat från 0,5 till 1 m 3 /h. Ett försök till analys av en potentiell utveckling av kloridhalt utfördes för perioden mellan dag 14 och 31 under provpumpningen då uttaget från B1602 var konstant 1 m 3 /h. En tendens till att ökningen av kloridhalt avtar över tid kan skönjas i mätdata (Figur 6.2). Utifrån ett antagande att samma utveckling och förhållanden i övrigt skulle råda över tid skulle kloridhalten efter ett års pumpning uppgå till knapp 90 mg/l i uppumpat vatten. Motsvarande beräkningar för B1401 indikerade kloridhalt på ca 200 mg/l vid ett års uttag med 1 m 3 /h. Det ska poängteras att det vid beräkningarna inte tas hänsyn till den ökade grundvattenbildningen som kan förväntas ske under framförallt höst och vinter, då även vattenbehovet är lägre än 1 m 3 /h. Beräkningarna bygger endast på en passning av en kurva till mätdata, och det föreligger ingen särskild konceptuell modell som grund. Ytterligare ett försök till analys av samband är hur kloridhalten kan tänkas variera med grundvattennivån. Hypotesen är att en lägre grundvattennivå skulle kunna generera en högre kloridhalt med tanke på att den lägre grundvattennivån skapar en trycksänkning vid uttagsbrunnen som drar saltare vatten från djupet. En tendens till att detta samband finns för B1602 åskådliggörs i Figur 6.3 där uppmätt konduktivitet har ritats upp mot grundvattennivån vid mättillfället. För B1401 var mönstret inte lika tydligt. Eftersom grundvattennivån så tydligt svänger i takt med havets nivå är det troligaste att det är den relativa avsänkningen jämfört med omkringliggande nivåer som styr kloridhalten i uttaget vatten, tillsammans med rådande vattenbalans. 19(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

26 Uppmätt konduktivitet med lod (ms/m) ,00 2,50 Grundvattennivå (m.ö.h.) 2,00 1,50 1,00 0,50 0,00 Figur 6.3: Brunn B1602. Uppmätt konduktivitet i uppumpat vatten, uppritad mot den grundvattennivå som rådde i brunnen vid mättillfället Utvärdering av hydrauliska parametrar Utvärdering av hydrauliska parametrar har inte utförts för provpumpningen då sådan utvärdering utfördes i samband med provpumpningen Utvärdering av grundvattenbildning och influensradie Utvärdering av grundvattenbildning och influensradie har inte utförts för provpumpningen då sådan utvärdering utfördes i samband med provpumpningen (31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

27 7 Provpumpning av B1602, Utförande En långtidsprovpumpning utfördes av brunn B1602 på fastigheten Fårö Hammars 1:10 mellan 12 juni och 4 september. Huvudsyftet med provpumpningen var att: - Hydrauliskt testa driftfallet då brunn B1602 blir ett komplement till befintlig vattentäkt i Ullahau. - Hitta en uttagsnivå som håller kloridhalten i uttaget vatten på en godtagbar nivå. Testet innebar att grundvatten togs ut från brunn B1602 under den period då förbrukningen normalt sett är större än vattenverkets kapacitet och Region Gotland tvingas transportera vatten för att klara försörjningen. Pumpflödet anpassades enligt ett på förhand fastställt schema i takt med att vattenbehovet ökade och minskade. Från B1602 uttogs totalt m 3 med ett snittflöde på 0,4 l/s (1,6 m 3 /h). Volymen är i nivå med vad som normalt transporteras till Fårö varje sommar. Under pumpningen utfördes en löpande provtagning av uttaget vatten som analyserades med avseende på konduktivitet (fältmätning) samt bland annat konduktivitet och kloridhalt på laboratorium. Inför, under och vid avslut av provpumpningen uttogs vattenprov ur en privat brunn på fastigheten Lilla Gasmora 1:7 för laboratorieanalys. Syftet var att kunna utvärdera ifall vattenkvaliteten i en privat brunn påverkas av ett uttag ur B1602. Grundvattennivåer mättes med automatiska tryckgivare i 5 bergborrade brunnar samt i jordlager i ett vattentag (benämnd pegel ) och ett grundvattenrör (Rb1605). Data från tryckgivarna har kompenserats för lufttryck med hjälp av en barometer installerad i Vibble utanför Visby. Mätresultat har sammanställts tillsammans med uppgifter om nederbörd (SMHI, stationerna Fårösund och Fårö) och havsvattenståndets (station Visby) variationer under provpumpningsperioden. För havsvattenstånd saknas mätvärden för perioden juli var ett mycket torrt år, nederbörden i maj till juli underskred kraftigt medelvärden under perioden och var lägre än både 2016 och 2017 (se data från mätstation Fårösund i Figur 7.1). Enligt SGU var grundvattennivåerna på Gotland under eller mycket under de normala under juni-september Under augusti månad kom det ett antal rejäla regnväder som gav riklig nederbörd vid mätstationen (14, 19, 20 och 28 augusti). Totalt under tiden för provpumpning föll 132 mm regn vid station Fårösund. 21(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

28 mm Månad Figur 7.1: Nederbörd vid station Fårösund Ar. Månadsvärden för åren jämförs med medelvärden under perioden Källa: SMHI. 7.2 Resultat Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i berg Resultat av de automatiska mätningarna av grundvattennivåerna i kalkstensberggrunden presenteras i graf i Bilaga XII tillsammans med nederbördsdata och resultat av beräkningar av kloridhalt i uppumpat vatten. Avsänkningsförloppet i berg har i stort samma utseende som åren Flödesändringar kan skönjas som hastiga avsänkningar eller återhämtningar i uppmätta grundvattennivåer, framförallt för pumpbrunnen B1602. I slutet av juni återfinns två hastiga variationer i nivåer. Dessa beror sannolikt på icke planerade ändringar av uttagsflöde, och det exakta uttagsflödet under denna period är inte känt. I de tidsperioder som inte är direkt knutna till flödesändringar så bedöms grundvattennivåerna i mätpunkterna styras av havsvattenståndet. Grundvattennivåerna följer, med kort eller närapå ingen fördröjning, variationerna i havsvattenståndet. Liksom under de tidigare provpumpningarna låg den ostörda grundvattenytan som högst i B1603 och lägst i B1601 med B1602 och B1401 på nästan samma nivå Avsänkningsförlopp och återhämtningsförlopp i jord Resultat av de automatiska mätningarna av grundvattennivåerna i jordlager presenteras i graf i Bilaga XII. Vid starten av provpumpningen var vattennivåerna i jordlager högre än vid starten 2017, vilket tyder på att grundvattennivåerna i jord återhämtar sig under 22(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

29 vinterhalvåret, vilket är rimligt. Under mätperioden sjunker nivåerna generellt, ca 0,25 m som mest. Det går dock inte att se någon korrelation mellan förändringar i uttag från provpumpningen och grundvattennivåerna i jordlager. Det går inte att med säkerhet se någon korrelation mellan nederbörd och vattennivå, som fallet var Detta kan dock bero på att lokala nederbördsdata saknas och att den nederbörd som registrerats i Fårösund är resultatet av lokala åskväder eller liknande. Förändringen i grundvattennivå i jordlager bedöms i huvudsak styras av nederbördsmängden Vattenanalyser och konduktivitetsmätningar Under provpumpningen utfördes mätning av konduktivitet i fält med funktionen på ljudoch ljuslodet. Som komplement uttogs vattenprover som skickades för laboratorieanalys. Resultat från laboratorieanalyserna finns sammanställda i Bilaga III. Utvecklingen hos kloridhalten i uppumpat vatten från och B1602 redovisas i Bilaga XII. Kloridhalten i det uttagna vattnet stiger när uttaget ökar samtidigt som grundvattenbildningen är låg. Framåt slutet av sommaren minskar uttaget vilket även ger en minskad kloridhalt. Den högsta kloridhalten (ca 90 mg/l), noterades i början av augusti, dvs i slutet av perioden med högst uttag från vattentäkten. Vattnet i brunnen på den privata fastigheten uppvisar lite olika kvalitet under mätperioden, flera parametrar varierar fram och tillbaka. Konduktiviteten samt halterna av t ex klorid och natrium uppvisar dock en sjunkande trend under mätperioden. 23(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

30 7.2.4 Utvärdering av hydrauliska parametrar Utvärdering av hydrauliska parametrar har inte utförts för denna provpumpning då sådan utvärdering utfördes i samband med provpumpningen Utvärdering av grundvattenbildning och influensradie Utvärdering av grundvattenbildning och influensradie har inte utförts för denna provpumpning då sådan utvärdering utfördes i samband med provpumpningen (31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

31 8 Yttrande över utförda förundersökningar 8.1 Diskussion Geologisk modell och hydrauliska parametrar De utförda undersökningarna kan inte fullt ut förklara akvifärens utseende och utbredning. Resultaten från pumpningen 2016 indikerar att grundvattenuttaget i huvudsak sker från en horisontell sprickakvifär som företrädesvis är sluten. Avsänkningsförloppet i B1401 och de tre observationsbrunnarna på ca 1 km avstånd från pumpbrunnen ger dock en bild av en akvifär med ställvis parallella negativa hydrauliska gränser, som kan beskrivas med en s.k. kanalmodell. Större vertikala vattenförande sprickzoner och åsakvifärer är normalt exempel på akvifärer som kan beskrivas som kanalmodeller. Avsänkningsförloppet i brunnarna B1601 och B1603 ger en bild av en kanalmodell med läckage, alternativt horisontell radiell strömning med läckage. Eftersom kanalmodellen huvudsakligen representerar vertikala sprickzoner, tyder det på att det förutom horisontella sprickor även finns vertikala sprickor av betydelse. Detta stämmer överens med den geologi som förväntas och som kunnat studeras på plats (se figur 6.1). Sprickakvifärers hydrauliska egenskaper beror av spricksystemets och den mellanliggande bergmassans (matrixens) genomsläpplighet och magasineringsförmåga. Beräknade värden på transmissivitet överensstämmer bra mellan olika metoder och är att beteckna som relativt stor men inte onormalt stor jämfört med litteraturvärden. Den största skillnaden bland beräknade värden på hydrauliska parametrar noteras bland beräknade värden på magasinskoefficienten. Värdet på denna parameter anger den vattenvolym som avges eller magasineras per enhetsarea då grundvattnets trycknivå ändras en enhet. För en sluten akvifär beror magasinsförändringarna på volymändringar hos vätska och kornskelett. Förklaringen till denna skillnad bedöms bero på att avsänkningsförloppet i pumpbrunnen och i de närmsta observationsbrunnarna antagligen representerar ett s.k. tvåporsystem. I en akvifär som kan betecknas som ett tvåporsystem är huvuddelen av genomsläppligheten koncentrerad till spricksystemet, medan huvuddelen av magasineringsförmågan är koncentrerad till bergmassan. Tvåporsystem är vanligt förekommande i sprickakvifärer och det är vanligt att även andra typer av akvifärer, t ex vissa kalkstenar, kan beskrivas som tvåporsystem. I ett tvåporsystem utgör spricksystemet transportvägen för vatten, medan matrixen utgör magasinet och källan. 25(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

32 Figur 8.1: Kalkstensberggrund i dagen vid havet, sydost om fastigheten Fårö Marpes På bilden framträder både horisontella och vertikala sprickbildningar tydligt. Foto: Håkan Wennerberg. Avsänkningen i ett tvåporsystem kan principiellt beskrivas med tre faser, A-C: - Fas A. I denna fas tas allt vatten från spricksystemet och matrixen fungerar som om den var ogenomsläpplig. Trycket i spricksystemet sänks relativt snabbt och sprickor inom ett stort område påverkas. Det är precis detta som har noterats vid provpumpningen. Utvärdering av denna fas ger således en magasinskoefficient som motsvarar spricksystemet. - Fas B. I denna fas uppstår ett läckage från matrixen. Avsänkningen i spricksystemet stannar nu temporärt upp. I matrixen är trycksänkningen fortfarande liten och ökar långsamt. - Fas C. I denna tredje fasen sker en tryckutjämning i bergmassan, och avsänkningen i bergmassan närmar sig långsamt avsänkningen i spricksystemet. I denna fas uppträder akvifären som ett enda poröst medium där vatten avges enligt en magasinskoefficient som representerar bergmassan som helhet (dvs spricksystemet och matrixen). 26(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

33 I den första och tredje fasen följer avsänkningen Theis brunnsfunktion och därför kan Theis typkurvemetod användas vid utvärdering av tvåporsystem. Utvärderingen ger olika magasinskoefficienter beroende på vilken fas som studeras. Magasinskoefficienten som erhålls vid utvärdering av fas C är vanligen gånger större än magasinskoefficienten som erhålls vid utvärdering av fas A. Vid utvärderingen av provpumpningen har erhållits värden på magasinskoefficienten som skiljer ca 100 gånger mellan brunnar nära uttagspunkten (större magasinskoefficient) och brunnar på större avstånd (mindre magasinskoefficient). Skillnaden skulle då kunna förklaras av att utvärdering har utförts av olika avsänkningsfaser i ett tvåporssystem Influensavstånd vid grundvattenuttag Vad gäller influensavståndet från ett framtida grundvattenuttag så avgörs det av uttagets storlek och grundvattenbildningen, men även spricksystemets utformning. Ett grundvattenuttag från berg orsakar en grundvattenavsänkning i berggrunden som är störst närmast pumpbrunnarna och som sedan avtar med avståndet från brunnarna. Att exakt bedöma influensområdet vid grundvattenuttag ur berg är i praktiken omöjligt. Detta beror på att grundvattenmagasinet i berg inte är homogent och att grundvattnet transporteras i sprickor i berggrunden. Ett influensområdes form blir således inte helt cirkulärt utan beror på spricksystemets utformning. Utifrån resultaten av genomförda undersökningar har dock grundvattenbildningen till kalkstensberggrunden uppskattats till mm/år. SGU (1982) anger en grundvattenbildning till kalkstensberggrunden på Gotland på i medeltal mm/år men man skriver samtidigt att grundvattenbildningen kan vara högre vid större transmissiviteter. Beräknade värden på transmissivitet i det studerade området är relativt höga jämfört med Gotland i stort, men inte onormalt höga. Detta indikerar att det föreligger en god tillrinning i det spricksystem från vilket vatten uttas. Influensavståndet vid kontinuerligt grundvattenuttag för dricksvattenproduktion går inte utifrån utförda undersökningar att bestämmas med säkerhet. Baserat på en årlig grundvattenbildning på 20 mm/år och årligt grundvattenuttag på m 3 (bedömt årsbehov = 1,1 m 3 /h) kan influensavståndet vid driftskede uppskattas till 400 meter i medeltal över området och året. Under tidsperioder med låg grundvattenbildning kommer dock influensavståndet kunna bli att bli större, uppskattningsvis omkring m. Detta stämmer överens med resultatet av de beräkningar som utförts Vattenkemi Vad gäller vattnets kvalitet så noteras särskilt att: - Kloridhalten vid provpumpningen 2016 fördubblades i det uttagna vattnet från brunn B1602 från måttlig halt (64 mg/l) vid provpumpningens början till hög halt (130 mg/l) vid dess slut. Under provpumpningarna 2017 och 2018 kunde konstateras att kloridhalten i uttaget vatten steg allteftersom uttaget ökade. När uttaget minskade igen sjönk även kloridhalten i det uttagna vattnet. Kloridhalten i 27(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

34 grundvattnet har återställt sig under tiden när grundvattenuttag inte har skett, vilket indikerar att processen (kloridpåverkan) är reversibel. - Sulfathalten är inte exceptionellt hög, men det finns en tendens till att den ökar vid grundvattenuttag. Detta tyder på möjlig påverkan från relikt saltvatten. - Förutom ökande halter av natrium och klorid i det uttagna vattnet så finns det även en tendens till ökande halter av magnesium och kalcium (samt vattnets hårdhet) under den tid då uttaget ökar och grundvattenbildningen är låg. Detta kan bero på att delar av det natrium som finns i det relikta saltvattnet byts mot kalcium- och magnesiumjoner som finns adsorberade på jord- eller bergpartiklar. En annan förklaring kan vara att den ökande halten av kalcium och magnesium härstammar från kalkstensberggrunden (dvs utan jonbytesprocess) och att uttaget mobiliserar vatten från ett större område med relativt sett äldre vatten, och att den längre uppehållstiden ger högre halter av lösta ämnen. - Vattnet är relativt hårt (10-13 tyska hårdhetsgrader), kalciumhalterna klassas som måttliga och magnesiumhalterna som höga. - Alkaliniteten är dock stabil på en mycket hög halt (enligt SGU 2013:01) men inte onormalt hög enligt SGU (1982). - Utifrån resultat av laboratorieanalyser under pumpningen 2018 dras slutsatsen att uttag av vatten från brunnsområdet bedöms inte påverka vattenkvaliteten i omkringliggande brunnar Orsaken till ökande kloridhalter vid uttag under perioder med lägre grundvattenbildning antas, på goda grunder, bero på relikt saltvatten. Fårö tillhör de områden i Sverige som har legat under den marina gränsen, det vill säga har varit täckta av havsvatten. I dessa områden är förhöjda halter av klorid, sulfat och konduktivitet naturligt. Det är normalt sett vanligare att bergborrade brunnar är påverkade av relikt saltvatten än av havsvatteninträngning. Avanäset utgör ett område där bergytan har utseendet av en ö (Figur 8.2). Om modellen i figuren stämmer så kopplas Avanäset ihop med övriga Fårö via mäktiga sandlager och detta har visats vid brunnsborrningar väster om Avanäset. I detta område skulle bergytan vara lokaliserad under havsytan. Gränsen mellan sött och salt grundvatten har av SGU bedömts vara lokaliserad på nivån -30 till -40 m.ö.h. inom Avanäset, nivån ökar mot nordväst.. Detta motsvarar ca meter under markytan i det område där Region Gotland har borrat brunnar. En trycksänkning vid uttagsbrunnen i de grundvattenförande skikten i kalkberget bör därför kunna orsaka en lokal påverkan från relikt saltvatten. 28(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx

35 Figur 8.2. Utsnitt ur Berggrundskartan, K221, utvisande bergytans läge i förhållande till havsytan Påverkan på rådande miljökvalitetsnormer En separat yttrande har upprättats avseende hur ett grundvattenuttag bedöms påverka rådande miljökvalitetsnormer, se Bilaga XIII. 8.2 Slutsats och rekommendationer Utförda undersökningar visar på att det finns kapacitet för ett kontinuerligt vattenuttag från brunnsområdet. Den hydrauliska påverkan från grundvattenuttaget är i absoluta tal mycket liten i de omkringliggande brunnar som använts som observationsbrunnar. Detta trots att provpumpningar har utförts under en period med extremt liten nederbörd (och därmed mycket låg grundvattenbildning) samt med ett totalt uttag som motsvarar hela årsbehovet. Utförda utredningar har även visat att grundvattennivåer i jordlager, och därmed även våtmarker och sumpskogar, inte påverkas av ett vattenuttag från kalkstensberggrunden. Kloridhalten i uttaget grundvatten bedöms härstamma från relikt saltvatten och halten varierar med uttagets storlek och grundvattenbildningen. Det är möjligt att utta vatten för hela behovet förutsatt att man accepterar en kloridhalt i uttaget vatten överstigande 100 mg/l under vissa delar av året. Alternativt kan vattnet blandas med annat grundvatten från befintlig vattentäkt vid Ullahau. Vid ett framtida vattenuttag från fastigheten Fårö Hammars 1:1 bör Region Gotland följa de rekommendationer som finns gällande uttag i syfte att undvika salt vatten, bland annat: 29(31) WH p:\1353\ \100_vattenförsörjning_fårö\19 original\redovisning\\ _.docx