Hamnstaden Lidköping Detaljplan 1 RAPPORT HYDROGEOLOGISK UTREDNING 2014-04-30
2 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Rapport Hydrogeologisk utredning Hamnstaden Lidköping Kund Lidköpings kommun Samhällsbyggnad 531 88 Lidköping Konsult WSP Sverige AB Box 13033 402 51 Göteborg Besök: Ullevigatan 19 Tel: +46 10 7225000 Fax: +46 10 7227420 WSP Sverige AB Org nr: 556057-4880 Styrelsens säte: Stockholm www.wspgroup.se Kontaktpersoner David Klemetz 0702-723980, david.klemetz@wspgroup.se Susanne Johansson 010-7226312, susanne.johansson@wspgroup.se 3 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Innehåll 1 BAKGRUND OCH SYFTE... 5 2 UNDERLAG... 5 3 OMRÅDESBESKRIVNING... 6 4 MARKANVÄNDNING... 6 5 GEOLOGISKA OCH HYDROGEOLOGISKA FÖRUTSÄTTNINGAR... 7 5.1 HYDROLOGISKA OCH HYDROGEOLOGISKA FÖRHÅLLANDEN... 10 6 UTFÖRDA UNDERSÖKNINGAR... 12 6.1 NIVÅER I VÄNERN... 12 6.2 GRUNDVATTENNIVÅER... 12 6.3 BESTÄMNING AV PERMEABILITETEN... 12 6.3.1 Slugtest... 12 6.3.2 Siktanalyser... 14 6.4 NUMERISK GRUNDVATTENMODELL... 14 6.5 UTFORMNING AV STRANDPROMENADEN... 14 8 RESULTAT... 15 8.1 NIVÅER I VÄNERN... 15 8.2 GRUNDVATTENNIVÅER... 16 8.3 SLUGTEST... 18 8.4 SIKTANALYSER... 18 8.5 NUMERISK GRUNDVATTENMODELL... 18 8.6 UTFORMNING AV STRANDPROMENADEN... 23 9 SLUTSATSER... 23 10 REKOMMENDATIONER... 25 Bilagor: 1C PM Numerisk grundvattenmodell, daterad 2014-03-31 2C Resultatsammanställning av slugtest 3C Resultatsammanställning av siktanalyser 4 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport 1 Bakgrund och syfte Lidköpings kommun har ambitionen att utveckla Hamnstaden (Västra hamnen) med syftet att möjliggöra byggande av bostäder. WSP Environmental har på uppdrag av Lidköpings kommun utfört en hydrogeologisk undersökning över området. Syftet med den hydrogeologiska undersökningen har varit att: Klargöra de geohydrologiska förutsättningarna inom aktuellt området (Hamnstaden) Kartlägga hur ledningsschakt och husdräneringar påverkar grundvattensituationen inom området. Klargöra hur grundvattennivåerna påverkas av olika vattenstånd i Vänern. Utreda hur olika säkerhetsåtgärder, t ex en slitsmur/tätvall längs strandkanten, kommer att påverka grundvattennivåer och strömning inom området. 2 Underlag Följande utredningar har använts som underlag för den hydrogeologiska utredningen: Fältarbeten utförda av WSP hösten 2013 redovisade i Rapport Miljöteknisk markundersökning 2013, Fält och laboratorie-resultat. Hamnstaden, Lidköping WSP 2014-04-30 (WSP 2014b) Digital grundkarta i höjdsystem RH2000, från Lidköpings kommun Inmätningar av markytor och grundvattenrör utförda hösten 2013 Uppgifter om Vänerns vattenstånd, från Lidköpings kommun Projekterings-PM/Geoteknik, Bohusgeo, 2014-01-15 Illustrationsplan för Hamnstaden, Utveckling av vision 2, upprättad av Liljewalls Arkitekter, daterad 2013-09-03. Digitalt underlag av ledningsnät, från Lidköpings kommun PM Vattennivåer i Vänern vid Lidköping, DHI 2014 Fördjupad översiktsplan över Hamnstaden daterad 2012-12-10, Lidköping kommun Digital höjddata från Nationella Höjddatabasen, 2m grid, 2014-02-07 PM om Hamnstadsprojektet ur ett klimatberedskapsperspektiv, Stefan Gustavsson, Lidköpings kommun, januari 2014 5 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport 3 Områdesbeskrivning Planområdet ligger mellan Vänern och centrum och avgränsas av järnvägen intill Nya staden i söder, Lidan i öster och tangerar Framnäs bad/vänernmuseet i väster, se figur 1. Hamnstaden omfattar en area på ca 585 000 m 2. Figur 1 Västra hamnområdet, Lidköpings kommun. (källa: www.hitta.se). Idag utgörs området huvudsakligen av industriverksamheter och det syns tydliga spår av Lidköpings historiska industriutveckling. Större delen av området är utfyllt och utfyllnad har skett i olika omgångar från slutet av 1800-talet och fram till 1970-talet. Markytans nivå varierar i huvudsak mellan +45.5 och +47 [RH2000]. 4 Markanvändning Området karaktäriseras i dessa centrala delar av olika industrifastigheter, i nordväst av småbåtshamn, i öster av kajanläggning med tillhörande upplagsytor. Strax öster om småbåtshamnen finns ett kommunalt avloppsreningsverk. I områdets norra och västra del, i anslutning mot Vänern, saknas bebyggelse. Här utgörs marken av grön- och parkytor. Några av de dominerande verksamheterna har varit Lidköpings Mekaniska Verkstad och Rörstrands porslinsfabrik. Andra verksamheter som har bedrivits under åren är bland andra gasverk, oljeeldat kraftverk, reningsverk, gjuteri, stenhuggeri, oljedepå, ytbehandling, skrot, plast-industrier samt flera mindre industrier och verkstäder med varierande processer. 6 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport 5 Geologiska och hydrogeologiska förutsättningar Ett flertal geotekniska och miljögeotekniska undersökningar har utförts inom området (Se Rapport Miljöteknisk markundersökning 2013, WSP 2014). Den generella geologiska uppbyggnaden i hamnområdet utgörs från markytan och nedåt av följande lager: Fyllning Silt- och sandskikt Lera Friktionsjord Berg En geologisk profil, baserad på utförda undersökningar i hamnområdet, visas i Figur 2. Figur 2 Geologisk profil genom Västra Hamnen, Lidköping Större delen av västra hamnområdet är utfyllt och utfyllnaden har skett ut i Kinneviken, som är en del av Vänern (se Figur 2), i olika omgångar från slutet av 1800-talet och fram till 1970-talet, se Figur 4. 7 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Figur 3 Sjökort som visar Kinneviken i Vänern. Lidköpings centrum markerat (1). Figur 4 visar hur mäktigheten på fyllnadslagret varierar inom området samt var strandlinjen har legat vid olika årtal. Undersökningar i området visar att fyllning förekommer inom hela undersökningsområdet och att mäktigheten varierar mellan ca 2 till 4 m, med de större mäktigheterna längst ut mot Kinneviken. Fyllningen är heterogen och består av olika fraktioner med silt, lera, sten, sand och grus. Block förekommer ställvis. I fyllningen påträffas i varierande grad olika typer av avfall, restprodukter, byggavfall m.m. I borrprotokoll noteras bland annat mulljord, gjutsand, tegel, betong, makadam, slagg, aska, porslin, metallskrot, trä och glas. En del av avfallet i fyllningen härrör sannolikt från äldre industriverksamheter i hamnområdet. Fyllningens karaktär och sammansättning varierar inom olika delområden och fastigheter. Uppgifter från bl.a. en äldre vattendom och muntliga uppgifter (anställda på Lidköpings kommun) tyder på att delar av fyllningen direkt öster om segelbåtshamnen härstammar från muddringsmassor, bestående av sand och siltig sand, i anslutning till muddring för småbåtshamnen i början av 1980-talet. Troligen var mängden sediment som eventuellt kan ha innehållit föroreningar liten i förhållande till mängden rena massor (underliggande sjöbotten). Totalt sett bedöms eventuell föroreningsmängd i dessa muddermassor inte vara särskilt stor. Fyllningen underlagras av naturlig sand, mull, silt och lera med inslag av gyttja och silt- och lerskikt. I vissa områden kan den naturliga sanden och fyllnadsmaterialet vara svår att särskilja. 8 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Figur 4 Mäktigheten på fyllnadslagret och årtal för de olika strandlinjerna. Silt- och sandlagret utgörs i huvudsak av siltig finsand och finsandig silt och förekommer över hela området, se Figur 5. Mäktigheten varierar mellan ca 1-2.5 m. Under silt- och sandlagret finns en naturlig lera, som i regel är siltig, och har en mäktighet som varierar mellan ca 8 till 23 meter. Mäktigheten är som störst inom de västra delarna av undersökningsområdet. Under leran finns friktionsjord (sannolikt morän) ovan berggrunden som består av äldre gnejsbergarter. 9 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Figur 5 Mäktigheten på silt- och sandlagret 5.1 Hydrologiska och hydrogeologiska förhållanden Vänern är Sveriges största insjö och vattenståndet styrs dels av att den är reglerad, av nederbörd och tillrinning från omgivande vattendrag. Nivåförändringen vid Lidköping, när den är som störst, uppgår till 2 cm/dygn. Vid nordliga stormar kan en vindstuvningseffekt uppstå vilket kan medföra en betydligt snabbare nivåhöjning - upptill 30 cm inom någon timme är ett rimligt antagande enligt SMHIs beräkningar (DHI, 2014). Vänerns nivå kulminerade 13 januari 2001 på nivån 45,97 meter över havet [RH2000], 187 cm över referensnivån. Detta var den högsta nivån som uppmätts sedan Vänerns reglering 1937. 10 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Efter många och omfattande översvämningsutredningar beslutade kommunstyrelsen hösten 2013 att uppdra åt samhällsbyggnadsnämnden att genomföra detaljprojektering av olika översvämningsskyddande åtgärder i anslutning till hamnstadsprojektet 1. Åtgärderna skall svara för ett grundskydd på +46,3 möh (RH2000). Beräknad dimensionerande Vänernivå för Lidköping år 2100 uppgår enligt SMHIs metodhandbok Stigande vatten till +47,03 i RH2000 (DHI, 2014). Inom aktuellt undersökningsområde finns många VA-ledningsschakt och husdräneringar som till stor till stor del styr grundvattennivåer och grundvattenflöde. Det finns även äldre dagvattenledningar av betong inom området som sannolikt har otäta skarvar vilket medför att vatten antingen kan läcka ut eller läcka in beroende på omgivande grundvattennivå. En översiktlig kartering av ledningsgravar och dagvattenledningar har gjorts. Resultat visar att ledningsschakten för den stora dagvattenkulvert som löper längs Strandgatan ligger så djupt som 3-4 m under markytan. Dränerande nivåer från husgrunder kan antas ligga mellan ca +44 till ca +45,5 inom området. Ur hydrogeologisk synvinkel utgör leran en akvitard, dvs en tät barriär för grundvatten. Det innebär att det är grundvattenförekomsten i fyllningen och silt/sand lagren som framförallt är relevant för eventuell föroreningsspridning i hamnområdet. Grundvattennivån ligger generellt 1.5-2 m under markytan och varierar något med vattenståndet i Vänern. Markytan inom hamnområdet ligger ca 1-2 m över normalvattennivån i Vänern, vilket innebär att grundvattenytan är mycket flack. 1 PM om Hamnstadsprojektet ur ett klimatberedskapsperspektiv, Stefan Gustavsson, Lidköpings kommun, 2014 11 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport 6 Utförda undersökningar 6.1 Nivåer i Vänern Lidköpings kommun mäter kontinuerligt Vänerns vattenstånd vid Blänkås där kommunens råvattenintag är anlagt. Data från kommunen har sammaställt tillsammans med dimensionerande nivåer för Vänern som fastställts i projektet 2. 6.2 Grundvattennivåer Historiska grundvattennivåer från tidigare markundersökningar har sammanställs tillsammans med de nya mätningar som utförts av WSP vid tre olika tillfällen under december 2013 och januari 2014. Mätningarna utfördes i de grundvattenrör som redovisas i Figur 6 och7. Nivådata avseende grundvattenrör och utförda mätningar har sammanställts i en projektgemensam databas, Miljödatabas_Hamnstaden_Lidkoping, WSP 2014. Nivådatan har bearbetats och interpolerats med Kriging i programvaran Surfer. 6.3 Bestämning av permeabiliteten För att få ett mått på permeabiliteten (hydrauliska konduktiviteten) i marken har två olika metoder används, dels slugtest i utvalda grundvattenrör, dels siktanalys på utvalda jordprover. Testen har utförts både i fyllnadslagret och i sand- och siltskiktet. 6.3.1 Slugtest WSP utförde i januari 2014 slugtest i utvalda grundvattenrör i området, se bilaga 2C. Totalt genomfördes slugtest i 11 punkter, 7 punkter i fyllning, 4 i friktionsjord, se Figur 6 och 7. Digital mätutrustning användes, så kallade divers, med en mätintensitet på 1 sekund. Mätning utfördes både vid nedförande och uppdragande av sluggen vilket ger två utvärderbara mätningar i varje punkt. 2 DHI, 2014 12 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Figur 6. Gröna och röda ringar visar var slugtest respektive siktanalyser i fyllningen har utförts. Figur 7 Gröna och röda ringar visar var slugtest respektive siktanalyser i sand- och siltskikt har utförts. 13 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Mätningarna analyserades i AquiferTest 2011 genom automatisk anpassning och manuell förbättring. Två metoder användes parallellt, Hvorslev och Bouwer & Rice. En sammanvägning mellan båda metoderna och alla punkter gjordes och sammanställdes till två olika värden på hydrauliska konduktiviteten, ett för fyllningen och ett för friktionsjorden. 6.3.2 Siktanalyser Prover för siktanalys är tagna i nio punkter, fyra i fyllning och fem i sand/silt-skiktet. Jordproverna är tagna i samband med installationen av grundvattenrören, jordproverna är tagna från borrvagnens skruvborr. Proverna är analyserade i WSPs jordlaboratorium i Göteborg. Siktanalysen har utförts med viktfördelning mellan olika storleksfraktioner med uppdelning i fraktioner ner till finjord. Utifrån erhållna siktkurvor beräknades den hydrauliska konduktiviteten för varje prov med hjälp av Gustavssons 3 formel. Resultaten sammanställdes till två olika värden på hydrauliska konduktiviteten, ett för fyllning och ett för friktionsjord. 6.4 Numerisk grundvattenmodell En tredimensionell numerisk grundvattenmodell över området har byggts upp. Syftet med grundvattenmodellen är att undersöka flödesbilden inom aktuellt område och hur den påverkas av olika vattenstånd i Vänern och vid olika typer av åtgärder, t ex en tätsskärm längs med strandlinjen mot Vänern. Grundvattenmodellen beskrivs i Bilaga 1C. 6.5 Utformning av strandpromenaden En strandpromenad planeras längs Vänerns strandlinje, från Lidan i öster till småbåtshamnen i väster, enligt Illustrationsplan för Hamnstaden, Liljewalls Arkitekter, 2013-09-03. Förslag till lämplig utformning/uppbyggnad av strandpromenaden tagits fram. 3 Andersson A-C, Andersson O, Gustavsson G. Brunnar. Undersökning - Dimensionering - Borrning - Drift. Byggforskningsrådet, Rapport R42, 1984. 14 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport 8 Resultat 8.1 Nivåer i Vänern Enligt långtidsmätningar (år 1939-2011) varierar vattenståndet i Vänern enligt följande [i RH2000]: HHW +45.99 MW +44.66 LLW +43.48 Vänerns vattenstånd de senaste två åren redovisas i Figur 8 [i RH2000 4 ]. I diagrammet (Figur 8) ser man att de mätningar som utfördes av WSP i december 2013 och januari 2014 ligger i närheten av medelvattenståndet. Vänerns vattenstånd steg relativt snabbt med 24 cm mellan mätningen 2013-12- 17 och 2014-01-27. Figur 8 Uppmätt vattenstånd i Vänern samt LLW, MW och HHW 4 Lidköpings kommun bytte höjdreferenssystem till RH2000 våren 2012. 15 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport 8.2 Grundvattennivåer I Figur 9 och 10 redovisas den interpolerade grundvattenytan i området för 2013-12-10 respektive 2014-01-27. Vid den första mätningen 2013-12-10 ligger Vänerns vattennivå på +44.48 och grundvattenytan varierar inom området mellan + 44.6 och + 45.9 (0,5-2 m under markytan). Man ser en delvis förväntad bild där den huvudsakliga grundvattenströmningen sker ut mot Vänern och Lidan. Samtidigt ser man att i de inre, östra och västra delarna finns en påverkan från ledningsschakten. Speciellt tydligt är detta längs de två ledningsstråk i öst-västlig riktning som mynnar i Lidan och längs ledningsstråket som mynnar ut i småbåtshamnen. Här är grundvattennivåerna lägre än i omgivningen och grundvattenströmningen riktad in mot dessa stråk. Figur 9 Grundvattennivåer och strömningsriktning 2013-12-10. Vänerns nivå ligger vid detta tillfälle på + 44.48. Grundvattenrör visas som röda punkter; VA-ledningar som mörkgråa linjer. Det är 0,2 m mellan nivåkurvorna. 16 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Vid den andra mätningen 2014-01-27 (se Figur 10) är Vänerns vattennivå 24 cm högre, +44.72. Grundvattennivåerna är dock generellt något lägre inom området jämfört med den förra mätningen och varierar mellan +44.7 och +45.6, ca 1-2 m under markytan. Man ser här en än tydligare påverkan från ledningsschakten. Grundvattenströmningen är riktat in mot dessa ledningsstråk. Stora delar av de östra delarna mot Lidan samt sydväst om småbåtshamnen visar samma nivåer som Vänern/Lidan. Figur 10 Grundvattennivåer och strömningsriktning 2014-01-27. Vänerns nivå ligger vid detta tillfälle på + 44.72. Grundvattenrör visas som röda punkter; VA-ledningar som mörkgråa linjer. Det är 0,3 m mellan nivåkurvorna. 17 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport 8.3 Slugtest Resultatet från slugtesten redovisas i sin helhet i bilaga 2B. En sammanställning redovisas i Tabell 1. Resultaten från slugtesterna visar att den hydrauliska konduktiviteten ligger i samma storleksordningen i fyllningen och i siltsandskiktet, ca 2*10-5 m/s. Variationen för prover ligger inom ca två tiopotenser för fyllnad och ca en tiopotens för silt-/sandskiktet. Tabell 1 Resultat från slugtest K [m/s] Min Medel Max Standardavvikelse Fyllning 5,6*10-6 2,2*10-5 9,2*10-4 2,1*10-4 Sand/siltskikt 1,6*10-6 1,4*10-5 1,0*10-4 3,7*10-5 8.4 Siktanalyser Resultatet från siktanalyserna redovisas i sin helhet i bilaga 2C. En sammanställning redovisas i Tabell 2. Resultaten från siktanalyserna visar att den hydrauliska konduktiviteten i fyllningen och friktionsjorden ligger i samma storleksordning, ca 2*10-5 m/s. Variationen för alla prov ligger inom ca 2 tiopotenser, för både fyllnad och silt/sandskikt. Tabell 2 Resultat från siktanalys. K [m/s] Min Medel max Standardavvikelse Fyllning 1,9*10-7 1,9*10-5 4,82*10-5 2,0*10-5 Sand/siltskikt 1,9*10-7 2,4*10-5 5,0*10-5 2,0*10-5 Resultaten från slugtest och siktanalyser ger en relativt samstämmig bild av permeabiliteten i marken. Testen visar på en variation mellan 10-7 och 10-5 m/s för fyllningen och mellan 10-7 och 10-4 m/s för silt-sandskiktet. Det syns heller inte finnas någon större permeabilitetskontrast mellan fyllning och siltsandskiktet. Storleksordningen är ca 2*10-5 m/s för båda lagren. 8.5 Numerisk grundvattenmodell En fullständig redovisning av modelluppbyggnad och simuleringsresultat redovisas i Bilaga 1C. Sex olika modellscenarier har simulerats: - Fall 1: Stationär simulering där Vänern och Lidans nivå ansattes vara konstanta och motsvara den årsgenomsnittliga nivån. - Fall 2: Stationär simulering enligt fall 1, med en tätsskärm längs med strandlinjen mot Vänern. Detta ansattes med hjälp av en wall med tjockleken 0,5 m och k-värdet 1 10-8 m/s. Tätskärmen lades i det övre jordlagret som motsvarar lagret innehållande fyllnadsmaterial. 18 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport - Fall 3: Stationär simulering enligt fall 1, med en tätskärm längs med strandlinjen mot Vänern. Detta ansattes med hjälp av en wall med tjockleken 0,5 m och k-värdet 1 10-8 m/s. Tätskärmen ansattes ner till överkant lera, dvs. i hela fyllnadslagret och silt-/sandlagret. - Fall 4: Transient simulering där vattennivån i Vänern går från medeltill högvattenstånd och därefter tillbaka till medelvattenstånd. - Fall 5: Transient simulering, enligt fall 4, med tätskärm längs med strandlinjen mot Vänern. Detta ansattes med hjälp av en wall med tjockleken 0,5 m och k-värdet 1 10-8 m/s. Tätskärmen lades i det övre jordlagret som motsvarar lagret innehållande fyllnadsmaterial. - Fall 6: Transient simulering, enligt fall 4, med tätskärm längs med strandlinjen mot Vänern. Detta ansattes med hjälp av en wall med tjockleken 0,5 m och k-värdet 1 10-8 m/s. Tätskärmen ansattes ner till överkant lera, dvs. i hela fyllnadslagret och silt-/sandlagret. För fall 4, 5 och 6 med en transient simulering beskrivs vad som sker med flödet in och ut från Vänern vid en ökning samt minskning av Vänerns nivå. I utgångsläget för fall 4-6 motsvarar flödesbilden stationära förhållanden vid medelvattenstånd (44,6 m.ö.h). Därefter ökar nivån med 2 cm/dag tills nivån för högvattenstånd uppnås (45,9 m.ö.h.). Högvattennivån behålls i 30 dagar för att sedan minska med 2 cm/dag tills nivån är tillbaka vid medelvattenståndet (44,6 m.ö.h), se Figur 11. Figur 11 Tidssteg och vattennivåer i Vänern för Fall 4, 5 och 6. 19 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Stationära förhållanden, Fall 1-3 Simulerade grundvattennivåer och strömning stämmer relativt väl överens med den bild som erhållits vid interpolation av uppmätta grundvattennivåer, speciellt med mätningen utförd 2013-12-17. Modellberäknade grundvattenutflöden mot Vänern, Lidan och via dränering för Fall 1-3 redovisas i tabell 3. Tabell 3 Modellberäknade grundvattenutflödet mot Vänern, Lidan och via dränering. Vänern (m 3 /d) Lidan (m 3 /d) Dränering (m 3 /d) Fall 1 88 36 135 Fall 2 77 34 146 Fall 3 45 39 171 Med medelvattenstånd i Vänern och utan tätskärm, dvs dagens förhållanden, leds drygt hälften av vattnet ut via dränering. Vid installation av tätskärm i det övre jordlagret (Fall 2) förändras flödesbilden måttligt; utflödet till Vänern minskar något (i storleksordningen 10%) medan utflödet via dräneringar ökar. Med en tätskärm ner till lerans överkant (Fall 3) erhålls en större effekt, utflödet mot Vänern halveras och uflödet via dränering och till Lidan ökar. Tabell 4 Förändring av utflöde svid installation av tätskärm, jämfört med simuleringsfall utan tätskärm. Vänern (%) Lidan (%) Dränering (%) Fall 2, flödesförändring -13-4 +8 Fall 3, flödesförändring -50 +8 +27 Om en tätspont installeras längs strandpromenaden kommer den nuvarande grundvattenströmningen ut mot Vänern att dämmas och i större utsträckning avledas via dräneringar och ledningsschakt till Vänern/ Lidan. Avledning via dränering/ledningsgravar är en mycket snabbare process jämfört med den nuvarande strömningen genom jordlagren. Utifrån ett föroreningsperspektiv medför därför en tätskärm snarare en snabbare och ökad föroreningstransport till recipienten jämfört med nuvarande förhållanden. 20 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Transienta förhållanden, Fall 3-6 Resultaten redovisas i Figur 12-14. Med de nuvarande förhållandena, utan tätskärm, syns att tidsförskjutningen mellan det att Vänerns högsta nivå har fortplantat sig in i området uppgår till ca 30 dygn 30 meter innanför strandlinjen och ca 60 dagar 110 m innanför strandlinjen. Den maximala grundvattennivån, till följd av Vänerns vattenstånd, sjunker med ökat avstånd från strandlinjen; + 45,6 ca 30 m från strandlinjen och +45,3 ca 100 m från strandlinjen. Figur 12 Transient simulering av grundvattennivåhöjning på 30 respektive 110 m avstånd från Vänerns strandlinje, i relation till Vänerns nivå, för simuleringsfall 4. Figur 13 Transient simulering av grundvattennivåhöjning på 30 respektive 110 m avstånd från Vänerns strandlinje, i relation till Vänerns nivå, för simuleringsfall 5. 21 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Figur 14 Transient simulering av grundvattennivåhöjning på 30 respektive 110 m avstånd från Vänerns strandlinje, i relation till Vänerns nivå, för simuleringsfall 6. Figur 13 visar att installation av tätskärm endast i det övre jordlagret (Fall5) ger en mycket liten och knappt märkbar effekt på förloppet. Figur 14 visar att en tätskärm ner till lerans överyta (Fall 6) reducerar effekten av Vänerns höjning relativt mycket; tidsförskjutningen ökar till drygt två månader och den maximala grundvattennivån inom området sänks med ca 0,4 m, från +45,6 m till maximalt +45,2 m. Den sammanvägda bedömningen av ovanstående är att en tätskärm inte behöver installeras. Tätskärmen kan förvisso ha positiva effekter avseende översvämningsrisken då den både har en fördröjande och avsänkande effekt. Den behöver dock göras såpass djup, ca 4 m ner till överkant lera, för att få avsedd effekt, vilket medför höga kostnader. Det finns idag andra, snabbare, inströmningsvägar för ytvatten från Vänern och Lidan via de ledningsgravar och dagvattenkulverar som mynnar i Lidan/Vänern. Om inte dessa åtgärdas först bedöms effekten av en tätskärm bli minimal. Tidsförskjutningen mellan det att Vänerns högsta nivå har fortplantat sig in i området uppgår med dagens förhållanden till minst en månad vilket bedöms vara tillfredställande lång tid för att hinna sätta in andra åtgärder för att motverka översvämning. Även utifrån ett föroreningsperspektiv bedöms en tätskärm vara negativ. Tätskärmen medför snarare en snabbare och ökad uttransport av föroreningar till recipienten jämfört med dagens förhållanden. 22 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport 8.6 Utformning av strandpromenaden Överbyggnaden på den nya strandpromenaden ska enligt plan utföras till + 47.03 (RH2000). Överbyggnaden bör utföras tät, förslagsvis genom en tätkärna av bentonitblandad sand som innesluts av geotextil. Tätkärnan måste täckas med ett erosionsskydd. 9 Slutsatser Geohydrologiska förutsättningar Den generella geologiska uppbyggnaden i hamnområdet är, från markytan och nedåt: fyllning (2-4 m mäktigt), ett silt- och sandskikt (1-2,5 m mäktigt), ett lerlager (15-20 m mäktigt) som underlagras av ett tunt friktionsjordlager ovan berg. Ur hydrogeologisk synvinkel utgör leran en akvitard, dvs en tät barriär för grundvatten. Det innebär att det är grundvattenströmningen i fyllningen och silt/sandlagret som framförallt är relevant för eventuell föroreningsspridning. Grundvattennivån ligger generellt 1.5-2 m under markytan och varierar med vattenståndet i Vänern. Grundvattenytan är mycket flack. Utförda tester visar på att permeabiliteten är i genomsnitt ca 2*10-5 m/s för både fyllnads- och silt/sandlagret, dvs det är ingen större permeabilitetskontrast mellan fyllningen och silt/sandlagret. Väners vattenstånd Enligt långtidsmätningar (år 1939-2011) varierar vattenståndet i Vänern enligt följande [i RH2000]: o HW +45.99 o MW +44.66 o LLW +43.48 Den högsta nivån som uppmätts i Vänerns sedan reglering 1937 infördes är +45,97 [RH2000] (januari 2001). Beräknad dimensionerande Vänernivå för Lidköping år 2100 beräknas till +47,03 [RH2000] Nivåförändringen i Vänern, när den är som störst, uppgår till 2 cm/dygn. Vid nordliga stormar kan en vindstuvningseffekt på upptill 30 cm uppstå. Ledningschakt och dräneringar 23 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport Inom området finns många VA-ledningsschakt och husdräneringar. Ledningsgravar och dräneringar omges av dränerande material vilket har en högre permeabilitet än övrigt material, vilket innebär att grundvattnet kan flöda snabbare genom lednings- och dräneringsgravar. Det finns en stor dagvattenkulvert som löper längs Strandgatan som ligger ca 3-4 m under markytan. Dränerande nivåer från husgrunder kan antas ligga mellan ca +44 till ca +45,5 inom området. VA-ledningsschakt och husdräneringar styr till stor till grundvattennivåer och flödesriktningar inom området. Utförda mätningar visar att Vänerns nivå infinner sig (nästan momentant) i stora delar av området via VA-schakt och ledningsgravar, samt att grundvattenflödet inom många delar av området är riktat in mot ledningsstråken. Ledningsschakt och dräneringar utgör en snabb uttransportväg för eventuella föroreningar ut till recipient Tätskärm längs strandpromenaden En ca 2 m djup tätskärm i det övre jordlagret, ner till silt/sandskiktets överkant (Fall2), ger en förhållandevis liten effekt på grundvattenflödet. Med en ca 4 m djup tätskärm, ner till lerans överkant (Fall 3), erhålls en större effekt - utflödet mot Vänern halveras. Utflödet till dränering/ledningsgravar och Lidan ökar i motsvarande grad. Om en tätspont installeras längs strandpromenaden kommer den nuvarande grundvattenströmningen ut mot Vänern att dämmas och i större utsträckning avledas via dräneringar och ledningsschakt till Vänern/ Lidan. Utifrån ett föroreningsperspektiv medför därför en tätskärm snarare en snabbare och ökad föroreningstransport till recipienten jämfört med nuvarande förhållanden. Den transienta modellen har används för att belysa översvämningsperspektivet och simulera hur förändringar av Vänerns vattenstånd fortplantar sig in i området. Utförda simuleringar visar att: med de nuvarande förhållandena, dvs utan tätskärm (Fall 4), uppgår tidsförskjutningen, dvs det tid det tar innan en vattenståndsförändring i Vänern registreras inom området, till drygt en vecka ca 30 meter från strandlinjen och ca 1 månad ca 100 m från strandlinjen. en tätskärm i fyllningen, ner till silt/sandskiktetes överkant (Fall 5), ger en mycket liten och knappt märkbar effekt på förloppet. 24 (25)
Daterad: 2014-04-30 Rapport Hydrogeologisk utredning Handläggare: David Klemetz Hamnstaden Lidköping Status: Slutrapport en tätskärm ner till lerans överyta (Fall 6) reducerar effekten av Vänerns höjning relativt mycket; tidsförskjutningen ökar till drygt två månader och den relativa grundvattensänkningen p g a tätskärmen uppgår till ca 0,4 m. Den sammanvägda bedömningen är att en tätskärm inte behöver eller bör installeras. Nyttan och fördelarna bedöms inte uppväga miljöriskerna och kostnaderna. 10 Rekommendationer Följande åtgärder föreslås för att förhindra/fördröja ytvatteninträngning i området: Installera strömningsskydd (lerpluggar) i de ledningsgravar som mynnar i Lidan/Vänern. Ha beredskap med ballong -tätning i dagvattenkulvert för att förhindra bakåtströmning. Överbyggnaden på den nya strandpromenaden, som enligt plan ska utföras till + 47.03, bör utföras tät, förslagsvis genom en tätkärna av bentonitblandad sand eller annan lämplig utformning. Kompletterande grundvattennivåmätningar föreslås för att få en mer heltäckande bild av hur grundvattennivåerna och grundvattenströmningen varierar inom området och med olika vattenstånd i Vänern. Mätningarna bör utföras i samtliga GV-rör och utföras varannan månad under minst ett år. Insamlad data bearbetas och presenteras på samma sätt som i denna rapport. 25 (25)