VBB VIAK Geijersgatan 8, 216 18 Malmö Telefon 040-16 70 00 Telefax 040-15 43 47 L MALMÖ GRUNDVATTEN 9 11 12 17 20 19 16 18 7 8 9 8 6 7 2 1 14 15 12 13 15 16 10 5 9 4 3 8 10 11 7 19 17 24 25 18 26 27 28 8 9 5 6 11 12 13 14 10 6 7 3 2 1 4 5 9 2 4 7 8 11 1 10 5 3 6 0 2 9 4 17 32 35 33 34 30 31 28 29 16 19 21 19 20 18 23 25 21 22 24 27 26 25 24 22 23 28 29 20 21 26 27 30 31 32 34 33 35 32 34 34 33 35 34 31 33 30 22 16 17 23 29 30 31 20 21 19 14 15 24 25 18 23 32 32 30 31 34 28 33 31 29 24 25 26 27 28 22 12 13 20 21 17 23 16 18 19 12 15 21 19 20 22 13 14 29 30 29 27 28 24 26 27 26 25 25 23 24 22 21 19 20 18 16 17 22 23 20 21 19 18 14 15 13 12 10 11 8 9 7 8 3 1 6 5 4 2 3 2 1 18 6 11 8 7 9 10 5 4 3 15 16 17 12 13 14 10 11 9 7 8 5 6-1 4-2 15 16 17 14 13 12 10 11 9 8 7 6 0 1-5 -4-6 0 0-1 -2-1 -11-10 -3-2 -24-27 -26-25 -23-13 -12-20 -19-18 -17-16 -15-14 -21-22 1-4 0 2 3-9 -8-7 -6-5 -29 5 6 7 4 3-28 -4-1 -3 2 1 5 3 4 1 2 0 1 2-9 -8-7 -3 0 0 Malmö Uppdragsnummer 1240160
Förord Denna rapport har arbetats fram av VBB VIAK på uppdrag av Malmö tad, Miljöförvaltningen, under tiden november 1998 till april 1999. Överarbetning av redaktionell karaktär har utförts under tiden fram till maj 2000. VBB VIAK AB ödra regionen Mats Hebrand Hans Jeppsson Granskad:
Innehåll 1 Inledning 2 1.1 Bakgrund 2 1.2 yfte 3 1.3 Projektorganisation 3 1.4 Utförda undersökningar 3 2 Geologiska förhållanden 4 2.1 Topografi 4 2.2 Jordlager 4 2.3 Berglager 6 2.4 trukturgeologiska förhållanden 8 2.5 Vittring 13 3 Grundvatten i jord- och berglager 14 3.1 Inledning 14 3.2 Akvifärer och barriärer 18 4 Det hydrologiska kretsloppet 21 4.1 Begreppet vattenbalans 22 4.2 Den urbana miljöns påverkan på vattenbalansen 23 4.3 Nederbörd 24 4.4 Avdunstning 29 4.5 Nettonederbörd 30 4.6 Avrinning 31 4.7 Grundvattenbildning 31 4.8 Läckage till och från kalkberggrunden 33 4.9 Grundvattentillgångar 33 5 trömningsförhållanden 35 5.1 Grundläggande principer för grundvattenströmning 35 5.2 Grundvattennivåer 36 5.3 trömningsmönster 37 5.4 amband mellan sprickor och strömning i kalkberget 40 6 Nyttjande 41 6.1 Brunnar 41 6.2 Uttag 43 6.3 Vattendomar 49 6.4 Vattenskyddsområden 51 7 Översiktlig vattenbalans för Malmö 51 8 Vattenkvalitet 52 8.1 Översikt 52 8.2 Hårdhet 53
8.3 Järn 53 8.4 Klorid 54 9 Påverkan 56 10 Översikt av befintliga kontrollprogram 59 11 Datakällor och redskap 61 11.1 Geologiska förhållanden 61 11.2 Hydrogeologiska förhållanden 62 11.3 Hydrologiska och meteorologiska data 63 11.4 Brunnar och uttag 63 11.5 Vattenkvalitet 64 12 Definitioner och ordförklaringar 64 13 Referenser och rekommenderad litteratur 71 13.1 Allmän geologi 71 13.2 Hydrogeologi 71 13.3 Hydrologi 71 13.4 Geologiska kartor 72 13.5 Malmöområdets geologi, GU:s rapporter 73 13.6 Utredningar 73 13.7 Övrigt 73
Bilagor Bilaga 1 Topografi, plan, skala 1:60.000 Bilaga 2 Översiktlig jordartskarta, plan skala 1:60000 Bilaga 3 Översiktlig berggrundskarta, plan skala 1:60000 Bilaga 4 Nederbördsstationer, läge, plan, skala 1:70.000 Bilaga 5 Inläckage till och utläckage från kalkberget, plan, skala 1:60.000 Bilaga 6 Grundvattennivåer i kalkberget, plan, skala 1.60.000 Bilaga 7 Registrerade brunnar, plan, skala 1.60.000 Bilaga 8 törre grundvattenuttag, plan, skala 1:60.000 Bilaga 9 Kommunalt verksamhetsområde, plan, skala 1:60.000 Bilaga 10 Vattendomar, plan, skala 1:60.000 Bilaga 11 kyddsområden, plan, skala 1:60.000 Bilaga 12 Kloridhalter, hårdhet och järnhalter, plan, skala 1:60.000 Bilaga 13 Förorenade markområden, plan, skala 1:60.000
ammanfattning Föreliggande rapport utgör en kunskapsöversikt av grundvattenförhållandena i Malmö tad. I Malmö förekommer tre geologiska enheter med god vattenföring, sk akvifärer: en i de mer genomsläppliga delarna av jordlagren, en i kalkberggrundens övre delar och en i uppspruckna delar på större djup. De olika akvifärerna åtskiljs av tätare barriärer. Grundvattentillgångarnas storlek har uppskattas översiktligt. Uttagsmöjligheterna bedöms till 8-12 Mm 3 /år, motsvarande 250-380 l/s. Möjligheterna att utnyttja grundvattnet är dock begränsade inom vissa områden. ådana är bl a de kustnära delarna, där risk för saltvatteninträngning kan föreligga, samt områden med äldre bebyggelse, där sänkta grundvattennivåer kan medföra skador på grunderna. Grundvattentillgångarna används av ett stort antal intressenter för olika ändamål. Bland dessa kan nämnas vattenförsörjning, bevattning, lantbruk, industri och energi. tora uttag görs också för länshållning. Antalet borrade brunnar inom Malmö bedöms vara ca 2000. Av dessa är läget känt för ca 600. Andra uppgifter, t ex uttagens storlek och brunnens användning, är kända för ett mindre antal. Detta gör det svårt att bedöma storleken på de totala grundvattenuttagen. En översiktlig bedömning är att uttagen ligger kring 5 Mm 3 /år, dvs inom intervallet för bedömda uttagsmöjligheter. Grundvattnet i Malmö uppvisar vanligen en god kvalitet ur bakteriologisk och fysikalisk-kemisk synpunkt. Det kan översiktligt karaktäriseras enligt följande: Vattnet i kalkberggrunden är hårt till mycket hårt och höga järnhalter är vanliga. Höga kloridhalter kan förekomma i grundvattnet, speciellt nära kusten. Det finns dock flera exempel på att höga kloridhalter påträffats i borrade brunnar även inom andra områden. Generellt ökar sannolikheten för att saltgrundvatten ska påträffas med ökat djup. Till följd av mänsklig aktivitet kan grundvattnets kvalitet påverkas. Några exempel är utsläpp i samband med olyckor, utsläpp vid hantering av kemikalier och urlakning från deponier och utfyllnader. Den 1 (73)
vanligaste källan till föroreningar bedöms vara spill och läckage från hantering och lagring av olja och bensin. 1 Inledning 1.1 Bakgrund Grundvatten är en värdefull naturresurs som utnyttjas av många intressenter. P g a av sin vanligen höga kvalitet är grundvattnet viktigt för kommunal vattenförsörjning. Grundvatten utnyttjas också för enskild konsumtion, industrier, bevattning och för energiändamål. Grundvattnet är idag utsatt för en rad hot, vilka kan äventyra ett framtida utnyttjande. Olika typer av föroreningar kan medföra att grundvattnet blir oanvändbart för vattenförsörjningsändamål. De många intressenterna kan medföra att konfliktsituationer uppstår. I vissa fall kan grundvattentillgångarna överutnyttjas, vilket kan leda till vattenbrist och kvalitetsförändringar. I samband med byggnadsarbeten under grundvattenytan kan grundvattnets nivå ändras och även påverkan på grundvattnets kvalitet bli fallet. Allt vatten är i dynamisk rörelse i ett kretslopp, det sk hydrologiska kretsloppet. Grundvatten bildas av infiltrerad nederbörd och grundvatten strömmar ut i våtmarker, diken och åar. Påverkan eller förorening av grundvatten kan därför få stora konsekvenser även för ytvatten, våtmarker och den ekologiska balansen i naturen. För att kunna hantera hoten mot grundvattnet är ett ändamålsenligt utnyttjande och ett effektivt grundvattenskydd väsentligt. För att kunna uppnå detta är i sin tur kunskap om grundvattnets uppträdande och grundvattenförhållandena viktiga. Föreliggande rapport utgör en kunskapsöversikt och sammanfattning av grundvattenförhållandena i Malmö. Tyngdpunkten i rapporten har lagts på sammanställning av viktiga förhållanden samt referenser och hänvisningar till rådata. För att rätt kunna förstå och använda det redovisade materialet förklaras även en del grundläggande principer för grundvattnets uppträdande. 2 (73)
1.2 yfte Föreliggande rapport är avsedd att utgöra en sammanfattning av grundvattenförhållandena i Malmö tad som kan användas som planerings- och faktaunderlag vid hantering av vattenfrågor inom kommunen. Mer i detalj är syftet med rapporten: att kortfattat förklara och exemplifiera grundläggande principer för grundvattnets uppträdande, att presentera en översiktligt sammanfattning av grundvattenförhållandena i Malmö, att ge en översikt av rådata som finns tillgängliga i databaser och arkiv för att underlätta kompletterande och/eller mer detaljerade sammanställningar. 1.3 Projektorganisation Rapporten har sammanställts av en arbetsgrupp vid VBB VIAK, Malmö, under ledning av geolog Mats Hebrand. I arbetsgruppen har också ingått civ ing Hans Jeppsson (hydraulik), geolog Daniel evelin (hydrogeologi), civ ing Annika Fransén (databearbetning) och civ ing Klas Andersson (föroreningar). Beställarens kontaktperson har varit Lars Nerpin, Miljöförvaltningen, Malmö tad. 1.4 Utförda undersökningar Rapporten bygger på sammanställning och bearbetning av befintligt material. Några fältundersökningar har således inte utförts. Vid arbetet har ett stort antal olika datakällor utnyttjats. Bland de viktigaste kan nämnas GU:s geologiska och hydrogeologiska kartmaterial, GU:s brunnsarkiv och Malmö GeoAtlas. Kontakter har tagits med olika myndigheter och institutioner. Bland dessa kan nämnas GU, MHI och Länsstyrelsen i kåne Län. I kapitel 11 redovisas en mer utförlig sammanställning av datakällor. 3 (73)
2 Geologiska förhållanden 2.1 Topografi Inom kommunens västra och mellersta delar är topografin flack. Markytan stiger här från Öresund svagt upp mot Ö och till en nivå på som högst ca 35 m ö h. Den genomsnittliga lutningen ligger i storleksordningen 5 m /km. Inom kommunens östra delar, öster om en linje Lockarp - Jägersro - Bulltofta, är topografin mer kuperad med ett stort antal höjder vilka lokalt når upp över 50 m. Inom egeåns dalgång, i de allra östligaste delarna av kommunen, sjunker markytan ner till nivåer under 25 m. En topografisk karta redovisas i bilaga 1. 2.2 Jordlager Jordlagerförhållandena i malmöregionen är ovanligt komplexa och delvis ofullständigt kända. Den principiella jordlageruppbyggnaden i malmöregionen (exklusive Alnarpssänkan, vid och strax utanför kommunens nordöstra gräns) kan emellertid, med hänsyn till sammansättning och bildningsförhållande, beskrivas med ett antal lagerenheter. Från markytan och ned till berggrunden kan i tur och ordning enheterna fyllning, torv, övre sediment, övre morän, undre sediment och undre morän urskiljas (se figur 1). 4 (73)
Figur 1 Geologiska lagerenheter i jordlager och berggrund, principfigur. Fyllning utgörs av schakt- och fyllningsmassor samt äldre antropogena avlagringar, sk kulturlager. Fyllningen består av mycket varierande material (sand, moränlera, krossad kalksten, organiska jordlager, byggavfall mm). Inom de centrala delarna av Malmö utgör fyllningen en sammanhängande enhet med en mäktighet av ca 1-5 m. Regionalt sett är fyllningen fläckvis förekommande. Torv utgörs av postglaciala huvudsakligen organiska avlagringar avsatta i främst kärr- å-, sjö- eller havsmiljö. Enheten byggs huvudsakligen upp av gyttja, dy och torv vilka inom vissa områden kan ha ett visst inslag av minerogena sediment som lera, silt och sand. Flertalet förekomster är små och oregelbundet formade. Enheten har vanligtvis en ringa mäktighet (< 1 m), men kan lokalt vara upp till ca 5 m mäktig. Övre sediment består av postglaciala huvudsakligen minerogena avlagringar avsatta i bäck-, å- eller strandmiljö, sk svall- och svämavlagringar. vallavlagringarna utgörs huvudsakligen av sand och grus. Inslag av torv kan förekomma. vallavlagringarna förekommer på nivåer lägre än Litorinahavets, dvs under ca +5. Inom större delen av innerstads- och hamnområdet förekommer svallavlagringar som en sammanhängande upp till ca 5 m mäktig lagerenhet. vämavlagringarna utgörs vanligen av tunnare sandlager med lokal utbredning i anslutning till bäckar och åar. 5 (73)
Övre morän är en heterogen lagerenhet som huvudsakligen utgörs av omlagrade glaciala avlagringar. Enheten byggs upp av moränlera eller lerig sandig morän med inslag av sorterad lera eller sand. Enheten uppträder vanligen som ett ca 1-5 m mäktigt, ofullständigt men sammanhängande täcke i de centrala delarna av Malmö. Mäktigheten är större i de östra delarna av Malmö. Undre sediment består huvudsakligen av grovkorniga minerogena avlagringar avsatta i en glacifluvial miljö, dvs isälvsavlagringar. Enheten utgörs främst av sand med växlande inslag av silt och grus. Enheten uppträder ofta i diffust avgränsade stråk ovanpå den undre moränen. Längs stråkens centralzon kan enheten vila direkt på berggrunden. Mäktigheten är vanligen begränsad (< 2 m) men kan lokalt nå upp till ca 10 m. Undre morän förekommer inom större delen av området som ett sammanhängande ca 5-10 m mäktigt täcke ovanpå berggrunden. Enheten byggs upp av fast lagrade leriga moräner och moränleror. Moränen ligger i regel direkt på berggrunden men det kan inte uteslutas att sorterade sandlager kan finnas lokalt under moränen i sänkor i berggrunden. Alnarpssänkan är en mycket markerad dalgång i kalkberget. Den sträcker sig från Arlöv - Lomma mot O och berör marginellt de allra nordöstligaste delarna av Malmö tad. Alnarpssänkan är helt fylld med jordlager och syns inte i dagens topografi. Jordlagerföljden i Alnarpssänkan utgörs i de övre delarna av samma lagerenheter som beskrivits ovan. Under den undre moränen förekommer emellertid en ytterligare lagerenhet med grovsediment, understa grovsediment. De understa grovsedimenten domineras i de övre delarna av grovmo. I de undre delarna kan även grövre sediment, dvs sand och grus, förekomma. En översiktlig jordartskarta redovisas i bilaga 2. 2.3 Berglager Berggrundens övre delar inom malmöregionen utgörs av sedimentära bergarter, huvudsakligen kalkstenar från äldre Tertiär och yngre Krita. Dessa kan indelas i följande fyra lagerenheter: Grönsand, Köpenhamnskalksten, Bryozokalksten och krivkrita, se figur 1. 6 (73)
Grönsand är en lagerenhet som vanligen består av okonsoliderad glaukonithaltig lera, sand och kalksten. Grönsand utgör den yngsta berggrunden i malmöregionen och förekommer, enligt vad som är känt idag, endast inom några få begränsade områden söder om Malmö. Köpenhamn- och Bryozokalksten utgör den dominerande ytberggrunden i malmöregionen. Båda dessa enheter brukar gemensamt benämnas Danienkalksten, beroende på att båda enheterna är av dan ålder, dvs äldsta Tertiär. Inom stora delar av området mellan altholm och in över Malmö är Köpenhamnskalkstenen borteroderad, vilket fått till följd att den underliggande Bryozokalkstenen bildar berggrundsyta, se bilaga 3. Detta är orsakat av en svag antiklinal (upphävning av berget) vilken sträcker sig från altholm in mot Malmö. Köpenhamnskalkstenen förekommer dock fläckvis på antiklinalens högre delar. Köpenhamnskalkstenen är bildad av finkorniga kalkfragment huvudsakligen i siltfraktionen. Dessa är cementerade av kalcit i varierande grad och kalken karaktäriseras av en relativt horisontell lageruppbyggnad där de ingående lagren växlar i hårdhet från helt lösa till mycket hårda lager. Kalken karaktäriseras vidare av ett högt flintinnehåll, som i genomsnitt uppgår till ca 20 %. Flintan uppträder vanligtvis som noduler, vilka är koncentrerade till vissa lagerhorisonter med hård kalksten. Det observeras ofta okonsoliderad kalk omkring dessa flintrika horisonter. Flintan förekommer även i mer uthålliga och massiva bankar, vanligtvis 0,2-0,4 m tjocka. Lokalt kan flintbankarna vara mer än 1 m mäktiga. Bryozokalkstenen skiljer sig från Köpenhamnskalken genom ett högre innehåll av bryozoer (bryozo = mossdjur). Lagringen i Bryozokalkstenen är mer asymmetrisk till följd av förekomsten av 100-200 m långa och 5-15 m höga bankar (sk biohermer). Bankarna är i sig uppbyggda av lager med varierande hårdhetsgrad (calcitcement), och med varierande innehåll av bryozoer i de olika delarna av bankarna. Bankstrukturen avspeglas också i fördelningen av flinta, genom att flintan oftast är koncentrerad som mer eller mindre sammanhängande noduler i horisonter, som följer den ursprungliga lagringen i bergarten. I den översta delen av Bryozokalkstenen ses lokalt en upp till 10-15 m mäktig enhet som är mer eller mindre horisontellt lagrad. 7 (73)
Mellan Bryozobankarna kan det lokalt förekomma korallkalksten. Denna bergart framstår ofta som en hård till mycket hård massiv kalksten utan flinta. Lokalt uppträder korallkalkstenen som en porös och mycket permeabel bergart. krivkritan uppträder underst i lagerföljden och utgörs av flera hundra meter mäktiga kalkslamstenar från yngre Krita (Maastricht). krivkritans överyta påträffas sannolikt på nivåer mellan -40 och -80 m. En översiktlig berggrundskarta redovisas i bilaga 3. 2.4 trukturgeologiska förhållanden Berggrunden i kåne har i flera omgångar utsatts för sk geotektoniska krafter, vilka har sitt ursprung i kontinenternas rörelser. De geotektoniska krafterna har dels medfört att berggrunden sprucket upp i ett komplicerat spricksystem, dels deformerats genom veckning. Ytterligare uppspräckning av den ytliga berggrunden har även skett genom andra processer, bl a genom inlandsisens påverkan, sk istektonik. trukturer av tektoniskt ursprung kan förekomma i olika skala. I lokal skala i kalkberget finns ett stort antal mindre sprickor i olika riktningar. Med varierande mellanrum kan större regionala störningszoner förekomma. I regional skala förekommer också veckstrukturer. ydvästra kånes berggrund karaktäriseras av störningszoner och strukturer orienterade i riktning NNV - O till NV - O. Nedan beskrivs de olika typerna av strukturer närmare. 2.4.1 pricksystem i kalkberget I kalkberget finns sprickor i ett stort antal olika riktningar. Några sprickriktningar är emellertid dominerande och dessa brukar med en sammanfattande term benämnas spricksystem. I figur 2 nedan visas en principfigur av spricksystemet i kalkberget. 8 (73)
Figur 2 pricksystem i kalkberget, principfigur. De enskilda sprickorna i kalkberget kan ha mycket varierande längd, uppskattningsvis har flertalet en längd i storleksordningen 0.1-100 m och en bredd i storleksordningen 0.1-1 cm. prickfrekvensen (dvs antalet sprickor per längdenhet) i olika delar av berggrunden varierar också betydligt. I Köpenhamns- och Bryozokalkstenen kan olika typer av sprickor urskiljas. prickorna kan grovt indelas i lageravgränsande sprickor, brantstående sprickor och sprickor knutna till inlandsisen. Lageravgränsande sprickor Lageravgränsande sprickor är orienterade parallellt med lagren, vilket innebär att de är mer eller mindre horisontella. Lageravgränsande sprickor förekommer allmänt i såväl Köpenhamns- som Bryozokalkstenen. Från Köpenhamnsområdet är känt att lageravgränsande sprickor i Köpenhamnskalkstenen företrädesvis uppträder i de delar av kalken där det förekommer mäktigare och hårdare lager. prickorna har sannolikt bildats i samband med veckning och avlastning av kalkber- 9 (73)
get i området. Huruvida samma förhållande råder i Malmöregionens Köpenhamnskalksten är i nuläget oklart. Bryozokalkstenen har generellt sett tunnare lager, där lagergränserna ofta bildar sprickplan. Brantstående sprickor Det kan på nuvarande kunskapsnivå inte anges med vilken frekvens och riktning brantstående sprickor genomsätter kalkberggrunden i Malmöområdet. Teoretiskt är denna typ av sprickor knutna till storskalig tektonisk aktivitet i området. Den mest framträdande sprickriktningen i Öresundsområdet är parallell till den Fennoskandiska randzonen (Tornquistzonen), dvs NNV - O till NV - O. prickor knutna till den kvartära nedisningen De översta metrarna av kalkberget är i Malmöområdet ofta starkt uppsprucket eller krossat. En uppfattning är att uppkrossningen orsakats av inlandsisen. 2.4.2 törre tektoniska störningszoner Med tektoniska störningszoner avses sprickzoner, förkastningar samt flexurzoner, se figur 3. En sprickzon definieras som en zon vilken består av ett stort antal enskilda sprickor. prickzoner har vanligen en längd i storleksordningen 0.1-10 km och en bredd i storleksordningen 1-100 m. En förkastning definieras som en sprickzon längs vilken förskjutningar har ägt rum. Förskjutningen kan vara vertikal, horisontell eller en kombination av dessa riktningar. Med flexurzon avses en zon där vertikal förskjutning uppstått, men där berglagren huvudsakligen böjts och tänjts. 10 (73)
Figur 3 Tektoniska störningszoner a) prickzon, b) Förkastning, c) Flexurzon. Den dominerande tektoniska störningszonen i kåne är den sk Tornquistzonen, vilket är en stortektonisk zon som sträcker sig mot NV från Polen in över kåne och upp till Nordsjön. Romeleåsens förkastningszon utgör Tornquistzonens V gräns i kåne. Här uppgår de vertikala rörelserna i berggrunden till 1000-1500 m. I V kåne förekommer huvudsakligen vertikala eller subvertikala förkastningar och sprickzoner. Horisontella eller flacka strukturer samt flexurzoner förekommer i underordnad grad. I regional skala är vedalaförkastningen (N-lig riktning) samt Vellingeförkastningen och Malmöförkastningen (NNV-lig till NV-lig riktning) dominerande strukturer med betydande längd, se bilaga 3. I malmöområdet har förutom Vellingeförkastningen inga större regionala förkastningar eller sprickzoner påvisats. Med utgångspunkt från den regionala förekomsten av förkastningar i V kåne kan dock fyra möjliga förkastningszoner (MZ01-04) extrapoleras fram. Om de verkligen förekommer i Malmö och om de påverkar ytberggrunden är dock okänt. I bilaga 3 redovisas möjliga störningszoner i berggrundsytan (förkastningar, flexurer och sprickzoner) baserat på tolkning av reflektionsseismiska undersökningar (OPAB). 2.4.3 Veckstrukturer Den kanske mest påtagliga strukturgeologiska bildningen i malmöområdet är den antiklinala omböjning och hävning av de övre delarna av den sedimentära berggrunden som kan iakttas mellan altholm och Malmö. Den relativt sett svaga veckningen har veckaxlar i riktningen VNV till NV. Berggrunden lutar på grund av antiklinalen, svagt åt norr från Pildammsområdet och norrut, se figur 4. öder om Pildammsom- 11 (73)
rådet lutar berggrunden svagt åt söder. De maximala lagerlutningarna uppgår till ca 1:100. Figur 4 Antiklinalstruktur, sektion genom berggrunden i Malmö. 12 (73)
2.5 Vittring Vittring är en benämning på kemiska och mekaniska processer vilka sönderdelar och omvandlar berg och jord. De processer som vanligen är de dominerande är de som äger rum genom kemisk interaktion mellan vatten och jord-/bergmaterial. I berggrund eller i jordlager löses kalk av kolsyra i vatten enligt följande: 2 CaCO 3 + H 2 O + CO 2 2 Ca (HCO 3 ) 2 I kalkrik berggrund blir resultatet av vittringen att kalken löses upp och transporteras iväg. Vittringen är som mest omfattande där vattenomsättning, vattnets innehåll av kolsyra och kontaktytan mellan vatten och kalk är som störst, dvs i sprickzoner och spruckna och krossade delar i övre delen av kalkberget. Vittringen avtar generellt med djupet, eftersom vattnets innehåll av kolsyra minskar efterhand som vattnet strömmar genom grunden och reagerar med kalciumkarbonat i kalkberget. Vanligen är vittringen som intensivast från grundvattenytan ner till någon meter under denna. Vittring i kalkberggrund kan medföra att sprickor vidgas och hålrum bildas, sk karstvittring. Vittring kan emellertid också medföra att kalkberget luckras upp och blir plastisk, sk kalkmörja. I sådan vittrad kalk saknas i allmänhet sprickstrukturer. I Malmö har karstliknande vittring iakttagits i skärningar i kalkbergets översta delar (ner till ca 1 m under kalkbergets överyta). Vittringen syns som mindre hålrum eller vidgade sprickor, ofta fyllda av jordmaterial. Vid borrningar i Malmö har i några fall öppna sprickor påträffats på större djup (< 20 m under kalkbergets överyta). Dessa kan vara exempel på karstvittring bildad under tider då grundvattenytan stod betydligt lägre än nu. I kalkrika jordar blir resultatet av vittringen att kalkhalten minskar i jordens övre delar. De kalkrika jordarna i kåne, främst olika typer av moräner, är därför ofta relativt kalkfattiga ner till ett djup av 0.5-1.0 m under markytan. 13 (73)
3 Grundvatten i jord- och berglager 3.1 Inledning Enligt vad som beskrivits ovan (kapitel 2) byggs jord- och berglagren i Malmö upp av ett antal olika geologiska lagerenheter, vilka består av olika geologiska material med olika egenskaper och vilka har varierande tjocklek, utbredning och struktur. De olika lagerenheternas förmåga att lagra och transportera grundvatten varierar därmed också betydligt. Detta innebär i praktiken t ex att förutsättningarna att utvinna grundvatten ur en brunn kan variera betydligt såväl i sidled som i djupled. 3.1.1 Faktorer som påverkar geologiska materials förmåga att lagra och transportera grundvatten En geologisk lagerenhets förmåga att lagra och transportera grundvatten beror dels på lagerenhetens tjocklek och utbredning, dels på det material som bygger upp lagerenheten. En av de viktigaste materialegenskaperna är den effektiva porositeten, dvs den volymsandel av materialet i vilken vatten kan strömma. Den effektiva porositeten brukar delas in i primär porositet, d v s porositet mellan enskilda korn, och sekundär porositet, dvs porositet i sprickor, se figur 5. Jordarter har en primär porositet som kan variera mellan ca 5-10 % för osorterad morän och 30-40 % för välsorterade sand och grusavlagringar. Den typ av kalksten som bygger upp berggrunden i Malmö har en mycket varierande porositet. Vanligen är den primära porositeten låg, uppskattningsvis < 5%, men betydligt högre värden kan förekomma. Den sekundära porositeten varierar betydligt beroende på sprickförhållanden och vittring. Lokalt kan sannolikt värden på upp till 30-40% förekomma. 14 (73)
Figur 5 Porositet, a) Primär porositet, b) ekundär porositet. ammanfattningsvis kan som exempel på geologiska material, vilka vanligen uppvisar god förmåga att lagra och transportera grundvatten, nämnas välsorterad sand och grus, t ex strand- och isälvsavlagringar, samt berglager med mycket sprickor. Exempel på material med dålig förmåga att lagra och transportera grundvatten är dåligt sorterade jordarter som morän, leriga jordarter samt sprickfattiga berglager. Vittrat kalkberg kan uppvisa såväl högre som lägre förmåga att transportera grundvatten än ovittrat kalkberg. Om vittringen medfört att kalkberget omvandlats till kalkmörja minskar förmågan att transportera grundvatten. Om vittringen medfört att sprickorna i kalkberget vidgats, ökar istället förmågan att transportera grundvatten. Att sprickor i kalkberget vidgats genom vittring kan vara en, bland flera, faktorer som bidrar till att kalkbergets förmåga att transportera vatten är större i de översta delarna. 3.1.2 Begreppet akvifär En akvifär är en hydrogeologisk enhet med god förmåga att lagra och transportera grundvatten. En akvifär kan direkt motsvara en geologisk lagerenhet, t ex ett gruslager eller ett sandstenslager. En akvifär kan emellertid också motsvara flera angränsande geologiska lagerenheter, vilka uppvisar god förmåga att lagra och transportera grundvatten och hydrauliskt upp- 15 (73)
träder som en enhet, eller delar av en geologisk lagerenhet, vilken uppvisar betydligt bättre förmåga att lagra och transportera grundvatten än resten av lagerenheten. Öppna akvifärer har direkt kontakt med atmosfären och grundvattenytan är en fri vattenyta, se figur 6. lutna akvifärer täcks av tätande lager, vilket innebär att grundvattnet står under tryck. Grundvattenytan är i detta fall en tryckyta. Figur 6 a) Öppen akvifär, b) luten akvifär. En akvifär, där huvuddelen av den effektiva porositeten utgörs av primär porositet, brukar kallas porakvifär. En akvifär, där huvuddelen av den effektiva porositeten utgörs av sekundär porositet, brukar kallas sprickakvifär. En lagerenhet med dålig förmåga att lagra och transportera grundvatten kan benämnas barriär. I figur 7 nedan visas exempel på olika typer av akvifärer: 16 (73)
Figur 7 Exempel på olika typer av akvifärer, principfigur. a) vallsandsavlagring, öppen porakvifär, b) Isälvsavlagring täckt av morän, sluten porakvifär, c) andsten, över och underlagrad av kalksten, sluten porakvifär, d) Kalksten med betydande ytlig sprickighet samt vertikala och lagerparallella sprickor, sluten sprickakvifär. 3.1.3 Hydraulisk konduktivitet och transmissivitet Ett geologiskt materials genomsläpplighet med avseende på grundvatten benämns hydraulisk konduktivitet K (m/s). En hydrogeologisk lagerenhets förmåga att transportera grundvatten brukar anges med parametern transmissivitet T (m 2 /s). Transmissiviteten definieras som den mängd grundvatten (m 3 ) som transporteras per breddenhet (m) av lagerenheten per sekund vid en hydraulisk gradient 1, se figur 8. Transmissiviteten påverkas således av både lagerenhetens tjocklek och materialet. Mellan transmissivitet och hydraulisk konduktivitet gäller relationen T = K x b, där b är lagerenhetens tjocklek. 17 (73)
Figur 8 Definition av transmissivitet En ofta använd, men inte exakt definierad, term är vattenförande. Termen används för att karaktärisera ett lager ur vilken man kan utvinna grundvatten med hjälp av en brunn. En akvifär är således vattenförande. Att säga att ett lager har hög vattenförande förmåga är i stort synonymt med att lagret har hög transmissivitet. 3.2 Akvifärer och barriärer De geologiska förhållandena i Malmö varierar och är undersökta och kända i varierande omfattning. En indelning av jord- och berglager i akvifärer och barriärer kan därför inte bli enhetlig, utan blir olika inom olika områden. Inom de centrala delarna av Malmö kan följande hydrogeologiska enheter urskiljas i jordlager och kalkberg, se figur 9. 18 (73)
Figur 9 Relation mellan geologiska och hydrogeologiska lagerenheter. Akvifär 1 utgörs av de geologiska jordlagerenheterna fyllning, torv, övre sediment, övre morän och undre sediment. Dessa jordlager har en mycket komplicerad uppbyggnad och de enskilda jordlagerenheterna uppvisar mycket varierande tjocklek och sammansättning och är ofta svåra att särskilja. De uppvisar också mycket varierande förmåga att lagra och transportera grundvatten. Om en strikt tillämpning av definitionen på begreppet akvifär tillämpas, bör de övre jordlagren delas upp i flera akvifärer och barriärer. Då en sådan uppdelning, på grund av lagrens komplexitet, är svår att genomföra och då de övre jordlagren kontrasterar tydligt mot den undre moränen (Barriär 1) vad gäller vattenförande förmåga, är det befogat att sammanföra de övre jordlagren till en akvifär. Akvifär 1 är vanligen en öppen akvifär i de övre delarna och en sluten i de undre delarna. Transmissiviteten i Akvifär 1 är dåligt känd. Med hänsyn till den varierande sammansättningen på de ingående lagren kan T-värdena förväntas variera mellan ca 1 x 10-5 och ca 1 x 10-3 m 2 /s. Barriär 1 utgörs av den svårgenomsläppliga undre moränen, vilken skiljer grundvattnet i de övre jordlagren (Akvifär 1) från grundvattnet i kalkberget (Akvifär 2). 19 (73)
T-värdena för detta tätare lager bedöms kunna variera mellan storleksordningen ca 1 x 10-8 till ca 1 x 10-6 m 2 /s. Akvifär 2 är en berggrundsakvifär som omfattar den övre, kraftigt spruckna kalkstenen. Akvifären är sluten. Akvifären har endast identifierats i de norra delarna av Malmö. Resultat från provpumpningar visar att T-värdena för denna akvifär vanligen varierar mellan ca 5 x 10-4 m 2 /s och 2 x 10-2 m 2 /s. De högsta T-värdena har påvisats i områdena vid Centralstationen och Triangeln. Barriär 2 utgörs av tätare Bryozokalksten som skiljer akvifär 2 från akvifär 3. Lokalt kan enheten vara genomsatt av vertikala sprickzoner, vilka medför en hydraulisk kontakt mellan akvifär 2 och akvifär 3. Detta förhållande har bl a påvisats vid Nya Biblioteket. T-värdet för denna enhet bedöms vanligen uppgå till storleksordningen 1 x 10-4 m 2 /s. LokaIt, vid förekomst av vertikala sprickzoner, är T-värdet sannolikt betydligt högre. Akvifär 3 är en undre sluten berggrundsakvifär som omfattar porösa och uppspruckna delar av Bryozokalkstenen. Akvifären har endast identifierats i de norra delarna av Malmö. Resultat från provpumpningar visar på T-värden som, i likhet med akvifär 2, varierar mellan storleksordningen ca 5 x 10-4 m 2 /s och 2 x 10-2 m 2 /s. Barriär 3 utgörs av tätare partier i de understa delarna av Bryozokalkstenen eller av tätare skrivkrita. Utanför de centrala delarna av Malmö finns på nuvarande stadium ej tillräckligt med information för att dela upp kalkberggrunden i olika hydrogeologiska lagerenheter. I ytterområdena kan därför kalkberget betraktas som en enda sluten berggrundsakvifär som begränsas nedåt av den tätare skrivkritan, se figur 9. 20 (73)
4 Det hydrologiska kretsloppet Allt förekommande vatten utgör en del av det hydrologiska kretsloppet, se figur 10. Figur 10 Det hydrologiska kretsloppet Vatten avdunstar, transporteras i atmosfären och faller som nederbörd (P). Av nederbörden återgår en del till atmosfären genom avdunstning och växternas transpiration. Avdunstning och transpiration sammanfattas i begreppet evapotranspiration (E). Den del av nederbörden som inte avgår genom evapotranspiration benämns nettonederbörd (P - E). En del av nettonederbörden tränger ner i marken, d v s infiltrerar. Den del av nettonederbörden som inte infiltrerar avrinner på markytan som ytavrinning (Q yt ). Inom områden med t ex stor andel hällar eller hårdgjorda ytor kan ytavrinningen vara betydande. Även inom andra områden kan ytavrinningen vara stor när marken är frusen eller vid häftiga regn, då markens maximala infiltrationskapacitet överskrids. Den infiltrerade nederbörden transporteras vidare ner, perkolerar, genom den omättade zonen, dvs den zon ovan grundvattenytan där hålrummen endast delvis är fyllda med vatten. 21 (73)
I den översta delen av den omättade zonen, i den sk rotzonen, är perkolationshastigheten ofta stor. Detta är en följd av att den biologiska aktiviteten ökar porositeten i marken. Under rotzonen minskar perkolationshastigheten ofta markant. Nederbörd infiltrerar därför lätt i de översta delarna, medan fortsatt transport till större djup går långsammare. Vid riklig nederbörd kan därför tillfälligt uppstå vattenmättade förhållanden i rotzonen, sk hängande grundvatten. Det hängande grundvattnet i rotzonen kan avrinna till vattendrag (Q rot ).eller magasineras tills infiltrationen av nederbörd minskar eller upphör, varefter det kan avdunsta eller perkolera vidare nedåt. Det perkolerande vatten som transporteras vidare ner genom hela den omättade zonen, når så småningom den mättade zonen, dvs den zon där hålrummen helt är fyllda av vatten. Detta vatten bildar grundvatten och avrinner genom grundvattenavrinning (Q gr ). Det avrinnande grundvattnet strömmar förr eller senare ut i vattendrag, olika typer av våtmarker eller direkt i havet. En del grundvatten och ytvatten utnyttjas för vattentäkt (Q vt ) och leds efter användning till recipient. Inom urbana områden påverkas det hydrologiska kretsloppet ofta starkt av förekomsten av hårdgjorda ytor, dagvattenuppsamling samt ledningssystem för dag-, ren- och avloppsvatten, se kapitel 4.2. Inom det moderna jordbrukslandskapet påverkas det hydrologiska kretsloppet starkt av dränering och dikning. Effekten blir att grundvattnet samlas upp och avrinner snabbare efter ett nederbördstillfälle vilket medför att markanta flödestoppar ofta uppstår i ytvattendrag. 4.1 Begreppet vattenbalans En vattenbalans är en kvantitativ uppskattning av flödena i det hydrologiska kretsloppet inom ett väldefinierat område, t ex en akvifär, en sjö eller ett avrinningsområde. En vattenbalans kan uttryckas som en balansekvation: P - E = Q gr + Q rot + Q yt + Q vt där P är nederbörden och E evapotranspirationen. Avrinningen, fördelas på Q yt ytavrinning, Q rot avrinning i rotzon och Q gr grundvattenavrinning. Q vt är uttag av vatten för vattenförsörjningsändamål. En vattenbalans kan även redovisas grafiskt, se figur 11: 22 (73)
Figur 11 Grafisk redovisning av vattenbalans, principfigur. Relationen mellan de olika avrinningskomponenterna i en vattenbalans kan vara väldigt olika, beroende på områdets geologiska och hydrologiska karaktär. I ett orört naturområde sker i allmänhet större delen av avrinningen som grundvattenavrinning och ytavrinningen är liten. Grundvattenavrinningen sker långsamt och flödesvariationerna i ytvattendrag är relativt små. I ett dränerat och dikat jordbruksområde ökar avrinningshastigheten av grundvattnet och flödena i ytvattendrag varierar snabbare. I ett område med dåliga infiltrationsförhållanden, t ex ett urbant område, är ytavrinningen betydande och grundvattenavrinningen jämförelsevis liten. Flödena i ytvattendrag och dagvattenledningar kan variera kraftigt. Nedan i detta kapitel diskuteras hur de olika hydrologiska komponenterna i vattenbalansen kan uppskattas för Malmöområdet. Uttagen av grundvatten för olika ändamål redovisas i kapitel 6. En sammanfattande vattenbalans för Malmö redovisas i kapitel 7. 4.2 Den urbana miljöns påverkan på vattenbalansen Den urbana miljön påverkar i stort sett alla ingående komponenter i vattenbalansen. De komponenter som påverkas i störst omfattning är avrinning och grundvattenbildning. Den urbana miljön karaktäriseras bl a av en stor andel impermeabla (ej genomsläppliga) ytor samt effektiv dagvattenuppsamling. Nederbörd som faller på impermeabla ytor infiltrerar inte utan avrinner på 23 (73)
den hårda ytan och samlas upp i dagvattenbrunnar och transporteras vidare i dagvattenledningar. Detta medför att den andel av nettonederbörden som kan infiltrera och bilda grundvatten minskar samt att avrinningen ökar, se figur 12. Ledningsgravar och rörledningar under grundvattenytan kan fungera som dräneringsledningar. Detta leder till snabbare grundvattenavrinning och kan även påverka strömningsbilden och grundvattennivåerna. I figur 12 nedan illustreras vattenbalansens principiella utseende i ett icke-urbant samt ett urbant område. Figur 12 a) Vattenbalans i icke-urbant område, b) Vattenbalans i urbant område. Principfigur. 4.3 Nederbörd 4.3.1 Nederbördsstationer veriges Meteorologiska och Hydrologiska Institut (MHI) utför idag nederbördsmätningar vid 2 stationer inom kommunen: 5334 Malmö (Jägersro) resp 5336 Malmö (Heleneholm). Fram till och med 1995 utförde MHI även mätningar vid 5235 (Turbinen). Inom angränsande kommuner finns ytterligare en nederbördsstation: 5329 Vellinge. Fram till 1969 utfördes även mätningar vid 5364 Alnarp och fram till maj 1996 vid 5339 Alnarp Fruktavd. Nederbördsstationerna redovisas i tabell 1 nedan. Malmö tad, VA-verket, utför nederbördsmätningar vid 7 stationer, se tabell 2. 24 (73)
Nederbördsstationernas lägen redovisas i bilaga 4. Tabell 1 MHI:s nederbördsstationer, lägen och mätperiod Klimatstation Läge Mätseriens längd Typ av avläsning 5329 Vellinge jan 75 - Manuell 5334 Malmö Jägersro nov 95 - Automatisk 5235 Turbinen 1990-1995 Automatisk 5336 Malmö Heleneholm <jan 61 - Manuell 5337 Malmö II Turbinen <jan 61 - nov 92 Manuell 5339 Alnarp Frukt <jan 61 - maj 96 Manuell 5364 Alnarp <jan 61 - feb 69 Manuell Tabell 2 Malmö tads nederbördsstationer, lägen och mätperiod. Klimatstation Mätseriens längd Typ av avläsning Limhamn okt 89 - Automatisk Turbinen 1963 - sept 89; okt 89 - Manuell; Automatisk Augustenborg okt 89 - Automatisk Bulltofta okt 89 - Automatisk Hyllie okt 89 - Automatisk Klagshamns reningsverk Uppgift saknas Uppgift saknas jölunda reningsverk Uppgift saknas Manuell 4.3.2 Nederbördsdata Nederbördsdata för MHI:s stationer är tillgängliga i olika former. Från MHI kan beställas månadsmedelvärden för valfri period och station. Dessa värden är okorrigerade rådata. Nederbördsdata redovisas ofta som sk normalvärden. Med normalvärde avses det aritmetiska medelvärdet under en 30-årsperiod. 25 (73)
Normalvärden kan avse såväl månadsmedelvärden som årsmedelvärden. För vissa 30-årsperioder, sk standardnormalperioder, publiceras referensnormaler. Den senaste redovisningen av referensnormaler omfattar åren 1961-90 (Alexandersson et al 1991). Referensnormaler är månadsmedelvärden vilka uppfyller vissa krav på homogenitet, dvs att mätningarna utförts under samma betingelser under hela mätperioden. yftet med referensnormalerna är att möjliggöra jämförelser mellan olika orter. Om en nederbördsstation inte varit i drift hela perioden beräknas interpolerade värden. Om en mätserie är inhomogen kan referensnormalvärden beräknas som hänför sig till den senaste delen av mätserien. Den verkliga nederbörden, dvs den nederbörd som når markytan, är större än den nederbörd som uppmäts i nederbördsmätare och som redovisas i referensnormalerna. För att redovisa den verkliga nederbörden används därför sk korrigerade nederbördsdata. Att nederbördsmätarna underskattar den verkliga nederbörden beror på i huvudsak tre felkällor: vindturbulens, vätningsförlust och avdunstning. Den största felkällan är vindturbulens. För att kunna bedöma den verkliga nederbörden måste således korrektioner utföras. Felkällornas storlek har undersökts av MHI (Eriksson 1980) som också redovisar korrektioner för utvalda nederbördsstationer. Korrektionen är specifik för varje nederbördsstation och ligger vanligen i intervallet 13-26 % med ett medelvärde på 18 %. Korrigerad nederbörd redovisas även översiktligt i veriges vattenbalans (Brandt et al 1994). Referensnormalvärden (Alexandersson et al 1991) och korrigerade nederbördsvärden för nederbördsstationer i och kring Malmö redovisas i tabell 3. 26 (73)
Tabell 3 Uppmätt nederbörd för MHI:s nederbördsstationer, referensnormaler 1961-90 samt korrigerad medelnederbörd. Korrektionen för Malmö II har beräknats av MHI (Eriksson 1980). För övriga stationer har korrektionen bedömts till medelvärdet 18 %. Klimatstation Period Referensnormal, mm/år Korrektion, % Korrigerad medelnederbörd, mm/år 5329 Vellinge jan 75 dec 90 582 18 687 5336 Malmö jan 61 dec 90 603 18 705 5337 Malmö II jan 61 dec 90 540 17 637 5339 Alnarp Fruktavd jan 61 dec 90 569 18 671 5364 Alnarp jan 61 feb 69 536 18 632 I tabell 4 nedan redovisas nederbördsdata från Malmö tads mätstationer. Nederbördsdata redovisas som årsmedelnederbörd och schablonmässigt korrigerad årsmedelnederbörd 1990-1998 samt den korrigerade årsnederbördens max- och minvärden 1990-1998. Tabell 4 Uppmätt nederbörd för Malmö tads nederbördsstationer, VA-verket. För stationerna har korrektionen schablonmässigt antagits till 18 %. tation Medelnederbörd, mm/år Korrigerad nederbörd, mm/år Medel Max Min Limhamn 553 652 886 472 Turbinen 560 661 1024 422 Augustenborg 550 649 915 399 Bulltofta 475 561 848 399 Hyllie 532 628 784 474 De redovisade värdena på årsmedelnederbörd för MHI:s stationer (tabell 3) och Malmö tads stationer (tabell 4) är inte direkt jämförbara. Detta beror i första hand på följande orsaker: 27 (73)
Årsmedelnederbörden för de två stationsnäten avser olika tidsperioder, 1961-90 (MHI) respektive 1990-98 (Malmö tad). Det kan finnas skillnader i typ och placering av nederbördsmätare. Vid beräkning av korrigerad medelnederbörd introduceras också en osäkerhet då korrektionens storlek inte är närmare känd för flertalet stationer. För MHI:s station 5337 Malmö II har korrektionen beräknats till 17 % (Eriksson 1980). För övriga MHI-stationer har antagits 18 %, vilket är medelvärdet för korrektioner vid MHI:s stationer i verige. För Malmö tads stationer är inget känt om korrektionernas storlek. I tabell 4 ovan har därför antagits en schablonmässig korrektion på 18 %. Vid jämförelse mellan MHI:s och Malmö tads nederbördsstationer måste också beaktas att en stad är ett meteorologiskt heterogent område. killnader i faktisk nederbörd kan förekomma. Med ledning av korrigerade nederbördsdata från MHI:s stationer har årsmedelnederbördens storlek i Malmöområdet 1961-1990 bedömts och redovisas med isohyeter (linjer för lika nederbörd) i figur 13. Figur 13 Isohyeter för bedömd korrigerad årsmedelnederbörd, MHI:s stationer, mätperiod 1961-1990. 28 (73)
Med ledning av figur 13 har medelnederbörden för centrala Malmö bedömts ligga i intervallet 640-710 mm/år. om ett ungefärligt värde på medelnederbörden i Malmö kan därför vid översiktliga beräkningar och bedömningar användas värdet 675 mm/år. Detta värde stämmer väl överens med redovisade översiktliga nederbördsdata enligt MHI (Brandt et al 1994). 4.4 Avdunstning Avdunstningen har beräknats översiktligt av MHI (Brandt et al 1994) genom att subtrahera nederbörds- och avrinningsdata. Resultatet presenteras som en översiktlig avdunstningskarta, se figur 14. Upplösningen i avdunstningskartan är låg och avdunstningen kan endast översiktligt bedömas till, sannolikt övre delen av, intervallet 400-500 mm/år. Enligt MHI:s avdunstningskarta för perioden 1931-1960 (Eriksson 1980), vilken är mer detaljerad än ovan nämnda, låg årsmedelavdunstningen för området kring Malmö under denna period kring 450 mm. Kartan stämmer i stora drag med avdunstningskartan för perioden 1961-1990, varför man kan anta att inga större förändringar av årsmedelavdunstningen ägt rum. I beskrivningarna till GU:s hydrogeologiska kartblad Ag 4 (Trelleborg NV/Malmö V) respektive Ag 6 (Trelleborg NO/Malmö O) refereras till VBB/IB:s utredning Grundvattentillgångar i sydvästra kåne 1970. Enligt beräkningar i denna utredning uppgår medelavdunstningen i sydvästra kåne till mellan 360 och 450 mm/år. 29 (73)
Figur 14 Årsmedelavdunstning i mm för perioden 1961-1990 enligt MHI (Brandt et al 1994). om ett ungefärligt värde på årsmedelavdunstningen i Malmö kan, som en sammanfattning av ovan refererade beräkningar, vid översiktliga beräkningar och bedömningar användas värdet 450 mm/år. Evapotranspirationens storlek beror på en rad parametrar, bl a nederbördens storlek och fördelning, växtlighetens karaktär, temperaturförhållanden och markförhållanden, vilka uppvisar lokal variation. Detta innebär att man kan förvänta sig att den faktiska årsavdunstningen i Malmö varierar kraftigt mellan olika områden. Inom områden med jordar med hög infiltrationsförmåga kan man t ex förvänta sig en lägre avdunstning, kanske i storleksordningen 200 mm/år. Inom områden med jordar med låg infiltrationsförmåga kan man förvänta sig en högre avdunstning, kanske i storleksordningen 500 mm/år. 4.5 Nettonederbörd Med en antagen årsmedelnederbörd på 675 mm/år och en årsavdunstning på 450 mm/år blir nettonederbörden ca 225 mm/år. I beskrivningen till GU:s hydrogeologiska kartblad Ag 4 (Trelleborg NV/Malmö V) och Ag 6 (Trelleborg NO/Malmö O) redovisas lägre värden på medelnettonederbörden. Dessa värden har dock uppskattats med utgångspunkt från ej korrigerad nederbörd, varför medelnettonederbörden underskattas. Om nederbördsvärdena korrigeras 30 (73)
erhålls en medelnettonederbörd i storleksordningen 250 mm, vilket överensstämmer väl med ovan gjorda bedömningar. Då såväl nederbörd som avdunstning varierar mellan olika områden kommer den faktiska nettonederbörden att variera betydligt. Enligt vad som redovisats ovan (se t ex tabell 3 och 4) kan årsmedelnederbörden variera inom intervallet ca 550-700 mm/år. Vad gäller evapotranspirationen är variationen mindre känd, men kan antas variera inom intervallet 200-500 mm/år. Man kan därför förvänta sig att nettonederbörden, åtminstone teoretiskt, kan variera inom intervallet 50-500 mm/år. om ett ungefärligt värde på medelnettonederbörden i Malmö kan vid översiktliga beräkningar och bedömningar antagas 225 mm/år. 4.6 Avrinning Nettonederbörden avrinner som grundvatten, ytvatten samt i rotzonen. I urbana områden tillkommer även en betydande dagvattenavrinning. Den totala årsavrinningen och årsnettonederbörden skall, sett över en längre tidsperiod, i princip vara lika stora. Den totala avrinningens fördelningen mellan ytvattenavrinning, grundvattenavrinning, avrinning i rotzonen och dagvattenavrinning varierar från område till område och beror på de lokala förhållandena. Årsavrinningen i medeltal för perioden 1961-1990 har beräknats och presenterats i kartform av Brandt et al 1994. För Malmö kan uppskattas ett värde inom intervallet 225-250 mm/år. Den beräknade årsavrinningen motsvarar godtagbart den ovan beräknade årliga medelnettonederbörden. 4.7 Grundvattenbildning Med grundvattenbildning menas den del av nettonederbörden som infiltrerar och perkolerar ner i den mättade zonen. Inom de flesta områden i Malmö börjar den mättade zonen 1-3 m ner i jordlagren, varför grundvattenbildning i praktiken är en process som sker i jordlagrens övre delar. Grundvattenbildningens storlek beror dels på den tillgängliga nettonederbördens storlek, dels på faktorer som jordart, topografi, avdunstningsförhållanden och vattenmättnaden i jordlagren. Man kan därför förvänta sig stora variationer i grundvattenbildning mellan olika områden. 31 (73)
Då grundvattenbildningen storlek beror av många faktorer, varav många uppvisar stark lokalvariation, är den också svår att beräkna. Med utgångspunkt från de ytliga jordlagerförhållandena kan dock följande översiktliga bedömningar göras: I permeabla jordarter, t ex sand- eller grusavlagringar är nettonederbörden ofta hög och större delen av denna kan bilda grundvatten. Grundvattenbildningen i dessa jordarter bedöms ligga i intervallet 250-500 mm/år. Inom områden med mindre permeabla jordarter, t ex lera eller lerig morän, är nettonederbörden ofta låg och en mindre del av denna kan bilda grundvatten. Grundvattenbildningen i dessa jordarter bedöms ligga i intervallet 50-200 mm/år. Inom områden med stor andel hårdgjorda ytor och dagvattenuppsamling, t ex centrala Malmö, kan grundvattenbildningen vara mycket låg, uppskattningsvis < 25 mm/år. Det måste understrykas att det hydrologiska kretsloppet, och särskilt grundvattenbildningen, inom tättbebyggt område i stor utsträckning styrs av dagvattenuppsamlingen. om ett ungefärligt värde på grundvattenbildningen inom olika områden i Malmö kan vid översiktliga beräkningar och bedömningar antagas följande: utanför tättbebyggt område, mer genomsläppliga jordarter: 300 mm/år, utanför tättbebyggt område, mindre genomsläppliga jordarter: 100 mm/år, tättbebyggt område, utanför de centrala delarna: 100 mm/år, tättbebyggt område, centrala delarna: 25 mm/år. om ett genomsnittligt värde på grundvattenbildningen för Malmö tad kan vid översiktliga beräkningar och bedömningar antagas 130 mm/år. 32 (73)
4.8 Läckage till och från kalkberggrunden Mellan grundvattnet i jordlagren och i kalkberggrunden uppstår ofta en viss tryckskillnad. Orsaken till denna är grundvattnets strömningsmönster, se kapitel 5.3.1. Tryckskillnaden ger upphov till en vertikal transport av grundvatten mellan de två enheterna, sk läckage. Läckagets storlek beror av tryckskillnadens storlek och den vertikala hydrauliska konduktiviteten i de olika materialen. Beroende på i vilken enhet trycket är störst, kan läckaget vara uppåt eller nedåtriktat. Under naturliga förhållanden är tryckskillnaden mellan grundvattnet i jordlagren och i kalkberget relativt liten. Normalt är tryckgradienten riktad neråt, men det finns även områden där tryckgradienten kan vara riktad uppåt (se kapitel 5.3.1). Om grundvattenuttag sker i kalkberget så medför detta en trycksänkning i kalkberget, vilket medför att läckaget lokalt ökar. Läckagets storlek är således till stor del beroende på fördelningen och omfattningen av grundvattenuttag i kalkberget. Läckaget till kalkberget inom Malmö varierar enligt gjorda modellberäkningar (VBB VIAK 1998) mellan mer än 200 mm/år nedåtriktat till mer än 200 mm/år uppåtriktat, se bilaga 5. Det genomsnittliga nettoläckaget har beräknats vara nedåtriktat ca 20 mm/år. 4.9 Grundvattentillgångar 4.9.1 Den totala grundvattenbildningens storlek Den totala grundvattenbildningen Q (m 3 /år) kan uppskattas genom att multiplicera årlig genomsnittlig grundvattenbildning q per m 2 (mm/år) med den totala arean A (m 2 ) inom vilken grundvattenbildning äger rum, dvs enligt följande uttryck: Q = q x A x 0.001 Arean inom vilken grundvattenbildning äger rum inom Malmö tad kan uppskattas till ca 145 km 2 och den årliga grundvattenbildningen (se kapitel 4.8) till 130 mm. Den totala grundvattenbildningen uppgår då till i storleksordningen 20 Mm 3 per år, vilket motsvarar ca 600 l/s. 33 (73)