SGU Sveriges geologiska undersökning är expertmyndighet för frågor om berg, jord och grundvatten.
SGU kartlägger Sveriges geologi jordarter grundvatten berggrund maringeologi geokemi geofysik
SGUs huvuduppgifter Främja användningen av geologisk information i samhällsplaneringen
SGUs huvuduppgifter Samla och stärka den geologiska forskningen i Sverige
SGUs huvuduppgifter Lyfta fram geologi och geologisk kunskap i samhällsdebatten och i skolan
All vår verksamhet ska präglas av ett långsiktigt miljöperspektiv.
Del 1 borrning och pålning
Borrning, pålning och grävning i föroreningsskadade områden Göran Risberg
Varför engagerar sig SGU i detta Svaret = Grundvatten av god kvalitet/giftfri miljö.
Fokus för mina delar Hur bergvärmeborrning och pålning utförs Spridning vid borrning, pålning och grävning Val av anläggningsmetoder och skyddsåtgärder
Varför borrar man Kommunal vattenförsörjning i jord/berg Enskild vattenförsörjning jord/berg Bevattning Industrins vattenförsörjning Avsänkning Energilager Energibrunnar Undersökning
Utförande av brunn
Varför pålning, spontning och topphammarborrning Stabilisering för tex Vägbyggnation Husbyggen Markundersökning mm
Pålning Spetsburen påle Mindre jorddjup drivs till berg Friktionspåle Slås ned vid stora jorddjup i sand Kohesionspåle och jetpåle (KC pålning) Vid stora ler/silt djup Borrade rörpålar Vid stenigt material och vanlig pålning ej möjlig
Borrning och pålning skillnader och likheter 99% av all borrning sker med tryckluft och sänkhammare 99 % av all pålning sker med topphammare
Borrning DTH (down the hole) = sänkhammare borrning med tryckluft alt vatten (ej vanligt) Pålning vanligtvis slag, vibration eller hydraulik, borrning kan förekomma
Kärnborrning Kul! men inte aktuellt för denna kurs
Ni känner väl till SGUs -Brunnsarkiv >500 000 brunnar, de flesta borrade Teknisk information (dimension,djup, fodring etc.) Jord- och berglagerföljd Läge och fastighetsbeteckning Grundvattennivå samt provpumpningsdata
Olika typer av utnyttjande av geoenergi Bergvärme Bergkyla Ytjordvärme Grundvattenvärme/akviferlager Geotermi Borrhålslager
Enkelt U-rör
VP Principskiss över en energibrunn Jord Köldbärarvätskan transporterar värme till värmepump Köldbärarvätskan transporterar kyla till borrhål Berg VÄRMETRANSPORT - - - Kylning av borrhål skapar ojämnvikt vilket innebär att värme transporteras mot borrhål Avgörande faktorer för möjliga värmeuttagets storlek: 1 borrhålets djup 2 bergets värmeledningsförmåga 3 berggrundens utgångstemperatur
Bergvärme, ofta till en enskild villa i tätbebyggelse, hämtar värme från berget Geotec Utnyttjad energi huvudsak solvärme = förnyelsebar energikälla Värme transporteras till borrhål genom att borrhålet kyls ned Enbart den vattenfyllda delen av borrhålet bidrar med energi
Grundvattenvärme / akviferlager Geotec
Borrhålslager för kombinerad försörjning av värme och kyla Geotec
Energilagerborrning
Ytjordvärme, ofta för enskild villa på landsbygd, hämtar värme från de övre jordlagren Geotec
Del 2 spridningsvägar
Urban miljö är komplex
Vattnets infiltration
Grundvattenmagasin
Ex sand Ex urberg Ex sandsten Ex kalkberg Por-akvifer = jordlager = grävda brunnar/spetsar filterbrunnar Sprick-akvifer = bergborrade brunnar / sprängda grävda brunnar
Grundvattenmagasin Öppet Slutet Artesiskt
Vattenuttag påverkar grundvattenströmningen
Och även infiltration..
Nationell skala 1:1 miljon Regional (län) skala 1:250 000 Lokal (kommun) skala 1:50 000 Grundvattenkartor
Jordarter Svallsand Lera Sand o grusåsar Sand o grusåsar Morän
Jordarter på djupet Lundin 1988
Jordartskartor olika skalor, olika noggrannhet Regional nivå 1:250 000 noggrannhet ca 250 m Regional nivå 1:50 000-1:100 000 noggrannhet ca 50-200 m Lokal nivå 1:50 000 noggrannhet ca 50 m
Exempel på grundvattnets strömningshastighet
Vatten i berg i urban miljö Höst 2008
Grundvatten i berg Heterogenitet och anisotropi i alla skalor Vattenflödena kommer aldrig att kunna kartläggas i detalj Finns ytterst lite utvinningsbart vatten i berget (<0.05%) Den viktigaste faktorn vid kartering av vattentillgångar i berg är att kartera jordlagren!! Ibland vattenrikast i randområdena till en förkastningszon
Grundvatten i berg, forts Grundvattenbildning till berg 20 mm/år (typ) Berggrundvattenbildningen ökar vid avsänkning till viss gräns Det finns tidvattensvängningar hos berggrundvattenytan Berggrundvattnets snabba respons beror på ytbelastning av nederbörd
Borrning i förorenade områden Påverkan under borrning (risk relativt lik andra undermarksarbeten med entreprenadmaskin /kompressor) Risk för kortslutning av vattenförande lager Risk för utläckage av köldbärarvätska Saltvattenpåverkan (okänd = forskning behövs)
Föroreningens egenskaper påverkar spridningen via borrhålet
Knutsson & Morfeldt 2002
Grundvattenrisker = spridningsrisker med grävning Under grävning /entreprenad Hydraulisk kortslutning (grävning genom tätande skikt) Hantering grävmassor Utläckage från grävare. Efter entreprenad Förändrade strömningsmönster (t.ex dränering) Ökad genomsläpplighet (syresättning)
Grundvattenrisker = spridningsrisker med energiborrning och pålning Under borrning /entreprenad Hydraulisk kontakt/grundvattenavsänkning Utläckage från borrmaskin / kompressor Utläckage köldbärarvätska Efter entreprenad Läckage foderrör / berg (svets + tätning) Hydraulisk kortslutning Termisk hävning (större risk för kylanläggning??) Grundvattenavsänkning (grundvattenvärme)
Spridning via brunnen 1
Spridning via brunnen 2
förorening Genomsläppligt jordlager Tätande lager Genomsläppligt jordlager Dålig grundvattenkvalitet Kontakt via borrhål Bra grundvattenkvalitet
Energibrunn Vattenbrunn / Vattenuttag Hydraulisk kontakt mellan borrhål - Under borrning orsakad av tryckluft - Efter borrning orsakad av vattenuttag
Jordlager Poröst berglager kalksten/sandsten Tätande berglager lerskiffer Poröst berglager kalksten/sandsten Dålig grundvattenkvalitet Kontakt via borrhål Bra grundvattenkvalitet
Del 3
Termisk återfyllning Vanligtvis bentonit/cement Återfyllning genom injektering (från botten) Återfyllning som är tät =hydraulisk kond < 10-9(-8) Återfyllning som tål frysning Återfyllning som inte skadar grundvatten Återfyllning som inte skadar slangar Men vad gör vi med jordlagren
Återfylla hela borrhålet eller del av borrhål? Jordlager Poröst berglager kalksten/sandsten Tätande berglager lerskiffer Poröst berglager kalksten/sandsten Dålig grundvattenkvalitet Kontakt via borrhål Bra grundvattenkvalitet
Green collector = Brunnstrumpa Frågetecken 1 Hur väl tätar den 2 Åldersbeständighet 3 Tålighet - vassa kanter - hydraulisk kontakt.som behöver redas ut
Vilka faktorer påverkar ditt beslut Typ av förorening Uppströms föroreningskällan mindre påverkansrisk längre strömningstid Tät eller genomsläpplig jordart Avstånd till grundvattenytan
Hur kan man bevisa om påverkan skett? Ta vattenprov i drabbad brunn + borrad brunn Provpumpa och mät nivåer (hydraulisk kommunikation) Besiktiga ev. filma drabbad brunn inriktning på svetsfog foderrör, tätning mellan foderrör och berg Inventera om annan påverkankälla kan finnas