MILJØEFFEKTER OG MULIGHET FOR ETABLERING AV LANDBRUKSAREAL VED OPPFYLLING AV SPRENGSTEIN MÆL

Transkript

1 Oppdragsgiver: Rjukan Mountain HAll AS Oppdrag: Reguleringsplan Fjellhaller Rjukan Del: Dato: Skrevet av: Nina Syversen og Per Kraft Kvalitetskontroll: Per Kraft MILJØEFFEKTER OG MULIGHET FOR ETABLERING AV LANDBRUKSAREAL VED OPPFYLLING AV SPRENGSTEIN MÆL INNHOLD 1 Innledning Miljøeffekter for fisk i Måna ved bruk av sprengstein som oppfyllingsmasse Skarpkantede partikler Tålegrense for fisk mhp ammonium Resultater fra tidligere undersøkelser Vurdering av mulig nitrogenavrenning fra sprengstein Oppbygging av utfyllingsområde Hydrotekniske tiltak Stabilitet i utfyllingsområde Konklusjon Videre arbeid INNLEDNING Rjukan Mountain Hall Tinn Energi AS ønsker å bygge fjellhaller for datalagring på Dale og Mæl. Dette betyr uttak av store mengder steinmasser ca m 3 løssprengt stein fra fjellhallen på Dale og ca m 3 løssprengt stein fra fjellhallen på Mæl. Etterbruk og deponering har vært et av hovedspørsmålene som må avklares før anleggene kan etableres. Det skal lages en reguleringsplan i forbindelse med tiltaket, som inkluderer håndtering av steinmasser med etterbruk og deponering. En mindre andel av denne sprengsteinen er foreslått som oppfyllingsmasse til utnyttelse til jordbruksformål. Foreslått areal vises på figur 1, og er lokalisert like sydvest for kanal til kraftstasjonen, like syd for utløpet av Måna til Tinnsjøen. Asplan Viak AS - Industritunet, Dyrmyrg Kongsberg - Tlf Faks asplanviak.no

2 Måna Figur 1. Lokalisering av område foreslått som utnyttelse til jordbruksformål. Sprengstein fra fjellhaller skal brukes til oppfylling. 2 MILJØEFFEKTER FOR FISK I MÅNA VED BRUK AV SPRENGSTEIN SOM OPPFYLLINGSMASSE Det arbeides med å få opp bestanden av ørret i Måna etter kraftutbyggingen. Både ammonium/ammoniakk og skarpkantede partikler stammer fra sprengingsprosessen og kan være skadelig for fisk. Måna hadde i august 1999 en gjennomsnittlig restvannføring på ca. 1,4 m 3 /sek på elvestrekningen overfor Såheim. Uregulert normalvannføring var på ca. 50 m 3 /sek. Det ble gjennomført elverestaureringstiltak i Måna fram til Elverestaureringstiltakene omfattet innsnevringer av elveleiet og etablering av nye terskler for å sikre elva og fisken et mer variert preg. Dette betyr at elva i dag veksler mellom vannspeil av stillestående karakter og småstryk (Kilde: Øst Telemark Brukseierforening). Det er planer om gjennomføring av flere restaureringstiltak. Det er kjent at utsprengt stein inneholder nitrogenrester fra sprengstoff, og at dette medfører nitrogenavrenning. Det er tidligere målt høye verdier av ammonium/ammoniakk ved dumping av sprengstein i eks elver (eks. NIVA ; ). I tillegg har det også vært en del skarpkantede partikler på sprengstein som har blitt vasket ut ved dumping av stein i elv eller sjø. Miljøeffekter og mulighet for etablering av landbruksareal ved oppfylling av sprengstein MÆL 2

3 Det er derfor behov for å vurdere mulige negative effekter av nitrogen og evt. skarpkantede partikler på fisk i Måna ved bruk av sprengstein som fyllmasse i område vist i figur 1. Det vil ikke bli oppfylling av sprengstein direkte i Måna. Det legges opp til at eksisterende elvekant og anleggsveg mellom utfyllingsområde og Måna beholdes. Eksisterende elvekant består sannsynligvis av en steinfylling bygd opp i forbindelse med etablering av kraftstasjonen på 50-tallet (Oddmund Olesrud, Tinn landbrukskontor). Det er usikkert hvor mye finere materiale denne kanten består av, men det er sannsynlig at det er avsatt noe finstoff i årenes løp også med tanke på at dette ligger i en bakevje delvis skjermet av kanal til kraftstasjonen. Flyfoto over området ( figur 2) viser også en stor forskjell i vannkvalitet mellom Måna (blå farge) og innenforliggende basseng (brun farge), noe som tyder på at det er avsatt en del finstoff og således ikke er så god hydraulisk forbindelse mellom Måna og område som skal fylles opp, som en steinfylling skulle tilsi. Måna Aktuelt område for oppfylling Figur 2. Flyfoto over aktuelt oppfyllingsområde ( Miljøeffekter og mulighet for etablering av landbruksareal ved oppfylling av sprengstein MÆL 3

4 2.1 Skarpkantede partikler Finstoff i forbindelse med sprengningsarbeider, kan skade gjellene til fisk. Det antas imidlertid at skarpkantede partikler fra sprengstein hovedsakelig vil sedimentere innenfor oppfyllingsområde, og at dette ikke vil påvirke Måna direkte. Eksisterende elvekant vil også fungere som en buffer og det vil kun være når vannstanden synker at noe vann og følgende partikler kan trekkes ut i Måna. Dette anses som et minimalt problem - gitt at eksisterende elvekant beholdes under hele anleggsperioden. 2.2 Tålegrense for fisk mhp ammonium Tålegrensen for fri ammoniakk for fisk er 25 µg/l (NIVA-rapport ). NIVA-rapport viser en tabell hvor tålegrensen for fisk (25 µg fri NH 3 /L) er omregnet til konsentrasjon av ammonium for forskjellige ph-verdier og temperaturer. Med en ph på ca. 7 og en temperatur på ca. 15 ºC, vil tålegrensen for fisk være 9,2 mg NH 4 +NH 3 (ammonium)/l. Tilsvarende tall for samme ph og 10 ºC er 13,4 mg ammonium/l. 2.3 Resultater fra tidligere undersøkelser Det finnes lite litteratur som beskriver rester av nitrogen fra sprengstoff og da som ammonium/ammoniakk, og avrenningspotensialet fra sprengstein. Mengde og type rester vil avhenge av en rekke faktorer, som type sprengstoff, om det er fra tunnelvirksomhet eller dagbrudd, og om sprengsteinen legges direkte som fyllmasser eller om den mellomlagres før bruk. NIVA gjennomførte på slutten av 1990-tallet (1997) en undersøkelse vedrørende denne problemstillingen i forbindelse med utfylling av sprengstein i Drammenselva (NIVA-rapp ). I den undersøkelsen ble det målt avrenning av ammonium fra ikke-mellomlagrede masser på ca 23 mg/l. Sprengsteinen stammet fra tunneldriving og var utført med slurrysprengstoff. Undersøkelsen var gjennomført som et risteforsøk og viste avrenningspotensialet fra finknust tunnelmasse med fraksjon 0-8 mm. Mellomlagrede masser ( en tid under åpen himmel samme fraksjon) hadde en konsentrasjon på 2 mg ammonium/l; dvs. betydelig lavere enn fra masser som ble brukt direkte som fyllmasser i elva. Det er sannsynlig at avrenningen fra den finknuste fraksjonen er vesentlig høyere og mer konsentrert enn en gjennomsnittlig verdi for hele sprengsteinmassen. NIVA overvåket vannkvaliteten i Drammenselva i forbindelse med utfyllingen av sprengstein i nedre delen av elva (NIVA-rapp ). Det ble her konkludert med at konsentrasjonen av ammonium på 10 m avstand fra utfylling var fortynnet, men allikevel nesten alltid høyere enn bakgrunnsverdiene, mens på 30 m avstand som regel på nivå som bakgrunnsverdier. Videre ble det konkludert med at det var lite trolig at utfyllingen hadde direkte giftvirkninger på fiskefaunaen da denne har mulighet til å unngå de mest belastede områdene. Bunndyrsamfunnet nær fyllingen ble derimot trolig sterkt redusert både som følge av høye ammoniakkonsentrasjoner og som følge av nedslamming av bunnområder. Miljøeffekter og mulighet for etablering av landbruksareal ved oppfylling av sprengstein MÆL 4

5 Det er å forvente at bunndyrsamfunnet vil være reetablert innen 1-2 år (NIVA-rapp ). I dette tilfellet ble det brukt emulsjonssprengstoff bestående i hovedsak av NH 4 NO 3 og det ble brukt sprøytebetong til fjellsikring. Gjennomsnittlig avrenning av ammonium var 11,5 g/tonn sprengstein. Avrenningen av totalnitrogen tilsvarte ca. 15 % av nitrogenet i benyttet sprengstoff, og ammonium tilsvarte ca. halvparten av dette. Konsentrasjonen av ammonium etter første vask var i gjennomsnitt 46 mg NH 4 -N/L. Konsentrasjonen avtok raskt med økende antall vask (første vask utgjorde ca. 65 % av all ammoniumutvaskingen). I forbindelse med byggingen av dobbelt jernbanespor mellom Sandvika og Asker ble det sluppet ut tunnel- og drensvann i Sandvikselva. NINA utførte etterundersøkelser i Sandvikselva (NINA Minirapport 128, nov 2005), og konkluderte med at: Utslippet av tunnelog drensvann i Sandvikselva ved Bjørnegårdsvingen har ikke hatt negative effekter på verken fisk eller bunnfauna. 2.4 Vurdering av mulig nitrogenavrenning fra sprengstein I følge ulike forsøk og målinger gjennomført i forhold til denne problemstillingen, kan det være i størrelsesorden opp til 100 mg nitrogen per liter vann i avrenning fra nyutsprengt stein. Nitrogenet kan forekomme i form av ammonium eller nitrat. Begge former vil gi en gjødslingseffekt. Nitrogeninnholdet og sammensetningen av dette kan variere noe med type sprengstoff og sprengningsteknikk. Det er målt i størrelsesorden 50 mg ammonium per liter vann i avrenning fra nysprengt stein. I utbyggingsprosjekter hvor det inngår både sprengningsarbeider og betongarbeider kan avrenningsvann få høy ph, og innhold av ammoniakk kan bli høyt. Tålegrense for ammonium i vann for fisk er beregnet til ca 9,2 mg per liter ved ph 7, og ca 13,4 mg per liter ved ph 10 (ved 15 grader Celcius). Etter en første utvasking/avrenning avtar nitrogeninnholdet i avrenningsvannet betydelig. Samlet betyr dette at ufortynnet avrenning fra nysprengt stein kan være giftig for fisk. En fortynning på ca 1:5 vil bringe innholdet av ammoniakk ned til tålegrensen for fisk. En fortynning større enn 1:10 vil gi en fortynning som med en sikkerhetsfaktor på 2 bringer innholdet av ammoniakk under tålegrensen, noe som antas å være lett å oppnå i dette tilfellet. En mulig lekkasje av ammonium ut mot Måna vil også fordeles over en strekning på flere hundre meter, noe som bidrar til økt fortynning. Med en antatt avrenning på ca. 10 g ammonium/tonn sprengstein (NIVA-rapp ), egenvekt på sprengstein på ca. 1,5, og en topp produksjon på 200 lass per døgn á 18 m 3, og at avrenningen skjer ved minstevannføring på 1,4 m 3 /s, vil en få en gjennomsnittlig dagkonsentrasjon på ca. 0,4 mg ammonium/l, noe som er langt under tålegrensen. Det er da ikke forutsatt noen fortynningseffekt før mulig utlekking til Måna. Dette vil imidlertid være det reelle, og øker sikkerheten til tålegrensen ytterligere. Det er forutsatt at eksisterende elvekant beholdes under hele oppfyllingsfasen. Dette betyr at elvekanten vil fungere som et filter for ammonium. Ammonium er et positivt ladet ion, som binder seg til finere partikler, som sand. Dette vil redusere faren for påvirkning på fisk ytterligere. Miljøeffekter og mulighet for etablering av landbruksareal ved oppfylling av sprengstein MÆL 5

6 Et annet moment vedrørende utvasking av nitrogenforbindelser fra sprengstoff, er at dette i teorien kan føre til økt eutrofiering og ha betydning for oppblomstring av giftige alger. Ettersom det er fosfor som er begrensende vekstfaktor for algevekst i de fleste innlandssjøer, er ikke tidsbegrenset nitrogenutslipp ansett å kunne ha store konsekvenser. 3 OPPBYGGING AV UTFYLLINGSOMRÅDE Det er foreslått oppfylling av ca m 3 sprengstein fordelt over området vist i figur 3 under. Dette betyr en oppfylling til ca. maks kote 194 med en jevn helling mot Måna. Høyeste regulerte vannstand i Tinnsjøen er til sammenligning 191,62. I følge Nikolai Østhus i Øst- Telemarken Bruksforening, overskrides dette nivået et par ganger i året Figur 3. Detalj over område aktuelt for oppfylling, samt foreslått profil (se profil 3 og 4 på kartutsnitt) etter oppfylling (nederste del av figur). Miljøeffekter og mulighet for etablering av landbruksareal ved oppfylling av sprengstein MÆL 6

7 Eksisterende høydekoter i området varierer fra ca (profil 3 og 4, figur 3). Det forutsettes at området graves ut med i gjennomsnitt ca. 1,5 m før oppfylling. Det forutsettes suksessiv oppfylling. Eksisterende matjord (øverste 30 cm), skal graves vekk og skilles ut og lagres i egne hauger. Undergrunnsjord som ikke er for grov, skal også skilles ut og tas vare på for tilbakefylling under matjordlaget. Dersom massene legges ut som endetippsfylling, vil sprengsteinsmassene bli komprimert ved overkjøring og sortert ved dosing med fineste fraksjon øverst. Det reduserer behov for overgangslag/forkilingslag for å unngå nedrasing av jordlag i sprengsteinsmassene. Det foreslås følgende oppfylling av området, beskrevet fra topp til bunn: 30 cm matjord - 70 cm undergrunnsjord Fiberduk? 30 cm Forkilings- og utrettingslag (f.eks 0-80 mm) 20 cm Fin pukk eller maskinkult? Sprengstein (2 4 m mektighet). Oppbygd lagdeling er vist på figur 4 Matjord Undergrunnsjord Fiberduk? Forkilings- og utrettingslag Fin pukk? Sprengstein Figur 4. Forslag til oppbygd lagdeling ved utfylling og etablering av jordbruksareal Som matjordlag kan benyttes stedegen toppjord innenfor aktuelt område samt bunnsedimenter i eksisterende dam på området. Det kan bli behov for innblanding av masser med mer organisk materiale eller eventuelt rent organisk materiale som torv og/eller husdyrkompost. Som undergrunnsjord kan benyttes stedegne undergrunnsmasser forutsatt at disse ikke er for grove. Bruk av stedegne masser forutsetter at disse graves bort lagvis og mellomlagres og tilbakefylles etter utfylling av sprengstein. Det vil sannsynligvis være aktuelt å arbeide seksjonsvis innenfor området. Sprengstein som skal deponeres vil sannsynligvis være dominert av blokk og stor stein. For å unngå nedrasing av løsmasser og jord, må det derfor tilføres et lag med overgangsmasser i passende størrelsesfraksjon. Vi vil anta at usorteter, relativt grove masser (0 80 mm) kan benyttes. Det kan i tillegg bli behov for et pukklag eller maskinkult mellom sprengstein og forkilingslag. Det kan også bli aktuelt å benytte fiberduk som masseseparasjon mellom pukklaget/forkilingslaget og undergrunnsjorda. Dette vil imidlertid avhenge av måten Miljøeffekter og mulighet for etablering av landbruksareal ved oppfylling av sprengstein MÆL 7

8 massene vil legges ut på. I tillegg må oppbyggingen vurderes ift beskaffenheten av stedlige masser. 3.1 Hydrotekniske tiltak Eksisterende elveforbygning og rester av naturlig elvekant representerer en god barriere for utstrømning av drensvann fra aktuelt område (jfr. Vurderinger i kap 2). Det vil gjelde både under og etter utfylling med sprengstein. Det er derfor svært viktig at elveforbygningen forblir urørt slik at ikke utfyllingsområdet kommer i direkte kontakt og får direkte avrenning mot Måna. For å unngå avrenning av overvann fra etablert jordbruksareal, bør det legges overvanngrøft langs vassdraget på innsiden av eksisterende anleggsvei på elveforbygningen. Det renner en bekk fra sør inn i området som skal fylles opp (se rød pil fig. 3). Bekken må legges om eller ledes til drensgrøft som bør etableres i nedkant av vei. Drensgrøfta vil også fange opp overvann fra vegen og øvrig vannsig inn mot planlagt landbruksareal. 4 STABILITET I UTFYLLINGSOMRÅDE Aktuelt utfyllingsområde består av løsmasser avsatt av Måna, dvs. fluviale sedimenter. Så langt vi kjenner til, er disse dominert av sand og grus. Boringer lenger opp langs dalføret har vist grove løsmasser dominert av grus og stein ned til fjell på ca 40 m dyp. Det kan forventes grove masser også innenfor aktuelt område. Det er derfor ikke grunn til å forvente problemer knyttet til setninger ved utfylling. Etter vår vurdering, er det ikke risiko for utglidning ved aktuell utfylling. Løsmassene og lagdeling på stedet er imidlertid ikke kjent, og vi vil anbefale at det gjennomføres enkle grunnundersøkelser (sonderboring, sjakting) ned til 4 5 (sjakting) eller 5-10 m (sonderboring) dyp for å avdekke lagdeling og kornstørrelse. 5 KONKLUSJON Planlagt utfylling av sprengstein innenfor aktuelt område vil etter vår vurdering ikke medføre risiko for skadelig påvirkning på fisk i vassdraget, verken mhp partikler eller ammonium. Det forutsettes at dagens elveforbygning forblir urørt. Planlagt utfylling og opparbeiding som landbruksareal vil ikke berøre vassdraget og derfor ikke påvirke flom eller oppstuvning. Dagens vannutveksling med dam på området er treg og utgjør et svært lite vannvolum i vassdragssammenheng. Området som benyttes for utfylling av sprengstein vil kunne bygges opp til bruk som fulldyrka jordbruksareal. Oppbyggingen kan komme til å kreve tilkjøring av mellomlagsmasser og bruk av fiberduk for masseseparasjon. Forholdet må vurderes nærmere etter utlegging av sprengstein og vil være avhenging av utleggingsmetode. Miljøeffekter og mulighet for etablering av landbruksareal ved oppfylling av sprengstein MÆL 8

9 Vi vil anbefale at stedegen toppjord innenfor aktuelt område benyttes som del av matjordlag ved etablering av jordbruksareal. Bunnsedimenter i eksisterende dam på området kan sannsynligvis også benyttes som del av matjordlag. Stedegne undergrunnsmasser, som sannsynligvis er dominert av sand, bør vurderes brukt som undergrunnsjord under matjordlaget For å unngå avrenning av overvann fra etablert jordbruksareal, bør det legges overvanngrøft langs vassdraget på innsiden av eksisterende anleggsvei ved elveforbygningen To bekker som kommer inn på planlagt landbruksareal fra sør og vest, bør ledes inn i drensgrøft som etableres i nedkant av vei/jernbanetrase og langs vestsiden av området. Drensgrøfta vil også fange opp overvann fra vegen og øvrig vannsig inn mot planlagt landbruksareal. Etter vår vurdering er det ikke risiko for vesentlige setninger eller risiko for utglidning ved aktuell oppfylling. Det tas her forbehold vedr. løsmassenes sammensetning og lagdeling. 5.1 Videre arbeid Vi vil anbefale at det gjennomføres undersøkelser av stedegen toppjord og av bunnsedimentene i dammen innenfor aktuelt område. Det bør tas representative masseprøver, evt. blandprøver for analyse av bl.a. kornfordeling og glødetap. Undersøkelsen vil gi svar på hvorvidt massene er egnet som matjordlag og evt. behov for forbedring og innblanding av mer organisk materiale Vi vil anbefale at det gjennomføres undersøkelser av stedegne undergrunnsmasser for å vurdere egnethet som undergrunnjord på framtidig landbruksareal. Det bør tas representative masseprøver, evt. blandprøver for analyse av kornfordeling. Prøvetaking kan gjennomføres med skovlbor eller sjakting. Vi vil anbefale at det utføres sonderboringer, evt. sjakting til 4 5 m for undesøkelse av lagdeling og kornstørrelse for stedegne løsmasser som grunnlag for vurdering av stabilitet og setninger ved planlagt utfylling. Dersom det påtreffes finkornige masser, kan det være aktuelt med supplerende dreie/trykk-sonderinger Miljøeffekter og mulighet for etablering av landbruksareal ved oppfylling av sprengstein MÆL 9