Tromsø Kommune. Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord. Utgave: 1 Dato:

Transkript

1 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord Utgave: 1 Dato:

2 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 2 DOKUMENTINFORMASJON Oppdragsgiver: Rapportnavn: Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord Utgave/dato: 1 / Arkivreferanse: Oppdrag: Oppdragsbeskrivelse: Oppdragsleder: Fag: Tema Leveranse: Skrevet av: Kvalitetskontroll: Grunnvannskartlegging i Tromsø kommune Oppdraget omfatter grunnvannsundersøkelser i 11 forskjellige områder i Tromsø kommune. Denne rapporten gir en vurdering av mulighetene for grunnvannsforsyning til Skulsfjord Hilmo Bernt Olav VAR Vann; Vannverk; Grunnvann Forprosjekt; Registrering; Undersøkelse; Rapport Bernt Olav Hilmo Mari Vestland

3 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 3 FORORD Asplan Viak har vært engasjert av Tromsø kommune for å undersøke mulighetene for grunnvannsforsyning til Skulsfjord vannverk. Cato Lind Eriksen har vært Tromsø kommunes kontaktperson for oppdraget. Bernt Olav Hilmo har vært oppdragsleder for Asplan Viak. Rolf Forbord og Mari Vestland har også deltatt i oppdraget. Trondheim Bernt Olav Hilmo Oppdragsleder Mari Vestland Kvalitetssikrer

4 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 4 INNHOLDSFORTEGNELSE 1 Innledning Bakgrunn Formål Resultater i fase Områdebeskrivelse Eksisterende vannforsyning Arealbruk og forurensningskilder Geologi og hydrologi Beskrivelse av grunnvannsundersøkelser Feltbefaring Georadarmålinger Undersøkelsesboringer Resultatet av grunnvannsundersøkelser Feltbefaring Georadarmålinger Undersøkelsesboringer Grunnvann i fjell Oppsummering av grunnvannsundersøkelser Anbefalinger...14

5 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 5 1 INNLEDNING 1.1 Bakgrunn På oppdrag for Tromsø kommune gjennomfører Asplan Viak en kartlegging av grunnvannsressurser i prioriterte forsyningsområder i kommunen. Det er tidligere gjennomført en fase 1 der det er gjort en vurdering av grunnvannspotensialet ut fra eksisterende data, samt beskrevet en metodikk for bestemmelse av soneinndeling rundt grunnvannsanlegg basert på fjellbrønner og oppkommer. I fase 2 skal det i henhold til tilbudsforespørselen fra kommunen gjennomføres en feltbefaring for nærmere vurdering av grunnvannspotensialet. I tilbudet fra Asplan Viak ble det tatt med georadarmålinger for kartlegging av aktuelle grunnvannsforekomster i løsmasser. Etter nærmere diskusjon med kommunen ble det avklart at det skal utføres georadarmålinger i 4-5 prioriterte forsyningsområder. I tillegg ble det bestemt at det skal gjennomføres undersøkelsesboringer i løsmasser i noen av de prioriterte områdene. Skulsfjord er et av områdene hvor kommunen ønsket videre undersøkelser i form av georadarmålinger og undersøkelsesboringer. 1.2 Formål Formålet med denne rapporten er å gi en mest mulig sikker vurdering av grunnvannspotensialet for Skulsfjord på grunnlag av utførte undersøkelser. Hvis det påvises aktuelle grunnvannsforekomster skal det også gis en beskrivelse av videre undersøkelser (brønnetablering, prøvepumping, prøvetaking etc). Resultatene vil ha stor betydning for hvordan Skulsfjord vannverk skal utbedres. 1.3 Resultater i fase 1 På grunnlag av studier av kart, flybilder og andre tilgjengelige data ble det i fase 1 gitt følgende konklusjoner: Konklusjon grunnvann i løsmasser: Stort potensial. Konklusjon grunnvann i fjell: Middels potensial. 2 OMRÅDEBESKRIVELSE 2.1 Eksisterende vannforsyning Skulsfjord ligger på Kvaløya, ca. 15 km nord for Tromsø by. Forsyningsområdet består av bebyggelsen i tettstedet Skulsfjord og området oppover Skulsfjorddalen (se figurene 1 og 2). Et kommunalt vannverk, Skulsfjord vannverk, forsyner 150 personer og har et oppgitt gjennomsnittelig vannforbruk på 0,14 l/s i 2008 og 0,36 l/s i En ny vannkilde bør dimensjoneres for et maksimalt døgnforbruk på minst 1,0 l/s.

6 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 6 Vannverk forsynes fra et bekkeinntak innerst i Skulsfjorddalen (se figur 2). Tilstanden til dette vannverket er ikke kjent. Figur 1: Oversiktskart som viser beliggenheten til Skulsfjord. 2.2 Arealbruk og forurensningskilder Det er noe dyrket mark i selve Skulsfjord og innover Skulsfjorddalen. Veier og bosetning med separate avløpsløsninger kan representere andre forurensningstrusler. Ellers finnes det et hestesenter som kan utgjøre en potensiell forurensningskilde for en nærliggende grunnvannsforekomst. Det må likevel poengteres at dagens arealbruk totalt sett representerer en beskjeden forurensningstrussel. 2.3 Geologi og hydrologi Løsmassene i området ut mot fjorden består av marine strandavsetninger og en elveavsetning der hovedelva munner ut i fjorden. Oppover i Skulfjorddalen domineres løsmassene av elve- og breelvavsetninger, samt noe morene innerst i dalen. Vest for Kjellhaugen er det en endemorene som representerer et mindre brefremstøt under isavsmeltingen. Berggrunnen består av prekambrisk granitt og granodioritt som er gjennomskåret av flere markerte sprekkesoner med retning N-S og NØ-SV. Nedbørsfeltet til dette forsyningsområdet er mer enn stort nok til å opprettholde en sikker nydannelse av grunnvann.

7 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 7 Dagens vanninntak Figur 2: Kart over forsyningsområde Skulsfjord (fiolett avgrensning) med inntegning av eksisterende vanninntak og aktuelle områder for grunnvannsundersøkelser (rød avgrensning). 3 BESKRIVELSE AV GRUNNVANNSUNDERSØKELSER 3.1 Feltbefaring Feltbefaringen ble gjennomført for å kunne gi en nærmere vurdering av grunnvannspotensialet, samt for å planlegge videre undersøkelser. Det legges vekt på geologisk kartlegging av aktuelle løsmasseavsetninger, vurdering av arealbruk og potensielle forurensningskilder, og praktiske hensyn som avstand til eksisterende ledningsnett/vannbehandlingsanlegg og strøm, samt framkommelighet med utstyr/borerigg. 3.2 Georadarmålinger Georadar er et geofysisk måleinstrument som sender elektromagnetiske bølger ned i bakken som reflekteres og mottas i en antenneenhet. Refleksjonene viser lagdeling og strukturer i grunnen, og metoden gir indikasjoner på løsmassetykkelse, løsmassetype og dyp til grunnvannsspeil. En sikrere tolkning av georadarmålingene krever boringer for å kunne relatere refleksjonsmønsteret på georadarprofilene til dokumenterte løsmasseprofil. Målingenes dybderekkevidde/penetrasjon er avhengig av flere faktorer: - Løsmassetype: Finkornige løsmasser gir dårligere penetrasjon enn grove sedimenter.

8 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 8 - Elektrisk ledningsevne i grunnvannet: Høy elektrisk ledningsevne som kan skyldes hardt grunnvann, høyt innhold av ioner/salter, marint påvirket grunnvann (saltvann) eller forurenset grunnvann gir dårligere penetrasjon. - Overflateforhold: Hardt pakkede løsmasser (vei), aurhellelag/jernutfelling, gjødsling av dyrket mark og veisalting er eksempler på overflateforhold som gir redusert penetrasjon. Georadarmålingene gir ikke sikker påvisning av grunnvann eller løsmassenes vanngivende egenskaper, men de gir et godt grunnlag for å velge ut områder for mer detaljerte undersøkelser i form av boringer og undersøkelsesbrønner. Metoden er spesielt egnet med hensyn til å finne de største mektigheter av permeable sedimenter (sand/grus) innenfor et område, noe som ofte kan medføre vesentlig mindre behov for prøveboringer. Det er benyttet 100 MHz signal, for å oppnå maksimalt penetrasjonsdyp. Alle målingene er filtrert for å forsterke signal - støy forholdet. Dybden som georadarmålingene viser, er et resultat av bølgehastigheten som benyttes. I det aktuelle området er det benyttet 90 m/µs (bølgehastighet i vannmettet sand). Denne hastigheten ga omtrent korrekt dyp til grunnvannsspeil og øvrige grenseflater påvist ved boring. Det er ikke foretatt høydekorreksjon av profilene. 3.3 Undersøkelsesboringer Sonderboringene ble plassert på grunnlag av georadarmålingene, og i områder hvor det kunne være aktuelt med brønnetablering. Boringene er utført med bærbart utstyr (motorhammer og 25 mm borstål med 40 mm 4-kantspiss). Tolkning av boringene baserer seg på synkehastighet, dreiemotstand, lyd ved dreiing og motstand/lyd under oppjekking. I punkt hvor sonderboringene indikerte gode forhold, er det drevet ned en 5/4 undersøkelsesbrønn påmontert 1,5 meter lang sandspiss. Undersøkelsesbrønnen er benyttet til å teste løsmassenes vanngiverevne i ulike nivå, samt til uttak av grunnvannsprøver. Det ble også foretatt feltmålinger av temperatur og ledningsevne av utpumpet grunnvann, samt tatt en grunnvannsprøve for analyse av fysisk-kjemiske parametere. På grunn av kort pumpetid har det ingen hensikt å analysere på bakteriologiske parametere. Det ble også tatt sedimentprøver av oppspylte masser fra undersøkelsesbrønnen. 4 RESULTATET AV GRUNNVANNSUNDERSØKELSER 4.1 Feltbefaring Feltbefaringen bekreftet inntrykket fra forstudiene i fase 1. Mulighetene for grunnvannsutak til å dekke Skulsfjord vannverks vannbehov (1 l/s) er først og fremst knyttet til løsmasser, men grunnvann i fjell kan vurderes hvis det ikke påvises egnede grunnvannsressurser i løsmasser.

9 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord Georadarmålinger På grunnlag av løsmassekartet og flybildestudier er det kartlagt to områder som kan være aktuelle for grunnvannsundersøkelser i løsmasser (se figur 2). Det ble til sammen målt 10 georadarprofil med en samlet lengde på ca. 1,7 km (se figur 3 og 4). P3 P2 P1 P4 3 1 P6 P5 2 P7 P8 Sonderboring Sonderboring med undersøkelsesbrønn Georadarprofil Figur 3: Kart som viser georadarprofil og boringer i langs Storelva og Kvandalselva i Skulsfjorddalen. Profil 1, 2 og 3 viser 6-15 m med tydelige reflektorer. Et kaotisk refleksjonsmønster tolkes som grov morene. Dårligere refleksjon mot dypet skyldes fjell eller finkornig morene. Det kan være mulig med grunnvannsuttak fra topplaget til de grove morenemassene, men mye blokk og stein i topplaget gjorde det lite aktuelt med sonderboringer.

10 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 10 P9 Vannbehandlingsanlegg P10 Figur 4: Kart som viser georadarprofil i Skulsfjorddalen. I profil 4, 5 og 6 sees det stedvis tydelige skrålag ned til 5-8 meters dyp. Dette ble tolket som sand/grusmasser avsatt i strømmende vann. På større dyp blir lagene mer horisontale, noe som tolkes som en overgang mot mer finkornige marine sedimenter av finsand/silt. Sb 2 Sand/grusig sand Finsand/silt/leir Figur 5: Utsnitt av georadarprofil 5 og inntegning av sonderboring 2.

11 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 11 Sb 1 Figur 6: Utsnitt av georadarprofil 6 og inntegning av sonderboring 1. Sb 3 Figur 7: Utsnitt av georadarprofil 4 og inntegning av sonderboring 3. Profil 7, 8 og 9 som ble målt innover Skulsfjorddalen og på vestsiden av Storelva (figur 3), viser tydelig refleksjon ned til 5-10 meters dyp. Det er lite skrålag i dette området. Løsmassene tolkes som et par meter med elveavsatt sand og grus over marin finsand/silt og leire. Dårlig refleksjon mot dypet skyldes finkornige marine løsmasser eller fjell. Det siste georadarprofilet ble kjørt på østsiden av elva like ovenfor utløpet i fjorden (se figur 4). Profilet viser en tydelig fjelloverflate på mellom 4 og 12 meters dyp. Fra ca. 100 m sees tydelige skrålag ned til ca. 7 meters dyp. Disse lagene tolkes som en deltautbygging av sand/grusig sand. Mellom disse massene og fjellet er det mer horisontale lag som tolkes som marine sedimenter av leire/silt/finsand. Sand/grus Fjell Finsand/silt Figur 8: Utsnitt av georadarprofil 10.

12 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 12 Mulighetene for grunnvannsuttak er normalt størst der georadarprofilene viser skrålag under grunnvannsspeilet. Slike forhold kan ses i profil 4, 5, 6 og 10, men ingen av profilene viser skrålag dypere enn ca. 8 m. 4.3 Undersøkelsesboringer På grunnlag av georadarmålingene ble det utført en sonderboring på hver av profilene 4, 5 og 6. Resultatene av disse er vist i tabell 1. Sonderboringene viste stort sett 2-3 m steinholdig grus og sand over et lag med sand og grusig sand ned til 4-7 m. På større dyp ble det påvist finsand og silt. Sand- og grusmassene har størst mektighet oppover avsetningen. De beste forholdene for grunnvannsuttak ble påvist i sonderboring 2 og 3 og ned til 6 meters dyp. Tabell 1 Resultatet av sonderboringer i Skulsfjord Sonderboring Sb 1 Sb 2 Sb 3 Koordinater , , , Dyp (m) 0-1 Stein og grus Stein og grus Stein og grus 1-2 Stein og grus, 20 s Stein og grus Grusig sand + stein 2-3 Sand, 11 s Stein og grus, 24 s Sand + gruskorn, 17 s 3-4 Sand/finsand, 12s Sand fra 3,5m, 13 s Sand + gruskorn, 15 s 4-5 Finsand, 14 s Sand + gruskorn,20 s Grusig sand, 24 s 5-6 Finsand, 12 s Sand + gruskorn 13 s Grusig sand, 18 s 6-7 Sand, 12 s Sand/finsand, 9 s Finsand 13 s 7-8 Finsand, 12 s Finsand 10 s Silt/leire 25 s 8-9 Finsand, 11 s Finsand, 18 s 9-10 Finsand, 13 s Finsand, silt/leire fra 9,3 m Silt Silt/sand, 16 s Silt/leire I sonderboring 2 ble det satt ned en Ø32 mm undersøkelsesbrønn for testing av løsmassenes vanngjennomgang og for prøvetaking av grunnvann. Resultatene er vist i tabell 2. I nivået 1,5-3 m ble det registrert middels vanngjennomgang, mens i nivåene 3-4,5 m og 4,5-6 m var vanngjennomgangen dårlig. På større dyp var løsmassene helt tette. Testpumping av undersøkelsesbrønnen ga ca. 0,3 l/s i nivået 3-4,5 m, mens på større dyp fikk vi ikke pumpet opp grunnvann. På grunn av lav kapasitet og høyt slaminnhold i vannet ble det ikke tatt vannprøver. Feltanalyser av grunnvannet på nivå 3-4,5 m indikerer et oksygenholdig grunnvann med en viss oppholdstid i grunnen, og det forventes ikke spesielle problemer med grunnvannskvaliteten.

13 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 13 Tabell 2 Resultatet av testpumping av undersøkelsesbrønn 1 i sonderboring 2 Sted: Skulsfjord Sonderboring nr: 2 Dato: Koordinater: Sone: 33 Ø-V: N-S: Brønntype: Ø32 mm rør med 1,5 m sandspiss med slisset filter Grunnvannsnivå: Ca. 0,8 m Merknad: 7,5 meter rør står igjen Dyp Løsmassetype Slamfarge Kapasitet (m) (l/s) Prøver Temp. ( C) Ledningsevne (ms/m) Merknad 1,5-3,0 Grus og sand Brun Middels vanngjennomgang 3,0-4,5 Sand Brun 0,3 7,2 6,5 Dårlig vanngjennomgang 4,5-6,0 Finsand Brun, grå i bunn 6,0-7,5 Finsand + silt/leire 0,05 Dårlig vanngjennomgang Blågrå 0 Ingen vanngjennomgang På grunnlag av utførte undersøkelser er grunnvannsuttak fra rørbrønner lite aktuelt. Løsmassene i det kartlagte området blir for finkornig mot dypet til at dette er mulig. Vi vil likevel anbefale en videre utredning av grunnvannsuttak fra gravde brønner i løsmasser. Det mest aktuelle området er ved borehull 3 hvor løsmassene består av 3-6 m grus og grusig sand. Her kan gravd brønn i kombinasjon med avskjærende drensgrøft gi tilstrekkelig kapasitet. Sammenlignet med et direkteinntak i elva vil vannkvaliteten være mer stabil, og med et lavere fargetall og bedre mikrobiologisk kvalitet. 4.4 Grunnvann i fjell De kartlagte bergartene regnes som middels gode vanngivere. I NGUs hydrogeologiske database er det ikke registrert borebrønner innenfor forsyningsområdet. 7 fjellbrønner på Kvaløya i området Vågen og Lyfjord er oppgitt med kapasiteter mellom 120 og 1600 l/t og med en medianverdi på 800 l/t. Vannkvaliteten i disse brønnene er ikke kjent. Vannbehovet for Skulsfjord er såpass stort at man må regne med å bore flere brønner (3-5) for å dekke hele forsyningsområdet. I figur 9 er det foreslått to områder for boring av fjellbrønner, samt forslag til brønnlokaliteter. Brønnene anbefales boret med fall fra horisontallinjen. Områdene ligger nær eksisterende vannbehandlingsanlegg og strøm, og har enkel adkomst. Dyrket mark er eneste potensielle forurensningskilde, men hvis eventuelle brønner plasseres ovenfor dyrkamarka vil dette neppe bli særlig problem.

14 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 14 Figur 9: Områder egnet for boring av fjellbrønner, samt forslag til 2 brønnlokaliteter med angitt boreretning. 4.5 Oppsummering av grunnvannsundersøkelser Det er ikke påvist løsmasser egnet for etablering av rørbrønner innover Skulsfjorddalen. Løsmassene er enten for finkornige eller så er tykkelsen av vannførende sand- og grusmasser for liten. På Storelvas delta i Skulsfjorden indikerer en georadarmåling egnede løsmasser til maksimalt 7 meters dyp, men på grunn av mulig konflikt med andre brukerinteresser ble denne avsetningen ikke undersøkt med boringer. Grunnvann i fjell kan være en aktuell løsning, men ut fra vannverkets vannbehov må man regne med å måtte bore 3-5 brønner. Av den grunn anbefales videre utredning av grunnvannsuttak fra gravd brønn i løsmasser. 5 ANBEFALINGER Det anbefales videre utredning av mulighetene for å etablere en gravd brønn i elveavsatt sand og grus innerst i Skulsfjorddalen og like ved vannledningen fra eksisterende vannkilde. Dette gjøres ved å grave prøvegroper på 3-4 steder (se figur 10). Hver grop graves til ca. 6 meters dyp eller til man treffer finkornige masser. Fra hver grop foretas det en pumpetest med en sugepumpe, for kapasitetstesting og vannprøvetaking. Denne testen bør gjøres

15 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 15 minst ett døgn etter graving slik at vannet i gropene har klarnet. I gropa med best vanntilsig etableres det en gravd brønn (se vedlegg 1). I vedlegget er det også tatt med en kort beskrivelse av hvordan brønnen graves og hvilke materialer som trengs. Det må bemerkes at dybden til brønnen må avpasses til grunnforholdene. Brønnen bør graves så dypt som mulig slik at den samler opp mest mulig av grunnvannsstrømmen, men det har ingen hensikt å grave brønnen ned i finkornige masser. Hvis kapasiteten er knapp i forhold til maksimalt døgnbehov anbefales det å grave avskjærende drensgrøfter inn mot brønnen for oppsamling av mer grunnvann. Vi kan komme tilbake med mer detaljert opplegg for testing og prøvetaking av brønnen. X X 3 X 2 1 Figur 10: Forslag til plassering av prøvegroper (x) for utredning av gravd brønn. Hvis undersøkelsene for utredning av mulighetene for grunnvannsuttak fra gravde brønn gir negativt resultat, bør man vurdere grunnvannsuttak fra fjellbrønner. Man bør først bore 2-3 brønner i de anbefalte områdene. På grunnlag av kapasitet og vannkvalitet på disse brønnene bestemmes om man skal satse videre på dette alternativet, og eventuelt plassering og dimensjonering av nye brønner.

16 Vedlegg 1 Skisse av gravd brønn Eksisterende masser (myrjord) Påfylt jord 10 cm isolasjon Tilbakefylte tette masser (morene) Fiberduk 0 m Grunnvanns -nivå 1 m Vannledning til eks. ledning 2 m Filtersand Ø 1-8 mm Betongkum Ø 1,6 m Eksisterende masser (grus og sand) Pumpe 3 m 4 m Påfylt singel Ø 8-20 mm Finsand

17 Grunnvannsundersøkelser i Skulsfjord 17 Beskrivelse: 1. Det graves først ei grop ned til finsand/silt (4-5 meters dyp)) med min. 2,5 m diameter i bunnen. 2. Det fylles så et 0,2 m tykt lag med singel/fin pukk. 3. Så plasseres en Ø 1600 mm kumring (høyde 1 m) med åpen bunn og det fylles videre med singel/pukk med en total tykkelse på 0,6 m utenfor kumringen. Det vil være nødvendig å pumpe ut vann av brønngropa med en lensepumpe. 4. En ny kumring plasseres. Skjøten mellom de tre nederste ringene behøver ikke være tett. 5. Det fylles så filtersand opp til toppen av den andre ringen. 6. Ring nr. 3 og 4 plasseres, og det fylles videre med filtersand. De to øverste skjøtene må være tette. 7. Over filtersanden legges fiberduk. 8. I ring nr. 4 må det være boret hull for vannrøret ut fra brønnen. 9. Den øverste kumringen plasseres.. Det bør vurderes å isolere kummen over grunnvannsnivået. 10. Det fylles tette masser rundt kummen og i en kjegle rundt toppen av kummen. Toppen av kummen skal være minst 0,5 m over opprinnelig terreng. 11. Det legges et lag jord over disse massene. Masseberegninger: Ø 8-20 mm singel/pukk: Ca. 5 m 3 Ø 1-8 mm filtersand: Ca. 25 m 3 5 kumringer Ø 1,6 m med isolert og låsbart lokk. Ca. 20 m 2 fiberduk Tette fyllmasser (morene) og jord kan trolig finnes lokalt Kornstørrelsen på singel/pukk og filtersand kan gjerne avvike noe fra beskrivelsen. Det viktigste er at filtersanden har lavt finstoffinnhold og dermed god vanngjennomgang.