Kakor (cookies) Trafikverket använder kakor för att förbättra och anpassa ditt besök på vår webbplats. Genom att använda webbplatsen accepterar du användandet av dessa kakor.
Läs mer om kakor och hur du avaktiverar dem

Investigating the decrease of groundwater levels and the effect of fracture zone on recovery time: A case study of decrease in groundwater levels in a tunnel construction site in Vinsta, Stockholm

Evgenia Kassiou vid KTH har undersökt hur grundvattnet påverkas av storskaliga mänskliga aktiviteter, såsom tunnelbyggen, och av mindre aktiviteter, såsom bygget av en geotermisk anläggning.

Titel: Investigating the decrease of groundwater levels and the effect of fracture zone on recovery time: A case study of decrease in groundwater levels in a tunnel construction site in Vinsta, Stockholm

Författare: Evgenia Kassiou

Handledare på Trafikverket: Anna Roxell, teknisk specialist i hydrologi.

Sammanfattning

Grundvatten är en av de viktigaste naturresurserna världen över. Grundvatten finns i akviferer under jordytan och ger vatten för olika ändamål så som tillförsel till hushåll och företag, kommunalt bruk, dricksvattenförsörjning, bevattning och jordbruk. Även Sverige är mycket beroende av grundvatten. I en sammanställning av 16 nationella miljökvalitetsmål fastställde riksdagen bland annat att "grundvatten måste säkerställa ett säkert och hållbart utbud av dricksvatten samt att främja livskraftiga livsmiljöer för växter och djur i sjöar och vattendrag". Skyddet av grundvatten och de allmänna vattenresursresurserna är framtaget för att begränsa påverkan från olika mänskliga aktiviteter som är skadliga när det gäller volym och kvalitet.

Föreliggande uppsats syftar till att undersöka grundvattnets beteende till följd av storskaliga mänskliga aktiviteter, till exempel en tunnelkonstruktion, och mindre aktiviteter, till exempel byggnation av en geotermisk anläggning. Det område som studeras undersöks genom rumslig analys, med hjälp av ArcGIS; grundvattennivån övervakas och analyseras vidare statistiskt genom implementering av en statistisk analys av Modified Double Mass Statistical Analysis; en numerisk 3D-modell byggs i mjukvaran COMSOL Multiphysics för att simulera möjlig grundvattennivåsänkning orsakad av mänsklig påverkan i den naturliga miljön.

3D-modellen användes för att utvärdera eventuell grundvattensänkning och olika scenarier implementerades med syfte att bestämma graden av känslighet med avseende på sprickparameterar i modellen. Eftersom förekomst av sprickor i bergmassan ofta innebär ett behov av utökad undersökning och tid/kostnadskrävande tekniker innehåller modellen en övergripande osäkerhet om platsen samt egenskaper hos sprickorna i området. De olika scenarierna involverar variation av sprickzonsbredd och det övre jordskiktets beteende betraktas i termer av återhämtning efter avsänkt grundvattennivå.

Resultaten indikerade koppling till mänskliga aktiviteter, den statistiska analysen stödjer detta. Den numeriska modellen visade också att sprickornas egenskaper är kopplade till grundvattennivåernas återhämtningstid efter det att en grundvattennivåsänkning noterats. Bredare sprickzonsbredd innebar längre återhämtningstid för grundvattennivåerna att stiga till deras ursprungliga värden, under förutsättning att källan till återhämtning är nederbörd. Å andra sidan var en smalare sprickzonsbredd förenad med större grundvattenavsänkning samt snabbare återhämtning av grundvattennivån jämfört med scenariot för bredare sprickzoner.

Jordlagrets typ och dess känslighet för påverkan från mänskliga aktiviteter kan variera kraftigt i fråga om volymförlust vilket kan utgöra en fara för befintlig infrastruktur på markytan. Den aktuella studien kan vara användbar i förstudier till borrprojekt av vilken skala som helst. Det finns stark koppling mellan sprickbildning och återhämtning av grundvattennivån, och sålunda denna typ av modeller generera innovativa planeringstekniker innan ett projekt börjar.

Investigating the decrease of groundwater levels and the effect of fracture zone on recovery time: A case study of decrease in groundwater levels in a tunnel construction site in Vinsta, Stockholm (pdf-fil, 4,3 MB, öppnas i nytt fönster)