WaterTech a/s Rådgivende ingeniører vandforsyning & forurening

Transkript

1 Århus Amt Konsekvenser ved forurening af grundvandet under et transportcenter ved Hasselager Rapport August 2001 Rådgivende ingeniører vandforsyning & forurening

2 Titelblad Rekvirent: Rådgiver: Rapport titel: Århus Amt, Natur og Miljø Lyseng Álle 1, 8270 Højbjerg Søndergade 53 DK-8000 Århus C Tlf.: Fax: wt@watertech.dk Konsekvenser ved en forurening af grundvandet under et transportcenter ved Hasselager Dato: Sags nr.: 564 Nøgleord: Filnavn: Udarbejdet af: Kvalitetssikret af: Grundvandsforurening, afværgepumpning, erstatningsvandforsyning Hasselager Transportcenter rapport.doc Jens Baadsgaard Pedersen og John Kristensen Ole Kloster Jacobsen

3 Indholdsfortegnelse 1 Sammenfatning 1 2 Indledning Baggrund Baggrundsmateriale og undersøgelser 3 3 Forurening af grundvandet og mulige konsekvenser Grundvandsforhold omkring Hasselager Risiko for forurening af grundvandet Modelleret forureningsspredning Vurderinger af risiko for forurening Konsekvenser og løsninger Konsekvenser af forurening Konsekvenser for vandforsyninger i Århus-området Vandressourcemæssige konsekvenser Løsningsmodeller 9 4 Beregningsscenarier Afværgepumpning ved Hasselager og flytning af kildepladser Beskrivelse af grundlag for løsningsmodeller Omkostninger Miljøeffekter 18 5 Konklusion 20 6 Referencer 21 Rap. titel: Konsekvenser ved en forurening af grundvandet under et transportcenter ved Hasselager

4 1 Sammenfatning Ud fra en forudsætningen om, at der kan ske en forurening af grundvandet under et transportcenter ved Hasselager, er der foretaget overslagsberegninger over potentiel forurenet vandmængde og konsekvenser heraf. Oprensning vanskelig Hydraulisk kontrol Uundværligt grundvand Rensning til drikkevand Afværgepumpning Et andet OSD-område Med den påtænkte placering af transportcentret i et område, hvor der er kort afstand til et grundvandsskel og relativ stor dybde til bunden af det primære grundvandsmagasin, anses det for urealistisk med en egentlig oprensning, især ved en vægtfyldebetinget forureningsspredning af eksempelvis TCE. For at undgå forurenet grundvand på vigtige kildepladser i Århus Kommune, som konsekvens af en forurening under Hasselager transportcenter, skal der i stedet for en egentlig oprensning etableres en permanent hydraulisk kontrol af forurening i grundvandsmagasinet. Det konkluderes, at en forurening af grundvandet med f.eks. TCE vil kunne medføre behov for oppumpning af op til 1 mio. m 3 grundvand om året for at holde forureningen under hydraulisk kontrol i mange år. Denne grundvandsmængde er i den nuværende situation uundværlig for vandforsyningen i Århus området /3/. Rensning af forurenet grundvand til drikkevandsformål er ikke acceptabel i henhold til den nationale vandforsyningspolitik, ligesom det også er i modstrid med amtets Regionplan. Derfor indgår det ikke som en realisabel løsning. Derfor vil en forurening kunne medføre behov for etablering af en afværgeoppumpning på op til 1 mio. m 3 pr. år, samtidig med etablering af en erstatningsvandforsyning af en tilsvarende mængde fra en disponibel ressource et andet sted i amtet. Der peges på OSD-område nr. 25, Salten som ressourcegrundlag, hvis der bliver behov for en erstatning til Århus området. Når der hentes vand fra et af de andre OSD-områder, vil det have konsekvenser det pågældende sted, i form af mindre forsyningssikkerhed for de vandværker det pågældende OSD-område er udlagt til, udarbejdelse af indsatsplanlægning med indsnævrede rammer for arealanvendelse og planlægning, samt mindre vandmængde i områdets vandløb. Ved gennemførelsen af indsatsplanerne vil der blive udløst udgifter til sikring af grundvandet, eksempelvis i form af kompensation til landbruget for reduktion i brugen af pesticider og gødning eller til skovrejsning. Samtidig vil OSD-området, hvori Hasselager ligger, få reduceret værdi som OSD-område i fremtiden, fordi en forurening af den skitserede type højest sandsynligt ikke vil kunne fjernes fra magasinet. Side 1

5 Dette vil måske virke afskrækkende og få vandværkerne til at afstå fra at etablere nye kildepladser inden for et sådant OSD-område. Erstatningsvandforsyning Anlægsomkostninger Driftsomkotninger Løsningsmodellen består af et afværgeanlæg med rensning og afledning til recipient i Hasselager og etablering af erstatningsvandforsyning på 1 mio. m 3 pr. år fra OSD-område 25, Salten. Anlægsomkostningerne vil beløbe sig til 11 mio. kr. for afværgeanlægget og 80 mio. kr. for etablering af erstatningsvandforsyningen. Den samlede anlægsomkostning bliver således 91 mio. kr. Desuden er beregnet nutidsværdier baseret på 50 år for driftsomkostninger ved etablering af erstatningsvandforsyningen og afværgeanlægget på i alt 85 mio. kr. Erstatningsvandforsyning (anlægsstørrelse 1 mio. m 3 /år) og etablering af afværgeanlæg ved et transportcenter ved Hasselager beregnes til i alt at koste 176 mio. kr. i nutidsværdi for både anlæg og drift. Etablering af større anlæg Der er opstillet yderligere et scenarium, der omfatter et større anlæg, idet det er væsentligt billigere pr. m 3, at etablere et vandforsyningsanlæg med en kapacitet på 5 mio. m 3 /år i forhold til en kapacitet på 1 mio. m 3 /år. Etableres vandforsyningen med en samlet kapacitet på 5 mio. m 3 /år, vil omkostningen til erstatning af den afværgeoppumpede vandmængde på 1 mio. m 3 /år og etablering af afværgeanlægget kunne reduceres fra 176 mio. kr. til 128 mio. kr. Det skal dog bemærkes, at der ikke i aktuel planlægning fremstår et sådant ekstra behov for vandforsyning på 4 mio. m 3 /år til Århus området. Miljøeffekter Desuden er beskrevet de afledte miljøeffekter i form af øget emission af CO 2, SO 2 og NO X.. Der beregnes især en væsentlig øgning af emission af CO 2 på 64 tons pr. år i forhold til den nuværende forsyningsstruktur. Årsagen er betydelig energiforbrug til pumpning af vandet fra Salten til Århus/Hasselager. Side 2

6 2 Indledning Formål Århus Amt, Natur og Miljø, har på møde den 6. august 2001 anmodet om at udarbejde nærværende rapport. Rapporten skal beskrive, hvad det vil indebære og de økonomiske konsekvenser heraf, hvis grundvandet under et planlagt transportcenter ved Hasselager må opgives som følge af forurening. 2.1 Baggrund 2 placeringsmuligheder I forbindelse med placeringen af det planlagte transportcenter har Amtsrådet valgt at sende to alternative forslag til offentlig høring. Det drejer sig om placeringer i Hasselager og i Årslev. I både Hasselager og Årslev vil placeringen blive i et OSD område. Hasselager problematisk Baggrundsmateriale Især placeringen i Hasselager giver anledning til stor bekymring som følge af, at der er vigtige grundvandsinteresser knyttet til det påtænke område. Centret vil komme til at ligge meget tæt på et grundvandskel, hvorfra det dannede grundvand bidrager til magasiner, der leverer % af det drikkevand, der indvindes i Århus Kommune. Derfor vil en forurening her kunne få vidtrækkende konsekvenser for drikkevandsforsyningen i Århus Kommune Baggrundsmateriale og undersøgelser Denne rapport tager udgangspunkt i de betragtninger og beregninger, der er opstillet i primært VVM-analysen /1/ og Forslag til tillæg nr. 14 til Regionplan 1997 /2/, samt Forslag til Grundvandsplan 2001 /3/. Ud fra disse rapporter er der udvalgt beregninger af forureningsudbredelse, og der er opstillet forudsætninger for løsninger i samråd med teknikere fra Århus Amt. På baggrund heraf er der beskrevet scenarier for forurening af grundvandet under Hasselager og beregnet de økonomiske konsekvenser heraf. Side 3

7 3 Forurening af grundvandet og mulige konsekvenser 3.1 Grundvandsforhold omkring Hasselager Usikker grundvandsstrøm Som nævnt ligger lokaliteten ved Hasselager tæt på et grundvandsskel. Herfra fødes magasiner i Århus-området i varierende udstrækning som resultat af, hvorledes indvindingen i fremtiden tilrettelægges. Øges indvindingen i Beder-Mårslet eller Ravnholt-Tiset vil grundvandsskellet bevæge sig mod vest-nordvest, mens en relativ øgning på kildepladserne ved Constantinborg og Stautrup i forhold til førnævnte indvindinger vil bibeholde vandskellet syd-sydøst for transportcentret. Det er således det fremtidige indvindingsmønster på vandværkerne i Århus-Syd, som vil styre beliggenheden af grundvandsskellet, og dermed overordnet hvilken retning forureningen vil bevæge sig. Begravede dale Sårbarhed Indvindingen i området foregår fra relativt dybe boringer, der er filtersat i sandlag, som udgør opfyldning af de dybe dele af begravede dale. Disse begravede dale har en stor regional udstrækning, og strækker sig mere eller mindre sammenhængende fra Beder-Malling til Constantinborg og Stautrup. Dybden til bunden af disse sandlag er gennemsnitlig 75 m. En kortlægning af grundvandets sårbarhed i området ved Hasselager viser, at der i områdets sydvestlige hjørne er relativt sårbart med dæklag på 5-10 meters tykkelse, mens der mod nordøst er tykkere dæklag på omkring 20 m. 3.2 Risiko for forurening af grundvandet Minimere risiko Ikke 100% sikkerhed VVM-analysen Et transportcenter forudsættes indrettet, så der er taget størst mulig hensyn til imødegåelse af en hver tænkelig risiko for forurening. Den primære indsats for at undgå grundvandsforurening ligger i hensigtsmæssig indretning og drift af aktiviteterne. Men der er ikke 100 % sikkerhed for en forureningsfri indretning og drift. Derfor er der i VVM-analysen opstillet scenarier, som afspejler en forureningssituation, som kan opstå, hvis kontrolforanstaltninger svigter, eller der sker uheld. I den udarbejdede VVM-analyse af 21. februar 2001 udført for Århus Kommune er der opstillet modeller og beregnet spredning af forurening som følge af spild af forurenende stoffer, hvis opførsel kan være kritiske for grundvandet. I nedenstående er gengivet de væsentligste resultater fra modelberegningerne, og efterfølgende er anført kommentarer til beregningernes anvendelse i vurderingen af konsekvenserne. Side 4

8 TCE forurening Modelleret forureningsspredning Som gennemgående stof i modelberegningerne af forureningsspredningen har man i VVM-analysen brugt trichlorethylen (TCE). Der er modelleret spredning af forskellige kildestyrker af TCE. I nærværende rapport er valgt at regne på afværgebehov efter spredningen af TCE i en kildestyrke på 150 kg, hvilket svarer til 100 l, da massefylden er ca. 1,5. Forureningens udbredelse Modelleringen af spredningen viser ifølge VVM-analysen en maksimal koncentration i forureningsfanens kerne på mellem 5 og 100 µg/l efter 5 år, og at kernen har bevæget sig m. Efter 10 år har kernen stort set uændret koncentration og er nået 100 til 500 m fra kilden. Truede andværker MTBE forurening Anisotropi I henhold til beregningerne udført i forbindelse med VVM-analysen forventes den tænkte forurening at nå frem til indvindingsboringerne ved Hasselager-Kolt Vandværk inden for 5 10 år, og om ca år beregnes forureningen at være fremme i ÅKV s boringer ved Stautrup og Constantinborg. Desuden er beregnet en spredning af forurening fra et udslip af Benzen, 2,4 D, Phenol, Nonylphenol og MTBE. Det mest kritiske stof er MTBE, da dette stof stort set er unedbrydelig og ikke bindes i jordlagene. Derfor opnås med MTBE også de højeste koncentrationer af forurening i grundvandet i forhold til andre forureninger med samme kildestyrke. Der beregnes en max. koncentration på µg/l MTBE ved en kildestyrke på 150 kg. MTBE er dog ikke forureningsrelevant ved transportcenteret, da det ikke anvendes til diesel Vurderinger af risiko for forurening Ovennævnte spredninger af forurening er baseret på gennemsnitsværdier for grundvandets hydrauliske egenskaber, men anisotropi (uensartethed) vil forårsage, at strømningshastigheder vil variere. I denne type smeltevandsaflejringer, som magasinet under Hasselager er opbygget af, kan der være forskelle i permeabilitet (vandføringsegenskab) på en faktor 10 og dermed tilsvarende store variationer i strømningshastighed. Derfor er der reel risiko for en forureningsudbredelse, der i delområder er væsentligt hurtigere end de modellerede spredninger. I VVM-analysens modelberegninger anvendes TCE som et typisk grundvandskritisk stof. Heri forudsættes TCE-mængden opløst og alene transporteret med grundvandsstrømningen. Fri fase Men forureninger med TCE og de fleste andre klorerede opløsningsmidler resulterer oftest i en betydelig fri fase pool, ud over en opløst del. Dette skyldes, at stoffernes vægtfylde er større end vand (TCE ca. 1,5 kg/l). Side 5

9 Lerlag styrer forurening Den frie fase af TCE kommer til at ligge som en pool på overfladen af det lerlag, som udgør magasinets nedre afgrænsning. Herfra bevæger den frie fase TCE sig ved gravitation hen over leroverfladen, og dennes hældning bestemmer forureningsspredningens retning. Hvis der er indlejret lerlag i den øverste del af lagserien, vil disse også kunne styre forureningsspredningen i andre retninger end strømningsretningen. Dette kan resultere i forureningsspredning i flere retninger, endda opstrøms forureningskilden i forhold til grundvandets strømningsretning, som det fremgår af figur 3.1. Figur 3.1. Spredning af TCE som både fri fase og opløst i grundvandet efter spild på jordoverfladen (fra /4/). Diffus forurening Vinylchlorid Dette gør risikoen for forureningsspredningen væsentlig mere diffus retningsmæssig, og en forureningsfane i grundvandet kan derfor blive væsentlig bredere end strømningsmæssigt forventet. Et vigtigt element ved vurdering af forurening af grundvandet med TCE er dannelse af nedbrydningsproduktet monochloretylen (C 2 H 3 Cl), også benævnt vinylchlorid. I grundvandsmagasinerne omdannes TCE langsomt, og som et resultat heraf opstår stoffet vinylchlorid. Dette nedbrydningsprodukt er mere vandopløseligt, stort set unedbrydelig og langt mere kritisk i forhold til drikkevandets sundhedsmæssige værdi, med lavere grænseværdi på 0,3 µg/l i forhold til TCE på 1,0 µg/l. I VVM-analysen er der ikke taget stilling til vinylchlorid. Side 6

10 3.3 Konsekvenser og løsninger Konsekvenser af forurening I VVM-analysen er der ikke taget stilling til omfanget af en eventuel afværgeforanstaltning. For at kunne beskrive konsekvenserne af en forurening og den nødvendige afværgeforanstaltning må de berørte vandmængder og forureningskoncentrationer beregnes. Lang tidshorisont Hydraulisk kontrol Ved en forurening med TCE eller andre klorerede opløsningsmidler under de givne forhold i området ved Hasselager med stor dybde til bunden af magasinet, anses det for tvivlsomt, at der sker en egentlig oprensning af hele forureningen inden for tidshorisonter på år. Der vil være behov for at holde en væsentlig rest-forurening under hydraulisk kontrol, dvs. pumpe en vandmængde op fra grundvandet, så forureningen ikke spredes yderligere (se fig. 3.2). Den oppumpede vandmængde vil være forurenet i en eller anden grad, og vandet skal renses for forureningen, inden det kan ledes til recipient. Figur 3.2. Princippet i hydraulisk kontrol (fra /4/). Hydraulisk kontrol På det foreliggende grundlag kan der ikke foretages en præcis dimensionering af en afværgepumpning, men ud fra erfaringsdata kan der foretages overslagsberegninger over den nødvendige oppumpning for at holde en forurening i hydraulisk kontrol. Den nødvendige oppumpning for at holde en forurening under hydraulisk kontrol afhænger af det vandførende lags T-værdi (vandføringsegenskab x lagets tykkelse), gradienten I for grundvandsspejlet og forureningsudbredelsens bredde på opsamlingsstedet. 2 forureningssituationer I overslagsberegninger over oppumpningen for at holde en forurening under hydraulisk kontrol er anvendt en T-værdi på 5x10-3 m 2 /sek. Med hensyn til gradientforhold er belyst to situationer, én der afspejler en forurening, som har spredt sig nedstrøms et vandskel med en gradient på 0,005. Den anden beregning er udført i forhold til en forureningssituation, der ligger meget tæt på et vandskel med ringe eller ingen gradient. Disse to yderligheder er anvendt som følge af usikkerheden Side 7

11 om forureningens lokalisering, grundvandets strømning og vandskellets placering i fremtiden. 1 mio. m 3 /år oppumpning Overslagsberegningerne viser, at skal der opsamles en forurening over en bredde på m nedstrøms vandskellet eller i en radius m på et vandskel, så vil der skulle oppumpes ca m 3 /år. De valgte forureningsomfang er foretaget på baggrund af betragtningerne om bl.a. spredning af TCE i grundvand, usikkerhed om vandskel og strømningsretning i fremtiden samt usikkerhed om forureningskildens størrelse og form. Det er således vurderet, at en forurening af grundvandet under transportcentret i Hasselager vil kunne medføre behov for oppumpning af op til m 3 /år, for at sikre mod en spredning af en forurening af det grundvandsdannende opland til store dele af vandindvindingen i Århus Kommune (25-45 %). Meget lang tidshorisont Konsekvenser Hasselager vandværk Grundvand er disponeret Tidshorisonten for en sådan afværgepumpning afgøres af, hvorledes forureningen sker, og med hvilke stoffer grundvandet forurenes. Det er dog en entydig erfaring i dag, at forurening af grundvandet med TCE eller andre klorerede organiske forbindelser har en meget lang tidshorisont med hensyn til oprensning, hvorfor der må forventes at skulle foregå afværgepumpning i måske år Konsekvenser for vandforsyninger i Århus-området De vandforsyningsmæssige konsekvenser har betydning på to måder. Den forventede direkte forurening af Hasselager Vandværks boringer og den indirekte i form af bortpumpning af en ressourcemængde, som kommer til at mangle i grundvandsregnskabet i Århus Kommune. Hasselager Kolt vandværks kildeplads er direkte udsat, hvis grundvandet under Hasselager transportcenter forurenes. Det må forventes, at der efter en forurening ikke kan indvindes grundvand til drikkevandsfremstilling på kildepladsen inden for ovennævnte tidshorisont. Indvindingssituationen i Århus Kommune tillader ikke, at der fragår en ressourcemængde på 1 mio. m 3 /år, idet alt grundvand af god kvalitet er disponeret i forvejen /3/. Derfor vil en forurening i OSD-område 13, Århus Syd indirekte berøre andre vandindvindinger i kommunen, selv om der etableres en afværgeoppumpning og forureningsspredningen begrænses. Den oppumpede vandmægde udledes til recipient efter rensning og den manglende grundvandsressource vil få betydning for eksisterende vandindvindinger andre steder. Det vil mest sandsynligt være indvindingerne i Constantinborg og Stautrup, som får reduceret ressourcegrundlaget, hvilket på sigt vil kunne konstateres i form af større afsænkninger på kildepladserne og øget vandkvalitetsproblemer med eksempelvis øget indhold af sulfat, nikkel eller klorid. Side 8

12 Forurening af grundvandet ved Hasselager vil generelt gøre det sværere at udnytte grundvandsressourcen fuldt ud i OSD-område 13, Århus Syd. Optimal udnyttelse må således forventes at kræve omfattende kontrol og styring af grundvandsforholdene i området. Erstatningsindvinding OSD-område 25, Salten Derfor vil konsekvensen af en forurening under Hasselager transportcenter blive, at der skal kompenseres med en erstatningsindvinding af tilsvarende størrelse, som i første omgang skal erstatte indvindingen ved Hasselager, og i anden omgang skal føres ind til Århus Kommunale Værkers forsyningsområde Vandressourcemæssige konsekvenser I henhold til Århus Amts Grundvandsplan 2001 /3/ er de eneste disponible ressourcemængder af tilstrækkelig størrelse beliggende i OSDområde nr. 25, Salten syd for Silkeborg og OSD-område nr. 24, Silkeborg, med førstnævnte som det primære i denne sammenhæng. Der skal i givet fald bygges et vandbehandlingsanlæg i området og en transportledning til Århus-området. Hvis en indvinding på 1 mio. m 3 pr. år skal flyttes fra Århus området til et andet OSD-område, eksempelvis OSD-område nr. 25, Salten, vil det have konsekvenser det pågældende sted. Disse konsekvenser vil alt andet lige konstateres på følgende måder: Mindre forsyningssikkerhed for de vandværker det pågældende OSD-område er udlagt til. Mindre vandføring i områdets vandløb. Udarbejdelse af indsatsplan med større restriktioner for det pågældende område m.h.t. udvikling og arealanvendelse. 3.4 Løsningsmodeller Som det fremgår af afsnit 3.3 vil en afværgepumpning ved Hasselager medføre, at der skal findes alternative indvindingsmuligheder af samme størrelsesorden som den afværgepumpede vandmængde. 2 scenarier Med udgangspunkt i dette, er der i afsnit 4 opstillet 2 scenarier. Begge scenarier baseres på, at den aktuelle indvinding flyttes til OSDområde nr. 25, Salten, og der etableres en afværgepumpning og rensning ved Hasselager med afledning til recipient. Scenarium 1 og 2 Da det erfaringsmæssigt er relativt kostbart at etablere en ny kildeplads samt et nyt vandværk med en kapacitet på kun 1 mio. m³/år, er der udført beregninger for anlæg med en kapacitet på henholdsvis 1 og 5 mio. m³/år. Disse beregninger benævnes scenarium 1 for 1 mio. m³/år, og scenarium 2 for et samlet nyt anlæg på 5 mio. m³/år. Et anlæg på 5 mio. m³/år vil give en lavere pris pr. m³ og set i lyset af relativ store basisomkostninger til ledningsføring og pumper ved 1 mio. m³/år, vil scenarium 2 være økonomisk mest hensigtsmæssigt. Der vil Side 9

13 dog kun blive brug for 5 mio. m³/år, hvis indvindingen ved andre anlæg omkring Århus må reduceres eller vandforbruget stiger. De to scenarier er belyst med hensyn til teknisk løsning, omkostninger (etablering og drift) samt miljøeffekter. 2 alternativer Der kunne tænkes to alternativer til hydraulisk kontrol og erstatningsvandforsyning, der dog begge er fravalgte jf. nedenstående begrundelser. Oprensning Rensning til drikkevand Det ene alternativ er en oprensning af forureningen og dermed begrænset ressourcetab. De givne omstændigheder vanskeliggør imidlertid en effektiv oprensning af grundvandsmagasinet, og en oprensning vurderes at være meget vanskelig gennemførligt og særdeles omkostningstung. Desuden vil der også i dette tilfælde være behov for en stor oppumpning af grundvandsressource i en årrække. Alternativt kunne den forurenede vandmængde på 1 mio. m 3 /år efter rensning for indhold af forureningskomponenter anvendes til drikkevandsformål i Hasselager-Kolts og ÅKV s forsyningsnet. En sådan løsning er teknisk set muligt, men er ikke i overensstemmelse med den gældende drikkevandspolitik, hverken nationalt eller med Århus Amts mål i Regionplanen, idet rensning af forurenet grundvand ved hjælp af udvidet vandbehandling til drikkevand ikke accepteres, hverken politisk eller hos forbrugerne. Side 10

14 4 Beregningsscenarier Efterfølgende er anført 2 scenarier, som begge tager udgangspunkt i, at der sker en forurening af grundvandet under et transportcenter ved Hasselager af ca. 1 mio. m 3 grundvand. Alle omkostninger samt konsekvenser i øvrigt er beskrevet med udgangspunkt i de faktiske forhold, herunder en uforurenet grundvandsressource og den eksisterende vandindvindings- og vandforsyningsstruktur. Overordnet grundlag Scenarieberegningerne beskriver således under givne forudsætninger konsekvenserne forsyningsmæssigt og økonomisk i tilfælde af en forurening af grundvandet ved Hasselager. Det skal dog anføres, at vurderingerne er foretaget på et overordnet grundlag, som ved supplerende undersøgelser og beregninger vil kunne belyses yderligere og med større detaljeringsgrad og sikkerhed. Beregnet efter erfaringstal De økonomiske beregninger er i betydeligt omfang baseret på erfaringer fra faktisk gennemførte vandforsynings-, lednings- og afværgeprojekter samt den i referencelisten nævnte litteratur. 4.1 Afværgepumpning ved Hasselager og flytning af kildepladser Scenarierne medfører, at indvindingen flyttes til OSD-område nr. 25, Salten ved Them, og der etableres en afværgepumpning ved Hasselager med afledning til recipient. Det er relativt kostbart at etablere en ny kildeplads samt et nyt vandværk og ledningsnet med en kapacitet på 1 mio. m³/år. Derfor er der udført beregninger for anlæg med en kapacitet på henholdsvis 1 og 5 mio. m³/år. Disse beregninger benævnes scenarium 1 for 1 mio. m³/år, og scenarium 2 for et samlet nyt anlæg på 5 mio. m³/år. Indvindingsmængde Beskrivelse af grundlag for løsningsmodeller Det fremgår af afsnit 3.3, at en eventuel afværgepumpning ved et transportcenter ved Hasselager forudsættes at medføre en årlig afværgepumpning på 1 mio. m³. En tilsvarende ressource skal indvindes på en ny kildeplads. Kildepladsens placering En ny kildeplads forudsættes placeret centralt i OSD-område nr. 25, Salten syd for Silkeborg. Århus Amt, Natur og Miljø, har oplyst, at denne lokalitet samt OSD-område nr. 24, Silkeborg er de eneste disponible ressourcer i amtet, der er af tilstrækkelig størrelse, og samtidig ikke er fuldt disponeret i forhold til anden vandforsyning i amtet. Side 11

15 Nyt vandværk Der forudsættes etableret en ny kildeplads og et nyt vandværk ved kildepladsen i OSD-område 25, Salten. Alternativt kan det overvejes at transportere råvand til eksisterende vandværker i Århus-området, hvilket dog vil medføre en del omkostninger til ombygning af værker samt ekstra driftsomkostninger til rensning af råvandsledningen. Ledningsanlæg En ny kildeplads og et nyt vandværk ved OSD-område 25, Salten skal forbindes med de eksisterende vandforsyningsanlæg ved Hasselager og Århus. Det er således nødvendigt at etablere et ledningsanlæg på ca. 50 km jf. figur 4.1, som viser den forudsatte overordnede ledningsplacering. Ved løsningen, som omfatter 1 mio. m³/år, forudsættes ledningsanlægget at bestå af én ledning, mens der ved løsningen, som omfatter 5 mio. m³/år, forudsættes 2 parallelle ledninger. Figur 4.1: Forudsat ledningstrace fra OSD-område 25, Salten til Hasselager og Århus. Afværgeanlæg En grundvandsforurening ved et transportcenter ved Hasselager forudsættes afværget ved brug af afværgepumpning (hydraulisk kontrol). Afværgeboringerne placeres ca. 500 fra transportcentret (forureningskilden) i vandets strømningsretning. Den afværgeoppumpede vandmængde forudsættes at være 1 mio. m³/år. Grundvandet forudsættes forurenet med organiske opløsningsmidler som eksempelvis PCE og TCE i koncentrationer på ca. 10 µg/l. Forurenet grundvand ledes til renseanlæg, som forudsættes placeret ved transportcentret. Vandet renses for indhold af forureningskompo- Sagsnr.: Rap. titel:. 564 Konsekvenser ved en forurening af grundvandet under et transportcenter ved Hasselager Side 12

16 nenter på filtre med aktivt kul efter forudgående rensning for indhold af jern og mangan som ved traditionel vandbehandling. Grundvandet renses til overholdelse af udledningskrav til recipient. Efter rensning forudsættes afledt til Århus Å via regnvandsledning ved transportcentret Omkostninger I det efterfølgende er redegjort for omkostninger ved etablering og drift af anlæggene. Driftsomkostninger er endvidere omregnet til nutidsværdi. Det skal bemærkes, at der kun indgår ekstra omkostninger som følge af en grundvandsforurening ved Hasselager i forhold til at opretholde den aktuelle situation. Som eksempel kan nævnes, at den indvindingsmængde, der flyttes til en ny kildeplads og et nyt vandværk, ikke skal indvindes og behandles på de eksisterende anlæg. Anlægsomkostninger De tekniske og kapacitetsmæssige forudsætninger er beskrevet mere detaljeret i baggrundsmaterialet udleveret til Århus Amt.. Anlægsomkostninger er beregnet ud fra prisniveau Samtlige priser er ekskl. moms. Flytning af kildeplads Anlægsomkostninger i forbindelse med flytning af kildepladser omfatter følgende hovedaktiviteter: Forundersøgelser Sikring af det formelle grundlag Etablering af kildeplads Etablering af ledningsanlæg Etablering af pumpestationer Etablering af vandværk Afvikling af eksisterende kildeplads Tabel 4.1 viser en oversigt over anlægsomkostninger i forbindelse med flytning af kildeplads. Omkostninger er anført for 1 mio. m³/år, som er den vandmængde, der forudsættes at skulle erstattes som følge af en afværgepumpning ved et transportcenter ved Hasselager (scenarium 1), og for 5 mio. m³/år, som vurderes at være en optimal mængde i forhold til anlægsomkostningerne (scenarium 2). Scenarium 2 er betinget af, at det af andre grunde er nødvendigt, at indvinde og forsyne 4 mio. m³/år fra en ny kildeplads i Århus området. Et sådan behov fremgår dog ikke af den gældende planlægning. Side 13

17 Aktivitet: Årlig indvinding (m³/år) 1 mio. 5 mio. Forundersøgelser 1,25 2,75 Sikring af det formelle grundlag 0,28 0,76 Etablering af kildeplads 4,00 20,76 Etablering af ledningsanlæg 61,46 124,46 Etablering af pumpestationer 0,90 0,90 Etablering af vandværk 11,00 38,00 Afvikling af eksisterende kildeplads 0,67 2,00 Flytning af kildeplads i alt 79,56 189,63 Tabel 4.1 Anlægsomkostninger ved flytning af kildeplads (mio. kr. ekskl. moms). Anlægsomkostningerne målt som kr./m³ etableret årlig kapacitet er væsentlig lavere ved anlæg med en kapacitet på 5 mio. m³/år (37,9 kr./m³) end for anlæg med en kapacitet på 1 mio. m³/år (79,6 kr./m³) mio. kr. I scenarium 2 etableres et nyt indvindingsanlæg ved OSD-område 25, Salten med en kapacitet 5 mio. m³/år, herved kan prisniveauet gøres gældende for den vandmængde på 1 mio. m³, som skal til for at erstatte den tabte indvinding som følge af en afværgepumpning ved et transportcenter ved Hasselager. Anlægsomkostningerne på i alt 189 mio. kr. for 5 mio. m³/år, beregnes relativt for 1 mio. m³/år til 1/5 del af 189 mio. kr., d.v.s. 38 mio. kr. Det konkluderes derfor, at anlægsomkostningerne, som relateres til et vandbehov på 1 mio. m³/år, vil kunne variere fra 38 mio. kr. i scenarium 1 og 80 mio. kr. i scenarium 2. Dette udtrykker tydeligt den store afhængighed af, hvilken kapacitet anlægget etableres med. Afværgeanlæg Anlægsomkostninger i forbindelse med etablering af et afværgeanlæg ved et transportcenter i Hasselager omfatter følgende hovedaktiviteter: Forundersøgelser Sikring af det formelle grundlag Etablering af afværgeboringer Etablering af vandrensningsanlæg Etablering af afledning til recipient Tabel 4.2 viser en oversigt over anlægsomkostninger i forbindelse med etablering af et afværgeanlæg ved et transportcenter ved Hasselager. Omkostninger er anført for 1 mio. m³/år, som er den vandmængde der forudsættes at skulle afværgepumpes. Side 14

18 Aktivitet: Forundersøgelser 1,66 Sikring af det formelle grundlag 0,26 Etablering af boringer 4,38 Etablering af vandrensning 4,20 Etablering af afledning til recipient 0,54 Afværgeanlæg i alt 11,04 Tabel 4.2 Anlægsomkostninger ved etablering af afværgeanlæg ved Hasselager (mio. kr. ekskl. moms). Total anlægsomkostninger De totale anlægsomkostninger omfatter omkostninger til flytning af kildepladsen, som overfor er opgjort til mio. kr. afhængig af anlæggets kapacitet, samt omkostninger på 11 mio. kr. til etablering af et afværgeanlæg ved et transportcenter i Hasselager. Tabel 4.3 og 4.4 viser en oversigt over de totale anlægsomkostninger ved scenarium 1 og 2. Aktivitet: Flytning af kildeplads 80 Afværgeanlæg ved Hasselager 11 Anlægsomkostninger i alt 91 Tabel 4.3 Totale anlægsomkostninger ved scenarium 1 (mio. kr. ekskl. moms). Aktivitet: Flytning af kildeplads 38 Afværgeanlæg ved Hasselager 11 Anlægsomkostninger i alt 49 Tabel 4.4 Totale anlægsomkostninger ved scenarium 2 omregnet til 1 mio. m 3 /år (mio. kr. ekskl. moms). Driftsomkostninger De tekniske og kapacitetsmæssige forudsætninger er beskrevet mere detaljeret i baggrundsmaterialet udleveret til Århus Amt.. Driftsomkostninger er beregnet ud fra prisniveau Samtlige priser er ekskl. moms. Omkostninger til energiforbrug er af væsentlig betydning. Prisen pr. kwh er fastsat til 0,7 kr. Flytning af kildeplads Driftsomkostninger i forbindelse med flytning af kildepladser omfatter følgende hovedelementer. Det bemærkes, at der kun er medtaget ekstra driftsomkostninger i forhold til drift af tilsvarende anlæg ved Hasselager og Århus. Side 15

19 Energiforbrug Personale Vedligeholdelse Tabel 4.5 viser en oversigt over ekstra driftsomkostninger i forbindelse med flytning af kildeplads. Omkostninger er anført for 1 mio. m³/år (scenarium 1), som er den vandmængde, der forudsættes at skulle erstattes som følge af en afværgepumpning ved et transportcenter ved Hasselager, og for 5 mio. m³/år (scenarium 2), som vurderes at være en optimal mængde i forhold til anlægsomkostningerne. Aktivitet: Årlig indvinding (m³/år) 1 mio. 5 mio. Energiforbrug Personale Vedligeholdelse Ekstra driftsomkostninger (kr./år) Ekstra driftsomkostninger (kr./m³) 0,59 0,47 Tabel 4.5 Ekstra driftsomkostninger ved flytning af kildeplads (kr./år og kr./m³ ekskl. moms). Ekstra driftsomkostningerne målt som kr./m³ er lavere ved anlæg med en kapacitet på 5 mio. m³/år (0,47 kr./m³) end for anlæg med en kapacitet på 1 mio. m³/år (0,59 kr./m³) kr./år Hvis der etableres en nyt indvindingsanlæg ved OSD-område 25, Salten med en kapacitet 5 mio. m³/år, kan prisniveauet herfor gøres gældende for den vandmængde på 1 mio. m³, som skal til for at erstatte den tabte indvinding som følge af en afværgepumpning ved et transportcenter ved Hasselager. De ekstra driftsomkostninger på i alt kr. for 5 mio. m³/år kan omregnes til en omkostning for 1 mio. m³/år på kr. Det konkluderes derfor, at årlige ekstra driftsomkostninger, som relateres til et vandbehov på 1 mio. m³/år, vil kunne variere fra kr. (scenarium 2) til kr. (scenarium 1), afhængig af hvilken kapacitet anlægget etableres med. Afværgeanlæg Driftsomkostninger i forbindelse med etablering af et afværgeanlæg ved et transportcenter i Hasselager omfatter følgende hovedelementer: Energiforbrug Vedligeholdelse Filtermaterialer Monitering Tabel 4.6 viser en oversigt over driftsomkostninger i forbindelse med etablering af et afværgeanlæg ved et transportcenter ved Hasselager. Omkostninger er anført for 1 mio. m³/år, som er den vandmængde, der forudsættes at skulle afværgepumpes. Side 16

20 Aktivitet: Energiforbrug Vedligeholdelse Filtermaterialer Monitering Driftsomkostninger (kr./år) Driftsomkostninger (kr./m³) 1,11 Tabel 4.6 Driftsomkostninger ved etablering af afværgeanlæg ved Hasselager (kr./år og kr./m³ ekskl. moms). Total driftsomkostninger De totale ekstra driftsomkostninger omfatter ekstra drift som følge af flytning af kildepladsen, som overfor er opgjort til kr./år afhængig af anlæggets kapacitet, samt omkostninger på ca. 1,1 mio. kr. til drift af et afværgeanlæg ved et transportcenter i Hasselager. Tabel 4.7 og 4.8 viser en oversigt over de totale driftsomkostninger ved scenarium 1 og 2. Aktivitet: Flytning af kildeplads m.m. 0,59 Afværgeanlæg ved Hasselager 1,11 Ekstra driftsomkostninger i alt 1,70 Tabel 4.7 Totale ekstra driftsomkostninger ved scenarium 1 (kr. pr m 3./år ekskl. moms). Aktivitet: Flytning af kildeplads m.m. 0,47 Afværgeanlæg ved Hasselager 1,11 Ekstra driftsomkostninger i alt 1,58 Tabel 4.8 Totale ekstra driftsomkostninger ved scenarium 2 (kr. pr m 3./år ekskl. moms). Nutidsværdi Nutidsværdien benyttes til at sammenligne f.eks. investeringstunge og driftsminimerede løsninger med investeringsminimerede og driftstunge løsninger over en årrække. Populært sagt repræsenterer de beregnede nutidsværdier beløbene, man skal indsætte i banken i år nul, for at kunne hæve pengene til anlægs- og driftsudgifter over en given periode. Nutidsværdien for ekstra driftsomkostninger er fastsat ud fra en beregningsperiode på 50 år, hvilket vurderes at svare til anlæggenes gennemsnitlige levetid. Det er forudsat, at den årlige prisstigning svarer til kalkulationsrenten. Hermed beregnes nutidsværdien blot ved at Side 17

21 gange ekstra driftsomkostninger beregnet ved prisniveau 2001 med 50. Tabel 4.9 viser en oversigt over de beregnede nutidsværdier for scenarium 1 og 2. Scenarium 1 Scenarium 2 Anlægsomkostninger Ekstra driftsomkostninger Beregnet nutidsværdi Tabel 4.9 Nutidsværdi scenarium 1 og 2 (mio. kr. ekskl. moms) Miljøeffekter Der vil være en række miljøeffekter forbundet med flytning af en kildeplads samt etablering af et afværgeanlæg. Den væsentligste miljøeffekt vurderes at være øget energiforbrug og hermed øget emission af CO 2, SO 2, NO x og tungmetaller. Det forøgede energiforbrug vil helt overvejende være forbundet med driften af anlæggene og i mindre grad etablering af anlæggene herunder fremstilling af byggematerialer, rør mv. Energiforbrug Tabel 4.10 viser det beregnede ekstra energiforbrug, der fremkommer ved flytning af kildepladsen samt etablering af et afværgeanlæg ved et transportcenter ved Hasselager. Der tages udgangspunkt i, at det er en indvinding på 1 mio. m³/år der flyttes, hvilket svarer til den vandmængde, der afværgepumpes. Aktivitet: Flytning af kildeplads Afværgeanlæg Ekstra energiforbrug i alt Tabel 4.10 Ekstra energiforbrug scenarium 1 (kwh/år) Emission Ved produktion af elektricitet kan der afhængig af energikilden (kul, olie, atomkraft eller vandkraft) være en miljøbelastning i form af øget emission af CO 2, SO 2, NO x og tungmetaller. Under forudsætning af at 90 % af elproduktionen er baseret på kul, er emissionsbidraget beregnet som vist i tabel Aktivitet: CO 2 SO 2 NO x Flytning af kildeplads 532 1,8 28 Afværgeanlæg 147 0,5 0,4 Ekstra emission i alt 679 2,3 28,4 Tabel 4.11 Ekstra emission scenarium 1(tons/år) Side 18

22 Øvrige miljøbelastninger I forbindelse med driften af et afværgeanlæg, hvori der indgår rensning på aktivt kul, vil der være en forøget miljøbelastning i forbindelse med afledning af spildevand og regenerering eller forbrænding af kullene, når kapaciteten er opbrugt. Side 19

23 5 Konklusion En forurening af grundvandet under Hasselager transportcenter vil kunne indtræffe. Det konkluderes at, der kan opstå situationer, hvor det ikke er realistisk, at foretage en egentlig oprensning af forureningen inden for tidshorisonter på år, hvorfor det forurenede grundvands anvendelse til drikkevand anses for udelukket. Opstår en sådan situation, vil der være behov for etablering af en afværgeoppumpning af størrelsesordenen 1 mio. m 3 grundvand pr. år, da der er behov for at holde forureningen under hydraulisk kontrol, så den ikke spredes ud i det OSD-område, der danner grundlag for % af det indvundne drikkevand i Århus Kommune. En oppumpning af forurenet grundvand vil medføre behov for etablering af et afværgeanlæg med rensning af vandet og efterfølgende udledning til recipient. Skal der afværgepumpes den nævnte grundvandsmængde, medfører det et underskud af grundvand i Århus området. En erstatningsvandforsyning med en størrelse svarende til den afværgepumpede mængde skal etableres fra et andet område. Erstatningsvandforsyningen etableres mest hensigtsmæssigt i OSD-område nr. 25, Salten beliggende syd for Silkeborg. Der er beregnet nutidsværdier, som omfatter såvel anlægsomkostninger som ekstra driftsomkostninger ved etablering af afværgeanlægget og en erstatningsvandforsyning på 1 mio. m 3 /år. Der er opstillet 2 scenarier for forskellige anlægsstørrelser, idet det er væsentligt billigere pr. m 3, at etablere et vandforsyningsanlæg med en kapacitet på 5 mio. m 3 /år i forhold til en kapacitet på 1 mio. m 3 /år. Erstatningsvandforsyning (anlægsstørrelse 1 mio. m 3 /år) og etablering af afværgeanlæg ved et transportcenter ved Hasselager beregnes til at koste 176 mio. kr. i nutidsværdi. Hvis etableringen kan ske med et salg af 4 mio. m 3 /år vand til anden side og anlægges vandforsyningen til en samlet kapacitet på 5 mio. m 3 /år, vil omkostningen til erstatning af den afværgeoppumpede vandmængde på 1 mio. m 3 /år og etablering af afværgeanlægget kunne reduceres til 128 mio. kr. Det skal dog bemærkes, at der ikke i aktuel planlægning fremstår et sådan ekstra behov for vandforsyning på 4 mio. m 3 /år til Århus området. Side 20

24 6 Referencer /1/ VVM-Analyse for placering af transportcenter ved Hasselager. Århus Kommune. Feb /2/ Transportcenter i Århus-området. Forslag til Tillæg nr. 14 til Regionplan Århus Amt. Udgave af 20. juni /3/ Forslag til Grundvandsplan Århus Amt. Feb /4/ Design, indkøring og drift af afværgepumpning. Miljøstyrelsen /5/ Håndbog i miljørigtig projektering. Bind 1 og 2. BPS publikation 121. /6/ Miljødata for udvalgte byggematerialer. Forbrug af fossile brændsler og emission af CO 2, og SO 2, SBI-meddelelse /7/ Udviklingen i den danske vandforsyningsstruktur. Miljøstyrelsen /8/ Vandrensning ved hjælp af aktiv kulfiltre. Miljøstyrelsen /9/ Udnyttelse og rensning af forurenet grundvand. Miljøstyrelsen /10/ Drift af afværgeprojekter. Status og udviklingstendenser i amterne. Teknik og administration. Nr /11/ Claus Hakon Jørgensen og Anders Humle, Overførsel af tilskudsvand til Københavnsområdet. Eksamensprojekt. Danmarks Tekniske Universitet. Side 21