Miljøcenter Århus Sydsamsø udførelse af boringer 1/1
Rekvirent Miljøcenter Århus Lyseng Allé 1 8270 Højbjerg Erling Fuglsang Rådgiver Orbicon A/S Jens Juuls Vej 16 8260 Viby J Telefon 87 38 61 66 E-mail han@orbicon.dk Sag 1310900012 Projektleder Henrik Andersen Kvalitetssikring Birthe Jordt Revisionsnr. 0 Godkendt af Omar Thomsen Udgivet Miljøcenter Århus Sydsamsø udførelse af boringer 1/25
INDHOLDSFORTEGNELSE 1 Indledning... 4 2 Resultater... 6 2.1 Geologisk prøvebeskrivelse... 6 2.1.1 Kort rids af Samsøs geologi på baggrund af aktuelle borearbejde.... 6 2.2 Geofysisk borehulslogging... 7 2.2.1 Kort geofysisk karakterisering ud fra borehulslogging... 7 2.3 Boringsudbygning... 7 2.4 Prøvepumpningsforsøg... 7 3 Feltarbejde - boringer... 8 3.1 OSD29-B2 (DGU nr. 109.283)... 9 3.2 OSD29-B3 (DGU nr. 109.284)... 9 3.3 OSD29-B7 (DGU nr. 109.285)... 9 3.4 OSD29-B4 (DGU nr. 119.68)... 10 3.5 OSD29-B6 (DGU nr. 109.286)... 10 3.6 OSD29-B1 (DGU nr. 119.69)... 10 3.7 Indmåling... 11 4 Feltarbejde korttids prøvepumpning og vandprøvetagning... 12 4.1 Korttids prøvepumpning af OSD29-B2-F1... 12 4.2 Korttids prøvepumpning øvrige filtre... 12 4.3 Vandprøvetagning... 12 5 Feltarbejde længerevarende prøvepumpning... 15 5.1 Lokalisering af boringer og opsætning af dataloggere... 15 5.2 Oppumpning og udledning af grundvand... 16 5.3 Vandprøver... 16 5.4 Tilbagepejling... 16 6 Vurdering af pejledata... 17 6.1 Hydrauliske data... 17 6.1.1 Pumpeboring... 18 6.1.2 Observationsboring, DGU nr. 109.285... 20 6.1.3 Observationsboring, DGU nr. 109.235... 20 6.1.4 Observationsboring, DGU nr. 109.238, 2... 21 6.1.5 Observationsboring, DGU nr. 109.273, 3... 21 6.1.6 Observationsboring, DGU nr. 109.240... 21 6.1.7 Manuel pejling af 109.249, 109.261 og 109.250... 22 6.2 Sammenfatning af det længerevarende pumpeforsøg... 22 6.3 Vandkemiske data under pumpeforsøget... 24 7 Sammenfatning... 25 2/25
BILAGSOVERSIGT Bilag 1 Aktivitets og tidsplan for gennemførelse af boringer på Sydsamsø Bilag 2 Boring OSD29-B2, DGU nr. 109.283 Bilag 3 Boring OSD29-B3, DGU nr. 109.284 Bilag 4 Boring OSD29-B7, DGU nr. 109.285 Bilag 5 Boring OSD29-B4, DGU nr. 119.68 Bilag 6 Boring OSD29-B6, DGU nr. 109.286 Bilag 7 Boring OSD29-B1, DGU nr. 119.69 Bilag 8 Bilag 9 Bilag 10 Bilag 11 Bilag 12 Pejledata fra korttidspumpninger alle filtre Analyseresultater alle filtre Prøvepumpningsresultater længerevarende pumpeforsøg Kvalitetssikringsdokumenter og noter Appendiks 3/25
1 Indledning Miljøcenter Århus er i gang med kortlægning af grundvandsressourcen på Sydsamsø. Nærværende rapport beskriver de indhentede data ved udførelse af 6 undersøgelsesboringer, som blev udført i maj måned 2009. Boringernes placering fremgår af figur 1.1. Der er i september og oktober måneder 2009 gennemført et pumpeforsøg i en af boringerne. Formålet med det udførte arbejde med boringerne er at opnå bedre viden om grundvandsmagasinernes sammenhæng både lateralt og vertikalt, herunder opklare den naturlige beskyttelse over magasinniveau samt skabe kendskab til lagene under magasinerne og dybde til tertiært ler. Boringerne er filtersat med henblik på at opnå bedre viden om den grundvandskemiske sammensætning i forskellige niveauer og lokaliteter samt give mulighed for udførelse af et længerevarende pumpeforsøg. Kortlægningsområde Sydsamsø er udlagt i intensivt landbrug med stadig stigende fokus på dyrkning af grøntsager, særligt kartofler. Desuden er Samsø en udpræget ferieø med mangedobling af befolkningstallet i sommermånederne. Som det fremgår (figur 1.1) er Sydsamsø omgivet af hav og mulighederne for fortsat indvinding af grundvand til drikkevand og vanding er væsentlige for øens erhvervsmæssige fremtid. Nærværende undersøgelse har således haft fokus i et større område end det eksisterende OSD. Figur 1.1: De seks udførte boringer er fordelt over en stor del af Sydsamsø, undersøgelsen har således haft et fokus, der har strakt sig udover det eksisterende OSD. 4/25
Det videre sigte med de omfattende undersøgelser på Sydsamsø er at kunne sikre en fremtidig drikkevandsforsyning af god kvalitet for hele Samsø. Projektet er gennemført i flere etaper med stor bevågenhed om de logistiske omstændigheder ved gennemførelse af de enkelte dele. Dette har været særligt nødvendigt på grund af meget begrænset færgekapacitet i visse perioder. De enkelte etaper har bestået i: 1. En indledende etape hvor der er gennemført aftaler af praktiske forhold og ikke mindst lodsejeraftaler med henblik på etablering af boringer. 2. Dernæst er der gennemført feltarbejde med borearbejde, tilsyn heraf, prøvebeskrivelse og borehulslogging. Dette arbejde er for hver boring sammenfattet ved et filtersætningsmøde, hvor udbygning af den pågældende boring er aftalt. Boringerne er efterfølgende udbygget under tilsyn. 3. Tredje etape omfatter prøvepumpningsforsøg og vandprøveudtagning fra pumpeboringen. Herunder er de udbyggede boringer tillige blevet indmålt og registreret i boringsdatabase hos GEUS. Nærværende rapport omfatter ovenstående arbejde. 5/25
2 Resultater I dette kapitel beskrives de p.t. indhøstede resultater af det udførte feltarbejde kortfattet. 2.1 Geologisk prøvebeskrivelse Resultaterne af de udførte prøvebeskrivelser er samlet i separate bilag for hver boring. Se bilag 2-7. Prøvebeskrivelserne er diskuteret i felten med Christian Kronborg, Geologisk Institut, Aarhus Universitet, der ligeledes har foretaget den faglige kvalitetssikring af prøvebeskrivelserne (bilag 2-7). Der er endvidere leveret prøvemateriale fra en række udvalgte prøver til videnskabelig brug ved Geologisk Institut, Aarhus Universitet. 2.1.1 Kort rids af Samsøs geologi på baggrund af aktuelle borearbejde. De geologiske forhold er karakteriseret ved en forholdsvis tyk, kvartær lagserie, bestående hovedsageligt af moræneler og smeltevandsaflejringer. Den øverste moræneaflejring tolkes at være afsat under det Ungbaltiske Isfremstød for ca. 18-19.000 år siden. Derunder følger smeltevandsaflejringer i form af smeltevandssand og ler, der underlejres af endnu en moræneaflejring, som formodes at være afsat under et isfremstød fra nordøst for ca. 22.000 år siden. I enkelte af boringerne, bl.a. boring DGU nr. 109.283, OSD29-B2, ses endnu en sekvens af smeltevandsaflejringer, der underlejres af en moræneler. Denne moræne tilhører enten Norske Isen eller det Gammelbaltiske Isfremstød, der hhv. er afsat for ca. 30.000 år og ca. 45.000 år siden. De 6 undersøgelsesboringer viser således generelt en kvartær stratigrafi, bestående af 2-3 isfremstød, der tolkes at repræsentere Det Ungbaltiske Isfremstød, NØ-Isen samt enten Norske Isen eller Det gammel Baltiske Isfremstød, som alle tilhører Weichsel Istiden. I en enkelt boring DGU nr. 109.283, OSD29-B2, er der dog erkendt marine aflejringer, som er ved at blive dateret af Aarhus Universitet. Disse marine aflejringer kan sandsynligvis tolkes at tilhøre Eem, hvilket indikerer, at den underlejrende moræne i denne boring tilhører Saale eller ældre istider. Der kan dermed erkendes aflejringer fra mindst 2 istider på Samsø og mindst 4 isfremstød. I boring DGU nr. 119.68, OSD29-B4, blev et par prøver ligeledes undersøgt for mulig forekomst af Eem, idet aflejringerne bl.a. kotemæssigt kunne passe på dette. Det viste sig dog, at det drejede sig om issø aflejringer. I kun én af de 6 boringer blev de kvartære aflejringer gennemboret. Det drejer sig om boring DGU nr. 109.283, OSD29-B2, hvor de kvartære aflejringer direkte hviler på eocæne/paleocæne aflejringer. Nederst i boringen ses den paleocæne Æbelø Formation med de karakteristiske, forkislede lag. 6/25
2.2 Geofysisk borehulslogging Resultaterne af de udførte borehulslogs er samlet i separate bilag for hver boring. Se bilag 2-7. Resultaterne fra borehulslogging er anvendt til præcisering af laggrænser i den geologiske søjle, der er vist i bilagene. 2.2.1 Kort geofysisk karakterisering ud fra borehulslogging Det bemærkes generelt, at lave resistiviteter er sammenfaldende med høje tælletal i den naturlige gammalog. Dette er i god overensstemmelse med, at lerede aflejringer generelt har en lav resistivitet og samtidigt et højt indhold af naturligt radioaktive mineraler. I sand- og grusaflejringer med stort indhold af krystaline bjergarter ses høje tælletal og høje resistiviteter, mens der i meget kvartsrige sandaflejringer ses en relativ høj resistivitet og en lav naturlig radioaktivitet. Generelt ses en meget beskeden modstandskontrast mellem moræneler og smeltevandssand i de udførte boringer. Dette kan i de fleste tilfælde forklares med højt indhold af finkornet/leret materiale i smeltevandssandet og dermed lavere modstande end i rene sandformationer. Et godt eksempel på dette ses i OSD29-B4, hvor modstandskontrasten mellem det gennemborede moræneler i intervallet 9-24 mut og det underliggende smeltevandssand kun er ganske få ohmm. Der iagttages i øvrigt kun enkelte bemærkelsesværdige afvigelser fra det ovenstående generelle billede. I OSD29-B1 ses i 7-8 meters dybde meget høje tælletal over 100 cps i den naturlige gammalog, hvilket hidrører fra en større sten lokaliseret under borearbejdet. I OSD29-B2 registreres meget lave modstande under 1 ohmm i dybder større end 70 mut. I OSD29-B6 ses stigende modstande i den anborede moræneler mod bunden af boringen. 2.3 Boringsudbygning Med baggrund i den geologiske prøvebeskrivelse og den udførte borehulslogging er der truffet beslutning om filtersætning og udbygning af de enkelte boringer. Udbygningen af boringerne fremgår af de samlede oversigtplot, som er fremstillet for hver enkelt boring. Af de samlede plot ses endvidere en overordnet geologisk lagserie og resultater af borehulslogging (jf. bilag 2-7). 2.4 Prøvepumpningsforsøg Resultaterne af det udførte længerevarende pumpeforsøg er samlet i kap. 6. og i bilag 10. Det skal her kort bemærkes, at der er fundet sammenhænge mellem de magasiner, der indvindes fra til Hårdmark og Tranbjerg Vandværker, mens der ikke er fundet sammenhæng mellem disse magasiner og magasinet ved Ballen. Der er foretaget beregninger af hydraulisk ledningsevne i OSD29-B2. Transmissiviteten i den nedre del af magasinet er ud fra stigningsdata i afslutningen af pumpeperioden beregnet til 1,66 x 10-3 m 2 /s. Transmissiviteten ud fra stigningsdata i 109.283,2 er beregnet til 1,20 x 10-3 m 2 /s. Dette kan svare til den vertikale transmissivitet mellem den nedre del af magasinet og den øvre del. 7/25
3 Feltarbejde - boringer Det udførte feltarbejde har i stor udstrækning fulgt det planlagte forløb. Forløbet er beskrevet i bilag 1. Feltarbejdet er indledt med besigtigelser og fastlæggelse af borelokaliter, indgåede lodsejeraftaler, og aftale med brøndborer Asbjørn Højfeldt A/S, Herning og endelig justering af boresteder efter brøndborers ønske. Dernæst er borearbejdet udført, herunder Orbicons tilknyttede ydelser i form af geologisk prøvebeskrivelse, tilsyn med borearbejde og filtersætning, håndtering af lodsejerhenvendelser, borehulslogging og deltagelse i filtersætningsmøder. Figur 3.1: Prøvebeskrivelse i felten. Lektor Christian Kronborg, Aarhus Universitet; Geolog Ph.d. Mette Danielsen og Geolog Allan Petersen, begge Orbicon. Der har været følgende enkelte afvigelser af væsentlig betydning for projektets forløb: Det har været drøftet at udføre en tørboring i tilknytning til OSD29-B3 for at komme til større dybde end der blev opnået. Af økonomiske hensyn er dette fravalgt. Det er med baggrund i indhøstet viden under borearbejdet og kendskabet til DGU nr. 109.238 valgt at udelade gennemførelsen af den planlagte boring OSD29-B5. Det har været drøftet at flytte B5 til et andet område for at indhente mere viden, men af økonomiske hensyn er dette fravalgt. 8/25
Gennemførelsen af borearbejdet er generelt foregået uden væsentlige problemer eller utilsigtede markskader. Dette skyldes i stor udstrækning de aftalte placeringer af borestederne samt det udprægede tørre og solrige vejr i maj 2009, hvor borearbejdet foregik. Der har således ikke været behov for forbedring af markveje eller tilkørselsforhold med udlægning af plader eller andet. I forbindelse med et projekt, der involverer borearbejde er der naturligvis en række mindre forskydninger og justeringer i forhold til det på forhånd planlagte forløb. Detaljerne vedrørende udførelse af hver af de 6 boringer gennemgås herunder. 3.1 OSD29-B2 (DGU nr. 109.283) Borearbejde og filtersætning er udført i perioden 4.-6. maj 2009. Denne boring er udført som første boring i projektet som følge af den planlagte anvendelse som pumpeboring i det efterfølgende pumpeforsøg. Endvidere er den boret til sikker anboring af prækvartære aflejringer for på et tidligt tidspunkt at få et overblik over den forventelige lagserie på Sydsamsø. Borearbejdet er forløbet uden væsentlige ophold og boringen er stoppet 85 meter under terræn (mut). Boringen er blevet logget umiddelbart efter slutdybden er besluttet, og efterfølgende filtersat med to filtre på separate Ø125 mm stammer. Detaljer om den gennemborede lagserie, borehulslogging og boringens udbygning findes i bilag 2. 3.2 OSD29-B3 (DGU nr. 109.284) Borearbejde og filtersætning er udført i perioden 6.-7. maj 2009. Under borearbejdet blev der anboret et meget groft gruslag omkring 36-37 mut. Ved kontakt med dette gruslag forsvandt boremudderet pludseligt og borearbejdet blev midlertidigt stoppet. Efter tilførsel af 3 m 3 sand til borehullet for stabilisering blev borearbejdet genoptaget desværre med samme resultat. Boringen blev herefter opfyldt med sand til 29 mut for stabilisering. Boringen er udbygget med to filtre på separate Ø125 mm stammer. Detaljer om den gennemborede lagserie og boringens udbygning findes i bilag 3. 3.3 OSD29-B7 (DGU nr. 109.285) Borearbejdet er opstartet 7. maj og afsluttet 11. maj (efter Bededagsferie), hvor der er udført borehulslogging. Filtersætning er besluttet og udført den 12. maj. Borearbejdet er forløbet uden væsentlige ophold og boringen er stoppet 50 mut. Boringen er blevet logget og filtersat med to filtre på separate Ø125 mm stammer. Detaljer om den gennemborede lagserie, borehulslogging og boringens udbygning findes i bilag 4. 9/25
Figur 3.2: Filtersætning af OSD29-B7. Bagfyld i form af lerspærre er ved at blive placeret omkring to Ø125 forerør (stammer). 3.4 OSD29-B4 (DGU nr. 119.68) Borearbejdet er udført 12. maj, og i forlængelse heraf er der udført borehulslogging. Filtersætning er besluttet og udført den 13. maj. Borearbejdet er forløbet uden væsentlige ophold og boringen er stoppet 57 mut. Boringen er blevet logget og filtersat med to filtre på separate Ø125 mm stammer. Detaljer om den gennemborede lagserie, borehulslogging og boringens udbygning findes i bilag 5. 3.5 OSD29-B6 (DGU nr. 109.286) Borearbejdet er udført 13. maj med borehulslogging samme aften og filtersætning 14. maj. Borearbejdet er forløbet uden væsentlige ophold og boringen er stoppet 45 mut. Boringen er blevet logget og filtersat med et filter i Ø125 mm. Detaljer om den gennemborede lagserie, borehulslogging og boringens udbygning findes i bilag 6. 3.6 OSD29-B1 (DGU nr. 119.69) Borearbejdet er udført 18. maj med borehulslogging og filtersætning 19. maj. Borearbejdet er forløbet uden væsentlige ophold og boringen er stoppet 55 mut. Boringen er blevet logget og efterfølgende opfyldt med bentonit. Detaljer om den gennemborede lagserie, borehulslogging og opfyld af boringen findes i bilag 7. 10/25
3.7 Indmåling Der er foretaget indmåling og monteret kotemærker på alle udbyggede undersøgelsesboringer. Registreringerne med skitser er vedlagt i bilagene for de enkelte boringer. Til indmåling er der anvendt System1200 fra Leica Geosystems A/S. I feltmålingerne er anvendt SmartPole, der er enkel at anvende og derved minimerer fejl. http://www.leica-geosystems.com/en/gnssgps-surveying-systems- Leica-SmartPole_64879.htm. Resultaterne af indmålinger til kotemærke er anført i tabel 3.1 herunder. Boring Utm Y Utm X Dvr 90 B2 6187759.483 598802.805 26.835 B7 6187136.356 600754.082 22.966 B4 6183643.513 597929.340 10.249 B6 6186815.855 596876.343 25.036 B3 6187631.174 596284.319 22.333 3.1: Indmålte data til kotemærker I skitserne i boringsbilagene er anført relevante mål til terræn, overkant forerør og overkant boringsafslutning. 11/25
4 Feltarbejde korttids prøvepumpning og vandprøvetagning Efter endt borearbejde er der udført korttids-pumpeforsøg ved boring OSD29- B2-F1 og vandprøveudtagning fra samtlige filtre i alle 6 boringer. 4.1 Korttids prøvepumpning af OSD29-B2-F1 Som forberedelse til det længerevarende prøvepumpningsforsøg i boring OSD29-B2-F1 er der udført en pejleserie i OSD29-B2-F1 i forbindelse med renpumpning. Den beregnede transmissivitet på baggrund af pejleserien fra OSD29-B2-F1 kan ses i figur 4.1 herunder. Figur 4.1: Beregning af transmissivitet i OSD29-B2 (F1) på baggrund af stigningsdata efter renpumpning. Det længerevarende pumpeforsøg fra OSD29-B2 blev startet i uge 36 efter modtagelse af udledningstilladelse fra Århus Kommune og Samsø Kommune. Det længerevarende pumpeforsøg er nærmere beskrevet i kap. 5. 4.2 Korttids prøvepumpning øvrige filtre Til vurdering af de lokale hydrauliske forhold er der udført korttids prøvepumpninger med indsamling af pejledata i samtlige filtre. Resultater herfra er angivet i bilag 8. 4.3 Vandprøvetagning Der er udtaget vandprøver fra samtlige filtre i de udførte boringer. Vandprøverne er analyseret ved Eurofins for parametrene i boringskontrol inkl. flygtige parametre (analyse DR031) og for indhold af 24 pesticider (DR221). Vandprøver er udtaget 21. og 22. juli til boringskontrol fra samtlige filtre, dog undtaget fra OSD29-B2 F1+F2 som følge af pladsmangel pga. den monterede pumpe. Det var ikke muligt at anvende den monterede pumpe på daværende tidspunkt pga. manglende strømforsyning. 12/25
Figur 4.2: Pumpe og afgangsledning monteret i OSD29-B2 (F1) Der er udtaget vandprøver fra alle filtre til analyse for boringskontrol inkl. svovlbrinte og metan samt pesticider for at få mulighed for at vurdere vandkemiske variationer de forskellige boringer og filtre imellem. Fra OSD29-B2-F1 er der desuden udtaget vandprøver 3 gange i løbet af pumpeperioden for vurdering af evt. vandkemisk udvikling i forbindelse med pumpeperioden. Dette er beskrevet i kap. 6. Vandprøveanalyser er udført af det akkrediterede analysefirma Eurofins. Analyseresultaterne er samlet vedlagt i bilag 9. Der er udtaget prøver fra i alt 9 filtre fordelt på 5 boringer. De væsentlige parametre - sulfat og klorid er angivet i tabellen herunder, desuden er arsenkoncentrationer angivet. Betydelige afvigelser for alle analyserede stoffer er kort kommenteret. Boring Arsen Sulfat Klorid Bemærkninger OSD29-B2, F1 2,2 µg/l 36 mg/l 41 mg/l OSD29-B2, F2 4,6 µg/l 58 mg/l 39 mg/l OSD29-B3, F1 16 µg/l 240 mg/l 110 mg/l NVOC 7,2 mg/l OSD29-B3, F2 7,3 µg/l 170 mg/l 82 mg/l NVOC 16 mg/l OSD29-B4, F1 2,6 µg/l 22 mg/l 77 mg/l NH + 4 1,2 mg/l OSD29-B4, F2 0,4 µg/l 21 mg/l 85 mg/l NO - 3 0,91 mg/l OSD29-B6 6,6 µg/l 140 mg/l 45 mg/l OSD29-B7, F1 1,3 µg/l 95 mg/l 62 mg/l OSD29-B7, F2 3,7 µg/l 100 mg/l 65 mg/l CH 4 0,16 mg/l Tabel 4.1 Udvalgte analyseparametre fra samtlige etablerede filtre. 13/25
Der er her som simpel indikator for påvirkning fra overfladeaktivitet fokuseret på variationer i sulfat (der er kun gjort et enkelt fund af nitrat i OSD29-B4). Sulfat afspejler forventeligt overfladepåvirkning fra nedsivende næringsstoffer som omsættes ved pyritoxidation, og der observeres betydelige variationer i sulfatkoncentrationer i de 9 filtre. Sulfatkoncentrationen er højest i de vestlige boringer og især i OSD29-B3. De laveste koncentrationer findes længst mod syd i OSD29-B4. Det kan dog ikke udelukkes at de høje sulfat koncentrationer i OSD29-B3 skyldes påvirkning fra salt grundvand. Kloridkoncentrationen afspejler altovervejende påvirkning fra salt grundvand og er generelt høj i samtlige filtre. De højeste værdier findes i mod vest i OSD29-B3 og sydvest i OSD29-B4, mens de laveste værdier ses i midt på øen i OSD29-B2. Koncentrationen af arsen er meget stærkt varierende. De højeste koncentrationer findes mod nordvest i OSD29-B3 i det dybeste filter, mens de laveste koncentrationer findes længst mod syd i OSD29-B4. Der er bemærket afvigende koncentrationer på enkeltkomponenter i to boringer. I OSD29-B3 er der forhøjet koncentration af NVOC på 16 mg/l i øverste filter og 7,2 mg/l i nederste filter. I alle øvrige filtre ses koncentrationer omkring 2-3 mg/l. I OSD29-B4 er der fundet høje koncentrationer af ammonium. Både i nederste filter med 1,2 mg/l, og i det øverste filter, hvor der er fundet 0,96 mg/l. I øverste filter er der samtidig både nitrit (0,30 mg/l) og nitrat (0,91 mg/l) over detektionsgrænsen, hvilket kan hænge sammen med ammoniumomsætning ved nitrifikation. I OSD29-B7-F2 er der fundet 0,16 mg/l methan, hvilket er faktor 5-10 højere end de fund der er gjort i øvrige filtre. Der er ikke konstateret fund af pesticider i nogle af boringerne. 14/25
5 Feltarbejde længerevarende prøvepumpning Det længerevarende pumpeforsøg er blevet gennemført med en del forsinkelse i forhold til det planlagte forløb jf. bilag 1, men den generelle tidsplan er - efter tidsmæssig forskydning af forsøget - forsøgt overholdt i videst muligt omfang. Formålet med prøvepumpningen fra OSD 29 B2-F1 (DGU nr. 109.283,1) er at opnå bedre viden om magasinernes sammenhæng både horisontalt og vertikalt. 5.1 Lokalisering af boringer og opsætning af dataloggere Den længerevarende prøvepumpning er udført for at undersøge om der er sammenhæng mellem magasinerne, hvorfra de på Samsø betydelige Hårdmark Vandværk (ved Pillemark) og Tranebjerg Vandværk indvinder. En mulig sammenhæng til et magasin ved Ballen er ligeledes søgt opklaret. Med henblik på at undersøge magasinsammenhænge er der udvalgt en række boringer til monitering af grundvandsstanden og eventuelle påvirkninger under pumpeforsøget. Boringerne er udvalgt så påvirkninger i alle retninger søges kortlagt. Endvidere er der fokuseret stærkt på at overvåge eventuel påvirkning af grundvandet ved Hårdmark Losseplads. Placering af de anvendte moniteringsboringer er vist i figur 5.1. Figur 5.1: Oversigt over boringer til monitering af grundvand ved gennemførelse af pumpeforsøget. Oplysninger om disse og de øvrige udvalgte boringer til monitering af effekter af pumpeforsøget fremgår af tabel 5.1. Boringen med DGU nr. 109.238 er beliggende ved Hårdmark Vandværk og boringen med DGU nr. 109.235 er en indvindingsboring til Tranebjerg Vandværk. 15/25
DGU nr. Filterdybde Formål m.u.t. 109.283, 2 109.283, 1 28-31 36-46 Observationsboring Pumpeboring 109.238, 2 31-39/49-52 Observationsboring 109.285, 2 109.285, 1 36-37 42-45 Observationsboring Observationsboring 109.261 20,5 26,5 Observationsboring 109.240 26 31 Observationsboring 109.273, 3 32 36 Observationsboring 109.235,1 24 34 Observationsboring 109.250 4-7 Observationsboring Tabel 5.1: Oversigt over boringer til monitering af grundvand Det blev forsøgt at etablere dataloggere i flere boringer i området, men disse boringer blev enten ikke lokaliseret eller viste sig ikke pejlbare. 5.2 Oppumpning og udledning af grundvand Prøvepumpningen blev startet den 31. august og pumpen blev slukket den 23. september 2009. Pumpen havde en ydelse på ca. 16 m 3 /t gennem hele prøvepumpningsperioden. Afledningen er foretaget til Sørenden via 800 meter brandslange og afløbsbrønd til regnvands- og drænvands afledning og derfra pumpet til Sørenden. 5.3 Vandprøver For at undersøge om der sker kemiske ændringer i magasinerne ved den længerevarende prøvepumpning, er der udtaget vandprøver fra pumpeboringen lige efter start af, omtrent midtvejs og i slutningen af prøvepumpningsperioden. Vandprøveanalyser er udført af det akkrediterede analysefirma Eurofins. Omfanget af analyser kan ses af tabel 5.2. Analyseresultaterne findes samlet i bilag 9. Dato: Boringskontrol Aromatiske kulbrinter Chlorerede Opløsningsmidler Chlorpenoler Pesticider 28.08.09 X X X X X 11.09.09 X X X 23.09.09 X X X Tabel 5.2: Samlet oversigt af udførte analyser fra 109.283,1. 5.4 Tilbagepejling Efter endt prøvepumpning er der fortsat udført monitering af ændringer i grundvandsspejlet ved tilbagepejlingen for herved at verificerer eventuelle hydrauliske reaktioner i observationsboringer uden generende effekter af pumpestop mv. Tilbagepejlingen blev gennemført i perioden fra den 23. september til den 3. oktober 2009. 16/25
6 6.1 Vurdering af pejledataa Hydrauliske data Prøvepumpningsperioden med aktiv pumpeperio de og tilbagepejlingsperiode strækker sig samlet fra den 31. august til den 3. oktober 2009. Der blev to gange i løbet af det længerevarende prøvepumpningsforsøg indsamlet data fra dataloggerne i boringerne. Resultaternee er illustreret i bilag 10. Der er ikke korrigeret for barometereffekter i resultaterne fra prøvepumpnin- ikke er gen, da der har været fejl på dataloggeren i pumpeperioden, og data blevet gemt i pumpeperioden. Barometereffekten er en betegnelse for luftstart af trykkets indvirkning på vandstanden. Der er dog i en periode inden pumpen målt vandstand i udvalgte boringer og barometertryk, dette er vist i figur 6.1. Figur 6.1: Barometertrykket i perioden inden prøvepumpnin ngen. Det ses af figur 6.1, at de svingninger der forekommer i vandstanden ikke skyldes ændringer i barometertrykket, da vandstandskurverne for boringerne med DGU nr. 109.238,2 og 109.238,2 stiger i en periode hvor barometertryk- 17/25
ket er svagt faldende. Svingningerne i vandstanden kan derfor mest sandsynligt tillægges en anden påvirkning i magasinet. De samlede resultater fra prøvepumpningen er vist i figur 6.2. Der er ikke vist resultater fra boringerne med DGU nr. 109.277 og 109.261, da disse ikke har været aktive i prøvepumpningsperioden. Der blev pumpet med en kontinuert ydelse på 16 m 3 /t i hele pumpeperioden. Af resultaterne kan det ses, at der er pumpestop fra den 6. september om eftermiddagen til den 7. september om eftermiddagen, hvorefter pumpen blev startet igen. Observationsboringerne følger alle samme overordnede tendens i vandstandssvingninger. Der vil i de efterfølgende afsnit blive kommenteret på de observerede ændringer i vandspejlet for hver af boringerne, og foretaget en vurdering af hvorvidt der er hydraulisk kontakt mellem magasinerne. 6.1.1 Pumpeboring Det ses af resultaterne i figur 6.2, at start og stop af pumpning i boringen med DGU nr. 109.283, 1 har synlig effekt på det overliggende filter (2). Det illustrerer tydeligt, at der er lokal hydraulisk kontakt mellem grundvandsmagasinerne. Der ses derudover hyppige svingninger i vandstanden i DGU nr. 109.283, 1 og 109.283,2 hvilket skyldes indvinding til Tranebjerg Vandværk, som tydeligt ses i boring DGU nr.109.235. Vandstanden i pumpeboringen med DGU nr. 109.283,1 falder 8,16 meter indenfor et døgn efter start af pumpe, hvor vandstanden i filter 2 i samme periode falder 1 meter. Transmissiviteten i den nedre del af magasinet er ud fra stigningsdata i afslutningen af pumpeperioden beregnet til 1,66 x 10-3 m 2 /s. Transmissiviteten ud fra stigningsdata i 109.283,2 er beregnet til 1,20 x 10-3 m 2 /s. Dette kan svare til den vertikale transmissivitet mellem den nedre del af magasinet og den øvre del. Figur 6.2: Samlet overblik af indsamlede data fra prøvepumpningen (omstående). Bemærk at pumpeboringen DGU nr. 109.283,1 er plottet mod separat skala (højre skala), mens alle øvrige målinger er plottet mod venstre skala. 18/25
Vandstand cm 1800 1750 1700 1650 1600 1550 1500 1450 1400 1350 1300 Prøvepumpning 04-10-09 12:00 03-10-09 12:00 02-10-09 12:00 01-10-09 12:00 30-09-09 12:00 29-09-09 12:00 28-09-09 12:00 27-09-09 12:00 26-09-09 12:00 25-09-09 12:00 24-09-09 12:00 23-09-09 12:00 22-09-09 12:00 21-09-09 12:00 20-09-09 12:00 19-09-09 12:00 18-09-09 12:00 17-09-09 12:00 16-09-09 12:00 15-09-09 12:00 14-09-09 12:00 13-09-09 12:00 12-09-09 12:00 11-09-09 12:00 10-09-09 12:00 09-09-09 12:00 08-09-09 12:00 07-09-09 12:00 06-09-09 12:00 05-09-09 12:00 04-09-09 12:00 03-09-09 12:00 02-09-09 12:00 01-09-09 12:00 31-08-09 12:00 2500 2400 2300 2200 2100 2000 1900 1800 1700 1600 1500 109.283,2 109.235 109.238,2 109.240 109.273,2 Baro 109.285,1 109.285,2 109.283,1 19/25
6.1.2 Observationsboring, DGU nr. 109.285 Denne boring er etableret i forbindelse med nærværende undersøgelse (OSD 29-B7), og er beliggende ca. 2 km øst for pumpeboringen (DGU nr. 109.283,1). Vandstanden i boringens to filtre reagerer hverken på start eller stop af prøvepumpningen. De udsving der forekommer i vandstanden skyldes en overordnede påvirkning. Der ses heller ikke påvirkning af indvinding til hverken Tranebjerg eller Hårdmark vandværker (som ses af DGU nr. 109.235 og 109.238). 6.1.3 Observationsboring, DGU nr. 109.235 Boringen med DGU nr. 109.235 er en indvindingsboring ved Tranebjerg Vandværk, og det ses af figur 6.3, at der er udsving som følge af alternerede indvinding på ugebasis. Dvs. i de uger hvor indvindingen ikke foretages fra DGU nr. 109.235 foretages den fra anden/andre nærliggende boringer. Den samlede indvinding til Tranebjerg Vandværk er ret konstant igennem pumpeforsøget. Prøvepumpning 1500 1850 1475 1825 1450 1800 1425 1775 1400 1750 109.285,1 1375 1725 109.285,2 Vandstand cm 1350 1700 109.235 1325 1675 1300 1650 1275 1625 1250 1600 1225 1575 1200 1700 01.09.2009 31.08.2009 02.09.2009 03.09.2009 04.09.2009 05.09.2009 06.09.2009 07.09.2009 08.09.2009 09.09.2009 10.09.2009 11.09.2009 12.09.2009 13.09.2009 14.09.2009 15.09.2009 16.09.2009 17.09.2009 Prøvepumpning 18.09.2009 19.09.2009 20.09.2009 21.09.2009 22.09.2009 23.09.2009 24.09.2009 25.09.2009 26.09.2009 27.09.2009 28.09.2009 29.09.2009 30.09.2009 01.10.2009 02.10.2009 03.10.2009 04.10.2009 1550 1850 1675 1825 1650 1800 1625 1775 1600 1750 109.283,1 1575 1725 109.283,2 Vandstand cm 1550 1700 109.238,2 1525 1675 109.273,3 1500 1650 109.235 1475 1625 1450 1600 1425 1575 1400 1550 04.10.2009 03.10.2009 02.10.2009 01.10.2009 30.09.2009 29.09.2009 28.09.2009 27.09.2009 26.09.2009 25.09.2009 24.09.2009 23.09.2009 22.09.2009 21.09.2009 20.09.2009 19.09.2009 18.09.2009 17.09.2009 16.09.2009 15.09.2009 14.09.2009 13.09.2009 12.09.2009 11.09.2009 10.09.2009 09.09.2009 08.09.2009 07.09.2009 06.09.2009 05.09.2009 04.09.2009 03.09.2009 02.09.2009 01.09.2009 31.08.2009 Figur 6.3: Vandstandsændringer som følge af indvinding til Tranebjerg Vandværk. 20/25
Tranebjerg Vandværk har en indvindingstilladelse på 103.000 m 3 /år. Vandværket råder over 4 indvindingsboringer og indvindingen i boringerne er fordelt, så der pumpes alternerende for at fylde råvandstanken. Det ses af figur 6.3, at der sker en stigning i vandstanden i alle boringer i slutningen af pumpeperioden, men med undtagelse af DGU nr. 109.283,2 stiger vandstanden inden pumpen bliver slukket. Det vurderes at denne stigning næppe skyldes reduktion af indvindingen til vandværket, men snarere er et resultat af en overordnet påvirkning af alle magasiner på Sydsamsø. 6.1.4 Observationsboring, DGU nr. 109.238, 2 Denne boring er en moniterings/pejleboring ved Hårdmark Vandværk. Vandstanden i boringen reagerer hverken på start eller stop af prøvepumpningen. De udsving, der forekommer i vandstanden, skyldes en overordnet påvirkning. Der ses påvirkning af vandstanden fra en indvinding i området, og det vurderes at vandstanden bliver påvirket hovedsageligt af indvinding ved Hårdmark Vandværk. Det forventes, at Hårdmark Vandværk har nogenlunde samme driftsmønster som Tranebjerg Vandværk (der kan ikke umiddelbart oplyses en mere præcis fordeling fra vandværket), dog indvinder Hårdmark Vandværk til både industri og landbrug, og kan derfor have behov for at indvinde vand i en længere periode af døgnet for at opretholde vandstanden i råvandstanken. Hårdmark Vandværk har en indvindingstilladelse på 268.000 m 3 /år. Vandværket råder over 4 indvindingsboringer og 1 moniterings/pejleboring. Vandværkets boringer er i drift når vandstanden i råvandstanken er faldet til et setpunkt. 6.1.5 Observationsboring, DGU nr. 109.273, 3 Denne boring er også beliggende nær Hårdmark Vandværk. Vandstanden i boringen reagerer hverken på start eller stop af prøvepumpningen. De udsving der forekommer i vandstanden skyldes en overordnet påvirkning. Der ses påvirkning af vandstanden fra en indvinding i området der ses små afvigelser fra indvindingen fra Tranebjerg Vandværk. Dette kan skyldes påvirkning fra Hårdmark Vandværk eller afværgepumpningen fra Pillemark losseplads. 6.1.6 Observationsboring, DGU nr. 109.240 Boringen med DGU nr. 109.240 ligger i nærheden af boringen med DGU nr. 109.273. Vandstanden i boringen reagerer heller ikke på hverken start eller stop af prøvepumpningen. De udsving der forekommer i vandstanden skyldes en overordnet påvirkning. Der ses påvirkning af vandstanden fra en indvinding i området der ses små afvigelser fra indvindingen fra Tranebjerg Vandværk. Dette kan skyldes på- 21/25
virkning fra Hårdmark Vandværk eller afværgepumpningen fra Pillemark losseplads. 6.1.7 Manuel pejling af 109.249, 109.261 og 109.250 Der er dog af medarbejder på Ballen Rensningsanlæg foretaget pejlinger 2 gange ugentligt i boringerne med DGU nr. 109.261, 109.250 og i centerbrønden for at følge udviklingen på Pillemark losseplads. Der blev ikke pejlet i DGU nr. 109.249 da den viste sig tør. Resultaterne af håndpejlingerne er vist i tabel 6.1. Dato DGU nr. 109.261 (cm) DGU nr. 109.250 (cm) DGU nr. 109.249 (cm) Centerbrønden (cm) 3/8-2009 514 444 Tør 4,33 7/9-2009 532 472 Tør 4,70 11/9-2009 531 465 - - 14/9-2009 531 470 - - 17/9-2009 531 479 - - 20/9-2009 531 480 - - 25/9-2009 534 480 - - 28/9-2009 532 480 - - 2/10-2009 531 480 - - 5/10-2009 540 480 - - 12/10-2009 538 473 - - Tabel 6.1: Pejling (nedstik) fra målepunkt på boringerne. Centerbrønden er en afværgeboring på lossepladsen, hvor der afværges 0,7 m³/t i sommerperioden og 1,0 m³/t resten af året. De udsving der ses i de manuelle målinger vurderes ikke at skyldes prøvepumpningen, men udelukkende afværgepumpningen. 6.2 Sammenfatning af det længerevarende pumpeforsøg Der er foretaget monitering af trykniveau i en række boringer beliggende omkring pumpeboringen (DGU nr. 109.283,1). Start og stop af pumpning i boringen med DGU nr. 109.283,1 har ikke nogen effekt på de fleste observationsboringer - det gælder følgende: 109.285,1 109.285,2 109.273,3 109.240 109.238,2 109.235 Der er fundet effekt af pumpningen i det øverste filter i pumpeboringen: 109.283,2 22/25
Vandstanden i boringen med DGU nr. 109.283,1 falder 8,16 meter på et døgn efter start af pumpe, hvor vandstanden i filter 2 (DGU nr. 109.283,2) i samme periode falder 1 meter. De ændringer der ses i vandstande i observationsboringerne skyldes hovedsageligt variationer fra anden indvinding i området. Der er en overordnet påvirkning i magasinet som styrer de observerede ændringer i vandstanden. Der ses i de fleste observationsboringer små daglige udsving, disse skyldes med meget stor sandsynlighed indvinding til Tranebjerg Vandværk eller Hårdmark Vandværk. Dette er et væsentligt resultat af undersøgelsen. Figur 7.1: Oversigt over hvor de forskellige vandværker påvirker grundvandsstanden (rød er påvirkning fra Tranebjerg Vandværk og orange er påvirkning fra Hårdmark Vandværk). Der er i figur 7.1 med rød cirkel illustreret de boringer der er påvirket af indvinding fra Tranebjerg Vandværk, og med en orange cirkel de boringer der er påvirket af indvinding fra Hårdmark Vandværk. I tabel 7.1 er der foretaget en sammenstilling af de observerede påvirkninger, der henføres til kendte og stærkt sandsynlige kilder. Pumpeboring påvirker Hårdmark Vandværk påvirker Tranebjerg Vandværk påvirker Ikke påvirket af kendt kilde 109.283,2 109.238,2 109.283,1 109.285,1 109.240 109.283,2 109.285,2 109.273,3 109.235,1 109.240 109.273,3 Tabel 6.1 Oversigt af observerede påvirkninger 23/25
6.3 Vandkemiske data under pumpeforsøget Der er udtaget vandprøver gennem den længerevarende prøvepumpning for at undersøge, om der sker ændringer i vandkemien ved pumpning i magasinet. Resultaterne fra etableringen af boringen samt ved start og slutning af prøvepumpningen kan sammenlignes i bilag 9. Udvalgte analyseparametre fremgår af tabel 6.2. Det kan ses af resultaterne, at der ikke sker større udvikling af de formations eller grundvandsspecifikke parametre igennem perioden for de tre analyser. Den første analyse afviger betydeligt fra de to senere og må formodes at være påvirket af både boremudder og det tilførte vand under boreprocessen. Det betydelige fald i nikkelindholdet hænger sandsynligvis sammen med det tilførte boremudder efterhånden er fuldstændig bortpumpet. Analyseparametre Start af prøvepumpning 18.12.2008 Midt i prøvepumpningen 11.09.2009 Slutning af prøvepumpning 23.09.2009 Nitrat mg/l - - - Sulfat mg/l 36 25 23 Klorid mg/l 41 42 44 Jern mg/l 1,9 1,1 1,2 Mangan mg/l 0,17 0,053 0,057 Nikkel mg/l 5,3 0,42 - Barium µg/l 130 140 140 Iltindhold (feltmåling) mg/l 0,10 0,14 0,11 Aromatiske kulbrinter µg/l - i.a. i.a. Chlorerede opløsn. µg/l - i.a. i.a. Chlorpenoler µg/l - - - Pesticider µg/l - - - Tabel 6.2: Udvalgte analyseparametre (i.a = ikke analyseret, - = under detektionsgrænse). Selvom der ses bort fra den første analyse, kan der iagttages et fald i sulfatindholdet igennem pumpeperioden, og en mindre stigning af kloridindholdet. Stigningen i kloridindhold er meget lille, men kan skyldes øget påvirkning fra salt grundvand. Der sker således ikke signifikant udvikling af de formations eller grundvandsspecifikke parametre igennem perioden for de tre analyser. Derimod iagttages et betydeligt fald i nikkelindholdet, hvilket sandsynligvis hænger sammen med at det tilførte boremudder efterhånden er fuldstændig bortpumpet. 24/25
7 Sammenfatning Der er udført 6 undersøgelsesboringer på Sydsamsø og indsamlet en lang række data herfra. Dataindsamlingen har ført til øget geologisk viden om de gennemborede lag gennem prøvebeskrivelse og geofysiske borehulslogs. De lokale hydrauliske forhold er blevet testet, ligesom de vandkemiske forhold i samtlige filtre er undersøgt. Flere af de udførte boringer er blevet anvendt ved det længerevarende pumpeforsøg, som udgjorde tredje etape af de samlede undersøgelser af de hydrauliske forhold på Sydsamsø. Der er her fundet sammenhænge mellem de magasiner, der indvindes fra til Hårdmark og Tranbjerg Vandværker, mens der ikke er fundet sammenhæng mellem disse magasiner og magasinet ved Ballen. Der er fundet en lokal vertikal sammenhæng mellem magasinenheder, der hvad hydraulisk ledningsevne angår svarer til den laterale hydrauliske ledningsevne. Der er endelig fundet en uafklaret generel påvirkning af samtlige magasiner. Allerede nu står det klart, at den indhøstede viden kan bearbejdes yderligere og derefter anvendes til revision eller verifikation af det eksisterende OSD. Formentlig kan den nye viden ved sammenholdelse med eksisterende kortlægning også anvendes til udpegning af alternative muligheder for indvinding af drikkevand til sikring og dermed til fastholdelse af den eksisterende erhvervsstruktur på Samsø. Endelig kan gennemførelsen af de enkelte dele af dataindsamlingen og det samlede projektforløb formentlig anvendes til erfaringsopbygning til fremtidige tilsvarende projekter. 25/25