Notat 16-01-2009 Sag: 05082 Ini: phk Tel: +4587310063 phk@ejlskov.com Klient: Vejdirektoratet Projekt: Indvindingsboringer ved Rønsdam Opgave: Resultat af prøvepumpninger 1. Baggrund Vejdirektoratet står for udførelse af motorvejen Kliplev-Sønderborg. Vejprojektets passage af Sønderborg Vandforsynings kildeplads ved Sundeved betyder, at to ud af fem indvindingsboringer nedlægges (DGU-nr. 169.612 og 169.650). Indvindingsboringerne er essentielle for vandforsyningen og derfor erstatter Vejdirektoratet indvindingsboringerne. På baggrund af data fra tidligere udførte undersøgelse ved etablering af den eksisterende kildeplads ved Sundeved blev der foretaget en vurdering af behovet for yderligere undersøgelser. Der blev opstillet følgende strategi for arbejdet: 1. Indledende udpegning af kildeplads ud fra eksisterende data sammenholdt med GIS data. Varsling af grundejere i samarbejde med Sønderborg Vandforsyning. 2. Geofysisk kortlægning af overfladegeologien til lokalisering af evt. permeable overfladelag samt dybde til potentielt indvindingsmagasin. 3. Endelig udpegning af kildeplads 4. Indhentning af tilladelser og gennemførelse af VVM. 5. Udførelse af borearbejde. Boringerne etableres fra start som indvindingsboringer for at reducere de samlede omkostningerne. 6. Prøvepumpning og vurdering af etablerede boringer. 7. Eventuel justering af kildeplads og udførelse af supplerende undersøgelser i tilfælde af utilstrækkelig forsyning. 8. Etablering af råvandsledning og tilkobling til vandværk. 9. Etablering af pumpeanlæg. Det forventes, at de eksisterende anlæg kan genbruges.
Strategien er udarbejdet i samråd med Sønderborg Vandforsyning og grundvandsafdelingen ved det statslige miljøcenter i Ribe. 2. Udførte geofysiske undersøgelser Der er udført geofysisk undersøgelser på det udpeget område beliggende nord for den kommende motorvej og syd for den eksisterende Tinglev - Sønderborg Jernbane /2/. Området er ca. 73 ha. Undersøgelsesområdet fremgår af tegning 5110-27018. Undersøgelserne er udført med henblik på at kortlægge den overfladenære geologi og herunder dæklagenes mægtighed og dermed den naturlige beskyttelse af grundvandet samt lokalisere grundvandsmagasinet. Kortlægningen er foretaget som TEM (Transient ElektroMagnetiske sonderinger) og PACES (Pulled Array Continuous Electrical Soundings). Undersøgelserne har således kortlagt jordlagene elektriske modstandsforhold både i dæklagene ned til ca. 30 meters dybde og i større dybde, hvor indvindingsmagasinet forventes at forekomme. De geofysiske undersøgelser har indenfor det udpegede område påvist et sammenhængende grundvandsmagasin beliggende fra kote ca. - 20 til ca. - 100. Magasinet er tillige godt beskyttet af et lerdække på mellem 40 til 60 meter afhængigt af topografien /1/. Tolkningsresultaterne stemmer overens med de iagttagede jordlag i nærliggende boringer (DGU nr. 169.613 og 169.635). Således træffes der øverst moræneler indtil ca. 50 meter under terræn, dog med indslag af smeltevandsgrus og sand. Moræneleret er underlejret af smeltevandsgrus og sand, som udgør det primære grundvandsmagasin. Grundvandsmagasinet er underlejret af miocænt glimmerler. Grundvandsmagasinets udstrækning er ifølge de geofysiske målinger begrænset mod sydvest af jordlag med lav resistivitet. De geofysiske resultater fastlægger et delområde indenfor det udpegede undersøgelsesområde, hvor en placering af nye indvindingsboringer vil være mulig. Resultaterne af de nye geofysiske undersøgelser stemmer ikke overens med konklusionen fra de tidligere undersøgelser /3/, hvori det vurderes, at grundvandmagasinet har en begrænset udbredelse nord for det eksisterende kildefelt. Undersøgelsesgrundlaget ved den foreliggende undersøgelse er væsentligt større i kraft af flere enkeltmålinger og det vurderes sammenholdt med data fra nærliggende boringer, at grundvandsmagasinet er sammenhængende med indvindingsmagasinet ved Vester Søttrup. 3. Udpegning af boringsplaceringer På grundlag af oplysningerne fra de geofysiske undersøgelser, viden om potentielle forureningskilder og hydrauliske hensyn til eksisterende indvindinger er det mest optimale område for placering af nye indvindingsboringer udpeget. 2
Der er indenfor dette område angivet placering af to boringer. Boringerne er indledningsvist benævnt Ny01 og Ny02, se tegning 5110-27019. Ejerforholdene for de berørte arealer fremgår af tabel 1. Begge boringer er placeret på samme matrikel. Boring Matr.nr. Ejer Kontaktperson Ny01 3, Stenderup, Nybøl Søren Erik Bladt Søren Erik Bladt Ny02 3, Stenderup, Nybøl Stenderup 3 6400 Sønderborg og Jesper Bladt Stenderup 33A 6400 Sønderborg Tabel 1 Ejerforhold ved udpegede boringsplaceringer Den endelige placering af boringslokaliteterne er udført i samarbejde med de administrative enheder, dvs. Sønderborg Kommune, Region Syddanmark og det statslige miljøcenter i Ribe. 4. Hydrologiske forudsætninger Udpegning af boringsplacering er sammenholdt med oplysningerne fremkommet i forbindelse med etablering af den eksisterende vandforsyning De tidligere undersøgelser og potentialekort udarbejdet af det tidligere Sønderjyllands amt viser et overordnet grundvandspotentiale med en strømningsretning fra vest mod øst/sydøst. Dog kraftig påvirket af de lokale grundvandsindvindinger, dvs. vandværkerne ved Vester Sottrup og Stenderup. Indvindingsoplandet for de nye boringer forventes således primært at ligge mod vest/nordvest. Der er ikke større recipienter i nærhed af de udpegede boringsplaceringer. De hydrologiske forhold er opsummeret i tegning 5110-27017. Det blev i forbindelse med forundersøgelserne til den eksisterende kildeplads anbefalet at placere boringer på en nord-sydgående linje for at sikre mod spredning af eventuel forurening fra boring til boring. Placeringen på denne linje er forsøgt opretholdt. Frihedsgraden begrænset dog mod nord af Tinglev - Sønderborg jernbanen. De nye undersøgelser peger på en større udbredelse af indvindingsmagasinet i nordlig retning i forhold til de tidligere undersøgelser /2 og 3/. Den aktuelle indvinding (tilladelse) er på 1.300.000 m 3 /år. Der forventes ikke på det foreliggende grundlag væsentlig ændringer i den samlede indvindingsmængde for kildefeltet ved Sundeved. Den kortere afstand til drikkevandsindvindingerne i Vester Sottrup og Stenderup vurderes at udgøre en potentiel risiko for øget afsænkning af det primære grundvandsspejl. 5. Tekniske anlæg ved kildepladsen Ved etablering af nye indvindingsboringer skal der sikres tilstrækkelig afstand til potentielle forureningskilder som f.eks. større trafikanlæg (jernbaner, motorvej), landbrug (oplag af pesticider og husdyrgødning) og industrianlæg. 3
Der er forudsat, at en sikkerhedsafstand på minimum 100 meter vil være tilstrækkeligt til sikre mod uhensigtsmæssigt påvirkning fra de potentielle forureningskilder. Afstanden fra de udpegede boringslokaliteter til nærmeste infrastrukturanlæg er min. 150 meter og til eksisterende landbrug er der min. 450 meter. Der er ikke registreret ejendomme eller arealer kortlagt efter Jordforureningsloven indenfor en afstand af 1.000 meter. Ligeledes er der ikke registreret industrianlæg indenfor en afstand af 800 meter fra boringerne. Der er taget hensyn til forsat drift af landbrugsjorden ved at placere boringer tæt på markskel, hvilket desuden muliggør føring af ledningsnet uden at krydse dyrket jord i væsentligt omfang. Der er ikke indhentet oplysninger om eventuelle anlæg til nedsivning af spildevand. 6. Indhentning af tilladelser og gennemførelse af VVM Der er indhentet tilladelser i henhold til vandforsyningsloven og gennemført VVMscreening i samarbejde med Sønderborg Kommune og Sønderborg Vandforsyning. Resultatet af VVM-screeningen blev, at erstatningsboringerne ikke medfører væsentlig miljøpåvirkninger. 7. Udførelse af boringer Efter indhentning af foreløbig indvindingstilladelse er borearbejdet igangsat. Borearbejdet er udført af Vand-Schmidt A/S, Christiansfeld. Boringerne er fra start etableret som indvindingsboringer, idet grundvandsmagasinet vurderes at være relativt veldefineret samt for at reducere de samlede omkostningerne. Der er etableret to boringer, som er tildelt DGU-numrene 169.799 (Ny02) og 169.800 (Ny01). Begge boringer er udført som ø400 mm lufthæveboringer indtil henholdsvis 125 og 63 meter under terræn. Begge boringer er monteret med ø 225 mm PVC filter og forerør. Placering af filterindtag fremgår af borerapporterne i bilag 1. Miljøcenter Ribe har i forbindelse med indsatskortlægningen finansieret en uddybning af boring DGU-nr. 169.799 indtil 125 meter under terræn samt monteringen af to ø110 mm PE filter til vandprøvetagning af dybereliggende sandlag end det aktuelle grundvandsmagsin. Der er efterfølgende gennemført geofysisk logging af boringen i hele længden. 8. Geologi De trufne jordlag fremgår af borerapporterne i bilag 1. De udførte boringer viser sammenstemmende et grundvandsførende lag af sand fra 50-59 meter under terræn. I begge boringer er grundvandsmagasinet dækket af lerlag. I boring 169.799 er der truffet lag af sandede materialer ved 11 meter under terææn og mellem 15 og 19 meter under terræn. I boring 169.800 er der truffet et enkelt sand- og gruslag ved 19 meter under terræn. 4
I begge boringer underlejres grundvandsmagasinet af sandet og gruset glimmerler. Laget er ikke gennemboret i boring 169.800 men i boringer afbrydes lerlaget et dybereliggende sandlag fra 76 til 88 meter under terræn. I tidligere udførte og nærliggende boringer er det øverste lerlag beskrevet som moræneler og grundvandsmagasinet som smeltevandssand og grus. Smeltevandsaflejringerne underlejres af miocænt glimmerler Placeringer af ler- og sandlagene bekræfter resultatet af de geofysiske undersøgelser. 9. Prøvepumpning 9.1 Renpumpning Efter afslutning af borearbejdet er der udført renpumpning af boringerne. Der er i forbindelse hermed udført en registrering af stigningsdata ved boring 169.800 og på grundlag af et enkeltlogaritmisk plot er der beregnet en lokal transmissivitetsværdi og virkningsgrad for boringen, se bilag 2. Som det fremgår, er der beregnet en relativ høj transmissivitet på 1,43E-02 m 2 /s, svarende til groft sand eller grus. Boringens virkningsgrad er 35 % og indikere derfor behov yderligere oprensning af filteret. 9.2 Langtidsprøvepumpning Ved afslutning af borearbejdet er der gennemført en langtidsprøvepumpning på kildepladsen til bestemmelse af de hydrauliske parametre, herunder deres virkningsgrad, indvindingsoplande og den forventede påvirkning af de nærtliggende indvindingsboringer ved den resterende del af kildepladsen samt vandværkerne i Stenderup og Vester Sottrup. Prøvepumpningen er udført i perioden 23. april til 15. maj 2008. Prøvepumpningen er gennemført i boring 169.799 med en gennemsnitlig ydelse på 42,8 m 3 /time. Der var ved prøvepumpningen monteret dataloggere (Diver) i 3 boringer (169.556 (Vester Sottrup Vandværk), 169.799 (pumpeboringen Ny02) og 169.800 (Ny01) samt barometermåling i selve pumpeboringen. Endvidere er der udført håndpejling af grundvandsniveauet i de tre boringer gennem pumpeperioden. Boring (DGU-nr.) Ny01 (169.800) Ny02 (169.799) Funktion ved prøvepumpning Afstand til pumpeboring (meter) Observationsboring 460 52-58 Pumpeboring 51-57 Vester Sottrup Vandværk Observationsboring 800 55-61 (169.556) Tabel 2 Boringer benyttet ved prøvepumpning. Filterindtag (meter under terræn) Prøvepumpningen er benyttet til bestemmelse af transmissiviteten i grundvandsmagasinet og virkningsgraden i boringen. 5
9.3 Pejledata Sænknings- og stigningsdata fra pumpeboringen og observationsboringer er registreret ved håndpejlinger under langtidsprøvepumpningen. Pejledata fremgår af bilag 2. Pejledata fra pumpeboringen er benyttet til beregning af transmissivitet og virkningsgrad. Ud fra håndpejlingerne kan der ikke ses nogen påvirkning i observationsboringerne DGU nr. 169.800 eller Vester Sottrup Vandværks boring DGU nr. 169.556. Et enkeltlogaritmisk plot viser, at det er et udstrakt magasin (ingen tegn på negative eller positive hydrauliske grænser), dvs. der er heller ikke tegn på, at sænkningerne indenfor pumpeperioden er kommet i ligevægt med nedsivningen. Dette har ikke været intentionen med prøvepumpningen, idet denne ligevægt allerede vurderes at være til stede, da indvindingen fra magasinet har fundet sted de sidste 10 år. Ud fra håndpejlingerne vurderes det således, at der ikke er en utilsigtet merpåvirkning af Vester Sottrup Vandværks boringer, hvilket igen hænger fornuftigt sammen med, at der ikke er set nævneværdig påvirkning i DGU nr. 169.800. Magasinet har en relativ høj transmissivitet (4,27E-3 m 2 /s ud fra stigningsdata). Der er i gennemsnit prøvepumpet med en ydelse på 42,8 m 3 /t fra den 23/4 til den 15/5, hvilket er en god tilnærmelse til den drift (ca. 50 m 3 /t), der forventes at blive på de to boringer. 9.4 Datalogger Der er ved langtidsprøvepumpningen gennemført en registrering af grundvandsniveauet i pumpeboringen og i to observationsboringer. Data for det atmosfæriske barometertryk er ligeledes registreret. Dataserierne fremgår af bilag 3. Det fremgår af de registrerede data at der er et meget svagt respons på prøvepumpningen i observationsboringen ved Vester Sottrup Vandværk (DGU-nr. 169.556) og ingen respons i observationsboringen beliggende nedstrøms (DGU-rnr. 169.800). Data fra både observationsboringerne og pumpeboringerne er påvirket af den daglige drikkevandsindvinding i området. Dette bevirker, at det ikke er muligt med stor sikkerhed at bestemme de hydrauliske parametre, men kun at vurdere om der er et hydraulisk sammenhængende reservoir og om der er en indbyrdes påvirkning. Data fra observationsboringen ved Vester Sottrup Vandværk viser markant svingninger med to daglige sænkninger (morgen og aften). Der anes dog en svag generel sænkning efter opstart med en efterfølgende stigning ved afslutning af prøvepumpningen. Sænkningen er gennemsnitlig på 0,05-0,06 meter med en maksimal ekstra sænkning er under 0,075 meter. Billedet af den begyndende sænkning er dog vanskelig at aflæse idet den er påvirket af to pumpestop under prøvepumpningen. Data fra henholdsvis pumpeboringen og den østlige observationsboring (DGU-nr. 169.800) er der observeret en jævn oscillerende variation af trykniveauet og vurderes at være påvirket af en indvinding beliggende nedstrøms, sandsynligvis den eksisterende kildeplads ved Rønsdam. Variationerne i observationsboringen er således uaf- 6
hængige af prøvepumpningen, idet svingningerne forsætter upåvirket af prøvepumpningens ophør. Der er registreret to pumpestop henholdsvis den 24. april og den 25. april 2008, dvs. i opstarten af prøvepumpningen. Der kan ikke iagttages tegn på begrænsninger eller lækage ud fra de indsamlede data, se bilag 4. På baggrund af sænknings og stigningsdata er der foretaget i beregninger i programmet AQUASOLV af henholdsvis transmissiviteten i pumpeboringen og magasintallet ved Vester Sottrup Vandværk. Ved beregningerne er data ved de to pumpestop frafilteret. Rapport er vedlagt i bilag 4. Barometertrykket varierede under prøvepumpningen mellem 1018 og 1047 mbar. Barometereffekten er meget lille og derfor ikke medtaget ved beregningerne. Der er på grundlag af prøvepumpningsdata i boring DGU-nr. 169.799 beregnet en relativ høj transmissivitet på 4,117E-03 m 2 /s, svarende til groft sand eller grus. Den beregnede transmissivitet er på niveau med tidligere værdier for magasinet /2/. Det skal bemærkes at det for pumpeboringen beregnede magasintal, som er anført i den vedlagte rapport, ikke er brugbart. Der er forsøgt udført en beregning af magasintallet for grundvandsmagasinet på grundlag af data fra observationsboring ved Vester Sottrup Vandværk (DGU-nr. 169.556). Data er forsøgt frasorteret fluktuationer fra den daglige drift og indsat i AQUASOLV, men dette giver kun et meget spinkelt grundlag for et brugbart resultat. Det vurderes, at beregningerne af de hydrauliske forhold ud fra data fra observationsboringerne ikke er mulig, idet der kun er iagttaget svag eller ingen respons på trykniveauet under prøvepumpningen. 9.5 Beregning af indvindingsopland Hvis det antages, at strømningen i grundvandsmagasinet er ensartet og der sker en strømning over et område med konstant gradient på grundvandspotentialet uden infiltration, kan der udarbejdes en simpel beskrivelse af et parabelformet indvindingsopland ved oppumpning fra indvindingsboringerne (Miljøstyrelsen, 1995). Stagnationspunkt Q 2πIT Oplandsbredde ved boring Q 2IT Asymptotisk oplandsbredde Q IT hvor, Q = oppumpningen (m 3 /s) = 43 m 3 /s I = grundvandspejlets gradient = 0,003 (fra Sønderjyllands Amts potentialekort) T = transmissivitet (m 2 /s) = 4,3E-3 m 2 /s Der er ved beskrivelsen ikke taget hensyn til indvinding fra begge boringer eller andre indvindinger i området. 7
Prøvepumpingens stagnationspunkt bliver således 149 meter, hvilket også forklarer den udeblevne respons i observationsboringen DGU-nr. 169.800. Oplandsbredden ved henholdsvis boringen og opstrøms i indvindingsoplandet bliver 468 meter og 936 meter. Det antages at den overordnede strømningsretning er mod øst-sydøst, dog påvirket af vandindvindingen ved Vester Sottrup Vandværk. På grundlag af beregningerne er det teoretiske indvindingsopland for boring DGU-nr. 169.799 indtegnet på tegning 5110-27044. 10. Grundvandskemi I forbindelse med prøvepumpningen er der efter renpumpning udtaget en grundvandsprøve til udvidet boringskontrol og kemisk analyse for indhold af pesticider. analyserapport er vedlagt i bilag 5. Af analyseresultaterne fremgår det, at den aktuelle vandtype er reduceret, dvs. der er kke er væsentlig indhold af nitrat og ilt. Indholdet af jern og mangan overholder ikke drikkevandkvalitetskravene, men det vurderes at indholdet af disse vil blive nedsat ved den videre vandbehandling. Indholdet af ammonium og phosphor overholder ligeledes ikke de vejledende vandkvalitetskrav. Indholdet vurderes at være geologisk betinget og er ofte observeret i reducerede grundvandsmagasiner. Indholdet er som ved jern og mangan generelt observeret i samme koncentrationer i det aktuelle grundvandsmagasin. Ved iltning vil ammonium omdannes til nitrat og phosphor vil bindes til jernpartiklerne og således frafiltreres ved gængs vandbehandling. Der er ikke påvist indhold af pesticider. Resultaterne af den aktuelle analyse har for mange parametre det samme koncentrationsniveau, som er iagttaget ved tidligere analyser udført på grundvandsprøver fra nærtliggende boringer og sammen med observationerne af de geologiske lag fra boringerne forstærker det indtrykket af et sammenhængende grundvandsmagasin. Det vurderes, at vandkvaliteten er egnet til drikkevandsbrug, dog efter behandling ved iltning og filtrering. 11. Referencer /1/ Geofysisk kortlægning ved Sønderborg Orbicon Juni 2007 /2/ Sønderborg Kommune Kortlægning af ny kildeplads, Sundeved området 8
Hovedrapport Kemp & Lauritzen November 1992 /3/ Sønderborg Kommune Placering af boringer og overvågningsprogram, Stenderup Kildeplads Hovedrapport Kemp & Lauritzen Januar 1995 /4/ Miljøstyrelsen Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen Nr. 8 1995 Metoder til udpegning af indvindingsoplande. Bilag Bilag 1 : Bilag 2 : Bilag 3 : Bilag 4 : Bilag 5 : Borerapporter. Pejleskemaer m. beregninger (Vand-Schmidt A/S). Dataserier fra datalogger. Aquasolv rapport. Analyserapport. Tegninger 5110-27017 : Overordnede hydrologiske forhold 5110-27018 : Undersøgelsesområde 5110-27019 : Forslag til boringsplacering 5110-27044 : Teoretisk indvindingsopland Udarbejdet af Ejlskov A/S Peter Høgstad Kelstrup Geolog, cand.scient. 9
BILAG 1
BILAG 2
BILAG 3
3100 Dataserier fra langtidsprøvepumpning 2600 2100 Trykniveau (cm) 1600 DGU nr. 169.800 DGU nr. 169.556 DGU nr. 169.799 Baro 1100 600 17 04 2008 00:00 22 04 2008 00:00 27 04 2008 00:00 02 05 2008 00:00 07 05 2008 00:00 12 05 2008 00:00 17 05 2008 00:00 22 05 2008 00:00 27 05 2008 00:00 01 06 2008 00:00 Tid
BILAG 4
BILAG 5