Grunnvannslekkasje til tunneler kan medføre endringer i overflaten og hydrologiske forandringer i nærliggende myrer, det viser en ny doktorgrad fra NMBU.
– Hensikten med doktorgradsarbeidet har vært å få en bedre forståelse av myrers sårbarhet ovenfor vannlekkasje til tunneler sier NMBUs dr.philos.-kandidat Jens Kværner.
Doktorgradsarbeidet har fokusert på fem deltemaer, danning og regulering av avrenning fra myr, påvirkning av lekkasje til en fjelltunnel på myrmorfologi, på myrhydrologi og på berggrunnshydrologi, og sårbarhetsbegrepet i konsekvensutredninger (KU).
– Undersøkelser av dreneringseffekter på myroverflater og grunnvann i myr og fjell over tunnelen Romeriksporten har vært en viktig del, sier han.
Myroverflater synker og endres
Undersøkelsene viste betydelige endringer i myroverflater over Romeriksporten.
– Grunnvannslekkasje resulterte i opptil 5 meters synking av myroverflata, lokale forsenkninger, torvskred, torvoppsprekking og tørre myrhull.
– Dette viser at dyp drenering forårsaket av tunnelanlegg kan føre til andre og større effekter på overflata av myrer enn overflategrøfter.
Endringer i grunnvannstanden i myr og fjell
– Over tunnelen førte grunnvannsdrenering til betydelige endringer i grunnvannsnivå og hydrologi i myrområdene, forteller Kværner videre.
Nær tunneltraseen fluktuerte vannivået i torvbrønner med maksimumsdybder opp til 3 m. Dreneringseffektene var annerledes enn ved overflatenær drenering. Dyp dreneringsbasis medførte forlengede og dype vannstandssenkninger i tørrværsperioder.
– Overflatevann som ellers ville ført til avrenning infiltrerte torva, og ujevne setninger i drenert myr endret mønstrene for strømning og lagring av overflatevann.
I svakhetssoner i berggrunnen resulterte vannlekkasje til tunnelen Romeriksporten i grunnvannssenking opp til 35 meter, endret utstrømningssoner til innstrømningssoner og påvirket grunnvannskjemien.
Mange faktorer spiller inn
– Myrers sårbarhet for lekkasje til tunneler i fjell avhenger av mange faktorer.
Han nevner som eksempler myr- og torvegenskaper, nedbørfeltets hydrologi og potensialet for grunnvannstrømning gjennom grunnen under myrer ned til tunneler.
– Dreneringseffektene av Romeriksporten på myroverflata var avhengig av vannstandssenking og myregenskaper.
– Torvskred skjedde i områder med tykke torvlag rundt åpen vannflate.
Flytende matter av lite omdannet torv var særlig utsatt for stor synking. I andre områder tenderte myrsynkingen til å øke med økende torvtykkelse og minkende omdanningsgrad av torva.
Noen soner mer utsatte enn andre
– Effektene på myrhydrologi av vannlekkasje til tunnelen påvirkes av flere faktorer, sier Kværner.
Avstand til tunnelen, balanse mellom lekkasje til tunnelen og vanntilførsel fra omliggende nedbørfelt, myrenes høyde og posisjon innenfor grunnvannstrømningsystemet, og myrens egenskaper.
Han forteller videre at noen svakhetssoner i berggrunnen var mer utsatt for grunnvannstrømning og lekkasje enn andre.
– Effekten av tunnellekkasje på grunnvannsnivå i berggrunnen var påvirket av avstanden til tunnelen, balansen mellom lekkasje til tunnelen og vanntilførsel fra omliggende nedbørfelt, og posisjon innenfor regionale strømningssystemer.
Myrsystemers sårbarhet - kunnskapsbehov
Det er foreslått å vurdere myrområders sårbarhet for lekkasje til tunneler ut fra tre komponenter: 1) hydrologi og tilsig av vann fra nedbørsfelt i tørkeperioder, 2) torv og myregenskaper og 3) potensiale for grunnvannstrømning gjennom grunnen under myrer til anlegg i undergrunnen.
Han sier at vi ikke vet på langt nær nok, og etterlyser mer og dypere kunnskap.
–For å få en bedre hydrologisk forståelse av myrsystemer og deres sårbarhet, er det behov for mer kunnskap om myrers hydrogeologi og hydrologiske samspill mellom torvlag og fjellundergrunn under ulike geologiske og hydrologiske forhold.
Kværner forsvarer avhandlingen sin på Campus Ås den 16. april, 2018.
