Bergspänningar

Spänningarna (belastningarna) i berget är generellt högre längre ner i berget än nära markytan.

Spänningarna orsakas av både vertikala och horisontella krafter. Den vertikala belastningen utgörs av tyngden från överliggande berg, som givetvis ökar med djupet. De horisontella belastningarna är mer komplexa och kan ytterst hänföras till de krafter som genereras av plattrörelser i global skala. I svensk berggrund är de horisontella spänningarna i regel högre än de vertikala, så även i Forsmark. Lokalt beror spänningarnas storlek även på bergets egenskaper, särskilt förekomsten av sprickor. Ju färre sprickor, desto högre brukar spänningarna vara. I Forsmark är sprickfrekvensen mycket låg på större djup, vilket sannolikt är en bidragande orsak till att de horisontella spänning-arna är avsevärt högre än de genomsnittliga bakgrundsvärdena för urbergsmiljö i Sverige.

Figur 7-12. Jordartskarta över Forsmarsområdet.

Forsmarks kärnkraftverk 1628000

1628000

1630000

1630000

1632000

1632000

1634000

1634000

6698000 6698000

6700000 6700000

6702000 6702000

6704000 6704000

±

0 0,5 1 2km

Organiska jordarter Lera

Postglaciala sediment Glaciala sediment

Isälvssediment Morän Fyllning Berg i dagen

Kartans id 03-000063

Storskäret Fiskarfjärden

Forsmarks bruk

Asphällsfjärden

Bruksdammen

Bolundsfjärden

G:\skb\gis\mkb\arcprojekt\arcgis8\rapporter\mkb\MKB 2010\fig7-12_fm_jordarter_100419.mxd

Bakgrundskartor © Lantmäteriet SKB/konman 2010-04-21 10:02

7.1.3.3 Jordarter

Morän, som är en blandad jordart vilken uppkom i samband med istider, är den dominerade jordarten i Forsmarksområdet. Moränen är rik på kalk som härstammar från avlagringar av sedimentär kalksten på havsbotten utanför Gävlebukten och har transporterats söderut av inlandsisen. Berg i dagen förekommer frekvent, men utgör endast cirka fem procent av ytan. Svallad sand och grus, lera, gyttjelera och torv täcker en mindre del av ytan. Börstilåsen är den enda isälvsavlagringen i området. Den uppkom i samband med den senaste inlandsisens avsmältning och går i nord-sydlig riktning längs med kusten. Figur 7-12 visar den jordartskarta som tagits fram utifrån de plats-undersökningar som gjorts i området.

Tre områden med olika typer av morän har urskiljts. De västra och norra delarna av Fors-marksområdet domineras av sandig morän, medan det finns lerig morän i de sydöstra delarna vid Storskäret och öster om sjön Fiskarfjärden. I de östra delarna av området, nära Börstilåsen, har moränen hög blockfrekvens, vilket innebär att den har en högre vattengenomsläpplighet. Jord-lagren är generellt tunna, vanligen med en mäktighet mindre än fem meter. JordJord-lagren är mäktigare i sydöst, i områden med lerig morän.

7.1.3.4 Hydrogeologi

Inom de övre cirka 150 metrarna av berget i det prioriterade området förekommer långa, vattenfö-rande horisontella sprickor. Bergets vattengenomsläpplighet minskar påtagligt med djupet. På djup större än 400 meter är medelavståndet mellan vattenförande sprickor mer än 100 meter. Den domi-nerande delen av grundvattenflödet på cirka 500 meters djup sker inom (längs med) de brant stående sprickzonerna, se figur 7-13. Den största delen av grundvattenutbytet mellan berget och jordlagren bedöms ske i de begränsade områden där de brantstående zonerna har sitt utgående vid bergytan.

Största delen av Forsmarksområdet är beläget lägre än 20 meter över havets nivå, se figur 7-14.

Den flacka topografin i kombination med kontrasten mellan jordlagrens/det övre bergets och det underliggande bergets vattengenomsläpplighet innebär att den största delen av grundvattenflödena i området sker relativt nära markytan. Detta ytnära flödessystem med lokala in- och utströmnings-områden överlagrar djupare och mer storskaliga flödessystem i berget. Vattenomsättningen i det ytnära systemet har uppskattats vara i storleksordningen 1 000–10 000 gånger högre än den i bergets djupare flödessystem, beroende på nivå.

Mätdata från platsundersökningsområdet tyder på ett komplext utbyte mellan sjö- och grund-vatten. Jämförelser mellan vattennivåer i sjöarna och grundvattennivåer under sjöarna visar gene-rellt på förekomst av täta sjösediment. De organiska sedimenten under våtmarkerna kan förekomma direkt ovanpå moränen, eller underlagras av sand och lera ovanpå moränen /7-5/.

Figur 7-13. Konceptuell tvärsektion som illustrerar begreppet ”ytlig bergakvifer” och dess tänkta inverkan på grundvattenflödena i berget.

Vatten Våtmark Gyttja Sand och grus LeraYtnära morän Morän Berggrund Havsnivåförändringar Hög sprickfrekvens

Medelhög sprickfrekvens

Låg sprickfrekvens Horisontella sprickor/bankningsplan

Brantstående

deformationszon Flack deformationszon

Hav Våtmark

Bäck Sjö

Evapotranspiration Nederbörd

Avrinning

Figur 7-14. Topografisk karta över Forsmarksområdet.

1624000

1624000

1628000

1628000

1632000

1632000

1636000

1636000

1640000

1640000 669200

0

6696000 6696000

6700000 6700000

6704000 6704000

6708000 6708000

±

0 1 2 3 4 km

Meter över havet 40 – 43 30 – 40 20 – 30 15 – 20 10 – 15 6 – 10

4 – 6 2 – 4 0,1 – 2 -2 – 0,1 -4 – -2 -6 – -4

-10 – -6 -15 – -10 -30 – -15 -50 – -30 -60 – -50

Kartans id 03-000064 Forsmarks

kärnkraftverk

Forsmarks bruk

Kallrigafjärden Asphällsfjärden

Biotestsjön Öregrundsgrepen

G:\skb\gis\mkb\arcprojekt\arcgis8\rapporter\mkb\MKB 2010\fig7-13_fm_topokarta_100419.mxd

Bakgrundskartor © Lantmäteriet SKB/konman 2010-07-07 14:33

I Forsmarksområdet är grundvattenytan belägen nära markytan, i genomsnitt en meter under markytan. Tidsserier visar att grundvattennivåerna varierar mellan 1 och 1,5 meter under året i de flesta observationsrören. Moränen är kalkrik, vilket gör att ytvattnet och det ytliga grundvattnet i området har högt pH och höga koncentrationer av kalcium och bikarbonat /7-4, 7-5/.

Undersökningar har visat att ungt grundvatten företrädesvis förekommer över 200 meters djup. Djupare ner finns flera tusen år gammalt grundvatten som härstammar från Littorina-havet (ett förstadium till Östersjön), mer än 10 000 år gammalt glacialt vatten från istiden samt ännu äldre och mycket salt grundvatten. Vattnets salthalt ökar gradvis mot djupet och redan vid 100–150 meters djup är kloridhalten högre än i havet utanför Forsmark (Littorinahavet var två till

är klorid halten ganska konstant i intervallet 5 000–6 000 milligram per liter (mg/l), det vill säga knappt en procent salt. Grundvattnet i det mycket täta berget mellan sprickzonerna består av väldigt gammalt vatten med en kloridhalt mellan 4 000 och 10 000 mg/l. Inga extremt salta vatten (med en kloridhalt på mer än 20 000 mg/l), har påträffats inom undersökningsområdet. På förvarsdjup råder syrefria förhållanden.