Modelluppbyggnad

TMALL 0095Samrådsunderlag6.0

ligger tillräckligt långt ifrån den planerade vägsträckningen för att ha en begränsad påverkan på den modellerade avsänkningen.

Modellområdet omfattar cirka 450 hektar. I vertikalled sträcker sig modellen 15 meter ner i berg.

I Figur 14 visas en bild av modellen där de olika färgerna visar olika material med olika hydraulisk konduktivitet, för att översiktligt visa på modellens uppbyggnad. I Figur 15 visas en profil längs med planerad vägsträckning, från modellens södra rand till modellens norra rand.

Det horisontala beräkningsnätet har en hög upplösning runt schakten, vid vattendragen och vid observationsbrunnar och en klart avtagande upplösning i de mer perifera områdena. Runt den planerade schakten har en spont med tjockleken 0,5 m inkluderats i beräkningsnätet. Spontens läge visas i Figur 16. Spontens utbredning i sydlig riktning baseras på uppmätta grundvattennivåer i förhållande till planerad vägbana. D.v.s. där vägen når ovan grundvattenytan behövs ingen spont.

Figur 13. Den numeriska modellens utbredning.

TMALL 0095Samrådsunderlag6.0

Figur 14. Översikt över den numeriska modellens uppbyggnad där de olika färgerna representerar olika värden på den hydrauliska konduktiviteten.

Figur 15. Tvärsektion tvärs hela modellen, längs planerad vägsträckning, från söder till norr. Färgerna representerar den hydrauliska konduktiviteten enligt samma färgskala som i Figur 14.

TMALL 0095Samrådsunderlag6.0

Figur 16. Läge för den spont som beaktats i modellberäkningarna.

5.2.1. Randvillkor

Modellen har s.k. nollflödesränder längs hela modellområdet, d.v.s. längs ränderna förekommer inget flöde vare sig in eller ut ur modellområdet. Längs förekommande vattendrag har en fixerad vattennivå tillämpats som randvillkor. Den fixerade vattennivån baseras på utförda mätningar av vattenståndet i Fjärlövsån och där sådana mätningar saknas har vattennivån ansatts baserat på höjdmodellen.

Vattendragen kan alltså i modellen fungerar både som in- och utflödesränder, beroende på hur omgivande grundvattennivåer ligger i förhållande till ytvattennivån.

Grundvattennivån i schakten förutsätts behöva sänkas av till en nivå motsvarande en meter under planerad vägbana, varför en fixerad grundvattennivå/trycknivå har ansatts på motsvarande nivå i modellen. Schaktbotten i modellen fungerar därmed som en utflödesrand.

En homogen grundvattenbildning har ansatts som ett randvillkor i form av ett fixerat inflöde på modellens yta. Grundvattenbildningen är en de parametrar som har omfattats av kalibrerings-processen, se nedan.

5.2.2. Känslighetsanalys, kalibrering och hydrauliska parametrar

Inledningsvis har rimliga intervall för samtliga ingående parametrar definierats utifrån utförda undersökningar. För grundvattenbildningen har intervallet 200-300 mm/år tillämpats, med utgångspunkt från nettonederbörden i området.

Utifrån ansatta intervall har en känslighetsanalys utförts som har resulterat i en uppsättning med

TMALL 0095Samrådsunderlag6.0

Därefter har en kalibreringsprocess utförts. Kalibreringsprocessen innebär att alla parameter-kombinationer som renderar ett resultat som inte uppfyller spannet för de observerade grundvatten-nivåerna i undersökningsområdet förkastas. Kvar blir en uppsättning av parameterkombinationer som alla ger resultat som tillräckligt väl överensstämmer med observationerna. Dessa kvarvarande

parameterkombinationer har därefter använts för att simulera de aktuella beräkningsfallen.

I Tabell 2 redovisas de inledningsvis bedömda intervallen för respektive geologisk enhet tillsammans med intervall efter kalibrering. Som framgår av tabellen ligger de kalibrerade intervallen för sand och morän utanför de inledningsvis bedömda intervallen. Under kalibreringsprocessen konstaterades att uppmätta nivåer i observationspunkterna inte kunde återskapas med de inledningsvis bedömda parameterintervallen, och det konstaterades att den hydrauliska konduktiviteten behövde ökas för både morän och sand. Kalibreringsprocessen resulterade därefter i ett intervall för sanden som ligger något högre än det inledningsvis bedömda och ett intervall för moränen som ligger påtagligt högre än det inledningsvis bedömda.

Intervallet för moränen kan sägas ligga något för högt i förhållande till erfarenhetsvärden och generella litteraturvärden för morän, men är det intervall som krävs för att modellen ska kunna återskapa observerade grundvattennivåer. Att den hydrauliska konduktiviteten ligger lite för högt kan exempelvis vara en följd av att moränens mäktighet är underskattad, då detta kan kompenseras av en högre hydraulisk konduktivitet. De undersökningar som har utförts är begränsade till den planerade vägens närhet varför detaljkunskapen om geologin inom resterande del av modellområdet är

begränsad, varför exempelvis en underskattning av moränens mäktighet i omgivningarna är tänkbar.

Tabell 2. Inledningsvis bedömda parameterintervall för respektive geologisk enhet samt kalibrerade parameterintervall.

Inledningsvis skattat intervall

för respektive material Intervall för kalibrerade parametervärden Grundvattenbildning 200 mm/år 300 mm/år 200 mm/år 299 mm/år

5.2.3. Modellberäkningar och resultat – öppen schakt

Efter utförd kalibrering har de aktuella beräkningsfallen, öppen schakt respektive spont, körts med alla de parameteruppsättningar som kalibreringen resulterat i. Detta har således resulterat i ett stort antal modellkörningar och därmed också en stor uppsättning av beräkningsresultat. Den samlade uppsättningen av beräkningsresultaten visar det spann inom vilket påverkansområdet kan komma att ligga inom, och återspeglar därmed osäkerheterna i beräkningarna.

I Figur 17 visas resultatet från samtliga modellkörningar för beräkningsfallet med öppen schakt. I

TMALL 0095Samrådsunderlag6.0

påverkansområden som sträcker sig längst från den planerade vägen. Då det inte finns ett beräknat påverkansområde som är störst i alla riktningar har två områden valts ut, det område som sträcker sig längst österut samt det område som sträcker sig längst i västlig/sydvästlig riktning, här kallade

”extremfall öst” respektive ”extremfall väst”. Några avvikande extremfall/ytterligheter har exkluderats vid detta urval.

Figur 17. Resultatet från samtliga modellkörningar för beräkningsfallet med öppen schakt. Figuren visar resultatet från 174 olika modellkörningar med de olika parameterkombinationer som kalibreringen resulterat i.

TMALL 0095Samrådsunderlag6.0

Figur 18. De två modellberäknade påverkansområdena som bedöms representera ytterligheterna i modellkörningarna, d.v.s. de två påverkansområden som når längst bort från schakten.

5.2.4. Modellberäkningar och resultat – schakt med spont

Beräkningarna med spont har utförts för några beräkningsfall med olika täthet mot det underliggande berget, för att få en uppfattning om hur stor osäkerheten är avseende spontens effekt på

påverkansområdets utbredning. I Figur 19 visas, på samma sätt som i Figur 18, de två ytterligheterna (”extremfall öst” respektive ”extremfall väst”) av dessa modellkörningar.

I Figur 19 visas resultat från modellkörningar med en spont som är tät mot det underliggande berget längs hela spontlinjen, samt med en spont som är delvis otät mot underliggande berg. Dessa resultat jämförs med beräkningsfallet för en öppen schakt utan tätningsåtgärder. Beräkningsfallet med en delvis otät spont har uppnåtts genom att längs med sponten introducera ”luckor” mellan spont och berg av varierande storlek och med varierande mellanrum. Nämnda luckor är ca 0,75-1,5 höga och ca 5-10 m breda.

Med hänsyn till förekomsten av block samt bergöverytans varierande nivå är det osannolikt att sponten kommer att bli helt tät mot underliggande berg, varför beräkningsfallet som beskriver detta scenario bedöms överskatta spontens effekt. Beräkningsfallet med en spont som är delvis otät överdriver å andra sidan omfattningen av de otätheter som bedöms kunna uppstå mellan berg och spont. Spontens effekt i praktiken kan därmed bedömas ligga någonstans emellan resultaten från dessa beräkningsfall. Beräkningarna speglar därmed osäkerheterna avseende utfallet av en eventuell spont.

TMALL 0095Samrådsunderlag6.0

inte avviker påtagligt från påverkansområdet för en öppen schakt. I östlig riktning har spontens täthet mot berg mindre betydelse i beräkningarna. Mer genomsläppliga jordlager (kalksediment) vilar på berget i västlig riktning, vilket gör att spontens täthet mot underliggande berg får större betydelse för påverkansområdets utbredning. I östlig riktning domineras jordlagerföljden av morän med mer begränsad genomsläpplighet, vilket medför en mindre skillnad mellan de båda beräkningsfallen med spont i denna riktning.

Det ska betonas att även med en spont som i modellen är tät mot berg erhålls ett icke försumbart påverkansområde, som omfattar flera av de närmsta belägna bostadsfastigheterna.

Figur 19. Beräknade påverkansområden för beräkningsfall med spont och olika täthet mot berg, jämfört med beräkningsfallet med en öppen schakt utan spont.

5.2.5. Modellberäkningar och resultat – bygg- och driftskede

Som har nämnts i kapitel 5.1 har inga separata påverkansområden för bygg- respektive driftskede tagits fram, med anledning av att skillnaden bedöms blir marginell. Den i modellen tillämpade dräneringsnivån, en meter under planerad vägbana, bedöms representera en rimlig avsänkt grundvattennivå under byggskedet och också ungefärligt de planerade vägdikenas bottennivå i driftskedet. Det som framförallt skiljer bygg- och driftskede åt är den lanseringsgrop som kommer att behöva anläggas söder om järnvägen för lansering av den planerade järnvägsbron.

För att kontrollera att redovisat påverkansområde inte underskattar påverkansområdets utbredning under byggskedet har några modellkörningar utförts med en tänkt lanseringsgrop beskriven i modellen. Lanseringsgropens storlek kan uppskattas till 19 x 16 m (gropens botten), och med slänter inkluderade kan lanseringsgropens botten ungefärligt förväntas sträcka sig knappt 40 m söder om befintlig järnväg. I lanseringsgropen kan grundvattennivån behöva sänkas av ytterligare 0,5 m i förhållanden till den ovan angivna dräneringsnivån.

TMALL 0095Samrådsunderlag6.0

Modellkörningar som har kompletterats med den beskrivna lanseringsgropen visar på en obetydlig skillnad i påverkansområdets utbredning. Bedömningen är att effekten av den lokalt djupare avsänkningen för lanseringsgropen överskuggas av effekten från den betydligt mer omfattande vägschakten som helhet.

Utöver detta kommer även djupare schaktning krävas för anläggandet av den tidigare nämnda

pumpstationen, vid den planerade vägens lägsta punkt. Denna schakt kommer dock vara så begränsad i utbredning och tid att den lokalt djupare grundvattensänkningen som krävs för pumpstation kan förväntas få en försumbar effekt på påverkansområdets utbredning.