Uppföljning av projekt Haparandabanans vattenanknutna åtaganden, naturmiljöeffekter och miljömål

i

Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper

ISSN 1650-6553 Nr 227

Uppföljning av projekt Haparandabanans

vattenanknutna åtaganden,

naturmiljöeffekter och miljömål

Follow-up of the Haparanda Line Project’s water-related

commitments, effects on the natural

environment and environmental goals

ii

Copyright © Hanna Östrén och Institutionen för geovetenskaper, Luft- vatten- och

landskaps-lära, Uppsala universitet.

iii

REFERAT

Uppföljning av projekt Haparandabanans vattenanknutna åtaganden,

naturmiljöeffekter och miljömål

Hanna Östrén

Haparandabanan, den järnväg för godstrafik som går mellan Boden och Haparanda, byggdes för

närmare 100 år sedan och stora delar av järnvägssträckan är i dåligt skick. För att klara

morgon-dagens ökande transportbehov rustas den befintliga järnvägen mellan Boden och Kalix upp samt

byggs en helt ny järnväg mellan Kalix och Haparanda.

Projekt Haparandabanan har i järnvägsplaner, tillståndsansökningar om vattenverksamhet och

anmälningsärenden gällande uppläggning av inert avfall utlovat att vidta en mängd åtgärder och

försiktighetsmått. För att dessa åtaganden inte ska förbises och eventuellt orsaka negativa

effekter på naturmiljön är det angeläget att följa upp dem.

Det övergripande syftet med det här examensarbetet var att följa upp åtgärder och

försiktighets-mått som projekt Haparandabanan åtagit sig att vidta och som kan påverka järnvägsområdets

yt- och grundvatten. Exempel på åtgärder är att trummor ska läggas genom järnvägsbanken vid

passage av våtmarker för att våtmarkernas hydrologiska funktioner ska upprätthållas, att

sulfid-jord ska placeras anaerobt under grundvattenytan och att grumlingsförebyggande åtgärder ska

vidtas vid vattendrag med målsättning att finsand ska hinna sedimentera. Två undersyften med

examensarbetet var att ta reda på om järnvägsbyggnationen påverkat närområdets yt- och

grundvattenkvalitet och att kortfattat och generellt beskriva projektets status vad gäller

upp-nåelse av dess vattenrelaterade miljömål.

Resultaten visar att projekt Haparandabanan uppfyllt de flesta åtaganden som följts upp under

det här examensarbetet men att det funnits en del brister. Mer detaljerat visar resultaten bland

annat att projektets utformningar av järnvägsvallens underbyggnad vid passager av våtmarker

till viss del ändrats efter järnvägsplanernas fastställelser och att lokalisering av upplag till stor

del följt järnvägsplanernas illustrationer. Projektets sulfidjordshantering har inte alltid skett på

bästa tänkbara sätt eftersom det funnits brister i nedgrävning och täckning av uppgrävda

sulfid-jordar. Kontroll av lakvatten från sulfidjordsupplag har skett regelbundet men

referens-provtagningen var i de flesta provtagningspunkter bristfällig vilket lett till att det är svårt att dra

konkreta slutsatser om huruvida projektets uppläggning av sulfidjordar orsakat förhöjda

sulfathalter eller inte. Vidare visar resultaten att projekterade sedimenteringsanordningar inte

alltid uppförts och att de i vissa fall varit undermåliga. Erosionsskydd i form av bergkross och

naturgrus har dock i stor utsträckning lagts vid alla vattendrag utefter den nya järnvägslänken.

Diagram över turbiditet visar att projektet mest troligt orsakat grumling i mer än hälften av

vattendragen. Resultaten visar också att samstämmigheten mellan olika delar av projektets

järnvägsplaner bör bli bättre. Ett exempel är att skyddsåtgärder mot kemikalieutsläpp vid

järn-vägens passage av tre grundvattenförande isälvsavlagringar utlovades i järnvägsplanernas

plan-beskrivningar men inte miljökonsekvensplan-beskrivningar, vilket bidragit till att detaljprojektörer

inte projekterat in några skyddsåtgärder. Projektet har uppnått tre av fyra av sina detaljerade

miljömål.

Nyckelord: uppföljning av MKB, infrastrukturprojekt, miljömål, grumling, turbiditet,

sulfidjord, sulfatjord, flödesdimensionering, Haparandabanan, Trafikverket

Institutionen för geovetenskaper, Luft-, vatten- och landskapslära, Uppsala universitet, Villavägen

16, SE-752 36 Uppsala

iv

ABSTRACT

Follow-up of the Haparanda Line Project’s water-related commitments, effects

on the natural environment and environmental goals

Hanna Östrén

The Haparanda Line, the railway for freight traffic between Boden and Haparanda in

North-eastern Sweden, was built around 100 years ago and much of the railway line is in poor state. To

meet tomorrow’s growing transportation needs, the existing railway between Boden and Kalix is

being upgraded and a new railway between Kalix and Haparanda is being built.

The Haparanda Line Project has indicated, in railway plans, water activity permit applications

and notification cases of inert waste storage, that it will implement a variety of precautionary

actions and measures. In order to assure that these commitments are not overlooked and

possibly cause negative impacts on the natural environment, it is important to follow them up.

The overall aim of this master thesis is to follow up the actions and precautions which the

Haparanda Line Project is committed to take and that may affect the surface water and

ground-water in the railway area. Examples of promised actions are adding culverts through the railway

embankment when crossing of wetlands, in order to sustain the wetlands’ hydrological

functions, placing sulphide soil under the groundwater table, and implementing actions to

prevent increases in turbidity in watercourses, with the goal that fine sand should sediment.

Two subobjectives with this master thesis are to find out if the railway construction has affected

the local area’s surface water quality and groundwater quality and to briefly describe the

project’s status in terms of attainment of its water-related environmental goals.

The results show that the Haparanda Line Project has fulfilled most commitments that were

investigated in this master thesis, but that there have been some shortcomings. In more detail,

the results show, among other things, that the project’s design of the railway embankment in

wetlands deviated to some extent from the railway plans and that the localization of heaps

largely followed the railway plan’s illustrations. The project’s sulphide soil management has not

always been good because there have been shortcomings in burial and coverage of exhumed

sulphide soils. Control of leachate from sulphide soil heaps has occurred regularly, but there

were flaws in providing reference samples in the majority of sampling points. It was therefore,

difficult to determine if the project management of sulphide soils caused elevated sulfate levels

or not. Furthermore, the results show that planned sedimentation devices have not always been

built and that they in some cases have been poorly installed. Erosion protection in the form of

crushed rock has yet been used in most watercourses along the new railway. Graphs showing

turbidity show that the project most likely caused turbidity changes in more than half of the

watercourses. The results also indicate that coherence between different parts of the project’s

railway plans should be improved. An example of non-coherence is that protective actions

against chemical spills at the crossing of three water-bearing glaciofluvial deposits were

promised in the project’s railway plans but not in their environmental impact assessments. This

has contributed to that no protective actions were planned. The project has achieved three of

four of its detailed environmental goals.

Key words: EIA follow-up, infrastructure project, environmental goal, turbidity, sulphide soil,

sulphate soil, flow design, The Haparanda Line, The Swedish Transport

Administration

Department of Earth Sciences, Program for Air, Water and Landscape Sciences, Uppsala University,

Villavägen 16, SE-752 36 Uppsala

v

FÖRORD

Detta examensarbete omfattar 30 högskolepoäng och är det avslutande momentet inom

naturvetarprogrammet geovetenskap med inriktning mot hydrologi vid Uppsala universitet.

Arbetet initierades av och utfördes på Trafikverket Region Nord i Luleå från juli år 2010 till april

år 2011. Ämnesgranskare för arbetet var Roger Herbert, docent vid institutionen för

geo-vetenskaper, Uppsala universitet och handledare var Annelie Mattson-Djos, miljöhandläggare på

Trafikverket Region Nord. Examinator var Allan Rodhe, professor i hydrologi vid institutionen

för geovetenskaper, Uppsala universitet.

Jag vill i första hand rikta ett stort tack till min ämnesgranskare respektive handledare Roger

Herbert och Annelie Mattson-Djos som väglett mig under de här månaderna och i andra hand till

Gunnel Nilsson, Carin Forsberg, Peter Nilsson, Kristoffer Barrelöv, Håkan Ekström och Marcus

Tjäder vid Trafikverket i Luleå, Stefan Johansson på Tyréns, Lorens Wikström på Ramböll

Sverige AB och Michael Hopgood och Johnny Sjödin på Mark Radon Miljö (MRM) för era

värde-fulla bidrag till mitt examensarbete. Jag vill också tacka alla andra medarbetare inom projekt

Haparandabanan som har fått mig att trivas bra under den gångna perioden. Slutligen vill jag

tacka min familj i Piteå för mat, trevligt sällskap och värme, trots en ovanligt kylig vinter.

vi

INNEHÅLL

1

INLEDNING ... 1

2

BAKGRUND ... 5

2.2.1 Erosion, grumling och sedimentation ... 16

2.2.1.1 Erosion ... 16

2.2.1.2 Grumling ... 17

2.2.1.3 Sedimentation ... 18

2.2.2 Sulfid- och sulfatjordar ... 20

2.2.2.1 Bildning av sulfidjordar ... 20

2.2.2.2 Utbredning av sulfid- och sulfatjordar ... 20

2.2.2.3 Ombildning av sulfidjordar till sura sulfatjordar ... 20

2.2.2.4 Frigörelse av metaller ... 21

2.2.2.5 Utlakning av metaller... 21

2.2.2.6 Identifiering av sulfid- och sulfatjordar... 22

2.2.2.7 Påverkan på vattenekosystemen ... 22

2.2.2.8 Åtgärder för att motverka bildning av sura sulfatjordar ... 23

2.3 FLÖDESDIMENSIONERING ... 24

2.3.1 Framtidens klimat ... 26

2.4 LAGAR OCH ÖVRIGA STYRMEDEL ... 28

2.4.1 Vattendirektivet ... 28 2.4.2 Miljöbalken ... 29 2.4.2.1 Miljökonsekvensbeskrivningar ... 29 2.4.2.2 Vattenverksamheter... 30 2.4.2.3 Miljöfarliga verksamheter ... 31 2.4.2.4 Egenkontroll ... 32 2.4.3 Nationella miljökvalitetsmål ... 32 2.4.4 Process för byggande av järnväg ... 33 2.4.4.1 Idéskede ... 33 2.4.4.2 Förstudie ... 33 2.4.4.3 Järnvägsutredning ... 33 2.4.4.4 Järnvägsplan ... 34 2.4.4.5 Bygghandling ... 34

2.4.4.6 Byggskede och garantitid ... 34

2.5 PROJEKT HAPARANDABANANS MILJÖARBETE... 35

2.5.1 Miljöledningssystem ... 35

vii

2.5.3 Miljöledningsprogram för projekt Haparandabanan ... 35

2.5.4 Detaljprojektering ... 36 2.5.5 Entreprenader ... 36 2.5.7 Egenkontrollprogram ... 37 2.5.8 Miljöutbildning ... 37 2.5.9 Fältbesök ... 38

3

METODER ... 39

3.1.2.1 Granskning av projekt Haparandabanans dokument ... 41

3.1.2.2 Kommunikation med nyckelpersoner... 41

3.1.2.3 Projektmöten ... 41

3.1.2.4 Dataanalyser ... 42

3.1.2.5 Fältbesök ... 42

3.1.2.6 Litteraturstudier ... 42

3.1.3 Bedömningar av hur åtaganden hanterats ... 42

3.1.4 Förslagsgivningar till förbättringar ... 43

3.2 EFFEKTUPPFÖLJNING ... 43 3.2.1 Dataanalyser ... 43 3.2.2 Litteraturstudie ... 44 3.3 MILJÖMÅLSUPPFÖLJNING ... 44

4

RESULTAT ... 45

4.2.2 Analys av uppmätta värden i lakvatten från sulfidjordsupplag ... 46

4.2.3 Analys av uppmätta värden i ett utvalt grundvattenrör ... 48

4.2.3.1 Sulfathalter och pH-värden ... 48

4.2.3.2 Metallhalter ... 50

4.3 MILJÖMÅLSUPPFÖLJNING ... 56

5

DISKUSSION ... 58

5.1 PROCESSUPPFÖLJNING ... 58

5.1.1 Utformning av passager av vattendrag... 58

5.1.1.1 Flödesdimensionering ... 58

5.1.2 Hydrologisk balans ... 58

5.1.2.1 Utformning av passager av våtmarker ... 58

5.1.3 Masshantering ... 59 5.1.3.1 Sulfidjordshantering ... 59 5.1.4 Grumling ... 61 5.1.5 Föroreningar ... 62 5.1.5.1 Passager av åsar ... 62 5.2 EFFEKTUPPFÖLJNING ... 62 5.2.1 Grumling ... 62

viii

6

SLUTSATSER ... 68

7

REFERENSER ... 71

7.1.1 Ansökningar om tillstånd till vattenverksamhet ... 74

7.1.2 Miljödomstolens domar ... 75

7.1.3 Anmälningar om permanent uppläggning av överskottsmassor ... 76

7.1.4 Protokoll från detaljprojekteringen ... 77

7.1.5 Förfrågningsunderlag och bygghandlingar ... 79

7.1.5.1 Objektspecifika miljökrav för byggskedet ... 80

7.2 INTERNETREFERENSER ... 80

7.3 PERSONLIG KOMMUNIKATION ... 83

7.4 LAGAR OCH FÖRORDNINGAR ... 83

BILAGA 1 PROCESSUPPFÖLJNINGTABELL ... 84

BILAGA 2 GRUMLING I VATTENDRAG SOM KORSAS AV HAPARANDABANANS NYA STRÄCKA ...151

BILAGA 3 SULFATHALTER I LAKVATTEN FRÅN SULFIDJORDSUPPLAG ...154

1

1 INLEDNING

Från mitten av 1800-talet fram till första världskrigets slut spelade järnvägen en

betydelsefull roll för utvecklingen av det svenska samhället. Under 1950-talet upphörde

i princip satsningen på den svenska järnvägen och andra transportslag konkurrerade ut

tåget som det främsta transportmedlet. Satsningen återupptogs i slutet av 1980-talet

och genom bildandet av Banverket 1988 inleddes en genomgripande upprustning och

modernisering av den svenska järnvägen (Trafikverket, 2010a, Internet).

Haparandabanan, den järnväg för godstrafik som går mellan Boden och Haparanda i

Norrbottens län, öppnades i etapper från år 1900. Eftersom banan byggdes för närmare

100 år sedan är stora delar av den gamla järnvägssträckan i mycket dåligt skick

(Trafik-verket, 2010b, Internet). Behovet av transporter har inom Barentsregionen ökat och

industrier och handelsföretag vill ha en säker, snabb och miljövänlig frakt av sina

produkter (Trafikverket, 2010f, Internet). Förra seklets järnväg räcker inte längre till för

att klara dagens ökande transportbehov (Trafikverket, 2010b, Internet). Genom att

rusta upp den befintliga järnvägen och bygga en helt ny sträcka mellan Kalix och

Haparanda förespås Haparandabanan öka den regionala tillväxten samtidigt som den

kommer vara viktig för en välfungerande godstrafik mellan norra och södra Sverige

(Trafikverket, 2010f, Internet).

När Trafikverket startade den 1 april år 2010 avvecklades Banverket, Vägverket och

Statens institut för kommunikationsanalys (SIKA) (Trafikverket, 2011a, Internet).

I Sveriges första samlade miljölagstiftning, miljöbalken (1998:808) (MB), kan man i 26

kap. 19 § läsa:

"Den som bedriver en verksamhet eller vidtar en åtgärd som kan befaras medföra

olägenheter för människors hälsa eller påverka miljön fortlöpande ska planera och

kontrollera sin verksamhet och genom egna undersökningar eller på andra sätt hålla

sig underrättad om verksamhetens eller åtgärdens påverkan på miljön"

År 1999 skrev riksdagens revisorer (Riksdagen, 1999) på eget initiativ en rapport där

dåvarande Banverket

_{fick kritik för att myndigheten inte följde upp miljöaspekter på}

tillfredsställande sätt. Revisorerna menade att miljöaspekter måste finnas med under

hela planeringsprocessen och att miljöeffekterna av myndighetens investeringar bättre

måste följas upp efter projektens avslut. Uppföljningarna ger kunskap som kan användas

både för att vidta korrigerande åtgärder och för att förbättra bedömningarna av

miljö-aspekter i kommande projekt.

Med anledning av citatet ur miljöbalken och riksdagens revisorers kritik samt för

miljöns skull är det högst angeläget att projekt Haparandabanans åtaganden,

naturmiljö-effekter och miljömål följs upp.

1 _{De flesta dokument som hör till projekt Haparandabanan upprättades av Banverket, d.v.s. före 1 april år}

2010. För att inga missförstånd ska uppstå i den här rapporten används termen ”dåvarande Banverket” i de fall där dokument upprättats av Banverket och ”Trafikverket” i de fall där dokument upprättats av Trafikverket.

2

1.1 SYFTEN

Projekt Haparandabanan har i olika dokument lovat att vidta en mängd åtgärder och

försiktighetsmått som inte får förloras ur minnet. Därför är det nödvändigt med en

upp-följning av dessa. Det övergripande syftet med examensarbetet var att följa upp de

åtgärder och försiktighetsmått som projekt Haparandabanan åtagit sig att vidta och som

på något sätt kan påverka järnvägsområdets yt- och grundvatten. Exempel på åtgärder

är att trummor ska läggas genom järnvägsbanken vid passage av våtmarker för att

våt-markernas hydrologiska funktioner ska upprätthållas, att sulfidjordar inte ska läggas

upp i anslutning till vattendrag och att grumlingsförebyggande åtgärder ska vidtas vid

vattendrag med målsättning att finsand ska hinna sedimentera.

För att uppfylla examensarbetets främsta syfte beskriver rapporten (i Bilaga 1) huruvida

myndigheten gör eller har gjort som den utlovat i järnvägsplaner, tillståndsansökningar

om vattenverksamhet och anmälningsärenden gällande uppläggning av inert avfall och

ger i vissa fall förslag på vad myndigheten kan göra bättre i det här projektet. Studien

ska också ligga till grund för erfarenhetsåterföring till nästkommande projekt. Efter

projektets avslut ska en rapport, som ska visa om de antaganden beträffande

naturmiljö-effekter som gjordes i planeringen av upprustningen samt byggnationen av

Haparanda-banan stämmer, lämnas över till tillsynsmyndigheten. Det här examensarbetet ska även

ligga till grund för den rapporten.

Ett undersyfte med examensarbetet är att ta reda på om järnvägsbyggnationen påverkat

närområdets yt- och grundvattenkvalitet. Resultatet redovisas i kapitel 5.2

”Effekt-uppföljning” samt Bilaga 2 och 3.

Projekt Haparandabanan har enligt järnvägsplanerna ett övergripande och sex

detalj-erade miljömål som enligt projektets miljöledningsprogram ska följas upp fortlöpande.

Denna uppsats beskriver därför även kortfattat och generellt projektets status vad gäller

uppnåelse av vissa av dess miljömål.

3

1.2 AVGRÄNSNINGAR

Uppföljningen av projekt Haparandabanans åtaganden, naturmiljöeffekter och miljömål

kräver minst två examensarbetare och uppdelningen gjordes så att i princip alla

dåvarande Banverkets åtaganden som anknyter till vatten behandlas i denna rapport.

Hit hör delar av järnvägsplanerna, allt i projektets tillstånd till vattenverksamheter och

anmälningar om uppläggning av inert avfall. Vad gäller avgränsning i tid ingick

dokument som tillkom från och med järnvägsplanernas godkännande till tiden för

examensarbetets slut. Det som återstår för en annan examensarbetare att följa upp är

juridiskt bundna åtgärder och försiktighetsmått, naturmiljöeffekter och miljömål inom

områden som kulturmiljö, hälsa, landskapsbild, viltfrågor m.m.

I den här rapporten återfinns åtgärder och försiktighetsmått som beskrivs i avsnitt i

järnvägsplaner som huvudsakligen behandlar viltfrågor och landskapsbild. Det beror på

att dessa åtgärder och försiktighetsmått även ingår i vattendomar eller går under

termen masshantering (som blev en huvuddel i processuppföljningen eftersom

schaktning, transportering och uppläggning av stora mängder massor på olika sätt kan

påverka hydrologin). Det förklarar alltså varför ”Vandringshinder” blev en av

huvud-rubrikerna i processuppföljningen.

De detaljerade miljömålen för projektet enligt järnvägsplanerna är:

1. Begränsa skador på kulturhistoriskt intressanta miljöer.

2. Undvika vandringhinder för fisk.

3. Undvika skador på fisk och bottenfauna till följd av grumling och sedimentation.

4. Undvika vandringhinder för storvilt och rennäringen.

5. Undvika användning och deponering av miljöfarliga ämnen.

6. Miljöutvärdering av projektet.

Miljömål 2, 3, 5 och 6 behandlas i den här rapporten medan resterande miljömål lämnas

åt en annan examensarbetare.

Att följa upp gällande lagstiftning såsom miljökvalitetsnormer och nationella

miljö-kvalitetsmål hade varit intressant men inte svarat mot examensarbetets syften och varit

alltför tidskrävande.

4

1.3 RAPPORTENS DISPOSITION

Rapportens innehåll disponeras fortsättningsvis enligt följande:

2. Bakgrund

3. Metoder

4. Resultat

5. Diskussion

6. Slutsatser

7. Referenser

Bilaga 1 Processuppföljningstabell

Bilaga 2 Grumling i vattendrag som korsas av Haparandabanans nya del

Bilaga 3 Sulfathalter i lakvatten från sulfidjordsupplag

Bilaga 4 Fotografier på järnvägspassager och sedimenteringsanordningar

Följande lista informerar kortfattat om de sex resterande kapitlens och en bilagas

inne-håll:



I bakgrundskapitlet beskrivs Haparandabanan och behandlas information som

kan vara nödvändig för att läsaren fullt ut ska förstå resultatdelen av den här

rapporten.



I metodkapitlet beskrivs de metoder som använts under det här examensarbetet.

Uppföljningen delas här in i tre delar, process-, effekt- och miljömålsuppföljning,

där den förstnämnda är en uppföljning av själva arbetet med projektets

vatten-relaterade åtaganden, den andra nämnda en uppföljning av projektets påverkan

på järnvägsområdets yt- och grundvattenkvalitet och den tredje nämnda en

upp-följning av projektets detaljerade miljömål.



I resultatkapitlet visas process-, effekt- och miljömålsuppföljningens resultat.



I diskussionskapitlet tas författarens tankar upp. Diskussionerna handlar om

uppmätta värdens säkerhet, bedömningsgrunder, källors tillförlitlighet, vikten av

att skydda grundvattentillgångar m.m.



I slutsatskapitlet listas slutsatserna från processuppföljningen (Bilaga 1),

effekt-uppföljningen och miljömålseffekt-uppföljningen.



I referenskapitlet anges de referenser som använts i det här examensarbetet.



I Bilaga 4 finns fotografier på järnvägspassager över vattendrag som korsas av

den nya sträckan av Haparandabanan. Läsaren hänvisas ofta till dessa fotografier

från processuppföljningstabellen i Bilaga 1.

Figurer benämns i själva rapporten med 1, 2, 3 o.s.v. och i bilagorna först med bilagans

nummer, sedan ett bindestreck och sist med figurens nummer i bilagan. Exempelvis

heter de tre första figurerna i Bilaga 3 3-1, 3-2 och 3-3. Detta förfaringssätt används för

att läsaren snabbt ska kunna hitta den figur som avses.

5

2 BAKGRUND

I det här kapitlet beskrivs Haparandabanan samt behandlas relevant information för

fortsatt läsning av den här rapporten. Det första avsnittet återger kortfattat

Haparanda-banans historia samt ger en områdesbeskrivning innehållande en meteorologisk,

geo-logisk, hydrologisk och biologisk översikt vardera. Det andra avsnittet talar om vilka

naturmiljöeffekter som järnvägar generellt kan ge på mark och vatten, beskriver

begreppen erosion, grumling och sedimentation och redogör för sulfid- och sulfatjordars

bildning, utbredning, påverkan på vattenekosystemen m.m. Anledningarna till att

erosion, grumling och sedimentation beskrivs är att projekt Haparandabanan riskerar

att orsaka grumling i ett tjugotal vattendrag och att projektet åtagit sig att vidta olika

åtgärder för att minimera grumling. Anledningarna till att sulfid- och sulfatjordar

redogörs för är att det finns stora mängder sulfidjordar i området kring

Haparanda-banan som projektet behöver flytta på och att projektet lovat att vidta vissa åtgärder för

att sulfidjordarna inte ska försura marken alltför mycket och orsaka höga halter av

miljöfarliga metaller. Det tredje avsnittet förklarar begreppet flödesdimensionering

eftersom projektet angett att trummor i vattendrag ska dimensioneras för minst

50-årsflöden (se Bilaga 1 ”Processuppföljningstabell”). Det fjärde avsnittet redogör för

gällande lagstiftning och övriga styrmedel såsom vattendirektivet, miljöbalken

(inklusive miljökonsekvensbeskrivningar (MKB:er), vattenverksamheter, miljöfarliga

verksamheter och egenkontroll), nationella miljökvalitetsmål och järnvägsprocessen.

Anledningen är att lagstiftning och övriga styrmedel genomsyrar hela examensarbetet.

Det femte avsnittet redogör slutligen för Trafikverket och projekt Haparandabanans

miljöarbete eftersom många dokument som beskrivs där också nämns i

process-uppföljningstabellen i Bilaga 1.

2.1 HAPARANDABANAN

2.1.1 Historik

Från mitten av 1800-talet fram till första världskrigets slut spelade järnvägen en

betydelsefull roll för utvecklingen av det svenska samhället. Under 1950-talet upphörde

i princip satsningen på den svenska järnvägen och andra transportslag konkurrerade ut

tåget som det främsta transportmedlet. Satsningen återupptogs i slutet av 1980-talet

och genom bildandet av Banverket 1988 inleddes en genomgripande upprustning och

modernisering av den svenska järnvägen (Trafikverket, 2010a, Internet).

Haparandabanan, den järnväg för godstrafik som går mellan Boden och Haparanda i

Norrbottens län, öppnades i etapper från år 1900. Banan fick en särskild betydelse

under första världskriget eftersom den var Rysslands enda fredliga förbindelse västerut

(Trafikverket, 2010a, Internet). Under andra världskriget användes Haparandabanan

flitigt av bland annat frivilliga soldater som åkte från de nordiska länderna till Finland

för att delta i finska vinterkriget och av finska krigsbarn som kom till Sverige (Ekeving,

2011, Internet). Haparandabanan var viktig för Finlands försörjning eftersom den var

den enda öppna järnvägsförbindelsen till ett icke-krigförande land (Forum för levande

historia, 2011, Internet) och för Sveriges försörjning eftersom den enda tillåtna handeln

under en period gick via en finsk hamn vid Barents hav (Björklund, 1981).

6

Eftersom Haparandabanan byggdes för närmare 100 år sedan är stora delar av den

gamla järnvägssträckan i mycket dåligt skick. Brister på banunderbyggnaden och en

sliten banöverbyggnad gör att hastigheten under vissa delar av året begränsas till 40

km/h, vilket medför höga trafikeringskostnader som hämmar och begränsar

trafik-tillväxten. Eftersom järnvägssträckan saknar signalsystem och inte är elektrifierad kan

den endast trafikeras av dieseldrivna lok. Förra seklets järnväg räcker inte längre till för

att klara dagens ökande transportbehov (Trafikverket, 2010b, Internet).

Inom Barentsregionen har behovet av transporter ökat. Industrier och handelsföretag

vill ha en säker, snabb och miljövänlig frakt av sina produkter. Genom upprustningen

och byggandet av Haparandabanan kommer dessa behov tillgodoses. Banan förespås

öka den regionala tillväxten samtidigt som den kommer vara viktig för en välfungerande

godstrafik mellan norra och södra Sverige. Den nya Haparandabanan kommer vara

elektrifierad, försedd med nytt signalsystem och ha en kapacitet som står i relation till

dagens och morgondagens transportbehov (Trafikverket, 2010f, Internet).

Syftet med utbyggnaden av Haparandabanan är att den ska bidra till en hållbar

samhällsutveckling, vilken har ekonomiska, sociala och ekologiska dimensioner.

Värderingen av bästa alternativ för sträckorna öster om Morjärv (se Figur 1) skedde

först på systemnivå. De tre alternativ som studerades var ett kustnära alternativ mellan

Kalix och Haparanda och en upprustning av befintlig bana mellan Morjärv och

Kalix/-Karlsborg, en upprustning av de befintliga sträckorna Morjärv-Karungi-Haparanda och

Morjärv-Kalix/Karlsborg samt ett nollalternativ som i princip innebar att behålla

be-fintlig standard på båda sträckorna (Banverket, 2005). Förstudier och

järnvägs-utredningar visade att det bästa alternativet, både ekonomiskt och miljömässigt, är att

rusta upp sträckan mellan Boden och Kalix (119km) och bygga en ny kustnära järnväg

mellan Kalix och Haparanda (42km) (se Figur 1) (Trafikverket, 2010f, Internet).

Då-varande Banverket fick av staten i uppdrag att göra detta och bygget är idag i full gång.

Kostnaden för hela projektet är beräknad till cirka 3,5 miljarder kronor, en investering

som redan idag är samhällsekonomiskt lönsam (Trafikverket, 2011b, Internet).

Haparandabanan beräknas kunna trafikeras år 2012 (Trafikverket, 2011c, Internet).

7

Figur 1. Haparandabanans sträckning. De svarta linjerna visar den gamla

järnvägs-sträckningen och den gröna linjen den nya järnvägsjärnvägs-sträckningen. Mellan Boden och

Kalix (119km) håller järnvägen på att rustas upp och mellan Kalix och Haparanda

(42km) byggs en helt ny järnväg som förhoppningsvis kommer kunna trafikeras år 2012

(Trafikverket 2011c, Internet). ©Lantmäteriet

2.1.2 Områdesbeskrivning

2.1.2.1 Meteorologisk översikt

Det norrbottniska klimatet karaktäriseras av bistra vintrar, korta vårar och solrika men

korta somrar. Enligt Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut (SMHI) ligger

medeltemperaturen i januari mellan -9° och -16° och i juli mellan 11° och 15°.

Årsmedel-nederbörden mellan år 1961 och 1990 låg mellan 400 och 700 mm i området kring

Haparandabanan (se Figur 2) (SMHI, 2009a, Internet).

8

Figur 2. Årsmedelnederbörd för perioden 1961-1990 (SMHI, 2009g, Internet).

©Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut

2.1.2.2 Geologisk översikt

Norrbottens kust har präglats av de senaste istiderna som gjort terrängen relativt flack

och moränrik. Enligt Hushållningssällskapet (2010) är morän den vanligaste jordarten i

området men det finns även stora torvarealer och på många håll kan man hitta

sulfidjordar (Banverket, 2007c). Sulfid- och sulfatjordar beskrivs vidare i avsnitt 2.2.2.

Den nya järnvägen passerar de tre isälvsavlagringarna Morjärvsåsen, Sangisåsen och

Överkalixåsen, som huvudsakligen består av sand (se Figur 3) (Banverket, 2007a;

Ban-verket, 2007b).

9

Figur 3. De tre isälvsavlagringarna (som visas i rosa färg) är Morjärvsåsen, Sangisåsen

och Överkalixåsen (Banverket 2007b). ©Sveriges geologiska undersökning

Berggrunden i området domineras av bergarterna gnejs, granit och skiffer (Banverket,

2007b).

2.1.2.3 Hydrologisk översikt

Eftersom en järnvägsbyggnation enligt Folkeson (1999) kan påverka områdets

hydro-logi (se även avsnitt 2.2 ”Järnvägars naturmiljöeffekter”) kommer här en hydrohydro-logisk

översikt.

Landskapet i norr karaktäriseras av många sjöar och stora älvar (Vattenmyndigheterna,

2011a, Internet). Flödena i vattendragen är som störst under vårfloden i maj och juni

och som lägst i april, strax innan vårfloden (Hushållningssällskapet, 2010). Flera

vatten-drag som korsas av Haparandabanan har påverkats av dikning och några har utsatts för

flottningsverksamhet och rensningar (se Tabell 1 för beskrivningar av

avrinnings-områden och Tabell 2 för ekologisk och kemisk status i de vattendrag som korsas av

Haparandabanan) (Banverket, 2007b). Torneälven och Kalixälven är västra Europas till

ytan största sammanhängande älvsystem som inte är exploaterat till förmån för

vatten-kraft (Hushållningssällskapet, 2010). De flesta sjöar längs Haparandabanans nya

sträckning är grunda och har låg vattenomsättning vilket tillsammans med den flacka

topografin gör att sjöarna är känsliga för näringsbelastning från omgivande marker

(Banverket, 2007b).

Årsmedelavrinningen var under perioden 1961-1990 mellan 300 och 400 mm (se Figur

4) och årsmedelavdunstningen runt 300 mm i området kring Haparandabanan (SMHI,

2009f, Internet; SMHI, 2009e, Internet).

10

Figur 4. Årsmedelavrinning för perioden 1961-1990. I området kring Haparandabanan

var den mellan 300 och 400 mm (SMHI, 2009f, Internet). ©Sveriges meteorologiska och

hydrologiska institut

Vid kusten sker en nybildning av våtmarker då vikar och fjärdar skiljs från havet på

grund av landhöjningen. Norrbotten är ett av världens våtmarksrikaste områden med, i

ett europeiskt perspektiv sett, unika myrtyper (Länsstyrelsen Norrbotten, 2011,

Internet). Några av de större våtmarkerna har höga naturvärden, är naturreservat och

klassas som Natura 2000-områden men många våtmarker är påverkade av utdikningar

för att åstadkomma en högre skogsproduktion (Banverket, 2007b).

Vattnets kemiska kvalitet är överlag god med en låg belastning av miljögifter och

för-surande ämnen men lokalt finns det områden med tydlig påverkan. I vissa delar av

om-rådet är den antropogena påverkan stor, bland annat i form av utbyggda älvar och

skogsbruk (Vattenmyndigheterna, 2011a, Internet).

Haparandabanan passerar elva av SMHI:s avrinningsområden. Torneälvens

avrinnings-område är det största med en yta på 40 157 km

_{och kustområdet 1/2 är det minsta med}

en yta på cirka 70 km

_{(se Figur 5). Avrinningsområdenas totala storlek är ungefär}

66 000 km

_{(Vattenmyndigheterna, 2010).}

Enligt Svenskt Vattenarkiv 2008 (SVAR) varierar andelen sjöar i avrinningsområdena

mellan 2,2 % (Kustområdet 2/3) och 6,5 % (Vitåns avrinningsområde) (se Tabell 1)

(SVAR, 2008, Internet).

Nedan visas (se Figur 5) och beskrivs kortfattat (se Tabell 1) de avrinningsområden som

Haparandabanan korsar.

11

Figur 5. Bottenvikens vattendistrikt. De svarta linjerna visar gränser för

huvud-avrinningsområden och de svarta beteckningarna visar vilken siffra avrinningsområdet

har. De grå beteckningarna visar kustområden och de blå visar kustvattenområden

(Svanström & Eriksson, 2008). I Tabell 1 beskrivs de avrinningsområden som korsas av

Haparandabanan närmare samt tydliggörs beteckningarnas roller. ©Statistiska

central-byrån och Sveriges meteorologiska och hydrologiska institut (bearbetningar av

Statistiska centralbyrån)

12

Tabell 1. De elva avrinningsområden som korsas av Haparandabanan. Tabellen talar om

hur stora avrinningsområdena är, hur stora medelflödena i utloppspunkterna är, hur

stor andel av avrinningsområdena som täcks av sjöar och beskriver kortfattat

avrinningsområdenas karaktärer med avseende på naturmiljöer. Om inte annat anges är

informationen hämtad från Vattenmyndigheternas publikation ”Från Torneälven till

Öreälven” (Vattenmyndigheterna, 2010).

AVRINNINGS-OMRÅDE

BESKRIVNING

1. Torneälven

Total yta: 40 157 km

Medelflöde i utloppspunkt: 392 m

_/s

Andel sjöar: 4,9 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Torneälven med biflöden är ett Natura 2000-område, skyddat

mot vattenkraftutbyggnad. Betydelsefullt vildlaxbestånd, värdefullt

för fiske, flodpärlmusslor, 18 objekt/vattendrag som pekats ut som

skyddsvärda med avseende på naturmiljö.

1/2

Total yta: 65 km

Andel sjöar: 4,3 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Eventuell förekomst av utter. Knapphändig information.

2. Keräsjoki

Total yta: 427 km

Medelflöde i utloppspunkt: 4 m

_/s

Andel sjöar: 2,5 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Inga skyddade vatten. Området runt Keräsjokis mynning ut i

havet är humöst och rikt på sulfidjord där dikning påskyndar

naturliga processer vilket kan leda till surstötar och utlakning av

metaller. Många av kustsjöarna är påverkade av metallbelastning på

grund av detta.

2/3

Total yta: 225 km

Andel sjöar: 2,2 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Källträsket och Mjöträsket finns utpekade som särskilt

värde-fulla vatten med avseende på naturmiljö (Vattenmyndigheterna,

2010). Träsken har en intressant geologi med spridda

kalk-förekomster, hyser flera ovanliga djurarter och är viktiga rast- och

häckningsplatser för fåglar, mycket tack vare den rikliga tillgången på

insekter, vattendjur och fisk (Banverket, 2007b). Eventuell förekomst

av utter. I övrigt är informationen knapphändig.

13

3. Sangisälven

Total yta: 1 230 km

Medelflöde i utloppspunkt: 12,6 m

_/s

Andel sjöar: 6,4 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Moån är skyddad, bland annat på grund av dess artrikedom.

Tre dammar för vattenkraftsreglering, värdefullt för fiske, förekomst

av utter. Många av kustsjöarna kan periodvis påverkas av metaller

som lakas ut från jordar med högt innehåll av sulfid, i vilka den

naturliga försurningsprocessen kan påskyndas genom till exempel

dikning.

3/4

Total yta: 95 km

Andel sjöar: 3,7 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Knapphändig information.

4. Kalixälven

Total yta: 18 130 km

Medelflöde i utloppspunkt: 294 m

_/s

Andel sjöar: 3,6 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Kalixälven med biflöden är ett Natura 2000-område, skyddat

mot vattenkraftsutbyggnad. Vattendraget med biflöden är värdefullt

för fiske med ett laxbestånd som är ett av landets mest värdefulla.

Tolv objekt/vattendrag har pekats ut som värdefulla vatten med

av-seende på naturmiljö. Det finns sju kända lokaler med

flodpärl-musslor och utter förekommer. Många av kustsjöarna kan periodvis

påverkas av metaller som lakas ut från jordar med högt innehåll av

sulfid, i vilka den naturliga försurningsprocessen kan påskyndas

genom till exempel dikning.

5. Töreälven

Total yta: 449 km

Medelflöde i utloppspunkt: 4,4 m

_/s

Andel sjöar: 3,0 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Inga skyddade vatten. En känd lokal för flodpärlmusslor,

värdefullt för fiske. Tallån är utpekad som värdefullt vatten med

avseende på naturmiljö. Många av kustsjöarna kan periodvis påverkas

av metaller som lakas ut från jordar med högt innehåll av sulfid, i vilka

den naturliga försurningsprocessen kan påskyndas genom till

exempel dikning.

6. Vitån

Total yta: 519 km

Medelflöde i utloppspunkt: 4,9 m

_/s

Andel sjöar: 6,5 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Inga skyddade vatten. Området runt Vitåns mynning i havet är

rikt på sulfidjord där dikning påskyndar naturliga processer, vilket

kan leda till surstötar och utlakning av metaller. Värdefullt för fiske,

förekomst av utter. Sveriges suraste sjö, Blåmissusjön, med pH kring

3, ligger inom avrinningsområdet. Många av kustsjöarna kan

period-vis påverkas av metaller som lakas ut från jordar med högt innehåll av

sulfid, i vilka den naturliga försurningsprocessen kan påskyndas

genom till exempel dikning.

14

7. Råneälven

Total yta: 4 207 km

Medelflöde i utloppspunkt: 43 m

_/s

Andel sjöar: 4,2 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Inga skyddade vatten men hela Råneälven med biflöden är ett

Natura 2000-område, skyddat mot vattenkraftsutbyggnad.

Flodpärl-musslor i fem flöden, förekomst av utter, värdefullt för fiske.

Lax-bestånden i Råneälven är ett av landets mest värdefulla. Sex

områden/vattendrag är utpekade som värdefulla vatten med

av-seende på naturmiljö. Många av kustsjöarna kan periodvis påverkas

av metaller som lakas ut från jordar med högt innehåll av sulfid, i vilka

den naturliga försurningsprocessen kan påskyndas genom till

exempel dikning.

8. Altersundet

Total yta: 403 km

Medelflöde i utloppspunkt: 3,8 m

_/s

Andel sjöar: 6,0 % (SVAR, 2008, Internet)

Övrigt: Inga skyddade vatten. Området runt Persöfjärden är rikt på

sulfidjord. Dikning påskyndar naturliga processer vilket leder till

sur-stötar och utlakning av metaller. Persöfjärden är utpekat som ett

värdefullt vatten med avseende på naturmiljö. Många av kustsjöarna

kan periodvis påverkas av metaller som lakas ut från jordar med högt

innehåll av sulfid, i vilka den naturliga försurningsprocessen kan

på-skyndas genom till exempel dikning.

I Tabell 2 nedan redovisas vattendrag som korsas av den nya järnvägen och som projekt

Haparandabanan innehar tillstånd till vattenverksamhet i. För vattendragen anges

eko-logisk och kemisk status. Den ekoeko-logiska statusen omfattar bioeko-logiska,

fysikalisk-kemiska och hydrologiska kvalitetsfaktorer och

graderas i en femgradig skala där

klasserna är: hög, god, måttlig, otillfredsställande och dålig status. Den kemiska statusen

baseras på koncentrationer av de ämnen som har EU-gemensamma

miljökvalitets-normer och/eller som är upptagna på listan över prioriterade ämnen och

klassificeras

som antingen god eller ej god status.

Fotografier på alla vattendrag förutom Vitån visas i Bilaga 4. Senare i det här kapitlet

kommer fler hydrologiska aspekter att tas upp (se avsnitt 2.2 ”Järnvägars

naturmiljö-effekter” och 2.3 ”Flödesdimensionering”).

15

Tabell 2. De vattendrag som korsas av Haparandabanan och som projekt

Haparanda-banan sökt tillstånd till vattenverksamhet i. Ekologisk och kemisk status har hämtats

från Vatteninformationssystem Sverige (VISS, 2009, Internet). Där bindestreck finns är

statusen inte fastställd.

VATTENDRAG

EKOLOGISK STATUS

KEMISK STATUS

(exklusive Hg)

Vitån

God

God

Skaramyrsbäcken

-

-

Kvarnbäcken

Otillfredsställande

God

Gäddträskbäcken

-

-

Sangisälven

Måttlig

God

Sattaoja

Otillfredsställande

God

Naartijoki

-

-

Präntijärvenoja

God

God

Aavajoki

-

-

Kylmäoja

Måttlig

God

Keräsjoki

God

God

Väärtioja

Måttlig

God

Vuononoja

Otillfredsställande

God

Sepposenoja

-

-

Den nya järnvägen passerar, som tidigare nämnts, tre grundvattenförande åsar;

Morjärvsåsen, Sangisåsen och Överkalixåsen (Banverket, 2007a; Banverket, 2007b).

Grundvattentillgångarna i åsarna är ungefär 5-25 l/s och uttagsmöjligheten ungefär 1-5

l/s (Banverket, 2007a; Banverket, 2007b). Enligt Sveriges Geologiska Undersökning är

åsarna viktiga för regionen ur vattenförsörjningssynpunkt (Banverket, 2007a;

Ban-verket, 2007b).

2.1.2.4 Biologisk översikt

Vegetationsmässigt kännetecknas kustområdet mellan Kalix och Haparanda av barrskog

och det är ovanligt rikt på sumpskogar. Skogsmark är den dominerande naturtypen med

ca 60 % av den totala landarealen. Dikningsgraden i skogarna är hög och de har brukats

hårt vilket gör att det finns få objekt med höga naturvärden kvar. Några av de större

våt-markerna har dock enligt Länsstyrelsen i Norrbottens läns våtmarksinventering höga

naturvärden. Käll- och Mjöträsket (vilkas biologi kortfattat beskrevs i Tabell 1) är de

mest värdefulla våtmarkerna med flera ovanliga växt- och djurarter. Området runt dem

är naturreservat och klassat som Natura 2000-område (Banverket, 2007b).

Eftersom samebyarna i området har vinterbetesmarker nere vid kusten är

järnvägs-området mellan Kalix och Haparanda rikt på renar vintertid. Även älgar finns det gott

om under vintrarna då de brukar vandra ner mot kusten (Banverket, 2007b).

Torneälven och Kalixälven har en naturlig reproduktion av lax och hela Bottenvikens

och Bottenhavets vattendistrikt är kärnområde för flodpärlmussla och utter i Europa

(Vattenmyndigheterna, 2011a, Internet).

16

2.2 JÄRNVÄGARS NATURMILJÖEFFEKTER

Järnvägar kan enligt Folkeson (1999) generellt ge följande effekter på mark och vatten:

Mark



ändrade hydrogeologiska förhållanden



föroreningspåverkan



erosion



sättningar och skred



borttagande av geologiska formationer

Vatten



förorening av ytvatten



påverkan på ytvattnens biologi



hydrogeologiska förändringar



förorening av grundvatten

Projekt Haparandabanan riskerar att ge ovanstående effekter på mark och vatten.

Eftersom detta är ett examensarbete i hydrologi ligger fokus på förändringar av

järnvägsområdets yt- och grundvatten. Erosion nämns under ”Mark” men eftersom

grumling och sedimentation påverkar vattendragen och kanske inte är självklara

begrepp kommer nästa avsnitt att redogöra för vad erosion, grumling och sedimentation

är. Projektet hanterar en stor mängd sulfidjord och om den inte hanteras på rätt sätt

riskerar projektet att försura marken vilket i sin tur kan leda till urlakning av

miljö-farliga metaller. Därför kommer nästnästa avsnitt (2.2.2 ”Sulfid- och sulfatjordar”)

beskriva vad sulfidjord är, vilka effekter sulfidjord kan ge på naturmiljön m.m.

Resterande effekter som nämns under ”Mark” kommer alltså inte att behandlas vidare i

det här kapitlet.

2.2.1 Erosion, grumling och sedimentation

2.2.1.1 Erosion

Enligt Nationalencyklopedin (2011, Internet) är erosion nötning eller skulptering av

berggrund eller jordtäcke genom bland annat vatten och vind. Vattenerosion, som ibland

kallas fluvial erosion, sker i bäckar och älvar. Utanför vattendrag i sluttningar sker

sluttningserosion och när regndroppar faller på bar jord sker dropperosion. Floderosion

verkar som sidoerosion i älvar eller som djuperosion på älvars bottnar. Ofta skiljs

naturlig erosion och av människan påverkad erosion, som kan leda till markförstöring,

åt.

Hur känslig en jord är för erosion beror på hur stora partiklar den har. Jordarter med

stora partiklar, exempelvis grus och sten, eroderar inte lika lätt som jordarter med små

partiklar, som exempelvis sand och silt. Leror, som har små partiklar, är undantag. De är

svåreroderade eftersom partiklarna hålls ihop av kohesionskrafter. Där vegetation

saknas kan vinden erodera jordlagren. Sand och silt är, som nämndes ovan, särskilt

17

känsliga för denna erosion (SGU, 2011, Internet). Konstruktioner vid vattenarbeten med

tillhörande markarbeten kan påverka tillförseln av material till vattendrag eftersom

konstruktionerna genom ändrade strömningshastigheter eller dämningar kan medföra

kort- eller långsiktiga erosionsmöjligheter (Tyréns, 2006).

Genom att lägga erosionsskydd över områden med lätteroderade jordar kan man

minska risken för erosion och därmed grumling. Ett bra erosionsskydd skyddar jord från

att erodera bort och släpper samtidigt igenom regnvatten. Bergkrossmaterial är det

vanligast förekommande erosionsskyddet i svenska infrastrukturprojekt. Andra

metoder för att minska erosion är att styra arbeten till lämpliga tider på året och att

avtäcka så små ytor som möjligt (Tyréns, 2006).

De största riskerna för vattenerosion utmed Haparandabanan är av naturliga skäl där

järnvägen passerar vattendrag. Vid brobyggen och trumläggningar avtäcks mark vilket

ofta leder till ökade erosionsmöjligheter. För att minska erosionen vid vattendrag har

projektet erosionsskyddat vattendragens kanter, oftast med hjälp av bergkrossmaterial

men ibland med naturgrus. Man har även försökt avtäcka marken under så kort tid som

möjligt. I Bilaga 4 visas fotografier på de vattendrag som korsas av den nya sträckan av

Haparandabanan. På fotografierna kan man se exempel på erosionsskydd.

2.2.1.2 Grumling

Utsläpp av suspenderat partikulärt material, det vill säga partiklar som på grund av sin

låga vikt virvlas upp och transporteras bort med strömmande vatten, medför grumling

och sedimentation som kan innebära miljöproblem (Tyréns, 2006).

I infrastrukturprojekt uppstår grumling lätt i stora skärningar eller i områden med

lätt-eroderade jordarter. Markarbeten som avlägsnar vegetation och frilägger markyta ger

ofta upphov till grumling. Vegetation fungerar i vanliga fall som filter och fångar upp

partiklar innan de når vattnet. Maximal tillförsel av material till vattendrag är vanligtvis

störst när schaktningsarbeten påbörjas och avtar gradvis tills de når en konstant nivå,

vilket beror på att små partiklar lätt transporteras bort av regn och avrinnande vatten

och kvar blir till största delen grovkornigt material som är tyngre och inte påverkas lika

mycket av nederbörd (Tyréns, 2006).

Det är framför allt de minsta partiklarna som upplevs orsaka grumling i vattendrag. När

de svävar i vattnet och träffas av solljus reflekteras strålarna och vattnet ser ”mjölkigt”

ut (Tyréns, 2006).

I ett ekologiskt perspektiv är olika vattendrag olika känsliga för grumling. Vissa arter

påverkas inte alls av icke-naturlig grumling medan de negativa konsekvenserna för

andra arter blir stora. När omgivningen förändras flyr många individer från området där

störningen uppstod. Problemet för dessa individer är att det kan vara svårt att hitta

liknande platser. De som inte innehar förmågan att snabbt mobilisera sig längre sträckor

drabbas (Tyréns, 2006). Grumling minskar sikten i vattnet för vissa arter och kan

därmed försvåra sökandet efter föda (Rivinoja m.fl., 2000). Indirekt kan grumling

på-verka födotillgången negativt eftersom en minskad mängd solljus som når vattendragets

botten leder till en minskad produktion av alger och plankton som i sin tur leder till att

18

näringstillgången för individerna högre upp i näringskedjan minskar (Tyréns, 2006). De

flesta fiskar som lever i strömmande vatten klarar några veckors grumling eftersom de

är vana vid den naturliga grumlingen som brukar öka vid kraftiga vattenflöden. Om

grumlingen pågår i månader kan den dock ge negativa konsekvenser för fiskar och

andra vattenlevande individer i form av skador på gälarna. Filtrerande insektsarter och

musslor påverkas negativt av för mycket grumling eftersom de filtrerar just vatten

(Rivinoja m.fl., 2000).

För att förhindra grumling kan, i exempelvis diken, olika slags

sedimenterings-anordningar uppföras. De kan vara platsbyggda, transportabla eller naturliga. Exempel

på en transportabel sedimentfälla är en vanlig container som vatten pumpas upp i och

exempel på en naturlig sedimentfälla är en våtmark till vilken vatten leds och får

infiltrera (Tyréns, 2006). Fyra exempel på platsbyggda sedimenteringsanordningar som

använts vid byggnationen av den nya sträckan av Haparandabanan finns i Bilaga 4.

Turbiditet är ett mått på mängden ljus som absorberas eller bryts av vatten. Eftersom

det oftast finns ett samband mellan turbiditet och koncentration av suspenderat

material kan turbiditet användas för att uppskatta halten suspenderat material (Lloyd

m.fl., 1987). Andra metoder för att mäta grumling är flaskmetoden och siktning (Tyréns,

2006).

2.2.1.3 Sedimentation

Sedimentation är när partiklar som är tyngre än vatten sjunker till botten. Hur snabbt

partiklarna sjunker beror på deras densitet och form (Tyréns, 2006; Minnesota Rural

Water Association, 2011, Internet). Om de har hög densitet sjunker de snabbare än om

de har låg densitet. Finkorniga partiklar kan hålla sig svävande i vatten under en lång tid

innan de sedimenterar och kan sprida ut sig på ett stort område. Om de sedimenterar i

ett vattendrag spolas de ofta iväg vid nästa höga vattenflöde och sedimenterar sedan

igen när vattnet blir lugnare. Grovkorniga partiklar sedimenterar snabbare än

fin-korniga och kan bilda bankar i vattendrag som ligger kvar länge, trots höga vattenflöden

(Tyréns, 2006). I Tabell 3 redovisas sedimenteringstider hos jordarter med olika

korn-storlekar.

19

Tabell 3. Sedimenteringstider hos olika jordarter (Rivinoja m.fl., 2000). Svenska

Geo-tekniska Föreningen benämns SGF.

FRAKTION

(Kornstorlek i mm)

BENÄMNING 1981 (SGF)

(Kornstorlek i mm)

SEDIMENTERINGSTID

(Tid för att sjunka 1 meter)

Grus

Grovgrus (60-20)

1 s

Mellangrus (20-6)

Fingrus (6-2)

Sand

Grovsand (2-0,6)

10 s

Mellansand (0,6-0,2)

Finsand (0,2-0,06)

2 min

Silt

Grovsilt (0,06-0,02)

2 tim

Mellansilt (0,02-0,006)

Finsilt (0,006-0,0002)

Ler

Ler (<0,0002)

8 dygn

Fiskar och bottenlevande djur är enligt Tyréns (2006) mycket beroende av lämpliga

bottnar för att kunna överleva. När partiklar sedimenterar på bottnar fyller de antingen

igen små håligheter eller lägger sig i lager. I båda fallen drabbas både organismer som

lever på bottensubstratets yta och de som ligger nedgrävda i det. Enligt Tyréns (2006)

är en av de största anledningarna till att flodpärlmusslan är utrotningshotad

igen-slamning av bottensubstrat. Unga musslor lever nämligen upp till åtta år nedgrävda i

bottensubstratet. Om fina partiklar sedimenterar kan det innebära ökad dödlighet hos

fiskrom, kräftor och musslor och laxartade fiskar som vid lek vill ha grusbottnar kan

komma att få färre lekområden vilket kan leda till mindre fortplantning.

20

2.2.2 Sulfid- och sulfatjordar

Projekt Haparandabanan gräver upp sulfidjord och anlägger sulfidjordsupplag.

An-ledningen till att sulfidjord inte får ligga kvar under järnvägen är att den har

under-måliga stabilitetsegenskaper. Förflyttning av sulfidjord kan leda till att den kommer i

kontakt med syre. Om den oxiderar kan den enligt Wennerberg (2005) ge kraftigt

för-surat lakvatten. Det här avsnittet beskriver hur sulfidjordar bildats, var de förekommer,

hur det går till när de oxiderar, hur utlakningen av metaller går till och vilken påverkan

de kan ha på vattenekosystemen.

2.2.2.1 Bildning av sulfidjordar

I Östersjöområdet har sulfidjordar främst bildats under Litorinaperioden för 7500 till

4000 år sedan då havsvattnet var varmare, saltare och mer näringsrikt än idag

(Landsbygdsnätverket, 2009; Sohlenius & Öborn, 2002). Efter den senaste istiden

bredde havet ut sig och tidigare landlevande växter hamnade på havsbottnen och

bäddades, tillsammans med alger, in i sediment (Landsbygdsnätverket, 2009; Sohlenius

& Öborn, 2002). Ackumulationen av växtrester i sedimenten ledde till syrebrist och

bakterier som trivdes i anaeroba förhållanden började bryta ned växtresterna med hjälp

av sulfat i havsvattnet och sulfidsediment bildades, innehållande bland annat

järn-sulfider (främst FeS och FeS

) (Landsbygdsnätverket, 2009; Sohlenius & Öborn, 2002).

Enligt Sohlenius & Öborn (2003) förekommer järnsulfiderna i Norrbotten mestadels

som järnmonosulfider (FeS).

Idag ligger dessa sulfidjordar ovanför havsytan bland annat på grund av landhöjningen.

När sulfidjordarna ligger under grundvattenytan är de kemiskt stabila och neutrala men

när grundvattennivån sjunker och de exponeras för syre påbörjas kemiska reaktioner

och sura sulfatjordar, som förutom att de är sura också innehåller mer svavel- och

metallföreningar än normalt, bildas (Landsbygdsnätverket, 2009).

2.2.2.2 Utbredning av sulfid- och sulfatjordar

Sulfid- och sulfatjordar finns fläckvis över hela jorden men främst längs kusterna i

Sydostasien, västra Afrika, Australien och USA. De största förekomsterna av jordarna i

Europa finns i Finland men förekomsterna är också stora i Sverige

(Landsbygds-nätverket, 2009). I Sverige finns jordarna främst längs Norrlands kust men även i andra

områden längs Östersjökusten och vid Mälaren och Hjälmaren (Sohlenius & Öborn,

2002). Ibland går jordarna under namnet ”svartmocka” på grund av deras svarta färg

som beror på innehållet av mineralet järnsulfid (FeS) (Landsbygdsnätverket, 2009;

Sohlenius & Öborn, 2002). Nivåmässigt ligger största delen av sulfid- och sulfatjordarna

upp till 60 m över havet (Landsbygdsnätverket, 2009).

2.2.2.3 Ombildning av sulfidjordar till sura sulfatjordar

När grundvattennivån av olika anledningar sjunker och sulfidjordarna exponeras för

syre sker olika reaktioner i dem. Kortfattat beskrivet oxideras sulfidmineraler till

järn-hydroxider och sulfat (S

_{) och protoner (}

_{) frigörs (Landsbygdsnätverket, 2009;}

21

Sohlenius & Öborn, 2002). Svavelsyra (H

SO

) bildas och markens pH sjunker drastiskt.

Enligt Höglund & Herbert (2004) går oxidationen av järnsulfider (FeS

) till så här:

FeS

+

O

+ H

O

F

+ 2S

+ 2

och oxidationen av järnmonosulfider (FeS) till så här:

FeS + 2O

Fe

+ 2S

Oxidationen av sulfidmineral till järnhydroxider går snabbt och jordarna får en grå färg

redan efter några timmar (Sohlenius & Öborn, 2002). Ofta ses utfällningen av järn som

rostbildning i jordarna. Sulfidjordars reaktion med syre bildar alltså sura sulfatjordar

(Landsbygdsnätverket, 2009). Enligt Wennerberg (2005) uppvisar sura sulfatjordar

pH-värden mellan 2 och 4.

2.2.2.4 Frigörelse av metaller

Vid bildningen av sura sulfatjordar frigörs, förutom svavelsyra, skadliga metaller

bundna till lättlösliga sulfider. När pH i marken sjunker löses också mer svårvittrade

sulfider, silikater och organiska ämnen upp vilket gör att ännu mer metaller frigörs och

löser sig i det markbundna vattnet (Landsbygdsnätverket, 2009).

Grundämnen kan vara hårt bundna i mineral eller organiskt material, lösta i

mark-vattnet eller sitta löst bundna på markens partiklar. Dominerande bindningsform för ett

visst ämne varierar mellan och inom olika jordar. De totala halterna av tungmetaller är

inte högre i sulfidjordar än i andra svenska lerjordar utan det är mobiliseringen från

mineral till markvatten som gör metallerna lättrörliga. I sulfidjordar är tungmetaller

del-vis bundna i silikatmineral, men också i järnsulfider, exempeldel-vis FeS

. När sulfiderna

oxiderar frigörs svavel, järn och metaller som varit bundna i dem. De låga pH-värdena i

den oxiderade jorden leder till att silikatmineral löses upp och omvandlas (genom

kemisk vittring) vilket gör att tungmetaller löses i markvattnet (Sohlenius & Öborn,

2002).

Vissa metaller kan på nytt bindas i de mineral som bildas i den oxiderade jorden,

exempelvis kan koppar bindas i järnhydroxider som tidigare fällts ut i sura sulfatjordar.

Detta minskar mest troligt utlakningen av ämnet (Sohlenius & Öborn, 2002).

2.2.2.5 Utlakning av metaller

Oftast innehåller dräneringsvatten från områden med sura sulfatjordar höga halter av

flera potentiellt giftiga tungmetaller, såsom kadmium, nickel, zink och koppar (Sohlenius

& Öborn, 2002). Under torra perioder när grundvattennivåerna är låga och vatten

av-dunstar minskar de sura sulfatjordarnas volymer och lodräta sprickor bildas.

Sprick-ytorna får ofta en rödbrun färg som beror på att föreningar som bildas vid oxideringen

binds på dem. De sura föreningarna och mobiliserade metallerna sköljs sedan ut till

diken och vattendrag vid snösmältning eller kraftiga regn (Landsbygdsnätverket, 2009).

Under grundvattenytan är ofta marken mer kompakt och där går transporten betydligt

22

långsammare. Därför förekommer många metaller i höga koncentrationer i markvattnet

närmast grundvattenytan. Utlakningen gör att totalhalterna av svavel och många

metaller blir lägre i den sura sulfatjorden än i den underliggande sulfidjorden (Sohlenius

& Öborn, 2002).

2.2.2.6 Identifiering av sulfid- och sulfatjordar

Okulärt kan sulfidjordar identifieras genom deras karaktäristiska svarta färg som beror

på innehållet av mineralet järnsulfid (FeS). Områden med sulfid- eller sulfatjordar kan

hittas med hjälp av biogeokemiska kartor som anger tungmetallhalter i

bäckvatten-växter. Områden med sura sulfatjordar har ofta förhöjda halter av vissa metaller. Även

på jordartskartor kan man hitta dessa jordar (Sohlenius & Öborn, 2002).

Indikationer på läckage från sura sulfatjordar är klart vatten, inget synligt smådjursliv i

diken, oljeliknande hinnor på vattenytor (som visar bakteriell tillväxt vid riklig

utfällning av järn) och rött ”grötigt” vatten som slammar upp allt i sin väg

(Landsbygds-nätverket, 2009). Andra indikationer är vertikala sprickor med purpurröda

millimeter-tjocka beläggningar av järnhydroxider. I dessa sprickor förekommer också mineralet

jarosit som har en ljusgul färg (Sohlenius & Öborn, 2002).

2.2.2.7 Påverkan på vattenekosystemen

Koncentrationer av många ämnen stiger i vattendrag som passerar områden med sura

sulfatjordar. Eftersom grundvattennivån sjunker under torra perioder (vilket leder till

att sulfidmineral oxideras och svavelsyra bildas) varierar också koncentrationer av pH

och tungmetaller kraftigt under året. Under snösmältningen och efter kraftiga regn

rinner stora mängder vatten genom jordarna och syra och metaller sköljs ut till

vatten-drag. Exempel på metaller vars koncentrationer kan bli höga är kadmium, nickel och

aluminium. Eftersom metallkoncentrationer beror på låga pH-värden och höga

sulfat-halter orsakar sura sulfatjordar höga metallkoncentrationer (Sohlenius & Öborn, 2002).

Läckage av syra och metaller från sura sulfatjordar orsakar störst skador i vattendrag,

speciellt i de nedre delarna eftersom surhets- och metallbelastningen där sammantaget

blir störst. Detta kan ses i form av obalans i ekosystemen, försvunna bottendjursbestånd,

skadade fortplantningsområden och fiskdöd, även om det sistnämnda är sällsynt

(Landsbygdsnätverket, 2009; Sohlenius & Öborn, 2002).

I Tabell 4 anges bakgrundshalter av metaller i vattendrag utefter Norrlands kust.

Efter-som kusten är påverkad av sura sulfatjordar kan värdena i tabellen vara intressanta att

jämföra uppmätta värden med.