Undersøkelser av hydrogeologiske forhold i et kystnært grunnvannsmagasin – Kartlegging av grunnvannsstrømning og interaksjon mellom ferskt grunnvann, elv og salt grunnvann ved nyetablerte løsmassebrønner på Kyrksæterøra i Heim kommune

Abstract

Hydrogeologien i et fjorddelta på Kyrksæterøra i Heim kommune er undersøkt. Det er utført felt- og laboratoriearbeid i en periode med prøvepumping av grunnvann fra to nyetablerte, skråstilte produksjonsbrønner. Prøvepumpingen har foregått siden sept. 2019 til d.d. Grunnvannet skal benyttes til landbasert akvakultur.

Interaksjonen mellom følgende tre faktorer er studert: 1. Ferskvannsakviferen i avsetningen. 2. Haugaelva som renner gjennom brønnområdet. 3. Salt grunnvann lenger ut på deltaet. Grunnvannets strømning og prøvepumpingens innvirkning på samspillet mellom de nevnte faktorene, har stått sentralt i undersøkelsene.

Sonderboringer, etablering av peilebrønner samt korttids trinntester av produksjonsbrønnene, ble utført før oppstart av langtids-prøvepumpingen. Løsmasseprøver ble hentet ut og laboratorieanalyse av kornfordelingen utført. Det er i prøvepumpingsperioden foretatt jevnlige feltmålinger av grunnvannsnivået, og tilsvarende for registrering av temperatur, elektrisk ledningsevne og oksygenmetning i grunnvann og overflatevann. Det er regelmessig innhentet vannprøver fra grunnvann og overflatevann for mikrobiologisk og fysisk-kjemisk analyse. Meteorologiske og hydrologiske data er også innhentet.

Fjorddeltaet er tydelig lagdelt med en nokså heterogen karakter. Avsetningen utgjør et stort sett åpent infiltrasjonsmagasin, og Haugaelva er styrende for grunnvannsnivået. Den maksimale kapasiteten for de to brønnene til sammen er beregnet til ca. 39 l/s. Selv med forventet filtertap ved høyere pumperater viser resultatene fra prøvepumpingen god brønn- og magasinkapasitet. Det maksimale vannbehovet fra brønnene vil ligge på rundt 12 l/s.

Kvaliteten på det oppumpete grunnvannet er svært god. Ingen bakterier er påvist i grunnvannet, og viktige vannkvalitetskrav mht. fiskehelse er innfridd. Indikasjoner på kortslutning mellom elv og grunnvann er ikke funnet. Kvalitative vurderinger tilsier dermed tilstrekkelig oppholdstid. Flere utslag på ledningsevnemålinger ytterst i brønnområdet ble registrert i en periode med hyppig stormflo og høyvann vinter/vår 2020. Likevel er det ikke sett tegn på saltvannspåvirkning i det oppumpete grunnvannet. Den topografiske gradienten og en antatt fjellterskel, bidrar sannsynligvis til å redusere faren for saltvannsinntrengning.

Resultatene fra langtids-prøvepumpingen taler også for at grunnvannsuttaket vil være bærekraftig på lengre sikt. Endelig konklusjon om uttakets bærekraft og magasinets kapasitet og tålegrense, bør fastslås når prøvepumpingsperioden også har dekket lavvannssituasjoner i sommersesongen. Ettersom grunnvannsmagasinet er grunt og står i kontakt med Haugaelva, vil det være utsatt ved ev. forurensningsutslipp til elva eller tilsigsområdet. Jevnlig overvåkning av vannkvaliteten og aktiviteten i elvas nedbørfelt er derfor viktig.

The hydrogeology of a fjord delta at Kyrksæterøra in Mid-Norway is studied. During a test pumping period for two newly established groundwater production wells, field and laboratory work have been performed. The test pumping started Sept. 2019 and is still ongoing. The groundwater is intended for use in land-based aquaculture.

The interactions between the following three factors are studied: 1. The freshwater aquifer. 2. The river Haugaelva which flows through the well area. 3. Salt groundwater further out on the delta. The groundwater flow, and the effects of groundwater withdrawal on the interactions between the factors mentioned above, have been important to the investigations.

Test drilling, establishment of monitoring wells, and step tests of the two production wells, were carried out prior to the start of long-term test pumping. Sediment samples were collected and analysed for grain size distribution. Field measurements of groundwater level, as well as temperature, electric conductivity and oxygen saturation of the groundwater and surface water, have been performed regularly during long-term test pumping. Water samples of groundwater and surface water were collected, and analysed for microbiological, physical and chemical parameters. Meteorological and hydrological data have also been obtained.

The fjord delta has a layered and relatively heterogenous character. It constitutes a largely unconfined aquifer, and the river Haugaelva affects the groundwater level to a great extent. The maximum combined capacity of the two wells is estimated to approx. 39 l/s. Even with expected filter loss at higher pumping rates, the results from test pumping show good capacity for wells and reservoir. The maximum water requirement from the wells will be around 12 l/s.

The pumped groundwater shows very good quality. No bacteria have been detected in the groundwater, and important water quality requirements regarding fish health are met. Indications of short-circuit between river and groundwater are not found. Qualitative assessments thus indicate adequate residence time. During winter/spring 2020, some episodes with increased conductivity were recorded in the outermost well area. Several events with significant high tide occurred in this period. Nevertheless, no evidence of saline influence has been discovered in pumped groundwater. The topographic gradient and an assumed bedrock threshold probably contribute favourably, by reducing the risk of saltwater intrusion.

The results from long-term test pumping also indicate that the ground water extraction will be sustainable in a long-term perspective. Final conclusions should, however, be ascertained when the test pumping has also covered periods with lower river stage during the summer. As the aquifer is relatively shallow, and connected to the Haugaelva river, it will be vulnerable in case of pollution of the river or catchment area. Regular monitoring of water quality and activity in the catchment area is therefore essential.