Dagens provborrningar vid byggen ger inte en heltäckande bild av var grundvattnet gömmer sig under marken. Nu har forskare tagit fram en underjordisk 3D-karta som ger mer exakt information. Metoden kan minska risken för förseningar vid stora byggprojekt och undvika problem som uppstod vid Hallandsåsen.
Under marken finns inte bara jord, lera, grus och sten. Där gömmer sig också underjordiska vattenmagasin – vårt grundvatten. Vatten kan förekomma i sprickor och håligheter i berggrunden eller mellan mineralkornen i skikt med sand och grus. Djupet kan variera mellan decimeter och hundratals meter.
Variationen av vattenförekomsterna innebär att det kan bli knepigt när det ska schaktas för nya tunnlar, gator och hus eller när man av andra skäl behöver göra ingrepp i marken.
Om kunskap saknas om vattenförekomster finns en risk att vissa moment behöver göras om och att projektet drar ut på tiden. I värsta fall kan grundvattnet förorenas. Det finns också en risk att vägar, byggnader eller broar sätter sig.
Metoder kombinerades för bättre bild
Idag görs vanligtvis provborrningar, men de ger bara punktvis information och ingen helhetsbild.
Forskare vid Lunds universitet har nu kombinera två befintliga undersökningsmetoder som tillsammans ger mer komplett och säker information om grundvattnet än dagens.
Enligt forskaren Tina Martin, som lett arbetet, är det särskilt viktigt att förstå markens hydrauliska egenskaper, det vill säga hur stora mängd rörligt vatten som finns samt hur lätt vattnet strömmar genom marken.
– Den insikten behövs för att exempelvis dimensionera en schakt för en underfart på ett korrekt sätt för att undvika exempelvis översvämning, säger hon.
Det är också viktigt att veta om det finns grundvattentillgångar som är känsliga för föroreningar, detta för att kunna vidta lämpliga skyddsåtgärder där det behövs.
– Men också för att man slippa göra det där det inte behövs, eftersom det blir väldigt dyrt annars, säger Tina Martin.
Med sådan här icke-förstörande provning kan man också dra ner på antalet kostsamma provborrningar.
Det viktigaste om grundvatten i en bild
De två tekniker som har kombinerats kallas DCIP, direct current induced polarization och MRS, magnetic resonance sounding.
– Det som blir så bra med att kombinera dessa två tekniker är att man får både information om grundvattnets mängd och dess genomsläpplighet, säger Tina Martin.
Så fungerar tekniken
Den nya metoden kombinerar och utvecklar två befintliga tekniker på ett nytt sätt.
DCIP drar fördel av det faktum att olika typer av material reagerar olika på små elektriska strömpulser som man skickar genom marken, och där avklingningen av de elektriska signalerna ger information om geomaterialens inre struktur.
MRS mäter å sin sida elektromagnetiska signaler från vattenmolekylerna som sätts i svängning av ett elektromagnetiskt fält som man sänder ut, som är proportionella mot vatteninnehållet.
DCIP kan ge information om den hydrogeologiska konduktiviteten, alltså genomsläppligheten för grundvattenströmning, medan MRS ger information om mängden rörligt grundvatten och även information relaterad till genomsläppligheten.
Tester på tre platser
Som en del i arbetet har metoden testats på tre platser i Sverige: Mjölkalånga nära Finjasjön, Börringe utanför Svedala och Hasslerör utanför Mariestad. Dessa platser har olika geologiska förutsättningar.
Hade metoden använts vid bygget av exempelvis Hallandsåsen och Förbifart Stockholm hade projekttiden kortats väsentligt, bedömer forskarna som tror att den nya metoden kan börja användas inom tio år.
– Vi hoppas på att kunna gå vidare och även genomföra tester med mätning i borrhål och så kallad ”direct push” där en mätsond med inbyggda sensorer trycks ner i marken. Genom detta skulle man kunna få bättre detaljupplösning och troligen även kunna får användbara resultat i områden där mätstörningarna blir ett problem vid mätning på markytan, säger Tina Martin.
Arbetet har gjorts tillsammans med Aarhus universitet och universitetet i Milano.
Rapport:
Geophysical mapping of groundwater properties for transport infrastructure construction planning-final report, Lunds universitet.
Kontakt:
Tina Martin, forskare i teknisk geologi, Lunds universitet, tina.martin@tg.lth.se
Torleif Dahlin, professor i teknisk geologi, Lunds universitet, torleif.dahlin@tg.lth.se
