Følgevirkninger af råstofgravning under grundvandspejlet

Sammenfatning og konklusioner

Råstofgravning under grundvandsspejlet giver anledning til grundvandssænkninger i den opståede råstofsø og i grundvandsmagasinet omkring graven. Det har været sædvane at ligestille råstofgravningen med en oppumpning af grundvand og anvende kendte metoder fra prøvepumpningspraksis til at beregne sænkninger hidrørende fra gravningen. Analogien til pumpning er imidlertid ikke fysisk korrekt, idet en pumpning fjerner vand fra graven, mens en råstofgravning flytter vand fra grundvandsmagasinet ind i graven på grund af den opståede ændring af magasintallet i graven fra den aktuelle effektive porøsitet til eksakt 1. Det må forventes, at de virkelige sænkninger derfor bliver mindre end de, der beregnes på den nævnte måde. Dette er også den erfaring, der er gjort ved konkrete råstofgrave, hvor der vådgraves efter grus.

For at udvikle en metode til at beregne konsekvenserne af en vådgravning er de matematiske ligninger, der definerer problemet, opstillet og løst analytisk. Løsningen er testet mod et konkret eksempel fra Skåne og viser god overensstemmelse med observerede data. De resulterende formler involverer de matematiske funktioner som kendes fra prøvepumpningsteorien og er derfor relativt enkle at anvende i praksis. Den konkrete løsning er foretaget i det radiære tilfælde, idet det har vist sig at være praktisk uigennemførligt med andre geometrier. Imidlertid er det radiære tilfælde også det mest anvendelige, idet den fundne løsning med god tilnærmelse kan anvendes på alle råstofgrave, der har polygonform med nogenlunde ens kantlængder.

Løsningen viser det overraskende resultat, at sænkningen i selve graven er uafhængig af tiden. I gravningens første fase etableres en momentan sænkning af grundvandsspejlet, og denne sænkning øges ikke med tiden. Udvidelsen af graven resulterer altså i en indstrømning af grundvand til graven, som balancerer eksakt det råstofvolumen, som fjernes. I selve grundvandsmagasinet vil sænkningerne vokse med tiden, men de vil naturligvis være begrænsede af, at sænkningerne i sø og grundvandsmagasin er ens ved gravefronten.

De opstillede formler til beregning af sænkninger i grav og grundvandsmagasin forudsætter konstant gravning. I praksis vil der være ophold i graveprocessen, og der vil ske en retablering af grundvandsspejlet. Den opståede råstofsø vil derfor optræde som en buffer og have en stærkt dæmpende effekt på sænkningerne. Dette formodes at være en væsentligt medvirkende årsag til, at der ikke synes at være observeret egentlige sænkninger i og omkring råstofgrave efter længere tids gravning. Den udviklede metode til beregning af sænkninger som en konsekvens af råstofgravning kan derfor anvendes til at beregne de maksimale sænkninger, som gravningen vil forårsage, og disse må således formodes at indtræde i den tidlige fase af gravningen.

Som en konsekvens heraf anbefales, at gravningen generelt indledes med at etablere et så stort søareal som muligt, og at gravningen foregår langsomt i starten. Det tilrådes endvidere, at konsekvenserne af gravningen dokumenteres i form af en nøje registrering af de opgravede råstofmængder på f.eks. daglig eller ugentlig basis, og at der foretages en løbende måling af grundvandsspejlet i og omkring råstofgraven. Disse målinger bør suppleres med daglige målinger af nedbøren.