|
Hydraulisk frakturering udført ved vandret boreteknik - Design og anlæg 3. Dimensioneringsgrundlag3.1 Geotekniske forholdFor at vurdere risikoen for eventuel uacceptabel påvirkning af aktuelle bygningsdele samt underjordiske installationer i forbindelse med borings- og fraktureringsarbejdets gennemførelse er der gennemført en række geotekniske forsøg på lokaliteten for fastlæggelse af følgende parametre:
For nærmere beskrivelse af anførte parametre, deres anvendelse i aktuelle sammenhæng, samt hvorledes hver af disse er fastlagt, henvises til bilag B. Prøvetagningen er udført fra terræn og til max. ca. 5,0 m.u.t. i de 2 prøvetagningspunkter, JBU-1 henholdsvis JBU-2, jf. figur 3.1. De første 2 meter blev udført som snegleboringer, mens de efterfølgende 3 meter blev udført ved udtag af intakte ø50 mm kerneprøver til 1 m rør. Resultater af udtagne kerneprøver i 3 forskellige dybdeniveauer pr. boring danner her grundlag for vurdering af de geotekniske forhold på lokaliteten.
Figur 3.1 Hovedresultaterne fra bilag A er sammenfattet i tabel 3.1. Tabel 3.1
Desuden viser dataene, at der er tale om en overkonsolideret formation, hvor OCR-værdier på 6-14 er påvist. Dette indikerer, at overvejende vandret orienterede sprækker må forventes, hvilket tilgodeser brug af hydraulisk frakturering i aktuelle formation. Af dataene fremgår desuden, at OCR-værdien varierer med dybden. At værdien ikke vokser med dybden, hænger udelukkende sammen med de enkelte formationers spændingshistorie (forbelastning). I forbindelse med borearbejdet blev der ikke udført bestemmelse af den udrænede forskydningsstyrke. Denne parameter bør dog normalt fastlægges ved lignende projekter, idet denne kan anvendes til at beskrive OCR-mønstret ned gennem lagfølgen og dermed yderligere danne grundlag for en vurdering af den forventede sprækkeorientering. 3.2 Hydrauliske forholdFor fastlæggelse af den hydrauliske ledningsevne (efterfølgende benævnt K-værdien) vertikalt igennem formationen i den øvre moræneler er der gennemført slugtests i 4 dybdeniveauer i en udvalgt moniteringboring, benævnt MB-11. Boringen er, jf. figur 3.1, placeret i et område langs dræn A-A, hvor der var projekteret, men aldrig blev udført en sprække (fraktur). De påviste K-værdier vurderes derfor at afspejle de faktiske forhold i den uforstyrrede/intakte moræneler. Slugtests blev udført ved henholdsvis at opsuge (benævnt "recovery") og efterfølgende tillede (benævnt "falling head") ca. 200 ml vand til aktuelle filtre. Herved blev systemet påført en vandspejlsændring regnet i forhold til et Ro-vandspejl på ca. 1 m ved testens opstart. For at minimere risikoen for hydraulisk påvirkning er der udført samtidig slugtest i det sorte (4,5 m.u.t.) og grønne (2,8 m.u.t.) henholdsvis i det blå (3,65 m.u.t.) og røde (2,2 m.u.t) filterniveau, fremfor samtidig test i alle 4 filterniveauer. På baggrund af resultaterne fra udførte slugtests er der til bestemmelse af K-værdien anvendt to empirisk udviklede beregningsudtryk, udarbejdet af hhv. Herman Bouwer/R.C. Rice og M.J. Hvorslev. De to beregningsudtryk er indeholdt i beregningsprogrammet AQTESOLV™ for Windows™. For nærmere beskrivelse af selve slugtestafviklingen, anvendte beregningsmetoder for fastlæggelse af K-værdier samt fremkomne resultater henvises til bilag B. I figur 3.2 er gengivet middelværdi samt max.-/min.værdier for K-værdier fastlagt vertikalt i den øvre del af morænen ved boring MB-11. Som det fremgår af figuren, er det her valgt også at præsentere K-værdier, fastlagt i forbindelse med tidligere udførte slugtests i andre boringer på grunden /ref. 7/. Figur 3.2 Grundet meget lange afsænkningsforløb samt indtrædelse af en kraftig regnhændelse blev slugtests i boring MB-11 gennnemført, indtil der var opnået fra 50 til 100% recovery i de enkelte filtre, og ikke som ideelt til der var opnået minimum 90% recovery, jf. bilag B. De opnåede resultater viser, at den gennemsnitlige K-værdi stiger fra ca. 1,5E-7 m/s i en dybde på ca. 2,2 m.u.t., svarende til dybdeniveauet omkring den fastlagte redoxfront, og til en K-værdi på ca. 3,0 E-7 m/s i en dybde på ca. 3,5 m.u.t. Herunder aftager K-værdien til ca. 3,8E-8 m/s i 4,5 m.u.t. Tidligere gennemførte slugtests på geologisk sammenlignelige lokaliteter har vist, at K-værdien umiddelbart under redoxfronten aftager 1-2 størrelsesordener /ref. 11/. Resultatet af tidligere udførte slugtests på lokaliteten udviser en betydelig større variation i K-værdien (~ 10 E-8 m/s til 10 E-6 m/s) end påvist ved MB-11. Dette vurderes primært at kunne henføres til de noget længere filterlængder samt metoden for selve slugtests afviklingen, hvorfor der ikke af de tidligere fremkomne slugtest data kan ses tendens til generelt aftagende K-værdier som funktion af dybden. Generelt vurderes de fastlagte K-værdier, grundet den inhomogene geologi på lokaliteten, ikke nødvendigvis at være entydigt repræsentative for forholdene på hele lokaliteten. 3.3 Geologiske detailforholdI forbindelse med fastlæggelse af en induceret sprækkes resulterende form er det vigtigt af få kortlagt jordens in-situ spændingstilstand, også kaldet jordens konsolideringsforhold. I nærværende projekt er der gennemført i alt 3 konsolideringsforsøg i hvert af prøveudtagningspunkterne JBU-1 og JBU-2, jf. figur 3.1. Resultaterne er beskrevet i afsnit 3.3.1, mens der i afsnit 3.3.2 er præsenteret resultatet for gennemførte geologiske prøvebestemmelse langs hhv. de frakturerede dræn og referencedrænet. Endeligt er der langs referencedrænet gennemført Georadar sonderinger for at vurdere, om denne metode kan anvendes til at identificere sandede indslag i moræneleren. Resultatet af disse sonderinger er diskuteret i afsnit 3.3.3. 3.3.1 Konsolideringsforholdene på lokalitetenBaseret på i alt 6 kerneprøver udtaget i 3 dybdeniveauer (hhv. i 2,5, 3,5 og 4,5 m.u.t.) blev overkonsolideringsraten (efterfølgende benævnt OCR-værdien) fastlagt ved gennemførte konsolideringsforsøg. De beregnede OCR-værdier for moræneleren angiver, at der er tale om en lettere overkonsolideret moræneler, hvorfor orienteringen af de inducerede sprækker primært må forventes at blive horisontal. Der er i øvrigt tale om noget høje vandindholdsværdier i forhold til en "normal" moræneler. Dette kan relateres til, at den trufne ler er ret fed (og siltet). Der blev som allerede nævnt i afsnit 3.1 ikke udført forsøg, der umiddelbart siger noget om bæreevneforholdene. Men på baggrund af udførte konsolideringsforsøg blev det vurderet, at der ikke ville være umiddelbare formationsproblemer i forhold til eksisterende bygninger og underjordiske installationer i forbindelse med gennemførelse af hydraulisk frakturering. En forudsætning herfor var naturligvis, at funderingen af berørte bygningsafsnit var gennemført forsvarligt. For nærmere uddybning vedrørende konsolideringsforhold samt en anden væsentlig geologisk parameter, kaldet formationens sejhed, set i relation til vurdering af sprækkeform og orientering, henvises til /ref. 8/. 3.3.2 Detailbeskrivelse af de geologiske forhold langs frakturerede og ufrakturerede drænPå baggrund af en geologisk prøvebestemmelse af jordprøver, udtaget fra 0,5 til ca. 4,5 m.u.t., er der optegnet et geologisk profilsnit, som repræsenterer forholdene langs dræn A-A og B-B, jf. figur 3.4, henholdsvis langs referencedrænet, jf. 3.5. Snittenes placering på lokaliteten fremgår af figur. 3.3.
Figur 3.3 Figur 3.4 Figur 3.5 3.3.3 Georadar sonderingI området omkring referencedrænet (RFD) er der i perioden januar - februar 2000 udført i alt 11 georadar linier langs med og tværs over RFD, samt i området langs med de to frakturerede dræn. Undersøgelsen blev udført af firmaet Faxe Kalk A/S med Sensors & Software PulseEKKO 100 system. Til denne undersøgelse blev valgt at benytte 50MHz antenner med en antenneafstand på 2 meter. De målte reflektionstider er omsat til dybder ved at anvende en bølgehastighed på 0,06 m/ns, hvilket erfaringsmæssigt er en typisk hastighed for lerede moræneaflejringer /ref. 10 og 11/. Undersøgelsen har til formål at vurdere metodens egnethed til at afklare den geologiske lagfølge på den aktuelle lokalitet, herunder at kunne udskille geologiske heterogeniter (primært forekomsten af sandlinser/lag). Metoden bygger på et princip om, at når elektromagnetiske bølger (radiobølger) sendes ned gennem jorden vha. en sender, reflekteres bølgerne helt eller delvis på laggrænser, hvor der sker ændringer i de elektromagnetiske bølgers udbredelseshastighed /ref. 12/. Udbredelseshastigheden afhænger f.eks. af vandindhold, kornstørrelse og geologiske materialer. De reflekterede bølger registreres af en modtager på jordoverfladen og omsættes til et radargram. Georadarsignalet dæmpes meget hurtigere i elektrisk konduktive materialer, såsom ler, end i resistive materialer, såsom sand og grus. Penetrationsdybden vil derfor være mindre i ler end i sand og grus. Desuden influerer antennefrekvensen på penetrationsdybden, idet en lavere frekvens som hovedregel vil give en dybere penetration. Til gengæld vil strukturopløsningen af de interne strukturer formindskes. Endelig vil penetrationsdybden mindskes noget under vandmættede forhold. Penetrationsdybden afhænger således af flere forhold: Materialernes resistivitet, vandindholdet, samt frekvensen af de benyttede antenner. Penetrationsdybden på lokaliteten er maksimalt 4–5 meter og typisk ca. 3 m. Penetrationsdybderne er opnået på baggrund af en skønnet bølgehastighed på 0,06 m/ns. Hvis denne hastighed faktisk er højere, er penetrationsdybden også større. Penetrationsdybder på 2-4 meter er i rimelig god overensstemmelse med de erfaringer, der er opnået med anvendelsen af georadarmetoden på andre morænelerslokaliteter i Danmark /ref. 13/. Placeringen af Georadar sonderingerne fremgår af bilag H. Overordnet viser de opmålte radargrammer en relativ stor indbyrdes variation i reflektionsmønstrene, der vanskeliggør sammenstilling af georadarprofilerne til en samlet geologisk tolkning af morænelersaflejringen på lokaliteten. Dog kan der i mange af radargrammerne ses 2 tydelige reflektorer i hhv. 2,5 – 3 meters dybde, samt i ca. 4 meters dybde. Dybden af sidstnævnte reflektor viser fin overensstemmelse med det karakteristiske lithologiske skift i den grå morænelersenhed, fra svagt sandet til svagt gruset ved både RFD, jf. figur 3.5, og de frakturerede dræn, jf. figur 3.4. Reflektoren, beliggende i 2,5-3 meters, dybde kan kun ses i profiler opmålt langs RFD og ikke ved de frakturerede dræn. Reflektoren tolkes af Faxe Kalk som en mulig overgang fra "fed ler" til "moræneler". Denne tolkning er dog ikke understøttet af den geologiske beskrivelse i afsnit 3.3.2. Tolkningsmæssigt synes der at være et bedre sammenfald med dybden til redoxgrænsen, der kan indikere forskelle i porøsitet og dermed vandmætning over og under denne med refleksion af de elektromagnetiske bølger til følge. Den samlede vurdering af georadarmetodens anvendelighed til forbedring af den geologiske tolkning på den aktuelle lokalitet synes således begrænset. Det skal dog bemærkes, at man i forbindelse med andre undersøgelser på moræneler har erfaret, at, hvor der er moræneler direkte under pløjelaget, bliver signalet dæmpet meget hurtigt og der ses ofte kun en enkelt reflektor under reflektoren fra jordoverfladen. Hvor der ses en øget penetration på radargrammerne, er der også observeret, at aflejringerne direkte under pløjelaget er sandede /ref. 13/. De sparsomme erfaringer, man har indtil nu med georadarundersøgelser på moræneler, viser, at man kan kortlægge heterogeniteter i form af sandlag og –linser, der har kontakt med overfladen. Et morænelerslag på 1–3 m dæmper georadarsignalet så meget, at det ikke er muligt at detektere sandlag eller linser, der måtte ligge dybere end 2–3 m. 3.4 Dimensionering af frakturerUdgangspunktet for detailprojekteringen var at kunne opfylde formålet om at afsænke det sekundære grundvandsspejl inden for et areal på ca. 500 m2, hvor "hot-spot" for påviste grundvandsforurening (konc. > 1000 ug/l) er lokaliseret, jf. figur 2.3 og 3.1. Da der ifølge /ref. 8/ ikke forefindes nogen egentlig dimensioneringsvejledning, som kan anvendes ved design af aktuelle fraktureringsprojekt, er detailprojekteringen af de væsentligste operationer udført ved Dana Brock fra det rådgivende ingeniørfirma, Veizades & Associates, San Francisco, USA (efterfølgende benævnt Dana Brock). Projekteringen har baseret sig på ovennævnte formål samt på de kortlagte lokale geologiske, hydrogeologiske og geotekniske forhold. De væsentligste overvejelser i forbindelse med detailprojekteringen er angivet i følgende afsnit. 3.4.1 Fastlæggelse af antal boringer samt design og installationsdybde for vandret installerede drænBaseret på Dana Brocks erfaringer fra sammenlignelige projekter blev det i designfasen forudsat, at de inducerede sprækker kunne opnå en horisontal/subhorisontal udbredelse med en radius på 5-8 m, regnet væk fra injektionspunktet, og hermed væk fra hvert vandret installerede dræn. Med baggrund i denne antagelse samt ud fra kendskabet til udbredelsen af "hot-spot" for grundvandsforureningen blev det fastlagt, at frakturering langs 2 vandrette boringer, placeret med en indbyrdes afstand på ca. 10 m, skulle etableres for at opnå den tilsigtede afsænkningseffekt inden for "hot-spot" området. Til sammenligning kan det anføres, at det oprindeligt var påtænkt at etablere 3-5 vandrette boringer, /ref. 7/, såfremt den ønskede afsænkning skulle have været gennemført ved installation af et tilstrækkeligt antal vandrette dræn i ufraktureret moræneler. Længde og installationsdybde for hvert af de 2 vandrette dræn blev fastsat dels på baggrund af kendskabet til forureningens udbredelse. På baggrund heraf blev drænlængden fastsat til 35 m, svarende til at et forureningsområde på op til ca. 700 m2 teoretisk set ville blive påvirket. Installationsdybden blev fastlagt til ca. 5 m.u.t., svarende til den maksimale dybde med markant påvist forurening. Pba. modelberegningerne blev ydelsen pr. løbende meter vandret installeret dræn estimeret til 50-100 l, svarende til en forventet døgnvandmængde på 1,75-3,5 m3, jf. afsnit 3.5. Dimensionen af drænene blev fastlagt til ø110 mm, som er en standarddimension for typisk gennemførte opgaver, hvor vandret boreteknik anvendes. 3.4.2 Antal frakturer etableret langs hvert vandret drænBaseret på Dana Brocks erfaringer med sprækkeudbredelse i en moræneler, der befinder sig i en overkonsolideret spændingstilstand, blev det vurderet, at der i alt skulle etableres 5 sprækker jævnt fordelt langs hvert af de 35 m lange dræn. Sprækkeudbredelsen, regnet fra injektionspunktet placeret ca. 5 m.u.t., vurderedes at blive overvejende horisontal/subhorisontal, og den forventede sprækkeudbredelse i planen er vist på figur 3.6.
Figur 3.6 Fyldmateriale Valg af fyldmateriale (efterfølgende benævnt propant) er en meget væsentlig faktor for at sikre optimal hydraulisk influens i den relativt lavpermeable moræneler. Som tommelfingeregel skal propantens kornstørrelsesfordeling dimensioneres således, at permeabiliteten af denne er mindst 1000 gange højere end den omgivende lavpermeable formation /ref. 8/. Med ønsket om i den aktuelle sag at opnå en radius for den inducerede sprække (fraktur) på min. 5 m, regnet vinkelret ud fra de etablerede vandrette dræn, er det vurderet, at den ønskede sprække kan etableres ved injektion af minimum 120 l højpermeabelt kvartssand (propant). Herved forventes etableret en sprække med en gennemsnitlig tykkelse (efterfølgende benævnt apertur) på 3 mm. Fladearealet pr. induceret sprække bliver herved på ca. 40 m2. Den hydraulisk ledningsevne for anvendte propantmateriale vil være 10E-2 til 10 E -3 m/s. For at opnå så stor en sprækkeudbredelse som muligt blev det besluttet at forsøge at injicere op til 240 l propant pr. etableret sprække, svarende til at op til 600 l færdigblandet fraktureringssuspension, indeholdende de 240 l propant, skulle injiceres. Grundet forekomst af naturlige sprækker samt eventuelle rødder og andre inhomogeniteter i jorden, dels af tekniske årsager, blev det dog vurderet urealistisk at opnå injektion af så megen fraktureringssuspension til hver af de i alt 10 planlagte horisontale sprækker. Førstnævnte forhold, dvs. forekomst af inhomogeniteter, vurderes således at kunne medføre, at den injicerede fraktureringssuspension søger via områder med mindre formationsmodstand og eventuelt mod terræn, og herved kun delvist bliver injiceret til traceet for planlagte horisontale sprækker. Et andet væsentligt problem, der kan hindre injektion af den ønskede mængde fraktureringssuspension til planlagte sprækker, vil kunne opstå ved tilklogning af selve injektionssystemet. Dette problem opstår typisk, hvis propanten ikke kan holdes opslemmet i fraktureingssuspensionen og herved udsedimenterer i pumpe, fødeslange eller fraktureringsapparatet. Injektionshastighed På baggrund af Dana Brocks erfaringer blev det valgt at injicere ved en injektionshastighed på 20-30 l/min, svarende til at fraktureringen langs hver sprække kunne afvikles på max. ca. 30 min. ved injektion af op til 600 l fraktureringssuspension. Injektionstryk Hvis der kan gennemføres frakturering, hvor der hverken forekommer "blow-ups", dvs. opprensning af fraktureringssuspension til terræn, eller tilklogning af injektionssystemet, er det forventet, at det initielle injektionstryk vil være 8-10 bar for at få åbnet en sprække, hvorfra frakturen efterfølgende kan udbrede sig i formationen. I den efterfølgende fase, også kaldet vækstfasen, vurderes injektionstrykket at falde til 2-4 bar frem til fraktureringens afslutning. I figur 3.7 er den forventede udvikling i injektionstrykket ved fastholdt pumpeydelse illustreret for såvel "ideal-forløbet" som i tilfælde af "Blow-up" og tilklogning. Den tidslige udvikling for "ideal-forløbet" er skitseret ud fra forudsætningen om, at der kan injiceres op til 600 l fraktureringssuspnsion pr. induceret sprække. Figur 3.7 3.5 Dimensionering af vandrette drænFor at belyse, hvilken effekt hydraulisk frakturering ville have på strømningsforholdene i moræneleren, blev der gennemført simuleringer med en grundvandsmodel. Formålet med benyttelse af modellen var at belyse den relative forskel imellem vandrette dræn hhv. med og uden frakturering. Opsætningen af modellen har taget udgangspunkt i de lokale forhold, men der har ikke været tilstrækkeligt med data til at validere de beregnede sænkninger. Den hydrauliske frakturering er i modellen repræsenteret ved et tyndt horisontalt og højpermeabelt sandlag med en tykkelse på 2,5 cm, som horisontalt når ud i en afstand af 4 m på begge sider af selve drænet. Det tynde sandlag er i direkte hydraulisk kontakt med det vandrette dræn. En detaljeret beskrivelse af modelopsætningen og optegning af udvalgte resultater fremgår af bilag C, og i det følgende præsenteres og diskuteres de væsentligste resultater.
Figur 3.8 De simulerede sænkninger, afbildet vinkelret på det vandrette dræn, er vist på figur 3.8. Drænet er i modellen placeret 3,25 m under normal grundvandsstand, svarende til ca. 4,5 m.u.t., og herved i den projekterede kote for de frakturerede dræn. Fra drænet breder sænkningen sig stort set radiært ud i formationen. I nærfeltet af drænet er det beregnet, at der opnås en sænkning på 1,5 m i en afstand af ca. 0,8 m fra drænet, mens en sænkning på 2,0 m opnås i en afstand af ca. 0,4 m fra drænet. I større afstand fra drænet ses en sænkning på 1 m i en afstand af ca. 3 m fra drænet. Grundvandets strømningsretninger i drænets nærfelt indikerer, at en del af drænets tilstrømning kommer fra infiltrerende vand (fra terræn) og at en del kommer fra den underliggende moræneler. Beregningerne indikerer, at ca. 50% af drænets ydelse kommer nede fra den dybere del af morænen, og at denne tilstrømning sker inden for en bredde af ca. 3 m under drænet. Ydelsen af drænet er beregnet til i størrelsesordenen 15 l/døgn pr. løbende meter dræn.
Figur 3.9 For situationen med en indlagt fraktur (sprække) er sænkningerne vinkelret på sprækkens længderetning vist på figur 3.9. Drænet er placeret i samme dybde som det almindelige dræn. Beregningen viser her, at sænkningen ikke længere udbreder sig radiært i formationen. I nærfeltet af frakturen er det beregnet, at der opnås en sænkning på 1,5 m ned til en dybde på ca. 0,7 m under selve sprækken og vinkelret ud fra dens to endepunkter. En afsænkning på 2 m opnås ned til en dybde af ca. 0,6 m under selve sprækken og vinkelret ud fra dens to endepunkter. En afsænkning på 1 m opnås i en dybde af ca. 0,8 m under selve sprækken, mens den når ca. 5 m vinkelret ud fra de to endepunkter. Den vertikale grundvandsstrømning er dominerende i forhold til den horisontale inden for området lige over og under selve sprækken, som følge af de relativt lave tryk i sprækken i forhold til i den omgivende moræneler. Beregningerne indikerer, at ca. 80-90% af drænets ydelse kommer fra den dybere del af morænen, og at denne tilstrømning sker inden for en bredde på ca. 10 m under drænet. Ydelsen af drænet er beregnet til i størrelsesordenen 50-100 l/døgn pr. løbende meter dræn, svarende til 1,75-3,5 m3 pr. dræn pr. døgn. De gennemførte beregninger indikerer, at der er en række markante forskelle i strømningsmønstrene langs frakturerede henholdsvis ufrakturerede dræn. Således er der en markant forskel på den horisontale bredde, inden for hvilken der langs disse dræntyper skabes den ønskede opadrettede strømning. Bredden, regnet på hver side af drænet, er således beregnet til ca. 3 m for almindelige dræn og ca. 10 m for dræn installeret i fraktureret moræneler. Dette afspejles også i hvor stor en del af drænenes ydelse, der, iht. modellen, reelt kommer fra den dybere del af morænen (50% vs. 80-90%). En anden markant forskel ses også for den horisontale udbredelse af en sænkning på fx 1 m (hhv. 0,4 m hhv. 4,6 m), hvilket skyldes antagelsen om, at sprækken når 4 m væk fra drænet. På baggrund af gennemførte modellering kan det sammenfattende konkluderes, at påvirkningszonen i det horisontale plan forventes at være ca. 3 gange større for et fraktureret dræn sammenlignet med et almindeligt dræn, jf. tabel 3.2. Tabel 3.2
3.6 Dimensionering af moniteringsboringerTil beskrivelse af de hydrauliske forhold omkring de frakturerede dræn henholdsvis omkring referencedrænet er der som supplement til tidligere etablerede filtersatte boringer på lokaliteten installeret en række nye moniteringsboringer. Opbygning samt placering af disse er diskuteret i dette afsnit. 3.6.1 Moniteringsboringer langs det frakturerede drænOmkring de 2 frakturerede dræn er der etableret i alt 11 nye moniteringsboringer, benævnt MB-1 - MB-11. Boringsplaceringen, som vist på figur 3.10, er fastlagt ud fra ønsket om at dokumentere den hydraulisk effekt langs de frakturerede dræn. Ud fra denne strategi blev 9 af de 11 boringer placeret inden for en maximal horisontal afstand på 5 m fra drænene, svarende til den forventede afstand inden for hvilke der, jf. afsnit 3.5, kunne forventes influens langs de frakturerede dræn. Alle boringer blev etableret som 3" forede snegleboringer. Boring MB-1 til MB-10 er filtersat separat i 2 niveauer, svarende til henholdsvis 1,0 m under grundvandsspejlet (kote ~12,0) henholdsvis til niveauet for etablerede dræn (kote ~ 9,5 ). MB-11 er filtersat separat i 4 vertikale niveauer, idet denne boring blev anvendt ved gennemførelse af tidligere beskrevne slugtests, jf. afsnit 3.2.
Figur 3.10 Filteropbygningen for anførte 2 boringstyper fremgår af figur 3.11.
Figur 3.11 Boringerne blev generelt udført som traditionelle forede snegleboringer til en dybde på ca. 40 cm over det fastsatte filterniveau. Herefter blev der i bunden uddybet med et skarpkantet kernerør, kaldet en Shelby tube. Shelby tuben var placeret i en cylinder, der var tilpasset i diameter og længde for efterfølgende filtersætning af boringen. Ved filtersætningen blev der anvendt ø25 mm PE-filtre (PE: Polyethylen) med en slidsestørrelse på 0,5 mm og med en længde på 30 cm. Filtrene blev udført med præfabrikeret gruskastning (0,5 cm tykkelse), lagt i en dobbelt sok af PE-væv. Metoden blev anvendt for at minimere gruskastningen omkring moniteringsboringerne og hermed sikre mindst mulig afsmitning fra denne i forbindelse med gennemførte slugtests. Over filterene blev der monteret en plastkrave henholdsvis fyldt op med omkring 20 cm filtersand, hvorefter der blev afproppet til 0,5 m.u.t med bentonitpiller, som blev vandet op. 3.6.2 Moniteringsboringer langs referencedrænetOmkring referencedrænet er der etableret i alt 7 moniteringsboringer, benævnt HB-1 - HB-4, UF-4 og MB-20 - MB-21. Placering af disse fremgår af figur 3.12, mens boringsopbygningen for de 3 typer boringer er illustreret i figur 3.13. Figur 3.12
Figur 3.13 Boring UF-4 er udført som uforet snegleboring, mens MB-20 og MB-21 er udført identisk med tidligere foreskrevne for MB-1-MB-11. Endeligt er HB-1 til HB-4 udført som uforede håndboringer. Som det fremgår af figur 3.13, er det langs referencedrænet valgt at etablere en række filtre i kote ca. 11,0 fremfor i kote 12,0. Denne disposition er truffet på baggrund af resultaterne fra den forudgående dual-phase test udført på ikke afkortet referencedræn), som viste, at der generelt ikke kunne måles nogen væsentlig vandspejlsændring i de diskrete filtre, etableret i kote 12,0. I forsøg på bedre at kunne registrere afsænkningen af trykniveauet langs det afkortede referencedræn blev det derfor valgt at placere en række filtre en meter lavere og hermed tættere på drænet. I april 2001 er moniteringsboringerne langs referencedrænet fjernet pga. landbrugsdrift. 3.6.3 Øvrige moniteringsboringerSom supplement til allerede omtalte moniteringsboringer benyttes også to tidligere etablerede boringer (boring B4 og B10). Boring B4 er filtersat med ø63 mm filter i kote 10,7 - 13,7, svarende til 2 - 5 m.u.t., mens boring B10 er filtersat i ø63 mm i kote 4,6 - 9,6, svarende til 5 - 10 m.u.t. Placering af disse fremgår af figur 3.10 (B4) henholdsvis figur 3.12 (B10). 3.7 MoniteringsprogramFor dokumentation af effekten af de hydraulisk frakturerede dræn er der udarbejdet et program for overvågning af udviklingen i grundvandskvaliteten samt for monitering af de hydrauliske forhold gennem det første driftsår. Der er inden for denne periode planlagt gennemført i alt 2 halvårlige moniteringsrunder, hvor der udtages vandprøver til belysning af udviklingen i vandkvaliteten. Vandprøverne udtages dels fra de 2 hydraulisk frakturerede dræn, dels fra 2 forskellige filterniveauer (filtersat hhv. i kote ca. 9,5-9,8 og ca. 12,0-12,3) i 2 udvalgte moniteringsboringer. Desuden udtages vandprøver fra det filter i boring B17, som er filtersat fra 16-18 m u.t. i et indlejret sand-/gruslag i moræneleren. Analyseprogrammet omfatter de påviste hovedforureningskomponenter, dvs. chlorerede benzenforbindelser og chloraniliner. Derudover analyseres for indhold af de flygtige kulbrinteforbindelser, BTEX. Der udtages desuden vandprøver til boringskontrol for fastlæggelse af pH, ledningsevne samt indhold af chlorid, ammoniak/ammonium, nitrit og jern og følgende redoxparametre: Ilt, nitrat, sulfat, mangan, kuldioxid og bikarbonat. Redox-relaterede parametre samt øvrige uorganiske parametre vurderes væsentlige at monitere, idet der som funktion af oprensningstiden forventes at ske en ændring i den generelle sammensætning i det oppumpede grundvand. Ændringen i bl.a. jernindholdet vil kunne få afgørende betydning for drænenes ydelse (potentiel tilklogning grundet iltning af jern), mens ændring i redox-forholdet kan indikere fra hvilken zone vandet tilstrømmer drænene (oppe- eller nedefra) Parallelt med udtagning af vandprøverne gennemføres der manuelle pejlerunder i tilgængelige moniteringsboringer, ligesom der søges gennemført on-line logning (vha. tryktransmitter) af grundvansdspejlet i en repræsentativ boring, filtersat i kote 12 henholdsvis kote 9,5, samt i boring B17´s dybe filterniveau. Ved installation af on-line måleudstyr kan den tidslige udvikling i trykniveau i den øvre moræne henholdsvis kalken fastlægges og herved understøtte de manuelle pejlinger. Efter det første års drift sammenstilles, præsenteres og diskuteres pejle- og analysedata med henblik på en kvantificering af, hvor stor en del af vandet, som tilstrømmer drænene nedefra henholdsvis fra moræneleren oppefra. Endvidere beskrives eventuelle ændringer i grundvandskvaliteten i forhold til ændrede ydelser i drænene efter 1. års drift. Resultater af første års drift og monitering forventes afrapporteret primo 2002 i selvstændig rapport, og vil blive publiceret på elektronisk form på Miljøstyrelsens hjemmeside www.mst.dk.
|
