Modellering och analys av grundvattenflödet i en byggnads grundläggning

Sammanfattning: På en fastighet i Luthagen i Uppsala uppfördes en byggnad grundlagd på träpålar år 1936. Under 60-talet uppstod läckage på en spillvattenledning vilket ledde till en kontaminering av sprickvattenakviferen där träpålar är särskilt utsatta för påverkan av bakterie, svamp- och virusangrepp till följd av torrläggning. För att spola bort kontaminerat sprickvatten och för att hålla en jämn sprickvattennivå i akviferen installerades påfyllningsbrunnar på två platser i källaren under huset. Brunnarna är driva ner i de pålrännor där träpålarna är slagna. Den normala vattentillförseln låg under flera decennier på runt 10 m3/år och vattennivåerna övervakades av bostadsföreningens fastighetstjänst med regelbundna observationer av sprickvattennivån. Under hösten 2016 skedde ett trendbrott och förbrukningen av dricksvattenpåfyllning på över 10 m3/dygn uppmättes. Vattenförbrukningen fortsatte att öka och var vid vissa perioder uppe på nästan 20 m3/dygn. Bjerking AB fick då i uppdrag att undersöka orsaken till den ökade vattenförbrukningen och var vattnet tog vägen. I samband med upptäckten av den ökande vattenförbrukningen skedde även ett brott på en kommunal vattenledning i Kyrkogårdsgatan. Akviferen antogs vara i princip tät och borde inte haft någon hydraulisk kontakt med det vattenförande moränlagret under leran. Syftet med följande rapport är att undersöka de flöden som sprickvattnet har och försöka bestämma den förhärskande flödesriktningen. Den frågeställning som valts är baserad på möjligheten att modellera flödet i grundvattenmodelleringsprogrammet GMS-MODFLOW. Frågeställningen är följande För att sedan kunna modellera grundvattenflödet användes parameter estimation (PEST) som utgår från det framkalibrerade initialt grundvattenförhållandet. Där efter bestäms ett antal zoner som programmet sedan beräknar fram den hydrauliska konduktiviteten för respektive zon. Modelleringen med PEST gav resultat som visar på höga hydrauliska konduktiviteter i husets sydvästra kortsida. Den transienta modelleringen utfördes genom att de observerade vattennivåerna som mätts upp under avstängningsförsöket jämfördes med beräknade värden som fåtts genom modellen. Resultaten visade då på att be beräknade vattennivåerna till viss del stämmde över ens med de observerade, även om de var förskjuta från varandra med nästan 0,6 meter. Denna skillnad berodde antagligen på det gränsvärde som satts för randvillkoret i modellen på 7,25. Vilket gjorde att inga vattennivåer kunde bli högra än detta, vilket som tolkades som att det förekom trösklar i rännorna. Dessa resultat stämmer överens med den hypotes som antogs före projektstarten och innebar att den mest troliga flödesriktningen skulle vara åt sydväst och husets kortsida. Att resultaten bevisar antagandet säger att modellen som byggdes är mer eller mindre rättvisande. Det är dock mycket osäkerheter i modellen och de ingångsvärden som använts. Bland annat är materialtyperna som finns i modellen enbart antagna och det har inte gjorts några bestämningar av markens hydrauliska egenskaper. Andra möjliga fel som kan ha påverkat resultaten är de skalningsproblem som finns i MODFLOW. Slutsatsen är att det är möjligt att göra denna typ av ”småskalig” flödesmodellering i MODFLOW och att förhärskande flödesriktningen är åt sydväst och husets kortsida.