Kontroll av genomströmning behållare

Genomströmningsberäkningar för komposittätskikt

Publicerad 22 februari 2016
Hur beräknar man flödet med hänsyn till överliggande och underliggande material vid komposittätskikt? Aktuellt fall utgörs av HDPE-membran ovanpå bentonitmatta på en deponi för icke-farligt avfall.

SGI:s synpunkter

Här behövs knappt någon beräkning. Bentonitmattan skulle antagligen ensam vara tillräcklig under förutsättning att vatten ovan tätskiktet dräneras bort. Flödet genom HDPE-membranet beror snarare av fel i material och utläggning än av materialet i sig. Beräkning med Girouds formel enligt Naturvårdsverkets handbok är vad som finns att räkna med. Den bygger på relativt gamla observationer. Både material och utläggningsmetoder har sannolikt förbättrats sedan dess. Dubbla tätskikt ger bra skydd mot fel och brister vid utläggningen.

Nålfilten mellan bentoniten och HDPE-membranet kan ge en viss dränering, men konstruktionen bedöms nästan för säker för en deponi för icke-farligt avfall.

Om man verkligen behöver räkna finns en vägledning i Naturvårdsverkets handbok 2004:2 "Deponering av avfall". Det finns också kommersiella datorprogram, t.ex. VISUAL HELP.
Efterkontroll av täckningens genomsläpplighet

Publicerad 22 februari 2016
En deponi har sluttäckts "lite väl snabbt" utan att dokumenteras tillräckligt väl inför slutbesiktningen. Deponin är täckt med lera och det finns väl en viss chans att lerskiktet klarar täthetskraven. Frågan är bara hur man kan kontrollera detta i efterhand. En konsult har kommit fram till nedanstående förslag:

"Kontroll av sluttäckningens vattengenomsläpplighet bör utföras. Det kan utföras med följande försöksuppställning: Ett stålrör (rostfritt) Ø300-500 mm eller större eller en stålram med diametern 500 mm eller större bankas ned genom täckskiktet och lerlagret. Cirka 0,3 m skall sticka upp ovanför marken. Det är viktigt att det är tätt mellan jorden i röret och rörets innersida. Infiltrationsförsöket påbörjas genom att vatten påförs i röret. Sjunkhastigheten noteras genom att mäta med en tumstock från rörets överkant. När jordprofilen mättats bör infiltrationshastigheten bli konstant varför det är viktigt att inte avsluta mätningarna för tidigt. Häll på vatten upp till rörkanten efter behov och notera klockslag. Röret skall övertäckas med ett lock för att förhindra avdunstning. Försöken skall utföras frostfritt och då det inte är för varmt. Försöken bör ske på flera ställen på deponin."

SGI:s synpunkter

För en deponi för icke-farligt avfall är kravet 50 liter per kvadratmeter och år. Det motsvarar ju ca 1 mm sjunkning per vecka i ett rör. Eftersom vatten kommer att fyllas på i röret upp till markytan medan nederbördsvattnet i verkligheten dräneras bort i dräneringsskiktet kommer gradienten igenom leran i röret att bli större och därmed kommer också sjunkningen att bli större. Detta får man givetvis räkna på men gissningsvis någonstans kring 3 - 5 gånger. Det är således sannolikt en sjunkning i röret på 3-5 mm per vecka som ska mätas. För ett rör med diametern 500 mm motsvarar det en påfyllning av ca 0,5 till 1 l per vecka.

Det är ju små mått som ska mätas, men det bedöms fullt möjligt om man är noggrann och har tillräckligt lång tid på sig. Kanske kan någon form av spetsmätare användas. Sannolikt måste mätningarna fortgå under flera månader för att ge säkra resultat.

I röret kommer det alltid att finnas vatten. Utanför röret kommer det att vara uppehåll i vattentillförseln under torra perioder.

Ett annat problem är ju möjligheterna att få det tätt mot rörväggarna. Det är sannolikt svårt. Om man får för snabb sjunkning kan man inte veta om det beror på materialet i tätskiktet eller om det beror på otätheter vid väggarna. Då måste man kontrollera tätheten med andra metoder.

Ovanstående förhållanden medför att man sannolikt mäter en högre genomströmning i röret än de verkliga förhållandena, dvs. mätningarna blir på säkra sidan. En annan fördel med rör är att de kan stå kvar under lång tid.

Om man vill ha snabba svar, t.ex. medan entreprenören finns kvar på platsen, kan provtagning med kolvborr och undersökning av permeabiliteten i laboratorium behöva utföras. Själva laboratorieundersökningen bedöms kosta drygt 2000 kr/st. I de relativt tunna lerlager det är fråga om vid tätskikt är det sannolikt svårt att få tillräckligt ostörda prover. Provtagningen görs sannolikt enklast genom att skydds- och dränskikt samt lerans ytskikt schaktas bort varefter ett prov stansas ut.

Lerskiktets tjocklek kan kontrolleras med skruvborr. Samtliga borrhål tätas efter borrningarna.

Sammanfattningsvis bedöms mätningar i rör vara OK om mätningarna kan utföras under tillräckligt lång tid och med tillräcklig noggrannhet. Verksamhetsutövaren bör dock vara beredd att komplettera med ostörd provtagning av leran om inte resultaten blir entydiga.
Kontroll av vattengenomströmning med lysimetrar

Publicerad 22 februari 2016
Hur används lysimetrar under en täckning?

SGI:s synpunkter

Det finns olika strategier för hur man utformar lysimetrar. Ibland används enkla byttor, typ tvättbaljor, som fylls med grus eller makadam. Man kan göra en genomföring vid botten så att vattnet med självfall kan rinna till en uppsamlingsbehållare via en slang. Det blir dock lätt läckage vid genomföringen och ett alternativ är att fästa slangen vid byttans botten och låta den gå över byttans kant. Då får man suga ut vattnet från lysimetern. Fördelen med dessa lysimetrar är att de är billiga och lätta att sätta ut och man kan ha råd med många. Nackdelen är att lysimetern endast representerar ett litet område som kan avvika från de normala förhållandena. Det kan också bli små provmängder och beräkningarna av genomströmningen kan bli mindre noggrann (för en lysimeter som är 50 x 50 cm blir provmängden ca 12 l under ett år, om genomströmningen är 50 mm/år).

Alternativet är större lysimetrar på kanske 10 kvadratmeter i form av ett geomembran som viks upp i kanterna. Vattnet tas då vanligen ut med slangar via självfall. Fördelarna är att större vattenmängder erhålls. Lysimetern representerar en större yta och blir mindre känslig för små variationer i ovanförliggande skikt. Nackdelen är att de är mer komplicerade att anlägga, dvs. dyrare. Man bör alltid ha minst ett par lysimetrar så att man kan jämföra resultat. Annars är risken att enstaka läckage eller andra felaktigheter snedvrider resultatet. Ju mindre lysimetrar man har desto fler behövs för att säkert kunna bedöma resultatet.

Det är en smaksak om man vill ha ett flertal små lysimetrar eller om man väljer att ha ett färre antal, men större. Genomströmningen är normalt större på flacka partier än på sluttningar. Lysimetrar bör därför i första hand. placeras på flacka lutningar. Speciellt i branta lutningar kan kapillära effekter medföra att vatten rinner längs undersidan på tätskiktet och förbi lysimetern. Placering i svackor kan på motsvarande sätt medföra att man får för stora vattenmängder. Det är naturligtvis bra om lysimetrar kan placeras ut så att de representerar olika förhållanden när det gäller lutningar, material, tidpunkter och väderförhållanden vid utläggningen av tätskiktet m.m.

Det är viktigt att kontrollera att en lysimeter fungerar. Det kan göras genom att man trycker in en viss mängd vatten genom slangen till lysimetern och sedan tömmer eller suger ut vattnet igen. Man bör givetvis få tillbaka samma mängd vatten som man pumpat in. Genom detta relativt enkla test kan man kontrollera att slangen inte kommit i kläm eller täppts till, och att lysimetern inte läcker.
Ringinfiltrometer för kontroll av tätskikt

Publicerad 22 februari 2016
En verksamhetsutövare har föreslagit att som kontroll av tätskiktet gräva bort skyddstäckningen och mäta infiltrationen med en ringinfiltrometer. Är detta en lämplig metod?

SGI:s synpunkter

En ringinfiltrometer består i princip av två koncentriska ringar som slås ned några centimeter i underlaget. Vatten fylls på till samma nivå i båda ringarna. Avsjunkningen avläses i den inre ringen. Den yttre ringen är till för att vattenströmningen från den inre ringen ska ske så vertikalt som möjligt i zonen under ringarna.

Det är svårt att mäta med ringinfiltrometer i material med låg hydraulisk konduktivitet. Man antar vanligen att den hydrauliska gradienten vid mätningarna = 1. En konduktivitet på 10^-9 m/s motsvarar då en sjunkning på ca 30 mm/år eller ca 0,1 mm per dygn. Det innebär att det behövs ca två veckor för att nivån i en ringinfiltrometer skall sjunka 1 mm. Under mättiden påverkas mätningarna av avdunstning och eventuellt nederbörd. Även läckage invid ringarna och grumling vid påfyllning av vatten kan påverka mätningarna. Det finns slutna ringinfiltrometrar med lock på åtminstone den inre ringen som förhindrar påverkan från avdunstning och regn, men det är ändå stor risk att noggrannheten vid mätningarna inte blir tillräcklig.

En lämpligare metod bedöms vara att skyddstäckningen grävs bort och en kolv trycks ned i materialet. Kolven grävs sedan fram så att ett så ostört prov som möjligt erhålls som sedan kan testas i laboratorium. Man kan också ta kolvprov från ytan med borrbandvagn, men det kan vara svårt att med tillräcklig säkerhet veta på vilket djup tätskiktet befinner sig. Efter provtagningen måste det material som tagits bort från tätskiktet ersättas med t.ex. bentonit.