Temperatur

Grundvattnets normalt jämna och relativt låga temperatur är fördelaktig när vattnet används för dricksvattenändamål. Förändringar i grundvattnets temperatur påverkar olika processer i grundvattenzonen såsom olika minerals och gasers löslighet och nedbrytningen av organiska ämnen. Temperaturförändringar kan även påverka grundvattnets flödesmönster; dels kan temperaturskiktningar uppkomma genom att vattnets densitet förändras, dels innebär den lägre viskositeten i varmt grundvatten snabbare grundvattenströmning än för kallare grundvatten.

I södra Sverige motsvarar grundvattnets medeltemperatur ungefär årsmedeltemperaturen i luften, medan den i norra Sverige kan vara flera grader högre än lufttemperaturen på grund av att snötäcket isolerar [1]. I det ytliga grundvattnet förekommer årstidssvängningar men dessa avtar med djupet, och cirka 15 m under markytan är temperaturen i grundvatten i jordlager relativt jämn. Därunder ökar temperaturen med djupet på grund av den geotermiska gradienten. Temperaturökningen är ungefär 15 °C per 1 000 m i urberg men är ofta högre i sedimentär berggrund, upp till 30 °C per 1 000 m.

Läs mer på sidan Temperaturmätningar i djupa borrhål

Påverkanskällor

Temperaturen i ytvattnet varierar betydligt mer än i grundvattnet. När grundvattentillgången vid en större vattentäkt förstärks genom infiltration med ytvatten påverkas grundvattnets temperatur i grundvattenmagasinet. Infiltration av sommarvarmt ytvatten eller kallt vintervatten kommer att påverka grundvattnets temperatur både vid inducerad infiltration och vid bassänginfiltration. Vid bassänginfiltration kan även lufttemperaturen påverka infiltrationsvattnets temperatur. Förändringarna blir störst i närheten av infiltrationsplatsen. Under vattnets strömning mot uttagsbrunnar minskas och fördröjs fluktuationerna i temperaturen genom att det infiltrerande vattnet blandas med vatten i magasinet och genom att akvifersmaterialet (till exempel grus) värmer upp eller kyler ner det förbiströmmande grundvattnet.

Sedan slutet av 1990-talet har antalet geoenergianläggningar som tar ut och även i vissa fall lagrar energi ur jord, berg och grundvatten ökat dramatiskt. Det saknas exakta uppgifter på hur många anläggningar som har installerats, men enligt data från SGU:s brunnsarkiv använder idag ungefär 330 000 fastigheter bergvärme. Ytterligare ett antal fastigheter värms upp med grundvatten-, jordvärme och djup geotermi. Varje år tillkommer ungefär 20 000 nya energiborrhål. Utöver uppgifterna i Brunnsarkivet finns ett okänt antal energibrunnar som inte rapporterats till SGU. Vanliga borrdjup är ungefär 140–260 m och bergmassan bedöms påverkas (kylas ner) inom cirka 20 m från borrhålet. I borrhålet kan temperaturpåverkan vara relativt stor (5–10 graders temperatursänkning) medan påverkan vid 20 m avstånd endast är någon eller några tiondels grader. Jordvärmeanläggningar kan medföra en försenad grundvattenbildning genom att marken förblir tjälad under betydligt längre tid.

Förekommer flera geoenergianläggningar i närområdet kan dessa påverka varandra och temperaturpåverkan öka. Grundvattentemperaturen kan antas påverkas inom ett något större område i flödesriktningen, men enstaka geoenergianläggningar bedöms sällan få någon större påverkan på omgivande grundvattentemperatur. De flesta av anläggningarna för enskilda hushåll är endast konstruerade för att ta ut värme ur berggrunden. Dock ökar antalet anläggningar som kan användas omvänt, det vill säga som under sommartid kan användas för kyländamål, varvid värme återförs till berggrunden. Större fastigheter, industrier, köpcenter med mera har i en allt större omfattning installerat större bergvärmeanläggningar, borrhålslager och akviferlager [2]. Påverkan på grundvattnets temperatur från dessa anläggningar kan vara betydande beroende på vilken geologisk miljö de anläggs i och hur de konstrueras. Borrhålslager och akviferlager är dock i de flesta fall konstruerade på sådant sätt att nettouttaget av energi över en längre tid är nära noll, det vill säga uttagen värmeenergi motsvarar uttagen kyla.

Bristfälligt eller felaktigt utförda energiborrhål kan också påverka grundvattnets kemiska kvalitet vid till exempel utläckage av köldbärarvätska eller inläckage av ytligt grundvatten. Djupa energibrunnar kan också innebära en ökad risk för saltvatteninträngning, vilket kan påverka dricksvattenbrunnar i omgivningen. En annan risk, i synnerhet i sedimentär berggrund med alunskiffer, är spridning av grundvatten av sämre kvalitet till akviferer med god vattenkvalitet.

Den urbana miljön kan förväntas innebära förändringar för grundvattnets temperatur på grund av att många geoenergianläggningar har installerats och genom att byggnader, ledningar och andra installationer läcker värme. Marktemperaturen varierar också mer i stadsmiljön eftersom marken till stora delar saknar ett isolerande humusskikt och snötäcket avlägsnas.

Påverkan av klimatförändring

Mätningar av grundvattentemperatur inom SGU:s grundvattenövervakning har visat att temperaturen har stigit med ungefär 1,5 °C sedan 1970-talet [3]. Denna temperaturökning har även noterats i samband med temperaturmätningar i borrhål med stigande temperaturer ner till 50–100 m under markytan. Temperaturökningen stämmer väl med de förändringar som har uppmätts i samband med den globala uppvärmningen. Beräkningar visar att temperaturen kommer att fortsätta att stiga, vilket även kan påverka grundvattnets kvalitet [4].

Påverkansbedömning

Grundvattnets temperatur är naturligt högre i södra Sverige än i norra Sverige. I det ytliga grundvattnet finns också en årstidsvariation som avtar med ökat djup. I denna handledning ges ingen indelning i tillståndsklasser för grundvattnets temperatur. I stället görs bedömningen efter grad av förändring från ursprungligt tillstånd. Avvikelsegraden delas in i fem klasser som kan användas för att översiktligt bedöma betydelsen av lokal förändring i grundvattnets temperatur vid till exempel värme- eller kylanläggningar. De stigande temperaturer som är kopplade till den globala uppvärmningen bör dock också beaktas vid bedömningar.

Påverkan på ytvatten

Utströmmande grundvatten bidrar till att utjämna temperaturen i ytvattensystem och har därmed stor betydelse för grundvattenberoende ekosystem. Grundvattnet är vanligen varmare än ytvattnet på vintern och kallare än ytvattnet på sommaren. Under vinterhalvåret kan utflödande grundvatten innebära att källor och mindre vattendrag inte fryser igen, vilket är av stor betydelse för många olika djur och växter. Eftersom grundvattnets temperatur ofta avviker från det ytvatten det strömmar ut i, kan det vara möjligt att genom noggranna temperaturmätningar i vattendraget identifiera de punkter där grundvatten strömmar ut.