Att utforma och utföra övervakningsprogram

I detta avsnitt ges råd kring utformning och utförande av övervakningsprogram som avser att övervaka förändringar av grundvattnets nivå eller kvalitet i samband med våtmarksåtgärder.

Övervakning av en våtmarksåtgärd möjliggör att effekterna av de insatta åtgärderna kan följas upp. Detta ger framför allt möjlighet att upptäcka och hindra eventuell negativ påverkan på omgivningen i samband med en åtgärd. Det kan handla om påverkan på markanvändningen såsom områden med skogs- eller jordbruk i anslutning till våtmarken, eller påverkan på skyddsvärda objekt som till exempel dricksvattenbrunnar eller källor.

Övervakningsdata gör det även möjligt att mäta i vilken omfattning målet med åtgärden har uppfyllts. Det kräver dock att åtgärden har ett tydligt mätbart mål och ett behov av uppföljning som motiverar de kostnader och det arbete som behövs för att möjliggöra uppföljningen.

Typ av övervakning

Den typ och omfattning av övervakning som behövs för att följa upp en våtmarksåtgärd varierar mellan olika åtgärder och behov av uppföljning. Hur övervakningen utformas styrs även av förutsättningarna i det aktuella markområdet. I tabellen nedan ges exempel på olika syften med övervakning och vilken typ av övervakningsprogram som kan vara lämplig i respektive fall. 

Typ av övervakning som kan följa av olika övervakningssyften.

Syfte

Typ av övervakning

Grundvattennivå

Grundvattenkvalitet

Insamla referensdata, som mått på opåverkade förhållanden

Övervakning sker utanför potentiellt påverkansområde men i en liknande hydrogeologisk miljö och i en zon med likvärdigt lokalklimat.

Övervakning sker i samma hydrogeologiska miljö men uppströms åtgärden

Skydd av angränsande markanvändning tex. byggnad, åker, skogsbruk

Övervakning sker direkt i anslutning till skyddsvärt markområde. Påverkan jämförs mot opåverkade nivåer, vilket sannolikt kräver ytterligare mätplats nära gränsen för åtgärdens förväntade påverkansområde.

Övervakning sker direkt i anslutning till skyddsvärt markområde samt gärna även nära gränsen för åtgärdens förväntade påverkansområde.

Skydd av dricksvattenbrunn

Övervakningen anpassas efter de hydrogeologiska förhållandena och brunnens läge i förhållande till åtgärdsområdet.

Övervakning sker direkt i brunn

Skydd av källa

Övervakning sker i eller i anslutning till källa. Övervakning av grundvattnet kan också kombineras med en studie av floran i källmiljön.

Övervakning sker i källan

Utvärdera åtgärdens önskade effekt

Övervakning utformas efter syfte och behov.

Önskade kvalitetseffekter från våtmarksåtgärder avser oftare ytvatten än grundvatten, tex minskad näringsbelastning.

Placering av övervakningsstationer

När syftet med övervakningen är att följa upp negativ omgivningspåverkan, bör antal och val av övervakningspunkter samt dess placering utgå ifrån det bedömda problemområdet, dvs det område som kan komma att påverkas negativt av åtgärden.

I de flesta fall kan påverkansområdet förväntas bli relativt lokalt, i synnerhet vid åtgärder i torvmark. Däremot kan åtgärder som genomförs på, eller i kontakt med, mer genomsläppliga jordlager såsom isälvssediment och svallsandsskikt, få konsekvenser över större arealer. I tabellen nedan redovisas ungefärlig storlek på påverkansområde utifrån olika åtgärdstyper.

Om åtgärden genomförs i direkt kontakt med genomsläppliga jordlager bör grävande och borrande ingrepp noga tänkas igenom för att undvika att tätande markskikt penetreras. Läs mer om detta i avsnittet Våtmarksåtgärders påverkan på grundvatten.

Beskrivning av hydrogeologiskt påverkansområde utifrån åtgärdstyp.

Åtgärdstyp

Hydrologiskt påverkansområde

Kommentar

Åtgärd inom torvmarksområde, exempelvis igenläggning av dike

Några meter – 10-tals meter

Påverkansområdet kan variera lokalt beroende av torvens hydrauliska egenskaper

Åtgärd i randzon mot torvmark, exempelvis igenläggning av dike i kantzon

Några 10-tal meter

Påverkansområdet kan variera lokalt beroende av hydrauliska egenskaperna i jordlagren som ansluter till torven

Åtgärd i morän, exempelvis dämning

Några 10-tal meter

Påverkansområdet kan variera lokalt beroende på moränens genomsläpplighet och dämningens höjd.

Åtgärd i anslutning till isälvssediment (sand, grus)

Går ej att anges generellt. Platsspecifik bedömning krävs.

Påverkansområdet kan variera stort beroende av bland annat åsens genomsläpplighet och utbredning samt om åtgärden kan leda till punktering av eventuella tätande lager.

Vid platsval för övervakning är det är viktigt att se till att varje vald observationspunkt representerar avsedd hydrogeologisk miljö. För grundvattenrör måste intagsnivån (filtret) placeras på samma djup som det jordlager man eftersträvar att övervaka. I vissa geologiska miljöer, såsom i landskap med lera under högsta kustlinjen, kan geologin ibland vara komplex med omväxlande täta och genomsläppliga skikt. I sådana fall kan flera grundvattennivåer finnas i djupled. En sådan situation kan till exempel uppstå vid en åsfot, där isälvsmaterial överlagras av lera som i sin tur överlagras av svallsediment och ytterligare lerlager. Detta exempel illustreras i figuren nedan.

Nyetablering av rör

Vid etablering av grundvattenrör för nivåövervakning eller vattenprovtagning är det viktigt att utgå ifrån såväl geologin, grundvattenförhållanden som tillgängligheten till den valda platsen. Beroende på geologin och det borrdjup som behövs, kan etableringen behöva göras med borrbandvagn, vilket kräver framkomlighet för lastbil relativt nära den planerade rörplatsen.

Under vissa förutsättningar kan rörsättning göras för hand. Denna metod att föredra i våtmarksområden där grundvattenytan ligger högt och marken är sank. Rörsättning i enbart torv bör dock undvikas då rören då kan flytta sig höjdled när torven sväller eller sjunker ihop beroende på fuktighetsgrad. För att säkerställa att röret blir fixerat i höjdled, bör det nå ända ned till de jordlager som underlagrar torven.

Etablering-av-rör.jpg

Bildserie från handsättning av rör i område med torv. A) PVC-rör i enmeterslängder B) spadborr med jordkax som visar övergången mellan torv och underlagrande sand. C) tvättad sand packas utmed rörets sidor för att det skall bli stadigt. d) ett inhägnat grundvattenrör. Foto: Magdalena Thorsbrink, SGU.

Inför rörsättning bör man överväga vid vilken tidpunkt på året som är mest lämplig för etablering, med tanke på exempelvis markens beskaffenhet, växtlighet och skyddsvärden. Det är också nödvändigt att ta reda på vem som äger marken för att få tillstånd samt söka dispenser från skyddsföreskrifter om sådana finns. I de fall etablering av grundvattenrör ska utföras med borrbandvagn är det viktigt att kontrollera eventuella befintliga ledningar på platsen.

Valet av rörmaterial bör utgå från en avvägning mellan de behov och begränsningar som finns inom det aktuella övervakningsprogrammet. Olika material har olika fördelar gällande etablering, livslängd, kostnad samt benägenhet att påverka vattnets kemi. När grundvattenröret väl är på plats måste ett funktionstest genomföras för att kontrollera att etableringen blivit lyckad och röret fungerar som avsett.

Referensdata

Grundvattnets naturliga nivåvariationer drivs av väder- och årstidsväxlingar. För att kunna särskilja eventuella effekter av en våtmarksåtgärd från grundvattnets naturliga variationer krävs referensdata. Referensdata är en tidsserie av uppmätta grundvattennivåer från en mätstation som är placerad utanför påverkansområdet, men där förhållandena i så hög grad som möjligt liknar de på övervakningsplatsen. Detta med avseende på mätfrekvens, geologi, hydrologiskt läge i terrängen och väder.

Åtgärdens effekt på grundvattenförhållanden kan då utvärderas genom att jämföra uppmätt nivå inom påverkansområdet mot den opåverkade nivån. Vid utformningen av ett övervakningsprogram är det viktigt att i ett tidigt skede fundera på hur referensdata kan samlas in. För att identifiera en förändring i grundvattennivå behövs i regel årslånga historiska tidsserier från tiden före åtgärden, för att med hög tillförlitlighet kunna urskilja åtgärdens faktiska påverkan ur bruset av naturlig variation. På detta sätt kan man säkerställa god funktionalitet och samvariation mellan de båda rören (observationsrör och referensrör) under opåverkade förhållanden. Graden av samvariation mellan ett observationsrör och ett referensrör kan utvärderas med förklaringsgraden. Detta förklaras närmre i faktarutan nedan.

Fakta

Utvärdering av samvariation mellan två grundvattenrör

Förklaringsgraden r2 är ett mått på hur väl två dataserier samvarierar, eller korrelerar. Den beräknas genom en matematisk jämförelse mellan två talserier, exempelvis två serier med uppmätta grundvattennivåer. Förklaringsgraden anges i procent. En hög procent indikerar att det finns ett samband mellan dataserierna. En låg procent indikerar att den slumpmässiga variationen har en stor inverkan och att de två dataserierna saknar samvariation.

Vid r2=1, dvs 100% råder perfekt överensstämmelse

Vid r2=0, dvs 0% finns ingen samstämmighet

Ett referensrör kan betraktas vara tillförlitligt om r2 > 0.8, dvs över 80%. Det kan ha viss tillförlitlighet så länge rvärdet överskrider 0.6 dvs hamnar över 60%. Att använda referensdata med lägre förklaringsgrad än 0.6 under en opåverkad ettårsperiod (gärna två år) före åtgärd är förenat med stor osäkerhet och risk för feltolkning.

Beräkning av r2  kan utföras i Excel med hjälp av funktionen:
=RKV.. (xObs,1… xObs,n, yRef,1… yRef,n)

 

Vid mätning med tryckgivare och logger är det viktigt med återkommande manuell lodning för att kontrollera och kompensera tryckgivarens kalibrering.

I gynnsamma fall kan mätserier från befintliga observationsrör, belägna utanför åtgärdsområdet men inom samma hydrogeologiska miljö och lokalklimat (temperatur och nederbörd), användas som referenslokal utanför påverkansområdet eller för att ge en idé om variationer bakåt i tiden för samvarierande nyetablerade rör. Befintliga observationsrör med löpande mätningar finns i SGUs grundvattennät. Notera att det inom SGUs grundvattennät finns ett mycket begränsat utbud av mätstationer i våtmarker och torvområden. Denna geohydrologiska miljö är det därför svårt att hitta referensrör för. Däremot kan rör finnas i isälvsavlagringar eller moränmark, anslutande till åtgärdsområdet. Notera att det också finns ett antal inaktiva mätstationer i SGUs grundvattennät (c. 1000 st.) samt att den regionala grundvattenövervakningen i vissa fall kan tillhandahålla referensdata. Befintliga rör är ofta att föredra då installationskostnader kan undvikas samt att det variationsmönster som avgör referensrörets tillförlitlighet är känt på förhand. Mer information finns på SGU:s Grundvattennät.

Ytterligare ett referensmaterial är SGUs beräknade grundvattennivåer som beskriver typisk nivåvariation i morän. En fördel med det beräknade datasetet är att det är rikstäckande och beaktar lokala väderförhållanden vid åtgärdsområdet. Nackdelen är att det utgör ett typfall - moränmark i inströmningsområde - vilket kanske inte speglar situationen i det aktuella åtgärdsområdet. SGUs beräkningsresultat tillhandahålls som tidsserier i det relativa måttet ”Fyllnadsgrad”. Fyllnadsgrad kan räknas om till lokala grundvattennivåer. Läs mer om SGU:s beräkningsmodeller på sidan Så beräknar SGU aktuella grundvattennivåer.

Fakta

Se en video som visar hur du använder SGUs beräkningsmodell som referensdata.

1) Sammanställ uppmätt tidsserie i kolumn B (lämpligtvis dygnsvisa nivådata).
2) Beräkna medelvärde (Ruta B3) och standardavvikelse (Ruta B4) för mätperiod före åtgärd.
3) Öppna länken https://www.sgu.se/grundvatten/grundvattennivaer/berakningsmodell/
4) Zooma in i kartvisare och klicka på våtmarksområdet.
5) I dialogrutan, välj ”Ladda ned data för tidserie (csv)”.
6) Använd formeln LETARAD för att hämta motsvarande beräkningsdata till kolumn C.
7) Beräkna Lokalt anpassad referens i kolumn D med formeln: NORM.INV((100.1-FYLLNADSGRAD)/100.2,MEDELVÄRDE,STANDARDAVVIKELSE).

 

Mätfrekvens, mätmetod och mätvariabler

Vid valet av mätfrekvens bör man tänka på att nivåmätningarna måste utföras tillräckligt ofta för att kunna utvärdera skillnaden mellan grundvattentillstånd före och efter åtgärden. I detta sammanhang är det viktigt att beakta fördröjningar i nivåvariation, samt att naturliga variationer förkommer (vilka förhoppningsvis fångas upp av referensröret). I vissa fall är det bra att ha en hög mätfrekvens under tiden då åtgärden görs, gärna minst en gång/dag, för att kunna följa förändringen i systemet och urskilja den från andra variationer. För att underlätta utvärderingen av insamlade data bör mätfrekvensen i referensröret vara densamma som i de rör som mäter påverkan.

Grundvattennivån kan mätas med manuell lodning eller med automatiska lösningar som ofta erbjuder valfri mätfrekvens. Finns behov av tätare mätningar är en automatisk nivågivare att föredra. En automatisk nivågivare kostar mer än utrustningen för manuell mätning, men kan samtidigt spara mycket dyrbar arbetstid och göra utvärderingen säkrare. I de allra flesta fall lönar det sig relativt snabbt att investera i en nivågivare.

Vid användning av sensorer och loggerutrustningar är det av stor vikt att man är noga med kalibrering och bevakar att det inte sker någon drift av kalibreringen genom kontrollodning. Kontrollmät alltid nivån manuellt vid såväl isättning som upptag av loggern. En loggerdrift som inte upptäcks och kompenseras innebär felaktig tolkning i utvärderingsfasen.

Grundvattenkvalitet

Vid övervakning av grundvattenkvalitet är det viktigt att referensprov tas innan åtgärden påbörjats och att man vid valet av tidpunkt tänker på att halter för vissa kemiska parametrar kan variera naturligt över året. På SGUs hemsida beskrivs den data och de provtagningsplatser som finns hos SGU, avseende grundvattenkvalitet via den regionala och nationella miljöövervakningen.

Valet av analysparametrar för övervakning av grundvattenkvalitet bör utgå från baskemiska parametrar som ger en övergripande bild av vattnets karaktär, samt ämnen som förväntas kunna lakas ut, koncentreras eller spädas ut när grundvattennivån förändras och då potentiellt ger oönskade halter. Som exempel kan olika metaller mobiliseras när vattennivåer förändras. Därtill är det viktigt att samma provtagnings- och analysmetoder nyttjas såväl innan som efter åtgärd så att jämförbarheten i data säkerställs.

Närbild_vattenprovtagning.jpg

Provtagning av enskild brunn inom SGUs miljöövervakning av grundvatten. Foto: Magdalena Thorsbrink, SGU.

Senast ändrad 2021-11-29

Skriv ut