Miljöövervakning för gruvtillämpningar

Copperstone Viscaria AB har lämnat in en miljötillståndsansökan om att få återuppta gruvverksamheten vid Viscariagruvan i Kiruna kommun. Den aktuella malmen innehåller framförallt koppar, men även järn. I samband med en eventuell gruvverksamhet kommer bortledning av yt-och grundvatten från bland annat dagbrott och underjordsgruva att ske. En viktig del av en miljötillståndsansökan är miljökonsekvensbeskrivningen, vilken bland annat beskriver hur verksamheten kommer att påverka yt- och grundvattensystemen.

För den planerade verksamheten upprättas ett miljökontrollprogram med syfte att verksamheten bedrivs på ett miljömässigt godtagbart sätt. De kontroller som ska genomföras ska visa på eventuell miljöpåverkan/risk för miljöpåverkan så att åtgärder kan vidtas om så behövs.

Vegetation behöver tillgång till vatten och även om det finns grundvattenberoende vegetation förser sig merparten av växterna på det vatten som finns i omättade zonen, dvs i markzonen ovanför grundvattenytan. Hur mycket växttillgängligt vatten som finns i marken beror på jordarternas och jordmånens egenskaper.

Det växttillgängliga vattnet är den mängd vatten som kan tas upp av växterna och definieras som skillnad i vattenvolym mellan sk fältkapacitet och residual markvattenhalt.

Fältkapacitet är den vattenvolym som finns kvar i marken vid fri dränering och residuala vattenhalten är den mängd vatten som är för hårt bunden i jorden för att växternas rötter ska kunna suga upp vattnet. Att mäta markvattenhalten i den omättade zonen är ett sätt att undersöka om en eventuell påverkan på grundvattenytan till följd av förändringar ovan eller under mark orsakad av ex. gruvverksamhet även påverkar mängden växttillgängligt vatten.

Markvattenhalten mäts ofta med hjälp av TDR-stationer (Time Domain Reflectometer) där ett antal sensorer placeras i marken. Genom att installera sensorerna längs en djupprofil så fås inte bara information om markvattenhalten utan också samtidigt en viss övervakning av grundvattenytans läge i profilen. Under de perioder när grundvattenytan står högt kommer mättade förhållanden observeras och därmed fås även information om när grundvattenytan ligger nära markytan.

Då sensorerna även loggar temperatur fås per automatik information om tjäldjup och dynamiken i infrysning och upptining. Tjäle har i flertalet studier visat sig ha stor inverkan på vårflodens dynamik i områden som domineras av våtmarker och myrmark. Då vattenhalten i denna typ av mark vid fältkapacitet är relativt hög så uppstår ofta en fördröjning av infiltrationen av smältvatten under våren.

Om infiltrationskapaciteten är låg pga tjäle så blir andelen vatten som snabbt rinner av på ytan större. Genom att mäta vattenhalt och temperatur i omättad zon ges ett effektivt verktyg att bättre både kalibrera modeller för yt- och grundvatten samt att konceptualisera det kopplade yt- och grundvattensystemet i områden där tjäle och permafrost har en påverkan på hydrologin.

Övervakning av markvattenhalt utgör ett bra komplement till övervakning av grundvattennivåer i ett miljökontrollprogram. I områden där växterna primärt förser sig med vatten från omättad zon behöver en sänkt grundvattenyta inte nödvändigtvis påverka mängden växttillgängligt vatten.