Ala Lombolo
Bedömning av risken för erosion och återuppslamning av bottenmaterialet.
Ala Lombolo, se kartan nedan, är en liten, grund sjö, belägen strax söder om Värmeverket i Kiruna tätorts södra parti. Sjöns stränder har stabiliserats genom termisk ispressning.. Genom deponering av fyllnadsmassor har sjöns ursprungliga storlek minskat något. Starrvegetation förekommer längs stränderna. Förekomsten av högre belägna strandhak antyder att sjöns vattenstånd tidigare varit högre. Sjöns vattenmassa har en lång uppehållstid. Särskilt gäller detta under vinterns lågvattenperiod. Den nominella utbytestiden uppgår till ca 2 månader. De övre sedimentskikten är finkorniga, organhalten hög och adsorptionsförmågan därför stor. Dessa sedimentskikt är kraftigt förorenade av tungmetaller - särskilt av kvicksilver.
Fig. 1. Provtagningslokaler i Ala Lombolo. Strand- och djupkonturer (0,5 m ekvidistans) enligt Löfroth (1995).
För att dokumentera sedimentens strukturella uppbyggnad och lagerföljd, för att beräkna sedimentskiktens eroderbarhet och för att få ett underlag för bedömning av risken för erosion och återuppslamning av bottenmaterialet i Ala Lombolo har den radiografiska tekniken för sedimentanalys utnyttjats. Provtagningsplatsernas läge framgår av kartan (Fig. 1). Provtagningen av de 10 sedimentpropparna (AL1 - AL10) ägde rum 1997-09-10. Påföljande dag togs 10 mer strandnära ytsedimentproppar (B1 - B10) med hjälp av en bottenhuggare. Två av röntgenbilderna (30 st.) visas nedan.
r
Fig. 2. Röntgenbilder i stereo av den övre delen av sedimentpropp AL1. Denna provtagningsplats var belägen på ett djup av 2,6 m strax utanför huvudinloppet till sjön (se kartan, Fig. 1). För att underlätta stereobetraktning visas röntgenbilderna ovan i reducerad storlek.
Försök att studera stereobilderna utan stereoskop. Starta med näsan nära bildskärmen, flytta ansiktet långsamt bort från skärmen och fokusera bortom bilden genom att titta igenom den. Klicka här för att få en bättre upplösning av röntgenbilderna.
De små, runda, mörka fläckarna på röntgenbilderna tyder på förekomsten av gas. Organiskt material i form av grovdetritus framträder som större, oregelbundna, mörka fläckar. Som framgår av de ljusa prickarna på röntgenbilderna förekommer även grövre minerogena partiklar av sandstorlek och erosionsprodukter i forrm av aggregat i lagerföljden.
Fig. 3. Beräknat samband mellan kritisk erosionshastighet och portal för partiklar och aggregat med olika storlek och fallhastighet. De två cirklarna markerar medianvärden för det hårdaste respektive det lösaste skiktet i sedimentpropparna.
Nyligen avsatt finkornigt, ofta underkonsoliderat material eroderas och återuppslammas av ganska svaga strömmar. Motståndet mot erosion ökar under kompaktionsprocessen, som resulterar i utpressning av vatten från utrymmet mellan partiklarna under belastningen. De elektrokemiska krafterna mellan partiklarna ökar i styrka med packningen och med tilltagande storlek på den specifika ytarean (cm2/g). Portalet som ett mått på kompaktionen och kornstorleken som ett mått på den specifika ytarean är därför de två avgjort mest betydelsefulla parametrarna vid bedömning av kohesiva, vattenmättade avlagringars motståndskraft mot erosion.
De recenta, förorenade sedimenten i Ala Lombolo är till övervägande del finkorniga, gyttjeartade och ringa kompakterade. Finsilt- och mellansiltfraktionerna dominerar i det lösaste cm-skiktet, som var beläget på ett djup av 20 - 30 cm i sedimentpropparna (ytskiktet borträknat). I flertalet av propparna hade detta gyttjerika skikt ett portalsmedelvärde på 35 - 40. För erosion av ytskikt med denna sammansättning torde en strömhastighet på nivån 1 m ovan bottnen av storleksordningen 15 cm/s vara tillräcklig.
Fig. 4. Torrsubstansens vertikala variation i sedimentpropp AL1.
Det hårdaste cm-skiktet påträffades betydligt högre upp i lagerföljden (vilket exemplifieras av Fig. 4) och hade en mediannivå på endast ca 6 cm. I detta gyttjeartade siltskikt förekom också partiklar och aggregat av sandstorlek. I flertalet av propparna hade detta skikt ett portalsmedelvärde på 10 - 15. Den kritiska erosionshastigheten för denna typ av sediment torde uppgå till ca 30 cm/s (på nivån 1 m ovan bottnen), dvs vara ca dubbelt så hög som för det lösaste skiktet. Detta skikt utgör således ett visst skydd mot erosion av de underlagrande, mer eroderbara sedimentskikten.
Vid erosion av denna typ av sediment, innehållande grövre partiklar och aggregat, leder erosionsprocessen ofta till en anrikning av det grovkorniga materialet. Det grövre materialet får efter erosionen en relativt kort uppehållstid i vattnet, återsedimenterar och utbildar ett grövre och hårdare s k residualskikt. Förekommer större mängder grovmaterial i lagerföljden kan bottenerosionen på sikt leda till utbildning av ett naturligt erosionsskydd för det underlagrande, finkornigare och lösare materialet.
Diskordansytor, indikerande bottenerosion, har ej kunnat iakttagas på röntgenbilderna av den övre delen av lagerföljden. Förekomsten av bottenvegetation indikerar också stabila förhållanden. Vid flodmynningar och längs stränder förekommer dock alltid en viss materialomlagring, förorsakad av strömmar, vågor och is.
Under nuvarande hydrologiska förhållanden torde de flödesbetingade strömmarna endast under vårfloden förorsaka erosion och återuppslamning av främst nyligen avsatt material i anslutning till tillopp och utlopp. Den stabilisering av sjöns stränder, som skett genom termisk ispressning, har även medfört en anrikning av stenar och block i strandzonen. Förekommande starrvegetation utgör också ett erosionshinder och vissa bottenpartier har kompakterats pga bottenfrysning vintertid. Flertalet av de strandnära ytsedimentproverna hade en hög halt av partiklar och aggregat av sandstorlek. De vind- och våggenererade strömmarna torde därför kortvarigt kunna medföra erosion och återuppslamning av finkornigt material inom dessa delar av sjöns grunda och strandnära partier. I större delen av Ala Lombolo är dock vattendjupet än så länge alltför stort för erosion förorsakad av vind- och våggenererade strömmar.
Sedimenttillväxten medför en långsam uppgrundning av sjön. Därigenom kommer vattnets uppehållstid att bli allt kortare och förutsättningarna för avlagring av finkornigt material att avta. Bottenerosionen gynnas på lång sikt av uppgrundningen men motverkas samtidigt av ökade förutsättningar för utbildning av ett kompaktare bottenskikt liksom för etablering av skyddande bottenvegetation. Se vidare AB Hydroconsults rapport (HC 97-986) till Länsstyrelsen i Norrbottens län: Ala Lombolo. Kompletterande åtgärdsutredning, moment C. Utredning om erosionsrisk.
Tillbaka till min första sida.