Morgunblaðið - 24.11.1982, Blaðsíða 34

34
MORGUNBLAÐIÐ, MIÐVIKUDAGUR 24. NÓVEMBER 1982

Áhrif jarðhitavinnslu í
Reykjavík og nágrenni á
orkuforða og grunnvatnsstöðu
eftir Jónas Elíasson,
prófessor
Júhanncs Klíasson prófessor lagði
nýverið fvrir stjórn veitustofnana
Reykjavíkurborgar álitsgerð um
áhrif jarðhitavinnslu í Reykjavík og
nágrenni á orkuforða og grunn-
vatnsstöðu, þar sem m.a. kemur
fram að reikna verði með að sá
jarðhitaforði sem nú er verið að
vinna í Reykjavík og nágrenni geti
þorrið með þeim hætti að jarðlögin
fyllist af köldu vatni í stað þess heita
sem upp er tekið. Að sögn Jónasar
mun þetta ekki gerast snögglega,
heldur hægt og rólega á tugum ára,
og því væri svigrúm fyrir hendi til að
hefja ítarlegar rannsóknir á vatna-
fræði höfuöborgarsvæðisins og
nágrenni þess til að finna út hvernig
brugðist skuli við. Álitsgerð Jónasar
fer hér á eftir:
Jarðhitasvæðin
Jarðhitasvæði eru í Suður-
Reykjum, í Laugardal, í Elliðaár-
dal, á Seltjarnarnesi og á Norður-
Reykjum. Þessi svæði eru öll nýtt
og nýting að marki átti sér stað
nokkurn veginn í þessari röð. Þar
að auki hefur verið borað miklu
víðar og alls staðar fundist ein-
hver hiti, nema þegar borað er í
sprungubeltinu, sem liggur eftir
stefnunni Kaldársel — Elliðavatn.
Heita vatnið er lághitavatn með
efnasamsetningu uppleystra efna,
sem er mjög heppileg, þannig að
vatninu má dreifa beint til not-
enda. Fjær Reykjavík en þessi
svæði eru svo háhitasvæði, en
efnasamsetning háhitavatnsins er
óheppileg til dreifingar svo nota
þarf varmaskipti og efnaíblöndun
til að hindra útfellingar og tær-
ingu í dreifikerfinu. Eitt háhita-
svæði er nýtt í nágrenni Reykja-
víkur, það er gert í Orkuveri Hita-
veitu Suðurnesja í Svartsengi.
Hitaveita Seltjarnarness nýtir
Seltjarnarnessvæðið. Öll önnur
upptalin jarðhitasvæði nýtir Hita-
veita Reykjavíkur.- Hún er sem
orkuframleiðandi í sama stærðar-
flokki og Landsvirkjun. Orkuþörf-
in á orkuveitusvæði hennar er í
örum vexti, og hún þarf að virkja
nýja orku á hverju ári, sem er
svipuð og orkunotkun Keflavíkur-
kaupstaðar.
Áhrif jarðhitavinnslunnar
Jarðhitavatnið er tekið úr bor-
holum, sem eru fóðraðar með
stálrörum efst til varnar fyrir
dælubúnað og til varnar köldu
innstreymi. Þær taka flestar vatn
fyrir neðan 600 metra dýpi, en þar
eru grágrýtislög sumstaðar með
ferskum innskotum. Þetta er hinn
eiginlegi jarðhitageymir, því að
þessi lög eru nægilega lek til að
vatn kemur í holurnar í því magni
að vinnslan borgar sig. Utan við
jarðhitageyminn getur bergið ver-
ið nægilega heitt, og nægilegt
vatnsmagn geymt í berginu, en
lektin er of lítil til að holur gefi
vatn. Fyrir ofan 600 metra dýpi
eru víðast hvar þéttari jarðlög,
sem hindruðu harðhitavatnið í að
komast til yfirborðsins, nema á
stöku stað eftir sprungum, og þá
mynduðust hverir og laugar á
þeim stöðum.
Þegar vinnslan úr borholunum
hófst lækkaði strax þrýstingur á
jarðhitasvæðunum. Þrýstilækkun-
in sést best með því að mæla
vatnsstöðuna í athugunarholu
sem ekki er dælt úr, þar kemur
hún fram sem vatnsborðslækkun.
Algeng vatnsborðslækkun er 100
metrar, en hún getur orðið miklu
meiri. Áður fyrr var vonast eftir,
að vatnsborðslækkunin væri ein-
göngu í takt við magn dælingar og
mundi því stöðvast ef hætt yrði að
auka magnið frá ári til árs. Þann-
ig er þetta líka í aðalatriðum, en
samt sem áður má sjá að jarð-
hitaforðinn fer minnkandi. Þessi
niðurstaða er nokkuð óyggjandi,
því að Hitaveitan hefur látið
fylgjast með vatnsborði í athug-
unarholum á jarðhitasvæðunum í
meira en áratug. Þessi minnkun
jarðhitaforða á sér stað með
tvennum hætti sem nú skal lýst.
Þegar dæling hefst úr borholu
lækkar vatnsborð í holunni sem
áður segir. Ef lækkunin nær niður
að dælu þarf að minnka dæling-
una því annars mundi dælan
missa vatnið. En með því að
minnka dælumagnið í hæfilegum
takti má halda vatnsborðinu stðð-
ugu, en magnið sem upp kemur
minnkar, og þar með sú orka sem
úr jarðhitasvæðinu fæst. Líka má
síkka dælur, en því eru vissulega
takmörk sett. Hitt getur líka
gerst, að vatnsmagnið haldist en
hitinn lækki. Þá hættir vatnsborð-
ið að lækka þó stöðugt sé dælt.
Þegar þetta gerist er hægt að dæla
stöðugt úr viðkomandi holum án
þess að vatnsborðið lækki niður
fyrir ákveðið mark sem hægt er að
finna með viðhlítandi rannsókn-
um, og velja dæludýpi í samræmi
við það. En þegar vatnsborðslækk-
un í holu, sem verið er að dæla úr
stöðvast, er það merki þess, að sú
vatnsborðslækkunin hafi valdið
innrennsli frá öðrum vatnskerfum
en því sem holan tekur úr. Ef
þetta innrennsli er kalt vatn, þá
kólnar geymirinn og orkumagnið
sem upp kemur minnkar þó
óbreyttu vatnsmagni sé dælt upp.
Umhverfisáhrif
jarðhitavinnsiunnar
Þegar talað er um umhverfis-
áhrif jarðhitavinnslu hér, er átt
við þau áhrif sem vatnstakan sjálf
kann að hafa á umhverfi sitt. Það
skal í upphafi tekið fram, að eig-
inlegar mælingar á áhrifum
jarðhitavinnslunnar utan jarð-
hitageymanna sjálfra eru ekki
fyrir hendi svo vitað sé, hér á
iandi eða annars staðar svo styðj-
ast verður vð fræðilega möguleika,
frásagnir og ágiskanir.
Það er fræðilega séð mjög lík-
legt, að kalt vatn steymi inn á þau
jarðhitasvæði sem nú eru í notkun
fyrir hitaveitur. Þó eru til svæði
sem eru undantekningar frá
þessu. En einnig eru til svæði þar
sem kalt innrennsli er talið sann-
að, dæmi um það eru Elliðaáa-
svæðið og Reykjasvæðið.
Þar sem svona innrennsli á sér
stað, getur það orsakað grunn-
vatnsborðslækkun á svæði, sem er
stærra en jarðhitasvæðið. Eina
vísbendingin um slíkt sem liggur
fyrir nú, er sú staðreynd að
vatnsborð á Elliðaáasvæðinu hef-
ur lækkað um 20—30 metra um-
fram það sem dæling gefur tilefni
til, en þar hefur vatnsborð lækkað
um 120 metra alls frá upphafi.
Þessi vísbending er hins vegar
langt frá því að vera óræk sönnun
þess, að nokkur grunnvatnsborðs-
íækkun hafi átt sér stað í raun. í
sambandi við þetta atriði er rétt
að benda á, að neysluvatnsból
Reykjavíkur eru á vatnasvæði Ell-
iðaánna og nú fer fram rannsókn
á vatnabúskap þessa svæðis sem
kunnugt er. Hugsanlega er hægt
að nota niðurstöður og úrvinnslu-
aðferðir úr þeirri rannsókn, ef
reynt verður að athuga hvort
jarðhitavinnslan hafi orsakað var-
anlegar breytingar á grunnvatns-
borði.
Frásagnir herma, að jarðhiti á
yfirborði hverfi, þar sem vatn er
unnið með djúpborunum. Kerfis-
bundin rannsókn á þessu hefur
ekki verið gerð, en hermt er, að
hverir og laugar þorni og heitt
land kólni. Sem dæmi má nefna,
að svokallaður Amsterdam-hver,
sem Reykjabændur undanskildu í
fyrstu samningum er löngu horf-
inn, en mikið fleiri hverir eru
horfnir án þess að það hafi komist
á prent, nema þegar bætur hafa
verið greiddar.
Það má geta sér þess til, að þeg-
ar laugar og hverir sem fyrir eru
hverfa vegna vatnsborðslækkunar
í jarðhitageymi, sem er miklu
meiri en lækkun á grunnvatns-
borði í efri jarðlögum, þá finni
kalt vatn sér greiða leið niður í
jarðhitageyminn eftir þeim rás-
um, þar sem heita vatnið áður
kom upp. Þetta er þó tilgáta og
þarf ekki að vera rétt í öllum til-
fellum.
Tiltækar athuganir
Hitaveitan á ágætar mælingar á
vatnsstöðu á öllum sínum vinnslu-
svæðum, bæði úr dæluholum og
sérstökum mæliholum sem ekki er
dælt úr. Samfelldar efnagrein-
ingar eru til frá seinni árum, en
frá fyrri árum eru þær nokkuð
slitróttar. Skortur er á nægilega
samfelldum hitamælingum.
Vatnsveitan hefur nokkuð rann-
sakað hreyfingar á grunnvatns-
borði umhverfis Elliðavatn.
Vatnsnotkun er skráð hjá báðum.
Rennsli Elliðaánna er mælt síðan
1922 og veðurathuganir eru til yfir
enn lengri tíma. Elliðaáasvæðið
var sérsvæði í Alþjóðavatnafræði-
áratugnum (International Hydro-
logical Decade), sem rekin var af
hérlendri starfsnefnd 1964—1974
að tilstuðlan Sameinuðu þjóðanna.
Síðan þá eru ýmsar sérathuganir
til frá þessu svæði og ýmsar
þeirra eru í gangi enn m.a. vatna-
mælingar í Hólmsá og Suðurá.
Þegar á heildina er litið eru þetta
miklu betri gögn en venjulega er
kostur á í vatnafræðirannsóknum
hérlendis.
Vatnafræðileg þekking
Svo einkennilega vill til, að
þrátt fyrir betri gögn en dæmi eru
um frá öðrum vatnasvæðum er al-
menn þekking á vatnafræði Ell-
iðaáasvæðisins óvenju slæm. Sem
dæmi um þetta má nefna, að tek-
ist hefur að gera reiknilíkan fyrir
rennsli allmargra áa á landinu, en
þetta hefur ekki tekist að gera
fyrir Elliðaárnar. Elliðaáasvæðið
er óvenjulega margbrotið jarð-
fræðilega séð, og úrkoman sem á
það fellur kemur ekki fram í Ell-
iðaánum nema að litlum hluta.
Eitthvað gufar upp, en meginhlut-
inn rennur burtu neðanjarðar, án
þess að menn þekki fyllilega leið
þess.
Meginsprungubelti ' landsins
liggur í gegnum Elliðaáasvæðið
frá norðaustri til suðvesturs. Þeg-
ar grunnvatn stendur hátt og mik-
ið rignir, þá fyllist sprungubeltið
af vatni svo út úr flóir. Þetta kem-
ur best í ljós á Sandskeiðinu, þar
myndast pollar og tjarnir þegar
svona árar, og þá fellur Fossvallaá
frá Sandskeiði og niður í Nátt-
hagavatn þar sem Hólmsá kemur
upp. I flestum árum er Fossvallaá
hins vegar þurr, því að þegar
grunnvatn er lágt gleypir landið
úrkomuna.
Þessar aðstæður benda til, að
jarðhitavatnið á Reykjum og Ell-
iðaáasvæðinu sé af þessum toga.
Því er hugsanlegt, að vatnstakan á
svæðunum auki innstreymi neð-
anjarðar og það innrennsli sé
heitt. Jarðhitavatn á Laugar-
nessvæði og Seltjarnarnessvæði er
hins vegar talið lengra að komið.
Hið vatnafræðilega vandamál
er hvaðan það vatn, sem unnið er
á svæðinu (heitt og kalt), er tekið.
Ef vinnslan sækir aðrennsli mjög
langt upp í sprungusvæðið, þá
verða áhrif hennar, að Sandskeið-
ið blotnar sjaldnar upp og vænt-
anlega mundi það af flestum verða
talið til bóta. Ef vatnsvinnslan er
aftur á móti að taka úr grunn-
vatnsgeymum umhverfis Elliða-
vatn og þar fyrir neðan, þá kemur
hún fram sem minnkun á rennsli
Elliðaánna og það getur stefnt
lífríki Elliðaánna í hættu. Vatns-