8 Vannkilder og vannbehandling

Leveringskapasitet Jonsvatnet

Leveringskapasitet i Jonsvatnet er beregnet nylig i forbindelse med grunnlag for egen sak om dam i Valen (Hydroinformatikk, 2022). Dagens leveringskapasitet fra Jonsvatnet med gjeldende manøvreringsreglement (krav til høyeste og laveste vannstand) er beregnet til å være på 1 228 m3/s. Beregningene er basert på basert på 60 år med historiske data. En sperring med dam i Valen vil med dagens manøvreringsreglement redusere leveringskapasitet for drikkevann med ca. 12 %, en nedgang fra 1 228 l/s til 1 086 l/s med dam i Valen. Manøvreringsreglementet for Jonsvatnet har stor betydning for leveringskapasiteten, og eventuell endringer i dette vil kunne gi konsekvenser for leveringskapasiteten. Detaljer rundt dette vil diskuteres nærmere i egne politisk sak om dam i Valen.

Fremtidige klimaendringer vil trolig ikke redusere leveringskapasiteten, idet tilsiget i de fleste klimascenarier vil øke. Middel for alle undersøkte scenarier er ca. 9 % økning i tilsig og ca. 5 % økning i leveringskapasitet fram mot år 2100. Dette kan forklares ut fra endring i hydrologien, med lengre tørkeperioder om sommeren og dermed større belastning på magasinet.

Arealbruk og aktivitet i nedbørfeltet

Trondheim kommune har i kommuneplanens arealdel (KPA) regulert en hensynssone drikkevann for nedbørfeltet til Jonsvatnet. Det er knyttet detaljerte bestemmelser til hensynssonen. Disse omfatter allmennhetens mulighet til å utøve aktiviteter, transport og lagring av oljeprodukter og kjemikalier, vann- og avløpsløsninger for fritidsboliger og bruk av motorfartøyer på vannet. Det er behov for en gjennomgang og oppdatering av bestemmelsene i KPA. Det foreslås videre at man etablere mer detaljerte føringer for kommunal saksbehandling ved å utarbeide en veileder .

I tillegg er det ved Jonsvatnet etablert klausuleringer på spesifikke eiendommer. Første runde var ”Jonnsvannsskjønnet” som ble utført på 1960- tallet. ”Landbruksskjønnet” som ble vedtatt i 2009 og gjaldt 46 aktive landbrukseiendommer og omhandler husdyrhold, gjødsling og beite. Trondheim kommune har årlige kostnader knyttet til disse skjønnene. Landbruksskjønnet i 2009 ble gjennomført som en minimumsklausulering ovenfor gårdsbruk med aktiv husdyrdrift. Gårdsbruk som ikke hadde aktiv husdyrdrift i 2009 ble ikke klausulert. Disse uklausulerte eiendommene må også klausuleres hvis de tas i bruk til husdyrdrift. På grunn av endringer i driften på en rekke eiendommer er det behov for en ny gjennomgang av klausuleringene rundt Jonsvatnet. Det er også behov for å oppdatere gjennomgå bestemmelsene i kommuneplanens arealdel ved neste revisjon, for å sikre at de begrenser aktivitet som kan medføre forurensning av kilden.

Trondheim kommune har ved noen enkelttilfeller kjøpt ut husdyrdrift og arealer rundt Jonsvatnet. Dette er i tråd med vedtak i Formannskapet (sak 281/6), hvor rådmannen gis fullmakt til å fremforhandle frivillige avtaler om utkjøp av areal eller husdyrdrift på eiendommer som er forurensningsmessig eksponert i forhold til drikkevannsinntaket.

Det pågår en politisk prosess for å avklare om man skal bygge en dam i Valen som skiller Litjvatnet fra Storvatnet. Litjvatnet kan da tas ut av vannforsyningen, slik at man videre kan redusere restriksjonene i denne delen av nedbørfeltet. Denne prosessen er ikke avklart. En gjennomgang, og eventuelt oppdatering av klausuleringer rundt Jonsvatnet avventer resultatet av denne prosessen.

8.1.2 Inntak

Drikkevannet fra Jonsvatnet hentes i dag ut på 50 meters dyp 170 meter fra land på Jervan. Det er lagt to parallelle inntaksledninger. I silanlegget på Jervan, passerer råvannet en roterende båndsil med maskevidde på 0,5 mm. Deretter ledes vannet via råvannstunnelen til VIVA.

Ved Jervan er det et gammelt silanlegget som tar inn vann på 20 m dyp. Dette har vært beholdt som en beredskap, da det kan fungere som en reserveløsning om noe planlagt eller uplanlagt skjer med dypvannsinntaket. Mye av anlegget er ødelagt og må forbedres om det skal kunne brukes. I planperioden må det tas stilling til om dette anlegget skal oppgraderes eller legges ned.

Kilvatnet ventilkammer har behov for oppgradering av ventilasjon. Omfang må avklares og oppgradering må gjennomføres i planperioden.

8.1.3 Vikelvdalen vannbehandlingsanlegg (VIVA)

Eksisterende vannbehandling ved VIVA består av en råvannssil, et karbonatiseringstrinn for pH justering, og to desinfeksjonstrinn for deaktivering og dreping av patogene, klortilsetning og UV desinfeksjon. Vannbehandlingsanlegget har en maksimal kapasitet på 1400 l/s. Vannbehandlingsanlegget har redundans ved at alle kritiske komponenter/ linjer er dublert.

For å overvåke vannkvaliteten tas det en rekke stikkprøver iht krav stilt i Drikkevannsforskriften. I tillegg til stikkprøver overvåkes prosessene kontinuerlig for å sikre at alle krav oppfylles til enhver tid. Relevante on-line målinger som sikrer den hygieniske vannkvaliteten er klorrest målinger og målinger på UV-transmisjon. Målingene benyttes for prosesstyring på vannbehandlingsanlegget. I tillegg har man installert on-line colifast målinger som måler på indikatorbakterier på råvannsinntaket.

Hygieniske barrierer VIVA

Gjennomført mikrobiell barriere analyse (MBA analyse) tar utgangspunkt i råvannskvalitet for å bestemme nødvendig barrierehøyde (Norsk Vann, 2014, Trondheim kommune, 2021d). Nødvendig barrierehøyde for ulike grupper med sykdomsfremkallende organismer (virus, bakterier og parasitter) sees opp mot eksisterende barrierer i vannbehandling og desinfeksjonsprosesser. Eksisterende barrierer i nedslagsfeltet vil i beregningen være inkludert i vurderingen av råvannskvaliteten.

MBA analysen tar hensyn til en rekke uønskede hendelser som kan føre til svikt eller reduksjon av hygieniske barrierer, slik som bl.a. tiltak i nedbørfelt, prøvetaking, nødstrøm, redundante systemer, alarmer og reservedeler. Det finnes imidlertid ønskede hendelser som ikke er inkludert, slik som f.eks. brann eller endringer i råvannskvalitet som følge av klimaendringer. Analysen forutsetter at rense- og desinfeksjonsprosesser fungerer etter intensjonen.

For Jonsvatnet er beregningen vist i tabellen under, der positive tall viser at man har tilstrekkelig barrierehøyde. Det er imidlertid ikke veldig stor barrierehøyde for virus. Dersom man over tid får en endring i råvannskvalitet vil dette kunne føre til at man må øke nødvendig barrierehøyde. Aktuelt tiltak for å øke barrierehøyde vil kunne være etablering av utvidet vannbehandling.

Behov for utvidet vannbehandling VIVA

Det forventes at det på lang sikt vil være behov for etablering av utvidet vannbehandling ved VIVA som kan bedre vannets bruksmessige egenskaper, bedre forholdene på ledningsnettet og øke de hygieniske barrierene. Beregnede barrierehøyder viser at problemet ikke er akutt, men at man på lengre sikt bør planlegge for en utvidelse.

Det har blitt gjennomført utredninger for utvidelse av vannbehandlingen på VIVA. Det har blitt utført pilotprosjekt med ulike vannbehandlingsmetoder (SINTEF, 2014), og et skisseprosjekt (Asplan Viak, 2016). Disse rapportene konkluderer med at metoden koagulering/ kontaktfiltrering (direktefiltrering) bør velges. Det er usikkert om alle relevante forhold, slik som bla bærekrafts vurderinger, er tatt med i disse utredningene. Det anbefales derfor at man holder valg av metode åpent foreløpig og utreder dette videre når man starter videre planlegging av tiltaket.

Tiltaksbehov

Det er behov for oppgradering av ventilasjon og avfuktingsanlegg ved VIVA. I tillegg forventes det et kontinuerlig generelt rehabiliteringsbehov for utskifting og oppgradering av diverse komponenter.

Leveringskapasitet Benna

Produksjonskapasitet i ugunstigste år for Benna ble i 2006 beregnet til å være 369 l/s om man regulerer mellom kote 182.2-184.2 (dagens regulering). Kapasiteten øker til 381 l/s om man inkluderer regulering av Grøtvatnet, og ytterligere til 412 l/s om regulerer Benna ned til kote 181.2 og inkluderer Grøtvatnet (Sweco Grøner, 2007). Vurderingene er basert på 30 år med historiske data.

Leveringskapasitet for vannforsyning fra Benna ble utredet på ny i 2016, og da også sett i lys av forventede klimaendringer (Killingtveit og Alfredsen, 2016). Basert på en regulering kote 182.2-184.2 ble dagens leveringskapasitet beregnet til 301 l/s, basert på 50 år med historiske data. Ulike klimascenarioer ble analysert og hovedkonklusjonen var at Benna, til tross for store endringer i sesong fordeling av tilsiget, i hovedsak ikke ville bli påvirket av de klimaendringer som ventes fram mot år 2100.

Råvannskvalitet Benna

Nedbørfeltets utforming med stort sjøareal, lite myr i feltet, betydelig grunnvannstilsig og lang teoretisk oppholdstid, bidrar til at Benna har svært god evne til å håndtere forurensninger. Benna karakteriseres som et svært næringsfattig vann (ultra-oligotroft). Det tas ukentlige prøver av råvannet ved inntakspunktet. I 2020 ble det funnet 1 E.coli i to av prøvene. I 2018 og 2019 var det ingen funn, mens i 2016 var det også to funn. Dette indikerer at råvannet på inntaksdypet har en stabil karakter med svært lavt innslag av E.coli. Det har imidlertid i de siste år vært påvist økt forekomst av koliforme bakterier på høsten. De koliforme bakteriene har blitt artsbestemt og man ser at disse ikke stammer fra fekal forurensning, men er en type “miljøkoliforme” som stammer fra naturlige prosesser i jord.

Arealbruk og aktivitet i nedbørfeltet til Benna

Benna ligger i Melhus kommune. Det foreligger tiltak for å sikre Benna mot forurensninger både fra Melhus og Trondheim kommune. Melhus kommune har i kommuneplanens arealdel regulert en hensynssone drikkevann for nedbørfeltet til Benna. Det er knyttet detaljerte bestemmelser til hensynssonen, som tilsvarer klausuleringsbestemmelsene i området.

Trondheim kommune, som vannverkseier, har gjennomført en klausulering av alle eiendommer innenfor nedbørfeltet, med forskjellige regler innenfor sone 1, 2 og 3. Klausuleringene ble endelig vedtatt i desember 2015.

I forbindelse med at Trondheim kommune skulle å ta i bruk Benna som reservevannskilde, ble det bl.a. gjennomført en registrering av hvilke avløpsløsninger som finnes i nedslagsfeltet. Det ble også sett på hvilke krav som må stilles til avløpsløsninger for å eliminere risikoen for forurensing av drikkevannskilden. Eksisterende avløpsløsninger er av varierende type og standard, men ingen oppfyller de krav som vannverkseier har til løsninger (som beskrevet i klausuleringsbestemmelsene).

Erstatninger knyttet til restriksjoner i nedslagsfeltet var tema for et skjønn for berørte eiendommer i nedslagsfeltet for Benna (skjønn 2016, overskjønn 2017). Bl.a. bygging av godkjente avløpsløsninger og avklaringer knyttet til kostnader og eierforhold for disse inngikk som skjønnsforutsetninger. Trondheim kommune skal bekoste og bygge avløpsanlegg for alle bolig- og landbrukseiendommer. Anleggene er planlagt overdratt til de private etter prøvedrift og de private skal drifte og vedlikeholde disse etter overdragelse inkl. kostnader knyttet til dette. Det er besluttet å bygge et felles privat anlegg for eiendommer som ligger relativt samlet ved Grøtvatnet. For øvrige bolig-/landbrukseiendommer skal det bygges egne anlegg for hver eiendom. Arbeidet med dette er startet opp og er planlagt fullført i løpet av 2022-23. For alle anlegg gjelder at det monteres overvåkning for tømming og alarmer for å varsle evt. lekkasjer. Lekkasjer skal kun gå til yttertank/ytre rør før alarm utløses, det skal ikke være mulig at lekkasjer går til terreng og vannkilde.

8.2.2 Inntak

Det er lagt 2 parallelle inntaksledninger som fører vannet inn et silanlegget. Vannet passerer 2 roterende båndsiler med en maskevidde på 0,25 mm. Hver linje er dimensjonert med full kapasitet. Etter passering gjennom inntaksledning og sil, går vannstrømmen sammen i ett rør som går videre inn i en 1,5 km råsprengt tunnel fra silanlegget til Benna vannbehandlingsanlegg.

8.2.3 Benna vannbehandlingsanlegg

Eksisterende vannbehandling ved Benna består av inntakssil og to desinfeksjonstrinn, klortilsetning og UV desinfeksjon. Vannbehandlingsanlegget har en maksimal kapasitet på 1 200 l/s. Bygget er utformet på en slik måte at det skal være mulig å etablere utvidet rensing. Vannbehandlingsanlegget har redundans ved at alle kritiske komponenter/ linjer er dublert.

For å overvåke vannkvaliteten tas det en rekke stikkprøver iht krav stilt i Drikkevannsforskriften. I tillegg til stikkprøver overvåkes prosessene kontinuerlig for å sikre at alle krav oppfylles til enhver tid. Relevante on-line målinger som sikrer den hygieniske vannkvaliteten er klorrest målinger og målinger på UV-transmisjon. Målingene benyttes for prosesstyring på vannbehandlingsanlegget. I tillegg har man installert on-line colifast målinger som måler på indikatorbakterier på både råvannsinntaket og på rentvannet.

Hygieniske barrierer Benna

Gjennomført mikrobiell barriere analyse (MBA analyse) tar utgangspunkt i råvannskvalitet for å bestemme nødvendig barrierehøyde (Norsk Vann, 2014, Trondheim kommune, 2021d). Nødvendig barrierehøyde for ulike grupper med sykdomsfremkallende organismer sees opp mot eksisterende barrierer i vannbehandling og desinfeksjonsprosesser. Eksisterende barrierer i nedslagsfeltet vil i beregningen være inkludert i vurderingen av råvannskvaliteten. Verdien for barriere i nedslagsfelt er knyttet til gjennomføring av ytterligere tiltak med etablering av nye og forbedrede avløpsanlegg i nedslagsfeltet. Begrensninger i metoden er nærmere beskrevet under kapitell 8.1.3 Vikelvdalen vannbehandlingsanlegg.

Beregnede hygieniske barrierer for Benna er vist i tabellen under, der positive tall viser at man har tilstrekkelig barrierehøyde. Dersom man over tid får en endring i råvannskvalitet vil dette kunne føre til at man må øke nødvendig barrierehøyde. Aktuelt tiltak for å øke barrierehøyde vil kunne være etablering av utvidet vannbehandling.

Det har imidlertid vært hendelser hvor man har funnet koliforme bakterier på vannforsyningsnettet i områder som er forsynt fra Benna. Dette er ikke akseptabelt da det viser at disse har kommet gjennom vannbehandlingen uten å bli inaktivert. Undersøkelser har vist at dette er de samme koliforme bakteriene som man har funnet i kilden på høsten (og som ikke stammer fra fekal forurensning). Eksisterende desinfeksjonsbarrierer skulle i teorien ha inaktivert disse. Det er foreløpig uklart hva som har ført til at disse har overlevd desinfeksjonsprosessen. Det pågår flere utredninger og analyser for å finne svar på dette. En mulig årsak kan være at det er svakheter i klordoseringen som fører til feil dosering eller dårlig innblanding av klor. Det pågår også undersøkelser som skal avdekke om koliforme bakterier kan komme gjennom desinfeksjon trinnet ved at de sitter fast på dyreplankton, noe som kan hindre UV-strålingen å nå fram. Det vil bli etableret et rensetrinn som fjerner dyreplankton før desinfeksjonstrinnet, uavhengig av hva man finner å være årsaken. Dersom man finner at årsaken ligger på klordoseringen vil det også bli satt igang tiltak for å bedre dette.

8.3.2 Klæbu vannverk

Vannverket består av 3 grunnvannsbrønner, et luftebasseng, anlegg for UV desinfeksjon og 3 rentvannspumper. Det finnes mulighet for klordosering fra et mobilt klordoseringsanlegg ved behov. Vannbehandlingsanlegget har en maksimal kapasitet på 50 l/s. Vannbehandlingsanlegget har redundans ved at alle kritiske komponenter/ linjer er dublert.

For å overvåke vannkvaliteten tas det en rekke stikkprøver iht krav stilt i Drikkevannsforskriften. I tillegg til stikkprøver overvåkes prosessene kontinuerlig for å sikre at alle krav oppfylles til enhver tid. Relevante on-line målinger som sikrer den hygieniske vannkvaliteten er målinger på UV-transmisjon.

I brønnområdet ligger grunnvannsnivået på ca. 25 meters dyp. Grunnvannsnivået ved vannverket ligger flere meter under vannstanden i Langvatnet, slik at det ikke er direkte kommunikasjon mellom overflatevannkildene og grunnvannet. Overføringskapasiteten fra grunnvannsanlegget mot avgrening til sentrum/Tanem og Brøttem er pr i dag ca 65 l/s.

Data fra driftsovervåkningen viset at Klæbu vannverk leverte i snitt over døgnet 25 l/s i første halvår av 2020. Døgnuttaket varierte fra 22-34 l/s og økte mot sommeren.

Hygieniske barrierer

Gjennomført mikrobiell barriere analyse (MBA analyse) tar utgangspunkt i råvannskvalitet for å bestemme nødvendig barrierehøyde (Norsk Vann, 2014, Trondheim kommune, 2021d). Nødvendig barrierehøyde for ulike grupper med sykdomsfremkallende organismer sees opp mot eksisterende barrierer i vannbehandling og desinfeksjonsprosesser. Eksisterende barrierer i nedslagsfeltet vil i beregningen være inkludert i vurderingen av råvannskvaliteten. Verdien for barriere i nedslagsfelt er knyttet til gjennomføring av ytterligere tiltak knyttet til sikring av nedslagsfelt i plan og i form av klausuleringer. For Fremo er beregningen vist i tabellen under, der positive tall viser at man har tilstrekkelig barrierehøyde. Dersom man over tid får en endring i råvannskvalitet vil dette kunne føre til at man må øke nødvendig barrierehøyde. Aktuelt tiltak for å øke barrierehøyde vil kunne være etablering av et desinfeksjonstrinn med klorering.

Ved prøvepumping på anlegget ble det målt en del kalsium i råvannet. Det ble da forventet at kalknivå skulle gå når vannverket kom i drift og mengdene man tok ut over tid økte. Dette har ikke skjedd. Istedet har man opplevd en liten økning i kalsiuminnhold i råvannet over tid. Det ble gjort forsøk med å pumpe fra et høyere i nivå i brønnene, men uten at kalsiuminnholdet gikk ned.

I hovedplan vannforsyning Klæbu kommune 2017-2021 ble det satt av 3,7 mill. kr i perioden 2018-19 for kalsiumtiltak på Fremo. Tiltak ble ikke utført i påvente av sammenslåing med Trondheim kommune. Tiltaket er beskrevet slik: “Kalsiummengden fra grunnvannsuttaket har vist en tendens til å øke gradvis. Dette gjør at enkelte driftskomponenter opplever slitasje utover det som er forsvarlig i lengden.”

Den vanligste metoden brukt for fjerning av kalsium og magnesium (avherding) er ionebytting. Metoden er veletablert og mye brukt på grunnvannsverk i Norge. Metoden benytter store mengder salt og produserer et prosessvann med høyt innhold av salt og kalsiumklorid. Asplan Viak utførte på vegne av Klæbu kommune vurderinger knyttet til etablering av et avherdingsanlegg ved Fremo (Asplan Viak, 2018). Foreslått prosess var ionebytting. Ionebytting produserer store mengder prosessavløp med høyt saltinnhold (ca. 10 m³/d ved en vannproduksjon på 20 l/s). Flere alternativer for håndtering av prosessvannet ble vurdert (infiltrasjon eller overføring til kommunalt avløpsanlegg) i tillegg til alternative plasseringer av vannbehandlingsanlegget for å redusere kostnadene til avløpshåndtering. Alternative behandlingsmetoder gir høyere investerings og driftsutgifter, men dette må sees i sammenheng med kostnader for etablering av avløpsløsning for prosessvannet. Kostnadsberegninger for de ulike alternativene viste investeringsbehov mellom 8 og 24 mill. kr.

Membranfiltrering kan også benyttes for avherding, da i form av omvendt osmose eller nanofilter. Omvendt osmose fjerner praktisk talt alle ioner fra vannet. Det er svært energikrevende, men det vil bare være nødvendig å behandle ca. halvparten av vannstrømmen. Nanofiltrering er mye brukt til humusfjerning i Norge, men ikke vanlig for avherding. Membranene har for store porer til å fjerne all hardhet, men de holder tilbake tilstrekkelig til at vannet blir passe hardt (eller bløtt). Nanofiltrering produserer et konsentrat tilsvarende ca. 1/3 av rentvannsmengden. Konsentrat kan normal slippes ut i nærmeste resipient. I tillegg produseres vask- og spylevann som inneholder klor og kjemikalier. Dette må behandles som avløpsvann. Nanofilteranlegg er dyrere enn ionebytting i anskaffelse, krever noe mer plass og har høyere energiforbruk.

Kalsiuminnholdet kan reduseres ved fortynning. Dette kan gjøres ved å blande vannet fra Fremo med vannet som kommer fra Trondheim, dvs. VIVA eller Benna vannbehandlingsanlegg. Vannet som leveres fra VIVA har et kalsiuminnhold på ca. 20 mg Ca/l, mens vannet som leveres fra Benna har et kalsiuminnhold på ca. 14 mg Ca/l. Hvis man hadde kunne fått til en ideell blanding av vann fra flere kilder, vil man måtte ta ca. 70 % av vannet fra VIVA og 30 % av vannet fra Fremo for å "lage" ønsket vannkvalitet med ca. 25 mg Ca/l. Med et totalt forbruk i Klæbu på 22 l/s vil dette tilsvare 15,5 l/s fra VIVA og 6,5 l/s fra Fremo.

Et slik løsning for reduksjon av kalsiuminnhold vil være avhengig av at man kan føre vann direkte til høydebassenget hvor dette blandes, før man forsyner ut til abonnentene. Dette alternativet bør utredes videre. Momenter som må vurderes; behov for doble ledninger (en til å fylle basseng, en til å forsyne) til basseng fra begge kilder, forsyning til områder med Fremo trykk fra basseng vil kreve trykkøkning, kan sone med Fremo trykk forsynes fra Torgård, kan man fylle basseng på natt og forsyne på dag og dermed klare seg med en ledning.

Når man kan levere vann til abonnentene i Klæbu fra VIVA/Benna vil det være mulig å redusere uttaket av vann fra grunnvannskilden Fremo. Dette kan føre til endringer i kalsiuminnhold. Dette bør undersøkes før man går videre med kostnadskrevende tiltak for reduksjon av kalsiuminnhold.

Behov for utvidet vannbehandling Klæbu vannverk

Det er behov for å løse utfordringen med høyt kalsiuminnhold i vannet som leveres fra Fremo. Problemet er ikke akutt, men det er behov for å redusere bruksulempene for abonnentene. Det finne flere alternativer som bør utredes. Først bør man overvåke kalsiuminnholdet og se om dette reduseres av seg selv når man får leveranse av vann fra VIVA/Benna og kan redusere vannmengdene man tar ut. Hvis dette ikke gir ønsket effekt bør både mulighetene for å blande vann, og installasjon av et eget avherdingsanlegg vurderes.