| Forside | | Indhold | | Forrige | | Næste |

Afprøvning af reaktiv jernvæg til grundvandsrensning

Bilag 6
Opbygning og kalibrering af grundvands- og stoftransportmodellerne

Grundvandsmodellen

I forhold til de tidligere modeller er modelområdet udvidet mod nordvest for at minimere grænsebetingelsernes indflydelse på modelberegningerne. Det reviderede modelområde er gengivet på figur 1.

Figur 1
Modelområde

Ved modelberegningerne er grundvandspotentialet fastholdt langs den nordvestlige rand, idet afværgeforanstaltningerne ved Vapokon ikke vurderes at have indflydelse på grundvandspotentialet i randområdet. Modellens sydlige rand udgøres af Holmebækken. Da der vurderes at være hydraulisk kontakt mellem Holmebækken og det primære grundvandsmagasin i området er grundvandspotentialet langs modellens sydlige rand ligeledes fastholdt. Endelig er modellens øst-, vest- og nordlige rande placeret parallelt med grundvandets strømningsretning således, at der ikke sker vandudveksling på tværs af randen.

Figur 2
Vertikalt snit gennem modelområdet.

De anvendte modelparametre for hvert enkelt lag fremgår af tabel 1. Da modellen udelukkende er anvendt til stationære beregninger, er magasintallet ikke defineret.

Den horisontale hydrauliske ledningsevne for det primære magasin er reduceret væsentligt i forhold til den hydrauliske ledningsevne anvendt i de tidligere modeller på 8×10-4 m/s. Reduktionen er foretaget på baggrund af de udførte slugtests og sigteprøver samt vandbalance vurderinger og revurdering af de tidligere udførte prøvepumpninger. Baggrund for reduktionen i de horisontale hydrauliske ledningsevner er beskrevet nærmere i appendix A.

Der findes ingen målinger af den vertikale hydrauliske ledningsevne. I modellen er anvendt værdier på ca. 1/10 af den horisontale hydrauliske ledningsevne, hvilket erfaringsmæssigt er gældende for materiale aflejret af smeltevand.

Nedsivningen er på baggrund af en overordnet vandbalance for drikkevandsområdet ved Søndersø gengivet i /8/ og /9/ skønnet til 40 mm/år i de ubefæstede dele af modelområdet. I de befæstede dele af området er nedsivningen skønnet til ca. 3 mm/år svarende til udsivningen fra utætte kloakker o. lign. Fordelingen mellem befæstede og ubefæstede arealer fremgår af figur 3.

Figur 3
Befæstede og ubefæstede arealer

Stoftransportmodellen

Den opstillede grundvandsmodel er udvidet med en stoftransportmodel, der kan simulere transport og spredning af stof opløst i grundvandet, men ikke sorption og nedbrydning. Sorption og nedbrydning vurderes at have størst betydning ved transport over længere afstande eller tid. Udeladelsen af disse vurderes derfor ikke at have væsentlig betydning for de beregnede stofkoncentrationen i drænvandet, idet drænet er placeret relativt tæt på kildeområdet, og de højeste koncentrationer i drænvandet forventes umiddelbart efter etableringen af drænet.

Stofspredningen i modellen sker ved dispersion med nedenstående dispersiviteter (tabel 2)

Tabel 2:
Dispersiviteter anvendt i modellen

Kalibrering af modellerne

Den opstillede grundvandsmodel er kalibreret med henblik på at opnå en rimelig overensstemmelse mellem de målte grundvandspotentialer i det primære magasin og de modellerede potentialer. Disse fremgår af figur 4.

Figur 4.
Kalibreret grundvandspotentiale

Tabel 3:
Overensstemmelse mellem beregnede/målte og modellerede værdier

Figur 5.
Kalibreret udbredelse af chlorerede komponenter i toppen af magasinet (moddellag 3)
   

Figur 6.
kalibreret udbredelse af chlorerede komponenter i bunden af magasinet (moddellag 5)

 
Tabel 4:
Målte og simulerede koncentrationer

Appendix A

Revurdering af den hydrauliske ledningsevne i det primære magasin ved Vapokon.

Ved skitseprojekteringen af reaktiv væg i Søndersø er der anvendt en k-værdi på 0,0008 m/s og en naturlig strømningshastighed på 387 m/år. Disse værdier virker meget høje, og der skal derfor her gives en vurdering af rimeligheden.

Vandbalance vurdering

I det følgende er der foretaget et skøn af den hydrauliske ledningsevne på baggrund af et skøn over grundvandstilstrømningen til Vapokon og de tidligere konstaterede grundvandsgradienter og magasintykkelser.

Grundvandstilstrømningen (q) til Vapokon er lig med den grundvandsdannelse (I_g), som finder sted mellem Vapokon og grundvandsskellet. Dvs.

q = I_g * L

hvor L er afstanden fra grundvandsskellet langs en strømningslinie til Vapokon.

På baggrund af et potentialekort for grundvandsstanden /1/ vurderes L til ca. 5000 m (se figur 1) - usikkerheden på denne vurdering skønnes til +/- 1000 m.

Ifølge Kortlægning og klassificering af grundvandsressourcen i Fyns Amt, /1/, er den totale grundvandsdannelse Ig i Søndersø 33 mm/år. Usikkerheden på dette skøn vurderes til +/- 10 mm/år.

Grundvandstilstrømningen til Vapokon kan således beregnes til 165 m³/år/m på tværs af strømningsretningen, med et usikkerhedsinterval på [92; 258 m³/år/m].

Magasinets tykkelse (m) er, jf. /2/, mellem 6 og 10 meter på Vapokon med et gennemsnit på ca. 7,5 m. Heraf følger, at filterhastigheden ( v = q/m) bliver lig 22 m/år med et usikkerhedsinterval på [9; 43] m/år.

Partikelhastigheden af grundvandet er defineret som filterhastigheden divideret med den effektive porøsitet, som er sat til 0,3. Partikelhastigheden bliver således 73 m/år, med et usikkerhedsinterval på [30; 143] m/år.

Ifølge /2/ (figur 5.3 og 5.5) er grundvandets gradient i det primære magasin 5,4 promille, mens gradienten i /3/ (figur 6.10) er 4,7 promille.

Med en middelgradient på 5 promille og en grundvandstilstrømning på 165 m³/år/m fås en transmissivitet T på 10^-3 m²/s med et usikkerhedsinterval (q=92 til 258) på [1,7×10^-3; 0,5×10^-3] m²/s.

Ved en magasintykkelse (m) på mellem 6 og 10 meter på Vapokon, med et gennemsnit på ca. 7,5 m, bliver den hydrauliske ledningsevne (k = T/m) 1,3×10^-4 m/s, med et usikkerhedsinterval på [2,8×10^-4; 0,5×10^-4] m/s.

Vurdering af sigteanalyser

RAMBØLL har foretaget 3-4 sigteanalyser af sandmagasinet ved den reaktive væg. Den hydrauliske ledningsevne er vurderet ved hjælp af Takis formel: k = 0,01 * d²₁₀ , hvor d₁₀ er kornstørrelsen i mm fra sigteanalysen. Herved findes en hydraulisk ledningsevne på mellem 1,0×10^-4 og 1,7×10^-4 m/s med en usikkerhed på ca. 50%.

Vurdering af prøvepumpning i 1996

Der er tidligere foretaget en prøvepumpning /2/ med 5 m3/h fra boring PB1 fra den 21/05/96, kl. 18:54, til den 26/05/96, kl. 14:34. Efterfulgt af en tilbagepejling indtil den 28/05/96, kl. 11:00. Ved PB1 er sænkningen ikke større, end at vandstanden står over top af sandmagasinet under hele prøvepumpningen. Det ses, at der er stor forskel mellem sænkning og stigning - så stor at den ikke kan forklares med fortsat sænkning på grund af prøvepumpningen. Generelt er påvirkningen af grundvandsmagasinet ikke særlig stor, hvilket øger usikkerheden på tolkningen.

Der er ikke taget hensyn til sæsonvariationer ved analyse af prøvepumpningen. Dette kan give anledning til øget usikkerhed, idet der tilsyneladende er en generel sænkning af vandspejlet i perioden. I /3/ er der lagt vægt på resultatet fra stigningen, selvom denne kun har varet i ca. 45 timer, mens sænkningen har varet 116 timer. Resultat for pumpeboringen er givet ved en transmissivitet T = 0,0067 m²/s for stigningsperioden og T = 0,00373 m²/s for sænkningsperioden. En retolkning af sænkningen tyder på T= 0,00245 m²/s. Da datagrundlaget er mere sikkert for sænkningerne, er der her taget udgangspunkt i disse, hvilket betyder, at de beregnede transmissiviteter bliver næsten halveret. Det skal bemærkes, at boringerne B7 og B8, i modsætning til de andre boringer i prøvepumpningen, står i den frie del af grundvandsmagasinet, hvilket her kan vanskeliggøre tolkningen.

Vurdering af prøvepumpning på rensningsanlægget

I forbindelse med dimensionering af en grundvandssænkning på rensningsanlægget Snavevej 27 blev der, jf. /3/, foretaget en prøvepumpning i efteråret 1997 med en varighed på 50 minutter. Ved prøvepumpningen blev der overvejende fundet transmissiviteter på mellem 0,002 til 0,003 m²/s. Kun ved boring E7 er der fundet en transmissivitet på 0,008 m²/s, hvilket forklares med, at grundvandsmagasinet er 10 meter tykt, mens det ved de øvrige boringer er ca. 7 meter. Der er dog andre muligheder, idet grundvandsmagasinet er frit eller overgår til at blive frit ved E7, mens det er artetisk ved de øvrige boringer. Dette kan forklare, hvorfor sænkningstakten er relativ lav ved E7.

Vurdering af slugtest

I forbindelse med forundersøgelsen er der udført slugtest på boringerne G29, G33 og G34. Tolkningen af disse slugtests fremgår af nedenstående tabel.

Det skal bemærkes, at boring G29 er placeret lige ved siden af boring E4, og det derfor må forventes, at de har samme hydrauliske ledningsevne.

Konklusion

I den gamle model er der anvendt en hydraulisk ledningsevne på 8×10^-4 svarende til en partikelhastighed på 387 m/år ved den reaktive væg, mens vandbalance vurderingen tyder på en hastighed på mellem 30 og 143 m/år med et gennemsnit på 73 m/år.

I nedenstående tabel er der lavet en samstilling af de hydrauliske ledningsevner, som er fremkommet ved anvendelse af de forskellige metoder.

Det ses, at alle de nye metoder giver hydraulisk ledningsevner på mellem 0,00005 og 0,0005 m/s. Undtagelserne er boring E7, B7, og B8, som ikke vurderes at være repræsentative for en naturlig grundvandsstrømning uden oppumpning.

Det konkluderes derfor, at en gennemsnitlig hydraulisk ledningsevne på 0,00025 m/s må anses for at være rimelig for det primære magasin i området omkring Vapokon.

Referencer