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

Videreudvikling af ådalstypologi

2 Typologi for interaktion mellem grundvand og overfladevand

2.1 Indledning
2.2 Konceptuel ramme og terminologi i typologien
2.3 GOI typologiens hierarkiske opbygning
     2.3.1 Landskabstype
     2.3.2 Ådalstype
     2.3.3 Strømningsvariant
2.4 Sammenfatning

2.1 Indledning

Typologi for Grundvand / Overfladevand Interaktion (GOI typologi) omhandler de grundvandsbetingede vådområder i Danmark, primært de ripariske, der ligger i ådalene langs vandløb.

2.2 Konceptuel ramme og terminologi i typologien

For at få indblik i styrende processer for grundvand / overfladevand interaktion er det vigtigt at tage udgangspunkt i en forståelse af strømningsforholdene omkring og i ådalen.

Figur 2.1. Anvendt terminologi i GOI typologi for geomorfologi (1) og hydrologi (2).

På figur 2.1 er en konceptuel skitse af en typisk dansk ådal med et riparisk vådområde illustreret med angivelse af anvendt terminologi for henholdsvis geomorfologiske og hydrologiske forhold. Figuren viser de væsentligste hydrologiske strømningsveje, der er styrende for udvekslingen mellem grundvand og overfladevand under naturlige forhold. Interaktionen mellem grundvand og overfladevand betragtes i typologien som udvekslingen mellem tre enheder: den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed, Ådalsmagasinet og vandløbet.

Danske ådale er oftest udstrømningsområder for grundvand. Det vil sige, at vandet strømmer fra den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed gennem Ådalsmagasinet til vandløbet. Der kan dog også forekomme strækninger, som i løbet af året eller hele året er indstrømningsområder for grundvand. Vandet strømmer da fra vandløbet gennem Ådalsmagasinet til den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed.

Tilgrænsende hydrogeologisk enhed
Under og omkring Ådalsmagasinet ligger de Tilgrænsende Hydrogeologiske Enheder, der føder ådalen med grundvand. Hvorvidt tilstrømningen af grundvand er af lokal, overfladenær oprindelse eller af regional, dybere oprindelse, eller består af begge afgøres af geomorfologiske og hydrogeologiske forhold i oplandet omkring ådalen (Dahl, 1995; Vidon og Hill, 2004).

Mængden og stabiliteten af tilstrømningen afgøres af den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed hydrauliske ledningsevne, størrelse og placering i det hydrologiske kredsløb. Er den hydrauliske ledningsevne høj, udgør enheden et grundvandsmagasin.

Kvaliteten af det tilstrømmende vand afgøres af de sedimenttyper og biogeokemiske miljøer (redoxmiljøer) vandet har passeret på sin vej, samt menneskelige påvirkninger (primært i form af arealanvendelse og afvanding).

Ådalsmagasin
Ådalsmagasinet består samlet af de vekslende lag af diluviale, alluviale, limniske (gytje-) og tørveaflejringer, der delvist har opfyldt dalen efter de daldannende processer har udformet selve dalnedskæringen i det ældre geologiske underlag.

Ådalsmagasinet afgrænses geografisk fra skræntfod til skræntfod af den dalform, der svarer til det nutidige vandløb. Ofte kan udbredelsen af postglaciale ferskvandsaflejringer anvendes som støtte til afgrænsning af Ådalsmagasinet, men der kan også forekomme andre sedimenttyper i overfladen. Der kan også forekomme situationer, hvor der ikke er udviklet et Ådalsmagasin.

Afgrænsningen af Ådalsmagasinet i dybden er i nogle situationer tydelig (hvor grænsen udgøres af overgangen til moræneler eller kalk), mens den i andre situationer kan være svær at identificere, idet Ådalsmagasinets sedimenttype kan være identisk med den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enheds sedimenttype (sand).

Vandløb
Den sidste enhed udgøres af vandløbet. Hvorledes tilstrømningen fra Ådalsmagasinet til vandløbet forløber styres af naturlige hydrogeologiske forhold i ådalen samt menneskelige indgreb.

Vådområder i ådales relation til Vandrammedirektivet
Oftest opfattes vådområder i ådale fejlagtigt som kun afhængige eller betingede af overfladevand, men i Danmark er de fleste enge og vådområder i ådale primært afhængige af grundvandstilstrømning. I forbindelse med den fremtidige forvaltning af de samlede vandressourcer skal de derfor, i overensstemmelse med Vandrammedirektivet, knyttes til og administreres sammen med den grundvandsforekomst, der betinger deres tilstedeværelse og funktion (Miljøstyrelsen, 2004).

2.3 GOI typologiens hierarkiske opbygning

Typologien er opbygget hierarkisk på grundlag af geologiske, geomorfologiske og hydrogeologiske forhold, således at den rumlige skala mindskes fra et typologisk niveau til det næste. Herved følges vandets vej fra den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed, gennem Ådalsmagasinet til vandløbet. Det er tilstræbt, at typologien skal guide brugeren frem til det rigtige valg af klassifikationsenhed på hvert niveau. I tabel 2.1 er niveauer og inddelingskriterier i GOI typologien angivet.

Tabel 2.1 GOI typologiens niveauer og inddelingskriterier.

2.3.1 Landskabstype

Det første niveau i typologien er Landskabstype, der karakteriserer den geomorfologiske og geologiske opbygning i oplandet.

Landskabstypen anvendes til en hurtig vurdering af, om vandløbet løber i et opland, hvor:

• Grundvandstilstrømning af varierende kvalitet udgør en betydelig del af vandføringen.
• Drænvandstilstrømning og overfladisk tilstrømning af dårlig kvalitet er det betydende bidrag til vandføringen i vinterhalvåret, mens sommervandføringen er betydeligt mindre, da vandet dannes af dybere grundvand af forventeligt bedre kvalitet.

De landskabsdannende processers karakter har varieret indenfor de overordnede geologiske aflejringsmiljøer. Det har medført dannelsen af regionale landskaber med en karakteristisk geomorfologi og geologisk lagfølge, og dermed en karakteristisk topografi og rumlig fordeling af vandførende og vandstandsende lag. Dette er af afgørende betydning for grundvandstilstrømningen til ådale og vandløb.

Der skelnes i typologien mellem:

• Morænelandskab (I)
• Smeltevandsslette (II)
• Havaflejring (III)
• Fladedækkende ferskvandsaflejring (IV)
• Klitlandskab (V).

Landskabstyperne er nærmere karakteriseret i kapitel 3.

2.3.2 Ådalstype

Det andet niveau, Ådalstype, karakteriserer kontakten mellem ådalens Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed og Ådalsmagasinet. I Ådalstypen karakteriseres således grundvandstilstrømningen til ådalen (dvs til bunden af Ådalsmagasinet).

Ådalstypen kan anvendes til at opnå en dybere forståelse af:

• Hvilke hydrogeologiske enheder (lag), der bidrager til vandføringen i vandløbet (lokale eller regionale grundvandsmagasiner).
• Hvor stor og stabil tilstrømningen til ådalen er fra de forskellige enheder.
• Hvilken nitrattilstrømning der kommer fra de forskellige enheder, hvilket har indflydelse på den kemiske og økologiske tilstand i overfladevandet.
• Hvor stor betydning indvinding fra de forskellige enheder vil have for tilstrømningen til overfladevandet, hvilket primært har indflydelse på den økologiske tilstand i overfladevandet.
• Hvilke grundvandsforekomster, der vurderes truede, fordi de påvirker overfladevandet med for eksempel en for lille grundvandstilførsel, eller en for dårlig vandkvalitet.

Størrelsesordenen af grundvandstilstrømningen til Ådalsmagasinet bestemmes hovedsageligt af den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enheds evne til at lede vand. Den hydrauliske ledningsevne anvendes derfor til at skelne mellem lav- og højpermeable Tilgrænsende Hydrogeologiske Enheder. Er ledningsevnen høj består den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed af et grundvandsmagasin.

Dette magasins tykkelse og udbredelse er afgørende for stabiliteten af tilstrømningen (Dahl, 1995; Vidon og Hill, 2004). Der skelnes mellem lokale magasiner, der har en varierende udstrømning gennem året og oftest tørrer ud i den tørre sommerperiode, og regionale magasiner, der har en stabil udstrømning gennem året.

Endelig anvendes kriterier for ådalens geomorfologi (nedskæring, bredde og relief). Nedskæringen og opfyldningen (se figur 2.1) har betydning for størrelsen af relieffet, der atter har indflydelse på størrelsen af den drivende potentialegradient under ådalen. Jo større relieffet er, desto større vil udstrømningen være alt andet lige (Vidon og Hill, 2004). Ådalsmagasinets mægtighed, der udgøres af opfyldningen i ådalen kan have sammenhæng med typen af sedimenter i selve Ådalsmagasinet, og for vandets opholdstid i ådalen. Bredden har betydning for vandets strømningsveje og opholdstid i ådalen. Strømningsvejene er afgørende for forløbet af forskellige biogeokemiske processer, der kan finde sted i ådalen.

Grundvandsmagasinets placering (overfladenært eller dybere), der har sammenhæng med redoxforholdene i magasinet (oxideret eller reduceret), har betydning for kvaliteten af grundvandstilstrømningen til ådalen. Der skelnes mellem overfladenære magasiner, der kan være oxiderede, hvorfor tilstrømningen herfra kan være er nitratholdig, og dybere, reducerede magasiner, hvorfra tilstrømningen er nitratfri.

På baggrund af en samlet konceptualisering af ovenstående klassificeres ådalen som en nærmere karakteriseret Ådalstype typisk for den aktuelle Landskabstype. Der er således identificeret:

• Fem Ådalstyper karakteristiske for morænelandskab (1-5)
• Fire Ådalstyper karakteristiske for smeltevandsslette (6-9)
• Seks Ådalstyper karakteristiske for havaflejring (10-15).

Ådalstyper karakteristiske for fladedækkende ferskvandsaflejringer og klitlandskaber er omfattet af Ådalstyper for smeltevandsslette og morænelandskab.

Ådalstyperne er nærmere karakteriseret i kapitel 3.

2.3.3 Strømningsvariant

Det tredje niveau, Strømningsvariant, karakteriserer strømningen gennem ådalen til vandløbet.

Strømningsvarianten kan benyttes til at vurdere:

• Hvilke naturlige strømningsveje grundvandet følger gennem ådalen til vandløbet.
• Hvilke menneskelige indgreb, der eventuelt påvirker vandets strømning gennem ådalen (detail- og hovedafvanding).
• Hvilke sedimenter vandet kommer i kontakt med under passagen af ådalen.
• Hvilke specifikke stoffer, der kan fjernes fra eller tilføres grundvandet under passagen af ådalen.
• Hvilke specifikke tiltag der, for truede grundvandsforekomster, kan tages i anvendelse i ådalen for at mindske stoftilførslen fra grundvandet til overfladevandet.

Strømningsveje gennem ådalen afgør vandets kontakt med biogeokemisk aktive miljøer i Ådalsmagasinet, der atter styrer hvilke processer (redox-, og sorptionsprocesser), der kan foregå i ådalen. På grundlag af typiske forskelle i nitratreduktion skelnes mellem fire strømningsveje.

Naturlige strømningsveje
Hvorledes strømningen gennem Ådalsmagasinet til vandløbet forløber, styres af mange forhold (Dahl, 1990; Brüsch og Nilsson, 1993), Dahl 1995; Vidon og Hill, 2004). Naturlige forhold af betydning er: grundvandets trykniveau i relation til det frie grundvandspejl i ådalen og vandstanden i vandløbet, jordoverfladens beliggenhed, fordelingen af høj- og lavpermeable lag i, samt dybden af Ådalsmagasinet, permeabilitet af vandløbsbunden, og endelig mængden af gennemstrømmende vand. Der skelnes mellem følgende naturlige strømningsveje gennem ådalen:

• Diffus strømning gennem Ådalsmagasinet (Q₁)
• Overfladisk strømning hen over Ådalsmagasinet (Q₂)
• Direkte strømning fra Tilgrænsende Hydrogeologisk Enhed til vandløb (Q₃).

Menneskeskabte strømningsveje
Menneskelige indgreb i ådalen (og i oplandet) kan imidlertid ændre drastisk på vandets strømning gennem ådalen. I typologien er detailafvanding i oplandet (drænrør) i sammenhæng med detailafvanding i ådalen (drænrør eller grøfter), samt hovedafvanding af vandløbet (udretning og uddybning) omfattet. Hovedafvandingen kan eventuelt skabe en direkte kontakt mellem den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed og vandløbet, der ikke tidligere var tilstede (Q₃). Detailafvandingen tilføjer en meget betydningsfuld strømningsvej:

• Strømning gennem dræn og grøfter i ådal (Q₄).

Strømningsvariant
Afhængigt af hvilken strømningsvej, der er dominerende for den enkelte ådalsstrækning, skelnes i typologien mellem fire Strømningsvarianter:

• Diffus Strømningsvariant
• Overfladisk Strømningsvariant
• Direkte Strømningsvariant
• Detailafvandet Strømningsvariant

Strømningsveje og Strømningsvarianter er nærmere karakteriseret i kapitel 4.

2.4 Sammenfatning

I kapitel 2 er opbygningen af GOI typologien beskrevet. Typologien omhandler de grundvandsbetingede vådområder i Danmark, primært de ripariske, der ligger i ådalene langs vandløb. Indledningsvist er anvendte begreber og terminologi gennemgået. Herefter præsenteres den hierarkiske opbygning i typologien overordnet.

Det første niveau, Landskabstype, karakteriserer den regionale geomorfologiske og geologiske opbygning i oplandet. Dette niveau anvendes til en overordnet vurdering af den hydrogeologiske situation og de deraf følgende tilstrømningsforhold for grundvand til ådalen.

Det andet niveau, Ådalstype, karakteriserer udvekslingen mellem ådalens Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed og Ådalsmagasinet (det vil sige til bunden af Ådalsmagasinet). Derved opnås en dybere forståelse af retning og omfang af udvekslingen mellem grundvandsforekomster og overfladevand, samt et skøn over nitrattilstrømningen til Ådalsmagasinet

Det tredje niveau, Strømningsvariant, karakteriserer strømningen gennem ådalen til vandløbet. Den analyse, der foretages på dette niveau, kan benyttet til at vurdere, hvilke specifikke stoffer (her nitrat), der kan fjernes fra eller tilføres grundvandet under dets passage af ådalen, inden det når vandløbet, samt hvilke specifikke tiltag der, for truede grundvandsforekomster, kan tages i anvendelse i ådalen for at mindske stoftilførslen fra grundvandet til overfladevandet.

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

Version 1.0 December 2004, © Miljøstyrelsen.