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

Videreudvikling af ådalstypologi

6 Typologi og parametre på velkendte ådalslokaliteter

6.1 Indledning
6.2 Hydrauliske parametre ud fra litteraturen
     6.2.1 Hydraulisk ledningsevne
     6.2.2 Effektiv porøsitet
     6.2.3 Lækagekoefficient
6.3 Klassifikation af velkendte ådalslokaliteter i morænelandskab
     6.3.1 Stevns Å
     6.3.2 Gjern Å
6.4 Klassifikation af velkendte ådalslokaliteter på smeltevandsslette
     6.4.1 Rabis Bæk
     6.4.2 Karup Å
     6.4.3 Haller Å
     6.4.4 Storå
6.5 Sammenfatning

6.1 Indledning

Indledningsvist er litteraturen gennemgået for typiske værdier for hydrauliske parametre, der er nødvendige at kende for at kvantificere grundvandstilstrømningen til overfladevand ved hjælp af numeriske modeller.

Herefter klassificeres velkendte ådalslokaliteter, hvori der er udført detailstudier, ifølge GOI typologien. Lokaliteterne er fordelt på morænelandskab og smeltevandsslette.

Derefter sammenstilles resultaterne fra de velkendte ådalslokaliteter for at identificere typiske empiriske størrelser for geometriske, hydrauliske og nitratreduktionsmæssige parametre for Ådalstyper og Strømningsvarianter.

Til sidst evalueres metoden og datagrundlagets tilgængelighed under praktisk anvendelse af GOI typologien i ådale, der er mindre velkendte.

6.2 Hydrauliske parametre udfra litteraturen

I Nilsson et al (2003) er der foretaget et litteraturstudie med henblik på at bestemme de ånære aflejringers indflydelse på udvekslingen mellem grundvand og overfladevand. De væsentligste parametre er hydraulisk ledningsevne, porøsitet, effektiv porøsitet, magasinkoefficient og lækagekoefficient. Definition og nærmere beskrivelse af disse er gennemgået i Nilsson et al (2003). Her er der tillige for forskellige sedimenttyper angivet intervaller fra litteraturen for parametrene.

6.2.1 Hydraulisk ledningsevne

Den hydrauliske ledningsevne er udtryk for, hvor let vand strømmer gennem et porøst materiale. Den hydrauliske ledningsevne afhænger af porestørrelsesfordelingen, der atter afhænger af den geologiske sammensætning af sedimentet.

Jorden betegnes minerogen, når > 50 % består af minerogent materiale, der ikke er afsat under stillestående vand. Jorden betegnes organisk, når > 50 % består af organisk materiale. Jorden betegnes tørv, når mere end 50 % af det organiske materiale består af planterester, der kun undtagelsesvist har været vanddækkede. Jorden betegnes limnisk (gytje), når mere end 50 % af det organiske og / eller minerogene materiale består af materiale afsat under stillestående vand. De limniske sedimenter er typisk afsat i søer og fjorde, og indeholder alger, diatomeerester, planterester og finkornet minerogent materiale (Vedby, 1984).

De minerogene sedimenter opdeles efter kornstørrelsen, mens de organiske sedimenter opdeles i tørv og limnisk materiale. Tørven opdeles yderligere efter omsætningsgrad, da denne har stor betydning for tørvens hydrauliske egenskaber.

Tørvens omsætningsgrad vurderes på grundlag af fiberindholdet (< 0,1 mm). Tørven opdeles i svagt humificeret (> 2/3 fibre), moderat humificeret (1/3 - 2/3 fibre) og stærkt humificeret (< 1/3 fibre). Det er endvidere væsentligt at vurdere tørvetypen udfra hvilket plantesamfund (vådområdetype), der har givet ophav til tørven. Der bør således især skelnes mellem højmosetørv (spagnum) og lavmosetørv (urter, siv, evt med træindhold), idet de hydrauliske egenskaber for disse varierer en del, dels på grund af fibrenes struktur, dels på grund af indholdet af minerogent materiale, der er minimalt i højmosetørv, mens det kan være væsentligt i lavmosetørv.

Tabel 6.1 angiver typiske værdier for hydraulisk ledningsevne for forskellige sedimenttyper. Værdierne for de minerogene materialer er angivet udfra Freeze og Cherry (1979), Jensen og Jensen (2001) samt litteraturgennemgangen i Nilsson et al (2003). Værdierne for det limniske materiale er angivet udfra Vedby (1984), mens værdierne for tørven er sammenstillet udfra Boelter (1965 og 1969), Päivänen (1973), Vedby (1984), Dahl (1990 og 1995) samt Christensen og Jensen (1999). Værdierne for tørv repræsenterer lavmosetørv, der sædvandligvis træffes i ådalene.

Udfra tabellen ses, at de organiske sedimenttyper samlet set næsten dækker et ligeså stort interval som de minerogene. Kun ler har hydrauliske ledningsevner mindre end de organiske sedimenter.

Ved blandede sedimenter vurderes jordens primære og sekundære bestanddele. Generelt vil et sekundært indhold af limnisk materiale og finkornet minerogent materiale reducere jordens hydrauliske ledningsevne, mens et sekundært indhold af groft organisk materiale (vedstykker) samt sand og grus øge jordens hydrauliske ledningsevne.

Tabel 6.1. Typiske værdier for hydraulisk ledningsevne, porøsitet og effektiv porøsitet for forskellige sedimenttyper.

6.2.2 Effektiv porøsitet

Den effektive porøsitet defineres som forholdet mellem effektivt porevolumen (det porevolumen, der deltager aktivt i strømningen), og totalt porevolumen. Det konkluderes i Nilsson et al (2003), at den effektive porøsitet forventes at være af samme størrelse som magasinkoefficienten. Den effektive porøsitet kan således vurderes udfra retentionskurver som forskellen mellem vandindholdet ved mætning (porøsitet) og vandindholdet efter afdræning til markkapacitet (svarende til 1 m vandsøjle). Værdier for limnisk materiale og tørv er målt af Vedby (1984), værdierne for minerogent materiale er angivet i Jensen og Jensen (2001).

Ved blandede sedimenter vurderes også her jordens primære og sekundære bestanddele. Generelt vil et sekundært indhold af limnisk og finkornet minerogent materiale mindske tørvs effektive porøsitet, mens et organisk indhold i minerogene sedimenter vil øge sedimentets effektive porøsitet.

6.2.3 Lækagekoefficient

Lækagekoefficienten (K / D) er defineret som forholdet mellem et lags vertikale hydrauliske ledningsevne (K) og tykkelsen af laget (D). Den er udtryk for modstanden mod strømning mellem to vandførende 'lag' (for eksempel mellem den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed og vandløbet). Lækagekoefficienten anvendes i modelmæssig sammenhæng og er skalaafhængig.

Det foreslås i Nilsson et al (2003) at estimere to lækagekoefficienter for ådalene, der kan anvendes afhængigt af, hvilken skala, der arbejdes i:

• Den ene lækagekoefficient, L1 = K1 / D, korresponderer med strømningsvej Q₁, der foregår diffust gennem Ådalsmagasinet. Ådalsmagasinet kan både omfatte minerogene og organiske aflejringer. K1 er en hydraulisk ledningsevne, der repræsenterer hele Ådalsmagasinet. D1 er den gennemsnitlige tykkelse af Ådalsmagasinet.
   
• Den anden lækagekoefficient, L3 = K3 / D3, korresponderer med strømningsvej Q₃, Dvs den estimeres for zonen umiddelbart under vandløbsbunden i situationer, hvor vandløbet har direkte kontakt med den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed. Zonen defineres som en meter under den faste bund af vandløbet. K3 er den hydrauliske ledningsevne af denne zone, der altså har en tykkelse (D3) på 1 m.

6.3 Klassifikation af velkendte ådalslokaliteter i morænelandskab

I morænelandskaber er følgende velbeskrevne ådalslokaliteter behandlet: en lokalitet ved Stevns Å (Præstemarken ved Hellested) (bilag A), samt fem lokaliteter ved Gjern Å (Anbæk, Mølgårde, Gelbæk, Søbyvad og Smingevad) (bilag B). Desuden skal nævnes dele af Storå, der er indgående beskrevet i kapitel 8 og sat på tabelform i bilag G.

6.3.1 Stevns Å

Beskrivelse
Lokaliteten, Hellested Præstemark, er beliggende i Stevns ådal, der er nederoderet i et morænelandskab med lille relief. Ådalen er ifølge Smed (1981) en ekstramarginal smeltevandsdal. Arealanvendelsen i oplandet er primært landbrug. Det øverste lerede morænelag har en tykkelse fra få til over 50 m, med en tykkelse på 10-15 meter op til lokaliteten i Stevns ådal. Morænelaget er detailafvandet med drænrør. Under tillen består undergrunden af Danien bryozokalk. Ådalens tilgrænsende grundvandsmagasin består af de øverste 15-20 m af kalken, der er opsprækket, højpermeabel og artesisk. Trykniveauet i dette magasin står således i ådalen over terrænniveau. Grundvandet strømmer stort set vinkelret mod ådalen, hvilket tyder på en god kontakt mellem grundvandet og vandløbet. Ådalen er således hovedudstrømningsområde for dette regionale grundvandsmagasin.

Ådalen er ca 250 m bred. Ådalen er nedskåret ca 25 m i det omgivende terræn, helt ned i Danienkalken. Herefter er den opfyldt med op til 8 m sedimenter, der udgør Ådalsmagasinet. Nederst heri ligger 3-4 m smeltevandssand og -grus. Herover følger tørveaflejringer på 0,5 til 5,5 m's tykkelse, der i overgangslaget på ca 2 m fra smeltevandssandet til tørven indeholder en del limnisk materiale. Tørven indeholder vekslende lag af forskellig omsætningsgrad og øverst indeholder den atter limnisk materiale. Terrænkoten er idag 2 m DNN.

Stevns Å løber midt i ådalen i tørveaflejringerne. Åen blev hovedafvandet midt i 1900 tallet. På målebordsbladet fra 1909 ses vandløbets meget lidt slyngede leje midt i ådalen, stort set oveni det nuværende udrettede vandløb. Vandløbet har på daværende tidspunkt efter al sandsynlighed også da haft sit leje i tørven.

Den undersøgte engparcel på Præstemarken, hvis hydrologi er detaljeret beskrevet af Dahl (1990), er ikke detailafvandet. Engparcellen anvendtes under normale forhold til græsning og høslet. På naboparcellen udmundede et drænrør fra oplandet i ådalsskrænten. Drænvandet, der løb i vintermånederne, infiltrerede ned i Ådalsmagasinet på vej mod vandløbet. På den modsatte side af Stevns Å var de tidligere enge detailafvandet og taget ind i landbrugsmæssig omdrift. Vandløbet har et ringe fald, og engene blev om vinteren flere gange oversvømmet fra vandløbet efter større nedbørstilfælde efter frosten satte ind og under tøbruddet i foråret.

Klassifikation ifølge GOI typologi

• Landskabstypen er morænelandskab.
• Den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed består af et regionalt, højpermeabelt grundvandsmagasin.
  
  Ådalen er dybt nedskåret, forholdsvis bred, og har et relativt stort relief.
  
  Kontakten mellem det tilgrænsende grundvandsmagasin og Ådalsmagasinet er god. Der er dog en relativt lille grundvandstilstrømning og ådalen oversvømmes fra vandløbet om vinteren. Ådalen har et ustabilt strømningsmønster i løbet af året.
  
  Ådalen klassificeres som en Ådalstype 5.
   
• Der er foretaget en hovedafvanding af vandløbet, men da vandløbslejet stadig ligger i Ådalsmagasinet og udretningen og uddybning er af mindre omfang, vurderes hovedafvandingen at have mindre betydning for fordelingen af strømningsveje.
  
  På den centrale parcel er der således ingen direkte tilstrømning til vandløbet, der ikke kommer i kontakt med Ådalsmagasinets organiske aflejringer (Q₃). Der er heller ingen overfladisk afstrømning, der ikke infiltrere ned i Ådalsmagasinet (Q₂). Da den centrale parcel ikke er detailafvandet, er der heller ingen afstrømning i dræn og grøfter (Q₄). Derimod løber hele grundvandstilstrøm-ningen diffust gennem Ådalsmagasinet (Q₁) på vej mod vandløbet. Strømningsfordelingen mellem Q₁, Q₂, Q₃ og Q₄ er således 100, 0, 0 og 0 %.
  
  Den centrale parcel klassificeres derfor som en Diffus Strømningsvariant.
  
  

  De menneskelige påvirkninger er dog væsentligt større på de tilgrænsende parceller. På den parcel, der modtager drænudløb fra oplandet i ådalsskrænten, infiltrerer vandet ned i Ådalsmagasinet og strømmer herefter gennem Ådalsmagasinet til vandløbet (Q₁). Denne parcel klassificeres derfor ligeledes som en Diffus Strømningsvariant.
  
  Den parcel, der er detailafvandet i selve ådalen, klassificeres imidlertid som en Detailafvandet Strømningsvariant.

Hydraulisk ledningsevne På den centrale parcel er der målt hydrauliske ledningsevner ved hjælp af slugtest 12 steder i Ådalsmagasinet fordelt på forskellige materialetyper. For tørveaflejringerne varierer disse mellem mellem 4x10^-7 og 4x10^-5 m/s. For finsandet under tørven er der målinger mellem 8x10^-6 og 2x10^-5 m/s (Dahl, 1990). Udfra disse data og de geologiske profilbeskrivelser vurderes både vandløbsbunden (1 meter under vandløbet) og Ådalsmagasinet at have en hydraulisk ledningsevne på 10^-7 til 10^-5 m/s.

Porøsitet og effektiv porøsitet er bestemt på knap 40 ringprøver fra den øverste meter på grundlag af retentionskurver (Dahl, 1990). Porøsiteten for disse moderat til stærkt humificerede tørveaflejringer varierer mellem 75 og 85 %. Den effektive porøsitet er estimeret som forskellen mellem vandindholdet ved mætning og efter afdræning til markkapacitet (1 m vandsøjle). Den vurderes for åbunden at være 10-20 %, og for Ådalsmagasinet omkring 25 %.

Lækagekoefficienten for vandløbsbunden (1 m under bunden) bliver da 10^-7-10^-5 s^-1 . For Ådalsmagasinet som helhed varierer lækagekoefficienten mellem 5x10^-8 og 3x10^-6 s^-1.

Geometriske parametre
De geometriske forhold for vandløb og Ådalsmagasin er opregnet i bilag A.

Opholdstid
Det er således kun for Q₁ at opholdstiden i Ådalsmagasinet, T1, skal vurderes. På grundlag af en vandbalance opstillet for Præstemarken er det estimeret, at grundvandstilstrømningen udgør 645 m³/år. Ådalsmagasinet rummer ca 4000 m³ vand. Antages (udfra den effektive porøsitet) at kun ca 75 % af porevoluminet deltager i strømningen, udgør det effektive porevolumen 3000 m³. Opholdstiden i Ådalsmagasinet, T1 er derfor ca 4,6 år, svarende til ca 1700 døgn.

Nitratreduktion
På grundlag af ovenstående strømningsfordeling og et organisk indhold i Ådalsmagasinet på > 3 % vurderes den centrale parcel på Præstemarken ved Hellested at have en nitratreduktion nær 100 %. Dette stemmer overens med resultater estimeret ved vand- og stofbalance beregninger for engen (Hoffmann et al, 1993). Den absolutte tilbageholdelse af nitrat, der tilføres med grundvandet, blev estimeret til 32 kg N/ha/år, svarende til 97 %.

Nitratreduktionen på engen er primært styret (og begrænset) af hydrologiske og geologiske forhold. Under naturlige forhold finder den sted på overgangen fra mineralske til organiske aflejringer, hvor grundvandet strømmede op i tørven. Målte denitrifkationsrater indikerer, at en større grundvandstilstrømning med nitratholdigt vand, også vil øge nitratreduktionen, idet denitrifikationspotentialet er betydeligt større end den faktiske denitrifkation. Dette understøttes desuden af resultater fra et overrislingsforsøg med åvand på engen, der viser en 30 gange større nitratreduktion, der finder sted indenfor de øverste 2 cm af tørven. Her er det primært tørvens infiltrationskapacitet, der er begrænsende for nitratreduktionen (Hoffmann et al, 1993).

Ådalens begrænsende indvirkning på nitrattilførsel til overfladevand Udfra ovenstående må de parceller, der er betegnet som Diffus Strømningsvariant klassificeres som aktivt nitratbegrænsende, selvom den absolutte nitratreduktion / indvirkning er i den lave ende. Disse parceller har dog mulighed for en øget nitratreduktion, da den er begrænset af tilstrømningen af nitratholdigt grundvand.

Parcellen klassificeret som Detailafvandet Strømningsvariant har sandsynligvis en omsætningsprocent nær 0. Den må derfor klassificeres som potentielt nitratbegrænsende, hvis drænene fra oplandet afbrydes i ådalsskrænten og detailafvandingen i selve ådalen inaktiveres.

6.3.2 Gjern Å

Fem delstrækninger langs Gjern Å (Anbæk, Mølgårde, Gelbæk, Søbyvad og Smingevad) er klassificeret i kapitel 7. Disse delstrækninger er så vidt data eksisterer parametersat i bilag B. I Nilsson et al (2003, bilag 4) findes supplerende oplysninger om Gjern Å lokaliteterne fra en georadarundersøgelse fra flere af lokaliteterne.

6.4 Klassifikation af velkendte ådalslokaliteter på smeltevandsslette

På smeltevandssletten er følgende velbeskrevne ådalslokaliteter behandlet: fire lokaliteter ved Rabis Bæk (felt 1-4) (bilag C), to lokaliteter ved Karup Å (Skygge og Hagebro) (bilag D), fire lokaliteter ved Haller Å (Ravnholt, Sangildgård, Stordal og Vallerbækvej) (bilag E), samt tre lokaliteter ved Storå (Gludsted Plantage, Lille Yllebjerg og Navr Hede) (bilag F).

6.4.1 Rabis Bæk

Beskrivelse
Oplandet til Rabis Bæk er beliggende på Karup Hedeslette umiddelbart nord for Haller Å (som er beskrevet i Nilsson et al, 2003). Ådalens tilgrænsende grundvandsmagasin har frit vandspejl i hele Rabis Bæk området, bortset fra under ådalen, hvor Ådalsmagasinet består af lavpermeable gytje- og tørveaflejringer. Der findes ikke større sammenhængende lerlag indlejret i de kvartære lag.

Rabis Bæk afdræner en del af Karup Å’s opland (16 km²) og grundvandet strømmer stort set parallelt med bækken i hovedparten af dennes opland, hvilket tyder på en overvejende dårlig kontakt mellem det regionale grundvandsmagasin og Rabis Bæk. Hovedudstrømningsområdet for grundvandsmagasinet er således selve Karup Å. Bækkens vandføring er dog meget stabil sommer som vinter, hvilket tyder på, at tilførslen af grundvand til bækken sker fra et regionalt tilgrænsende grundvands-magasin med høj ydeevne.

Rabis Bæk løber i en 100 – 150 meter bred erosionsdal, der munder ud i Karup Å. Ådalens terrænoverflade ligger ved bækkens udspringsområde ca. 15 meter under den omgivende smeltevandsslettes overflade, mens ådalens skrænter kun er nogle få meter høje nede ved udløbet til Karup Å. Dvs at ådalens relief er fra lille til moderat langs Rabis Bæk.

I den øvre del af Rabis Bæk ådalen er der efter sidste istid dannet 1-4 meter organiske sedimenter, der udgør Ådalsmagasinet. Disse aflejringer, der består af tørv og gytje er lavpermeable. Grundvandets trykniveau er således over engens overflade (ca. 1,5 m over bækkens vandspejl). Dette medfører at grundvandet strømmer ud ved ådalens skræntfod og i kilder ved gennembrud af den lavpermeable tørv længere ude i engen. Herfra strømmer vandet overfladisk af til bækken (Q₂). Bækken løber centralt i Ådalsmagasinet og har eroderet sig ca. 1 meter ned i engfladen. Bækken underlejres typisk af 0,5-1 meter tykke lag af gytjeholdigt grus og sand.

Detaljerede feltundersøgelser er udført fire steder på engarealer langs den øvre del af Rabis Bæk (Brüsch, 1987; Brüsch og Nilsson, 1993). Engfladen langs den øvre vandløbsstrækning er i gammel tid blevet brugt til tørveskæring. Den er desuden sine steder detailafvandet med grøfter langs med skræntfoden og andre steder tværs over engfladen fra skræntfoden til vandløbet. Rabis Bæk har ikke undergået betydelig hovedafvanding ved regulering af vandløbet. Dog er en delstrømning lokalt blevet ført gennem damme til ørredopdræt.

Klassifikation ifølge GOI typologi

• Landskabstypen er smeltevandslette.
• Det tilgrænsende grundvandsmagasin er regionalt og højpermeabelt.
  
  Ådalen er nederoderet i smeltevandssletten fra få meter – ca. 15 meter, det vil sige med lille til moderat relief. Kontakten mellem grundvandsmagasinet og Rabis Bæk er dårlig. Strømningsmønsteret i ådalen er relativt stabilt i løbet af året. Ådalen klassificeres som en Ådalstype 7.
   
• Der forekommer kun meget begrænset detailafvanding ved grøftning langs med og tværs over engfladen på de fire undersøgte engarealer. Den undersøgte del af det øvre vandløb anses derfor at være ganske lidt påvirket af menneskelig aktivitet. Dog forekommer betydelige omlægninger af vandløbet lokalt midtvejs mellem udspring og udløb i Karup Å, hvor omfattende ørredopdræt finder sted.
  
  Grundvandstilstrømningen til Rabis Bæk er mindre i den nederste delstrækning end i den øvre del (Hansen, 1986). Afstrømningsmålinger viser, at vandføringen i bækken er meget stabil, f.eks varierer den gennemsnitlige middelmånedsværdi i 1974 fra 0,202 m³/s i januar til 0,141 m³/s i juni, for at stige til 0,221 m³/s i december.
  
  Feltundersøgelser (Felt 1 med et areal på 1600 m²) langs den øvre delstrækning viser, at trykniveauet står over engfladen. På grundlag af overslagsberegninger er grundvandsudstrømningen til overfladen (Q₂) bestemt til at variere mellem 0 og 65 l/time over året (gennemsnit 35 l/time) eller svarende til ca. 5 % af den totale grundvandstilstrømning til vandløbet. Strømningsfordelingen mellem Q₁, Q₂, Q₃ og Q₄ anslås således som 90-95 %, 5 % , 1-2 % og 1-5 %.
  
  Ådalen karakteriseres derfor som en Diffus Strømningsvariant.

Hydraulisk ledningsevne
Der er målt hydraulisk ledningsevne ved hjælp af slug tests på flere korte filtre i tørven på undersøgelsesfelt 1. Desuden er målt hydraulisk ledningsevne med udstrømningsmåler (seepage meter) flere steder på engfladen, i kildevæld og i bækbunden. Den hydrauliske ledningsevne er bestemt til 0,9 x 10^-7 – 0,9 x 10^-6 m/s på engfladen.

Porøsitet og effektiv porøsitet er ikke målt i forbindelse med feltundersøgelserne ved Rabis Bæk men kan udfra de sedimentologiske beskrivelser skønnes til at være mellem 10 og 40 %.

Lækagekoefficienten for vandløbsbunden (L3) bliver da 3 x 10^-8 – 1 x 10^-4 s^-1. For Ådalsmagasinet som helhed (L1) varierer mellem 3 x 10^-8 – 4,5 x 10^-7 s^-1.

Geometriske parametre
Ådalens geometriske forhold er angivet i bilag C.

Nitratreduktion
Udfra klassifikationen af Strømningsvarianten forventes ådalen af have en nitratreduktion på omkring 50 %. På baggrund af to års monitering af nitratretentionen i et 15-25 meter bredt engareal (Felt 1) kunne den årsgennemsnitlige nitratreduktion opgøres til 400 kg N/ha/år, dog med en betydelig årstidsvariation. Dette svarer til en nitratreduktion på ca. 56 % af nitratindholdet i det grundvand (Q₂) der siver ud i skræntfoden (Brüsch og Nilsson, 1993). Den ret så betydelige diffuse strømning, der foregår gennem Ådalsmagasinet under vandløbsbunden (Q₁), er ikke bestemt i ovennævnte undersøgelse. Det er derfor tænkeligt at den totale nitratreduktion i ådalen ved Rabis Bæk må forventes at være noget større end den angivne nitratreduktion på 200-600 kg N/ha/år.

Ådalens begrænsende indvirkning på nitrattilførsel til overfladevand Rabis Bæk er således aktivt nitratbegrænsende.

6.4.2 Karup Å

Oplandet til Karup Å er beliggende på Karup Hedeslette. Den hydrologiske sommersituation blev undersøgt på to feltlokaliteter ved Karup Å. Den ene lokalitet er beliggende opstrøms Skygge og den anden opstrøms Hagebro.

For at kunne bestemme, hvordan grundvandet udsiver til vandløbet, er det nødvendigt at måle de enkelte strømningskomposanter og sammenligne disse med den totale tilvækst i vandføringen langs et givet vandløbsstræk. Ikke desto mindre beror nærværende undersøgelse udelukkende på måling af grundvand, der strømmer til vandløbet vertikalt gennem vandløbsbunden (Langhoff et al, in prep), samt synkrone vandføringsmålinger fra en sommer situation foretaget af Hedeselskabet. Feltlokaliteternes gennemgang tager derfor udgangspunkt i sommersituationen.

I bilag D er opsummeret de styrende parametre ved Karup Å lokaliteterne.

6.4.2.1 Skygge

Beskrivelse og parameterisering Oplandet til Karup Å ved Skygge er beliggende på den sydligste del af Karup Hedeslette, nord for Bording Bakkeø. Ådalens tilgrænsende grundvandsmagasin vurderes at have en høj hydraulisk ledningsevne og bestå af vidt udstrakte smeltevandsaflejringer (DGU, basisdatakort). I de kvartære aflejringer findes der i flere boringer in situ aflejret smeltevandsler, men det vurderes, at disse ikke er udbredt sammenhængende og ikke tilgrænser Ådalsmagasinet.

Ved Skygge afdræner Karup Å et 88 km² stort opland og grundvandet strømmer ifølge potentialkort til vandløbet (Miljøstyrelsen, 1983), hvilket tyder på en god hydraulisk kontakt til vandløbet. Vandløbet løber i en 70 – 120 m bred erosionsdal med et moderat relief til smeltevandssletten. Vandløbsbredden er relativt lille (op til 5 m) i forhold til dybden (1 – 1.5 m). Materialet i vandløbsbunden er domineret af mellemkornet sand (K= 10^-3 -10^-4 m/s, tabel 6.1). Lækagekoefficienten for vandløbsbunden (L3) vurderes på baggrund af forsøg udført ved Haller Å til at variere indenfor intervallet 10^-6-10^-5 s^-1.

Overgangen fra engen til vandløbet er enkelte steder jævn, men det typiske er, at brinkhøjden er omkring 0.5 m. Engen omkring åen er beliggende på et Ådalsmagasin opbygget af vekslende lag af moderat humificeret tørv og mellemkornet sand (Langhoff et al, in prep.) med en skønnet intermediær ledningsevne (K= 10^-7-10^-5 m/s). Tykkelsen af disse lag er ved spydkartering bestemt til ca. 1.5 m. Indenfor ådalens afgrænsning findes forskellige større områder, hvorfra vandet strømmer overfladisk til vandløbet. Strømningen til engoverfladen gennem Ådalsmagasinet vurderes at være diffus, hvilket medfører, at denne strømning klassificeres som Q₁. Generelt er den overfladiske strømningsvej til åen for det diffust opsivende grundvand omkring 30 m, men i enkelte tilfælde, når afstanden helt op på 70 m. For alle udstrømningsområderne i engen af denne karakter gælder det, at det organiske indhold er over 3% (visuelt vurderet). Imidlertid er tykkelserne af Ådalsmagasinets organiske aflejringer som grundvandet strømmer gennem kun kendt i forhold til spydkartering. Tykkelsen vurderes derfor på baggrund af erfaringer gjort ved Haller Å, samt ud fra dimensionen af vandløbet og spydkartering, til at være mellem 1 og 2 m. Lækagekoefficienten for Ådalsmagasinet (L1) anslås således at variere indenfor intervallet 5·10^-8 og 10^-5 s^-1.

Klassifikation ifølge GOI typologi

• Landskabstypen er smeltevandsslette.
   
• Typen af interaktion mellem grundvand og vandløb kan jævnfør ovenstående beskrivelse karakteriseres som værende af Ådalstype 7 uden eller med begrænset menneskelig påvirkning.
   
• Strømningsveje i sommersituationen vurderes bl.a ud fra seepage meter undersøgelser foretaget af Langhoff et al. (in prep.). Resultaterne viser at 15% af grundvandet strømmer diffust til vandløbet gennem vandløbsbunden (Q₃). Med forbehold for udstrømning af grundvand horisontalt til vandløbet gennem brinkerne, vurderes de resterende 85% af grundvandet at strømme diffust til engoverfladen gennem tørveaflejringerne (Q₁våd engzone), hvorfra det overfladisk strømmer til vandløbet. På grundlag af dette klassificeres lokaliteten som en Diffus Strømningsvariant.
  
  I vintersituation vil vandløbet, foruden det allerede beskrevne grundvandsbidrag, også modtage drænvand fra omkringliggende marker. Alle observerede dræn munder ud tæt ved skræntfoden og ikke i selve vandløbet. Vintersituationens procentvise fordeling af strømningsveje kan ikke vurderes ud fra det eksisterende datagrundlag. Lokaliteten vil i denne situation være delvist nitratbegrænsende, skønsvis 50-70%. Infiltrerer denne dræntilstrømning ned i Ådalsmagasinet vil strømningsvejen ligeledes være Q₁, men infilterer den ikke, vil strømningsvejen være overfladisk (Q₂). Udfra ovenstående vil der nok være størst sandsynlighed for, at drænvandet ikke infiltrerer. Hvis Q₁ stadig dominerer en eventuel Q₂, er Strømningsvarianten stadig Diffus. Er det modsatte tilfældet vil Strømningsvarianten være Overfladisk.

6.4.2.2 Hagebro

Beskrivelse og parameterisering
Karup Å ved Hagebro er beliggende på den nordlige del af Karup Hedeslette. Ådalens tilgrænsende grundvandsmagasin vurderes ligeledes at have en høj hydraulisk ledningsevne, og at findes i vidt udstrakte smeltevandsaflejringer (DGU, basisdatakort). Dog findes der i flere boringer indenfor området in situ aflejret tertiært ler. Dybden til dette varierer, men i enkelte boringer er det kun 10 m fra terræn. Det vurderes dog, at disse ikke er sammenhængende, men om det tertiære ler stedvist tilgrænser Ådalsmagasinet kan ikke vurderes på det eksisterende datagrundlag.

Ved Hagebro afdræner Karup Å et 518 km² stort opland. På strækningen strømmer grundvandet ifølge potentialekort til vandløbet (Miljøstryrelsen, 1983), hvilket tyder på en god hydraulisk kontakt til vandløbet. Åen løber ved Hagebro i en omkring 250 m bred ådal med stort relief til smeltevandssletten. Vandløbsbredden er relativt stor (op til 13 m) i forhold til dybden (1 – 1.5 m). Materialet i vandløbsbunden er domineret af mellemkornet sand (K=10^-3-10^-4 m/s, tabel 6.1). Stedvist er materialet fra brinkerosion indlejret i vandløbsbunden (Langhoff et al., in prep.), men det har næppe nogen betydning for udstrømningen. Lækagekoefficienten for vandløbsbunden (L3) vurderes på baggrund af forsøg udført ved Haller Å at variere indenfor intervallet 10^-6-10^-5 s^-1.

Overgangen fra engen til vandløbet over brinkerne veksler mellem at være jævn og til at være omkring 0.5 m høj. Engen omkring åen er beliggende på et Ådalsmagasin bestående af vekslende lag af svagt humificeret tørv og mellemkornet sand (Langhoff et al., in prep.) med en høj ledningsevne (K=10^-4-10^-5 m/s). Tykkelsen af disse lag er ved spydkartering bestemt til over 2 m.

Indenfor engens afgrænsning findes forskellige udstrømningsområder, hvorfra diffust tilstrømmende grundvand (Q₁) strømmer overfladisk eller via detailafvanding, i form af grøftning og dræn, til vandløbet. For alle udstrømningsområderne i engen gælder det, at det organiske indhold er over 3%.

Imidlertid er omsætningsgraden og tykkelsen af de organiske aflejringer grundvandet strømmer gennem ukendte. De vurderes derfor på baggrund af erfaringer gjort ved Haller Å, samt udfra dimensionen af vandløbet og spydkarteringen. Lækagekoefficienten for Ådalsmagasinet (L1) anslås således at variere indenfor intervallet 2·10^-6-10^-4 s^-1. Generelt er den overfladiske strømningsvej hen over engen for det diffust opsivende grundvand omkring 30 m, men i enkelte tilfælde, hvor der ikke er foretaget grøftning, kan afstanden nå helt op på 200 m. Udbredelsen af drænene er ikke kendt, men det vurderes, at drændensiteten er ligesom for grøftningen, det vil sige med en afstand mellem dræn/grøft på 100-250 m.

Klassifikation ifølge GOI typologi

• Landskabstypen er smeltevandsslette.
   
• Typen af interaktion mellem grundvand og vandløb kan jævnfør denne beskrivelse karakteriseres som værende en Ådalstype 8 eller 9.
  
• Ådalen har en markant menneskelig påvirkning i form af detailafvanding af engen. Afvandingen er sket både ved grøftning og dræning. De forskellige grundvandsbidrag til vandløbet vurderes bl.a. ud fra seepage meter undersøgelser foretaget af Langhoff et al. (in prep.) i en sommersituation. Resultaterne viser at 40% strømmer (diffust) til vandløbet gennem vandløbsbunden (Q₃), mens de resterende 60% forventeligt strømmer til engoverfladen gennem diffuse udstrømningsområder (Q₁ våd engzone). På denne lokalitet er Strømningsvarianten således Diffus.
  
  I vintersituationen vil vandløbet, foruden det allerede beskrevne grundvandsbidrag, også modtage drænvand fra omkringliggende marker. De fleste observerede dræn munder ud tæt ved skræntfoden, men enkelte i selve vandløbet. Vintersituations procentvise fordeling af strømningsveje kan ikke vurderes ud fra det eksisterende datagrundlag, men det er sandsynligt, at både den overfladiske strømning (Q₂) og strømning i dræn og grøfter (Q₄) vil være aktive.

6.4.3 Haller Å

Fire lokaliteter der er indgående beskrevet i Nilsson et al. (2003) indgår i parametersætningen. Det omhandler lokaliteter ved Ravnholt, Sangildvej, Stordal og Vallerbækvej. Parametrene er angivet i bilag E.

6.4.4 Storå

Tre lokaliteter beskrevet indgående i denne rapports kapitel 8 (Gludsted Plantage, Lille Yllebjerg og Nevr Hede) er behandlet på tabelform i bilag F.

6.5 Sammenfatning

I tabellerne 6.2 og 6.3 er opsummeret de styrende typiske parameterværdier med hensyn til geometri, hydrauliske forhold, strømningsveje, opholdstider og rater for nitratreduktion. Tabelværdierne er ligeledes vist fordelt på lokaliteter i bilag A til
F. Dataene repræsenterer parameterværdier fra henholdsvis to lerede vandløbsoplande (Stevns Å og Gjern Å) samt fire sandede vandløbsoplande (Rabis Bæk, Karup Å, Haller Å og Storå). Samtlige fem Ådalstyper i morænelandskabet er repræsenteret, mens tre af fire Ådalstyper på smeltevandssletten er repræsenteret, hvor kun Ådalstype 6 mangler. I flere tilfælde er en Ådalstype repræsenteret ved parameterværdier fra en enkelt vandløbsstrækning, mens to Ådalstyper er repræsenteret med parametersæt fra tre eller flere vandløbsstrækninger. Af begge tabeller fremgår det, at parametersættene fra de seks vandløbsoplande generelt set er ukomplette. Der vurderes således ikke at være tilstrækkeligt statistisk grundlag for, at de viste parametersæt kan generalises.

Det skal specielt bemærkes at vurderingen af den procentuelle nitratreduktion knyttet til de enkelte strømningsveje (Q₁-Q₄) for en stor del er kvalificerede gæt. Specielt er det blevet klart, at tidligere undersøgelser næsten alle mangler kvantitative bestemmelser af nitratreduktionen under vandløbsbunden (ofte benævnt Q₁ vandløbsbund). Langt de fleste feltundersøgelser har fokuseret på nitratreduktionen i den overfladiske strømning (Q₂), i strømningen i dræn og grøfter (Q₄), samt den del af den diffuse strømning Q₁, som strømmer ud på engoverfladen og derfra fortsætter overfladisk til vandløbet (ofte benævnt Q_{1 vådzone)}.

Tabel 6.2 Opsummering af geometriske og hydrauliske parameterværdierne for seks danske ådalsprojekter (ialt 19 lokaliteter). Fed skrift er målte/beregnede værdier, normal skrift er vurderede værdier. Referencer til de i tabellen viste undersøgelser findes i bilag A til F.

Klik her for at se Tabel 6.2

Tabel 6.3 Opsummering af parameterværdier for strømningfordeling og nitratreduktion på seks danske ådalslokaliteter. Fed skrift er målte/beregnede værdier, normal skrift er vurderede værdier. Referencer til de i tabellen viste undersøgelser findes i bilag A til F.

Klik her for at se Tabel 6.3

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

Version 1.0 December 2004, © Miljøstyrelsen.