|
Opdatering af JAGG - projektkatalog 4 Dæklag (umættet og mættet transport)
Et af de emner, der har givet anledning til mange diskussioner mellem brugerne af den eksisterende JAGG model, er den manglende inddragelse af de processer, der sker under den vertikale transport fra en terrænnær kilde til et underliggende grundvandsmagasin. Da JAGG modellen i sin tid blev konstrueret, manglede der viden om mange af de mekanismer, der finder sted under denne transport, både ved strømning i mættet såvel som umættet zone, og i enkelt- og dobbelt-porøse medier. Ud over selve strømningen er der for de stoffer, der har en stor affinitet for at være på gasform, også mulighed for spredning horisontalt i en egentlig gasfase. Dette er der også først for alvor kommet fokus på igennem den seneste årrække. Viden om en lang række af processerne er opsamlet i den videnskabelige litteratur. Meget af den beskrivende matematik er relativt kompliceret, og vil derfor ikke umiddelbart kunne anvendes i en simpel regnearksmodel som JAGG (det forventes, at den reviderede model stadig skal være en regnearksmodel). En metode til at håndtere dette er ved anvendelse af typologier til beskrivelse af geologi mv. Ved at benytte en sådan opdeling vil en række beskrivelser kunne generaliseres og bringes på en form, så de umiddelbart kan anvendes i en regnearksmodel. Dette gælder både for spredning i gas- og vandfasen. På workshoppen diskuterede gruppen, der beskæftigede sig med dæklagstransport, en lang række af disse fænomener. Gruppen nåede ikke til en egentlig prioritering af emnerne, men der blev fremhævet et stort behov for både dataindsamling og operationalisering af den eksisterende viden. De primære emner, som gruppen diskuterede, er skitseret kort i nedenstående underpunkter. 4.1 Konceptuelle modellerSom støtteværktøj i forhold til valget af den rigtige metode til beskrivelse af risikoen kan der med fordel anvendes konceptuelle modeller. De konceptuelle modeller kan eksempelvis være beskrevet ved typologi som fyldlag-moræne-kalk eller lignende med kilden placeret øverst i morænen og risikoen for overskridelse af grundvandskvalitetskriteriet i kalken som mål. Spredningen vertikalt vil eksempelvis her foregå primært vertikalt som sprækketransport og et modul til denne beskrivelse skal derfor aktiveres. På lignende måde kan en række andre konceptuelle scenarier opstilles, og de rette modeller vælges til beskrivelse af transporten. JAGG er ikke umiddelbart gearet til dette, og p.t. er der kun en model beskrivelse til vertikal transport . Såfremt der indføres beskrivelser, der modelmæssigt varierer for forskellige scenarier, vurderes det at være en god støtte for det rigtige modelvalg med et grafisk støtteværktøj baseret på konceptuelle modeller. 4.2 Statistisk begrundede parametre og parameter estimationHovedparten af de indgående parametre i beskrivelsen af transportprocesserne varierer i naturen på både større og mindre skala. I dag er JAGG en deterministisk model, hvor parametrene kun kan antage én værdi, og tilsvarende udregnes ét resultat. Selv hvis parametrene er målt på den lokalitet, hvor risikovurderingen udføres, vil de som oftest variere i rum og for nogle parametres vedkommende også i tid. Dette kunne eksempelvis beskrives statistisk ved en fordelingsfunktion med en given fordeling, eksempelvis en normal- eller lognormalfordeling med tilhørende middelværdi og varians. Anvendelsen af statistisk bestemte parametre kan finde sted på flere måder. Dels kan man, såfremt man ønsker at anvende et konservativt estimat på sin risiko, vælge parametrene ud fra en øvre eller nedre grænse i sit interval for parameteren. Dels kan der laves en Monte Carlo simulering, hvor samtlige parametre varieres indenfor deres udfaldsrum, for på denne måde at vurdere, hvad det mest sandsynlige udfald er af eksempelvis grundvandskoncentrationen i et underliggende magasin. Ud over middelværdien får man ved denne metode også et godt gæt på usikkerheden på estimatet ud fra spredningen på de beregnede koncentrationer. Jævnfør afsnittet om følsomhedsanalyser i indeklima er det ikke forbundet med en større indsats at kunne udføre simuleringer med variable indgangsparametre. Mht. til fastlæggelse af fordelingen af indgangsparametre ligger der til gengæld et større udredningsarbejde. For at beskrive processerne kræves viden om en lang række af parametrenes fordeling eksempelvis hydraulisk ledningsevne, sprækkefordeling, nedbrydningskonstanter, vandindhold, organisk indhold i jorden etc. At samle den eksisterende viden om de parametre, der indgår i strømningsbeskrivelsen og operationalisere den, vurderes at være en relativt stor opgave. Det vil sandsynligvis ikke være tilstrækkelig viden for nogle af parametrene, hvorimod andre vil være relativt velbeskrevne. 4.3 TransportprocesserneSom beskrevet i indledningen til dette kapitel er der en lang række processer, der foregår simultant under nedsivning mod underliggende grundvand fra en overfladenær kilde. Eksempelvis kan peges på:
Samspillet mellem disse processer og den matematiske beskrivelse er ikke komplet udviklet i noget samlet modelværktøj. De fleste eksisterende modeller tager udgangspunkt i beskrivelse af nogle af elementerne, men ikke dem alle på samme tid. Der er derfor et behov for en grundig evaluering af hvilke metoder, der skal anvendes til hvilke processer, og hvordan det hele skal kobles. Herudover stilles der krav til, hvordan en validering af en samlet model kan/skal opnås. 4.4 VandbalanceI den eksisterende JAGG model er der ingen form for vandbalance. På workshoppen mente gruppen, der arbejdede med emnet, at indarbejdelse af en vandbalance var nødvendig frem for den relativt simple tilgang, som JAGG har i dag, hvor al nettonedbør rutes til det magasin, man regner på. En måde at gøre dette på ud fra en overordnet betragtning kan igen være at anvende typologier baseret på Danmarksmodellen eller lignende. Egentlige vurderinger af nettonedbøren på mere lokalskala kan opnås ved opstilling af egentlige hydrologiske modeller på oplandsskala. Afhængig af hvor sofistikeret en tilgang man vælger, kan en anvendelse af vandbalancer i JAGG gå fra at kunne inkorporeres forholdsvist simpelt til at blive meget kompliceret. En analyse af mulighederne og den forbedring af estimatet på risikoen, der opnås, vil være nødvendig for at fastlægge den rigtige strategi for implementeringen. 4.5 Validering af modelPå grund af de usikkerheder der ligger i de forskellige modelbeskrivelser af de mange forskellige processer, som er nævnt i de foregående afsnit, mente gruppen på Workshoppen, at en egentlig validering af de matematiske beskrivelser med data fra en eller flere cases var påkrævet. Miljøstyrelsen har den opfattelse, at modelbeskrivelser der skal indarbejdes i en JAGG revision i størst muligt omfang skal være verificeret fra felt- eller laboratorieforsøg udført tidligere, eventuelt i forbindelse med udviklingen af selve koden. En egentlig verificering af modeller ligger efter Miljøstyrelsens opfattelse uden for det indeværende projekt. 4.6 Indkomne forslag der ikke blev behandlet på workshoppenI forhold til den vertikale transport kom workshoppen godt rundt om de problemstillinger, der er knyttet til den vertikale transport. Watertech m.fl. har udover de processer, der blev diskuteret stillet forslag til at indarbejde et værktøj til beskrivelse af fluxen igennem den umættede zone, dette vil indgå i de videre forløb med revision af JAGG. I forlængelse af dette har der også været stillet forslag om at kunne opstille en massebalance i forbindelse med nedsivningen, dette indgår også i den videre vurdering.
|