Inden for de seneste år er der imidlertid to centrale forhold med hensyn til morænelers egenskaber og optræden som særligt er kommet i fokus: 1) lodrette sprækker og 2) sandvinduer. Lodrette sprækker gennem de enkelte morænelerslag har vist sig at have stor betydning for vandnedtrængningen gennem lagene, og den hydrauliske ledningsevne er således væsentligt højere end i dybere liggende mere homogene morænelerslag.

Figur 3.2    Se her!
Kort der viser sandsynlighed for ler på 0-2, 0-4 og 0-6 meter i Grundførområdet (Hver figur er baseret på 50 sekventiel indikator simuleringer ud fra forhåndenværende boringsdata; Gravesen & Hansen, 1997).

3.3.2 Sprækker og sandvinduer

Nitratholdigt eller pesticidholdigt vand siver derfor relativt hurtigt ned til grundvandszonen når vandspejlet ligger inden for de øverste 10 meter, men det har heldigvis også vist sig, at der sker en reduktion af nitrat i sprækkerne, især hvis de har et højere organisk indhold. På større dybde kendes sprækkers udbredelse og strukturer ikke i detaljer, bl.a. på grund af vanskelighederne med at undersøge strukturforholdene i de dybereliggende lag. Sandvinduer er områder, hvor lerlaget er tyndt eller fraværende, og undersøgelserne viser, at hovedparten af det nye grundvand dannes her (Grundvandsgruppen, 1997).

For at efterforske sandvinduer er det nødvendigt at udføre dybere boringer og anvende geofysiske undersøgelsesmetoder. Boringer giver ud fra boreprøver og borehulslogging detaljerede oplysninger om sedimenternes sammensætning i netop borepunktet, og et videre arbejde med at forbinde jævnaldrende lag mellem boringer kræver detaljeret viden om muligheder for at korrelere fra lag til lag mellem boringerne (stratigrafien). En geologisk model baseret på disse data viser mulighederne for de forskellige lags udbredelse, men ikke deres konkrete beliggenhed i alle punkter. Geofysiske undersøgelsers styrke er at bidrage til at få sammenhæng i oplysningerne mellem boringerne, og til at påvise konkrete transportveje i magasinerne.

Sprækker kan kun kortlægges ved detaljerede og omkostningskrævende undersøgelser, bl.a. boringer og gravninger. Her er de geofysiske undersøgelser ikke velegnede.

3.3.3 Kortlægning af glacialtektonisk variabilitet

Indtil videre er det dokumenteret at morænelerslag med tykkelser på 5-8 meter er opsprækkede. I tykkere lerlag på mere end 10 meter vil betydningen af sprækker antagelig være mindre, uden at dette er en garanti for at de ikke forekommer og kan være betydningsfulde for transport af stoffer (Gravesen, 1997; Grundvandsgruppen, 1997). Sandvinduernes beliggenhed kan kun påvises ved detaljerede undersøgelser, og de to parametre:  'sprækker' og 'vinduer' er det nødvendigt at have styr på når der skal gennemføres en zonering af et konkret område.

Formålet med kortlægning af glacialtektonisk variabilitet er at afgrænse områder hvor lagene fra isens belastning i istiden er forstyrrede i forhold til områder hvor de er uforstyrrede, eller blot mindre forstyrrede. Pålideligheden af zonering, hvad enten der anvendes simple metoder eller modeller, er i høj grad afhængig af hvorvidt lagene ligger uforstyrrede eller ej (Jacobsen, 1997).

I de kvartære lag og til en vis grad i de prækvartære, er der sket glacialtektoniske forstyrrelser af varierende grad. Graden af tektonisering kan variere fra at være uforstyrret eller næppe synlig til at strukturerne er det dominerende element i den geologiske opbygning. Parametre til bestemmelse af tektonisk variabilitetsgrad består af:

Overfladegeologi (arealer med uforstyrret dække: senglaciale eller postglaciale smeltevandsaflejringer, ferskvandsaflejringer og marine aflejringer; stratigrafi: Weichsel, Saale og prækvartære aflejringer).

Morfologi (bl.a. randmorænebakker og lignende).

Prækvartæroverfladens morfologi (dybe dale og markante højdedrag).

Boringsoplysninger (kote og tykkelse af geologiske enheder; flager registreret i boringer).

Kystklinter og råstofgrave (tektonisk variabilitetsgrad ses direkte i profiler, de uforstyrrede lags hældningsretning kan måles og tykkelse af geologiske enheder kan bestemmes.

En kortlægning af den glacialtektoniske variabilitet kan gennemføres på regional skala og give værdifulde informationer vedr. forstyrrelsen af lagene i et område.

3.3.4 Opstilling af geokemisk model til vurdering af pesticid- udbredelse i grundvand

Ved vurdering af sorption og nedbrydning af f.eks. pesticider skal en række geokemiske forhold belyses (Ernstsen, 1997), men videngrundlaget til vurdering af nedbrydning og sorption af pesticider i jord og grundvand vil formentlig først være til stede om tidligst ca. 5 år.

Kendskab til geologien i området. På baggrund af foreliggende geologiske oplysninger karakteriseres dæklagene ved mængden af sand og ler og om mulig også ved bl.a. mineralogisk sammensætning incl. lermineralogi. Foreliggende prøver fra laboratorieundersøgelser af sorption af specifikke pesticider ved tilsvarende geologiske forhold inddrages og om nødvendigt bør gennemføres yderligere laboratorieforsøg, såfremt det foreliggende datagrundlag ikke er tilstrækkeligt.

Organisk stof. Foruden kornstørrelsesfordelingen har der hidtil været fokuseret meget på organisk stofs rolle i forbindelse med omsætningen af pesticider. Disse oplysninger fås kun i begrænset omfang fra eksisterende boringsdata og det vil normalt være nødvendigt at supplere med laboratoriemålinger.

Kalkindhold. Kalkindhold og pH variation  i dæklagene og dermed forsuringsfronten kan hentes fra eksisterende boredata, hvor bemærkninger om kalkfrit eller kalkholdigt sediment findes beskrevet. Supplerende oplysninger om disse forhold ved regionale studier kan være nødvendige.

Redoxfronten der indikerer skiftet fra oxiderende til reducerende geokemiske forhold, kan kortlægges ved allerede eksisterende farvebeskrivelser af boringer. Supplerende data kan være nødvendige ved regionale studier.

Udbredelsen af sprækker og indgående beskrivelse. Udbredelsen af sprækker og det hertil knyttede kemiske og mineralogiske miljø vil typisk kunne relateres til 2-3 typekategorier af sprækker, med udgangspunkt i detailundersøgelser som gennemføres i udvalgte områder i forbindelse med bl.a. Det Strategiske Miljøforskningsprogram 1.5. Den vertikale udbredelse af sprækker vil blive undersøgt ved et regionalt studie ved Flakkebjerg på Vestsjælland.

Supplerende boringer. I det omfang, at der i forbindelse med en zonering gennemføres boringer, vil det være hensigtsmæssigt at udtage vandprøver til kemisk bestemmelse af redox aktive komponenter, samt sedimentprøver til foretagelse af farvebestemmelser samt mineralogiske forhold (redox kapacitet og redox forhold).

3.3.5 Vurdering af nitratudbredelse

Afhængigt af redoxforholdene i sedimenterne kan der under nedsivning af nitrat foregå en reduktion af nitrat til frit kvælstof ved oxidation af bl.a. pyrit og organisk stof eller ved strukturelt bundet ferrojern i lermineraler til ammonium (Ernstsen, 1996). I dele af landet, f.eks. i Vendsyssel, med opstigende  methan fra dybtliggende marine aflejringer kan der ligeledes ske en reduktion af nitrat. Udbredelsen af nitratholdigt grundvand (nitratfronten) er bestemt ved typen og mængden af reducerende stoffer i jordlagene samt af grundvandets strømningsforhold. Ligeledes er nedsivningen af nitratholdigt vand i lerjordsområder generelt langsom og gennem en ofte tynd oxideret zone. Nitratindholdet reduceres derfor, således at grundvandet under sammenhængende lerlag sjældent er stærkt belastet (Ernstsen et al, 1990; GEUS, 1995).

Laboratorieundersøgelser på store morænelersprøver har vist at der især sker transport af vand og opløste stoffer i sprækkerne og de øvrige makroporer. Under iltfattige forhold kan der ske en reduktion af nitrat i sprækkerne, som medvirker til at formindske den nitratmængde som kan nå ned til grundvandet. Imidlertid viser målinger i Grundførområdet at nitratindholdet i jordvandet og i det øverste grundvand næsten er lige stort. Dette skyldes en kun delvis reduktion i de overliggende lerlag eller at nitratholdigt vand dannet i områder med tynde lerlag eller med sandvinduer strømmer til horisontalt. I sandvinduerne er mulighederne for nitratreduktion samtidig ringere end i lerområderne, da sand og grus i Grundførområdet viste sig at have ringe indhold af komponenter (organisk stof, pyrit, ler) der kan reducere nitrat i det nedsivende vand (Ernstsen & Thorling, in prep.; Ernstsen, 1997).

3.4 Konklusion

Det første skridt i forbindelse med afgrænsning og udpegning af beskyttelseszoner i et område er opstilling af en hydrogeologisk tolkningsmodel, som er en hypotese for hvordan det hydrogeologiske system er opbygget og hvordan de hydrologiske processer forløber og samvirker.

Inden for de seneste år er der blevet fokuseret på dels betydningen af lodrette sprækker og dels forekomst af sandvinduer i områder med morænelersdække. Det er dokumenteret at morænelerslag med tykkelser på 5-8 meter er opsprækkede, og at sandvinduernes beliggenhed kun kan påvises ved detaljerede undersøgelser. Det er ved kortlægning af lertykkelser og -udbredelser i forbindelse med zonering vigtigt at have styr på såvel 'sprækker' som 'sandvinduer'.

En kortlægning af glacialtektonisk variabilitet kan gennemføres på regional skala og give værdifulde informationer vedr. forstyrrelsen af lagene i et område. Aldersdatering og analyser af nitrat og pesticider sammenholdt med geokemisk kortlægning kan indgå i kortlægningen, med henblik på at dokumentere grundvandsdannelsens størrelse og den naturlige beskyttelse eller forsinkelse, som sammenhængende lerlag af en given tykkelse yder i et konkret område i forhold til udbredelsen af f.eks. nitrat- eller pesticider.