Afprøvning af zoneringsmetoder 8. Opsamling om simple kontra avancerede værktøjer8.1 Metodevalg 8.1 MetodevalgPå baggrund af eksemplerne ovenfor forsøges det i nærværende afsnit at sammenfatte metodevalget så det får gyldighed for spektret af geologiske forhold vi kender i Danmark. Simple værktøjer bygger på forenklede antagelser om de fysiske forhold, hvilket kan medføre større unøjagtigheder f.eks. ved afgrænsningen af beskyttelseszoner. Med mere avancerede værktøjer, som 3-D grundvandsmodeller, er det muligt nøjere at analysere komplekse hydrogeologiske områder. Manglen på geologisk og hydraulisk information vil dog ofte medføre at der kan være en betydelig usikkerhed på vurderinger foretaget med såvel simple metoder som 3-D grundvandsmodeller.
De ovenfor gennemførte eksempler omfattede primært de dybe magasiner og var relevante med henblik på en nærmere vurdering af metodernes egnethed på sådanne magasiner. Kun i begrænset omfang blev de øvre magasiner beskrevet. I de udvalgte områder var det imidlertid de udvalgte dybe magasiner, som typisk var genstand for vandindvindingsinteresser. Lertykkelseskort Lertykkelseskort var ikke brugbare for Midtjylland området og kun delvist brugbare for Østfyn området. I situationer hvor der er vekslende vandførende og lavpermeable lag vurderes anvendelse af denne zoneringsmetode uegnet. Lertykkelseskort er kun anvendelige for et begrænset antal hydrogeologiske tolkningstyper, nemlig dem som udgøres af et sammenhængende dæklag over et vandførende lag. Ud fra figur 3.1 kan disse afgrænses til typerne 2B (Århus) og 2C (Ålborg). I visse tilfælde, hvor der ikke forekommer sekundære sandmagasiner, kan lertykkelseskort desuden anvendes for typen 4B (Fyn). De øverste 5-8 meter af moræneleren er typisk opsprækket og kan dermed fungere som et sekundært magasin. Dette medfører at brugen af lertykkelser bør kvalitetssikres ved opstilling af 3D grundvandsmodel. Arealdistribueret grundvandsdannelse Den arealdistribuerede grundvandsdannelse kan ikke kortlægges ved hjælp af simple metoder men forudsætter grundvandsmodel. I nogen situationer kan grundvandsdannelsen vurderes ud fra 2D model, hvor vandudvekslingen mellem øvre og dybere magasin er bestemt ved f.eks. lækage, men i langt de fleste tilfælder forudsætter en pålidelig kvantificering af den arealdistribuerede grundvandsdannelse opstilling af en dynamisk hydrologisk model, der inkluderer en 3D grundvandsmodel. Afgrænsning af indvindingsoplande Forudsætter i de fleste tilfælde en grundvandsmodel, idet et væsentligt input udgøres af den arealdistribuerede grundvandsdannelse (se ovenfor), men også randbetingelser, magasinforhold og heterogeniteter har stor betydning. En afgrænsning af IDFM oplande kan baseres på simplere metoder men er usikker på grund af et manglende kendskab til grundvandsdannelsens størrelse for specielt dybere magasiner. En afgrænsning af infiltrationsområdet til en given vandindvinding forudsætter i de fleste tilfælde en nærmere analyse hvor der bl.a. indgår en 3D-partikelbane-simulering. Grundvandets trykforhold Grundvandets trykforhold og zonering ud fra områder med infiltration/-udstrømning til f.eks. vandløb kan bedst gennemføres i situationer hvor grundvandsmagasinsystemet består af et flerlagssystem (minimum 2 vandførende lag adskilt af f.eks. lavpermeabelt lerlag). Metoden forudsætter imidlertid ved brug af simple metoder indsamling af detaljerede synkronpejlinger, og kan i givet fald give rimelige resultater. Brug af 3D grundvandsmodeller giver mere pålidelige resultater, og forudsætter ikke så detaljerede pejledata. Transporttid gennem dæklag Denne zoneringsmetode kan gennemføres for øvre magasiner på baggrund af nettonedbøren og simpel stempelstrømning, men der bør i givet fald tages hensyn til såvel lodrette sprækker som sandvinduer, idet transporttiden er tæt knyttet til sådanne heterogeniteter. Der bør ved brug af metoden foretages aldersdatering f.eks. ved CFC med henblik på dokumentation af den vurderede transporttid. For dybere magasiner forudsætter metoden brug af 3D grundvandsmodeller Stofspecifikke forhold Nitratudbredelse kan evt. søges vurderet med udgangspunkt i korrelationer mellem på den ene side arealdistribueret grundvandsdannelse, perkolationstid og lertykkelser samt på den anden side en vurdering af geologi, redoxforhold, farveskifte og vandanalyser for nitrat, altså ved brug af simple metoder kombineret med resultater af f.eks. 3D strømningsmodel eller partikelbanemodul. 3D stoftransportmodellering forudsætter antageligt indsamling af yderligere data men kan være relevant i udvalgte områder. 8.2 Diskussion af diskretiseringI den gennemførte afprøvning af zoneringsprincipper blev der anvendt en maskevidde på mellem 250 og 500 m. Dette er en typisk maskevidde ved regional modellering. Valget af vertikal diskretisering og maskevidde i grundvandsmodeller bør afpasses de nærmere geologiske forhold og indvindingsforhold. I dele af Østjylland og Viborg amt er grundvandsmagasinerne dækket af moræneler, som er forstyrrede af isens bevægelser (dislocerede). I Vestjylland, Nordjylland og Himmerland kan en zonering foretages med en større maskevidde, afhængigt af de nærmere forhold. På øerne vil en maskevidde mellem diskretiseringen for Østjylland og Vestjylland formentlig være optimalt. Detaljerede vurdering kan evt. foretages med mere detaljerede submodeller for udvalgte områder (partikelbanesimuleringer). Den vertikale diskretisering bør afpasses forekomsten af vandførende og lavpermeable lag, altså med udgangspunkt i den hydrogeologiske tolkningsmodel. Regionale modeller vil derfor typisk kunne diskretiseres med maskevidde mellem 100 og 500 m, hvorimod submodeller evt. kan yderligere forfines (20-100 m) afhængigt af behov for detaljering. 8.3 Kombination af metoderDa modeller altid vil give en forenklet beskrivelse af forholdene med midlede værdier for beregningsmaskerne er der ved zoneringen behov for at sammenholde resultater af modelberegninger (griddede data) med detaljerede kortlægninger f.eks. baseret på geofysik eller jordartskort samt knytte relationer til punktinformationer (f.eks. pejlinger, aldersdateringer, kemiske analyser osv.). Der er antageligt behov for at kunne håndtere de forskellige datatyper ved hjælp af GIS systemer. Brugen af 3-D modeller vurderes dermed et krav i forbindelse med zonering i de fleste tilfælde ved vurdering af arealdistribueret grundvandsdannelse, afgrænsning af indvindingsoplande, vurdering af grundvandets trykforhold og ved vurdering af transporttid gennem dæklag. I forbindelse med simple magasiner kan der i mange situationer anvendes simplere metoder, men en optimal afgrænsning af de særligt sårbare arealer forudsætter en metodik baseret på en rumlig såvel som dynamisk beskrivelse af forholdene, dvs. brug af en 3-D model. Det skønnes at simple metoder typisk vil give afgrænsninger af arealer, f.eks. indvindingsoplande, som vil være mindst 2 gange større end ved en modelbaseret afgrænsning.
|
|||