MTBE's spredning i grundvand
Bilag 11
Resultater af modelarbejde.
Nærværende bilag resumerer kortfattet resultaterne fra projektet "MTBE i grundvand: Feltundersøgelser, tracerforsøg og modellering", udført af stud. polyt. Tine Ø. Jensen som forprojekt ved Institut for Miljø og Ressourcer, DTU /11/.
11.1 Hydrogeologisk model
De hydrogeologiske forhold er i rapporten klarlagt ud fra feltdata og simuleringer foretaget i programmet GMS (Ground Water Modeling System). Modelområdet er vist på situationsplan, figur 1.
Figur 1
Placering af modelområde
Der er ved simuleringer fundet hydrauliske ledningsevner på hhv. 6.10-5 m/s for det øvre, sekundære magasin, 2.10-8 m/s for akvitarden (moræneleret) og 1.10-4 m/s for det nedre, primære magasin, Søndersø-magasinet. Værdien for det øvre magasin er verificeret ved feltundersøgelser. Den hydrauliske ledningsevne for det primære magasin svarer til værdier bestemt i Danmark Geologiske Undersøgelse, 19791. De tre lag er skematisk illustreret på figur 2.
Figur 2
Fysisk model for modelområdet
Forskellen i trykniveau mellem det primære og det sekundære magasin er bestemt til 22 meter. Der er en vertikal gradient på 1,0 over moræneleret, hvilket kan give signifikant nedadrettet strømning.
En stor variation i de målte hydrauliske trykniveauer i det sekundære magasin har ført til bestemmelse af en gradient over området, der kan variere mellem 0-3 ‰. Det vurderes, at der til tider med en gradient af ringe størrelse kan være tale om en stor nedadrettet strømning, mens der til andre tider kan tænkes at foregå en primært horisontal strømning. Denne model kan overordnet forklare den observerede MTBEfane.
Efter estimering af den hydrauliske ledningsevne for modellens tre geologiske lag anvendes MT3D til simulering af stoftransport. Der er regnet med en porøsitet af sand på 0,3 og af moræneler på 0,5. I modelleringen regnes med MTBE som konservativt stof. Der regnes således ikke med nedbrydning og sorption.
Den vertikale udbredelse af MTBE-forurening er ifølge feltundersøgelserne nået til overkanten af moræneleret. Ved simulering af konservativ stoftransport er det beregnet, at transporttiden gennem akvitarden ved en delvis nedadrettet strømning vil tage omkring 20 år. Ifølge simuleringer vil koncentrationer af MTBE være at finde i nedstrøms indvindingsboringer 35 år efter forureningen skete i den umættede zone.
11.2 Modellering af tracerforsøg
Det er undersøgt, hvordan et påtænkt tracerforsøg på lokaliteten kan give et optimalt resultat. Dette gøres ved undersøgelse af placeringen af moniteringsboringer samt af injektionens størrelse og koncentration ved brug af koden 3DADE (3D-Advection-Dispersion Equation). Der er ved udarbejdelsen af tracerdesign forudsat en 90 dages moniteringsperiode.
På baggrund af undersøgelser af porevandshastighed, dispersion og alternative kildeudformninger er der udarbejdet to mulige tracerdesign. De to tracerdesign er betinget af de muligheder, der er for at foretage ændringer undervejs. Tracerdesign 1 er således opbygget ud fra forudsætningen, at alle boringer skal bores på én gang og at det ikke vil være muligt at foretage ændringer undervejs. Tracerdesign 2 er opstillet under antagelse af, at der på et hvilket som helst tidspunkt kan sættes en eller flere boringer, dog maksimalt ti boringer.
Figur 3
Tracerdesign 1
Den forventede porevandshastighed er mellem 0,025-0,11 m/dag og yderste transekt bør placeres efter den laveste. Yderste transekt placeres således 2 m fra kildens centrum og inderste placeres midt mellem yderste transekt og kilden. Såfremt der i stedet for 8 kunne laves 12 boringer, ville det være muligt at placere et tredje transekt 5-6 m fra kilden. Dette ville give en bedre måling af den langsgående dispersivitet. Et tredje transekt bør evt. have mere end 4 boringer for at sikre, at variationer i porevandets strømningsretning ikke fører til, at der ingen koncentration af stof kan måles i moniteringsboringerne. Boringerne placeres med 0,35 m mellemrum og filtrene med en indbyrdes afstand på 0,2 m.
Figur 4
Tracerdesign 2
I det andet foreslåede tracerdesign placeres i første omgang kun 2 boringer. Boringerne placeres tæt på kilden og har udelukkende til formål at give en tidlig indikation af tracerens retning og hastigheden, hvormed stoffet bevæger sig. Alt efter resultatet vil det således være muligt at placere første transekt efter behov. Fra det øjeblik traceren registreres i inderste transekt, kan yderste transekt placeres. Boringsafstand og filtersætning regnes for at være den samme som beskrevet for design 1.
Da projektets formål er at skaffe viden om de hydrogeologiske forhold på lokaliteten og ikke kun lokalt omkring én injektionsboring, vil det være tilrådeligt at øge længden af måleperioden, f.eks. med en faktor 2 eller 3, idet der er risiko for, at en foreslået moniteringsperiode på 90 dage er for kort til at opnå overbevisende resultater.
- Danmarks Geologisk Undersøgelse, 1979. Hydrogeologisk kortlægning af Fyns Amtskommune. Vandforsyningsplanlægning, delrapport 3. Danmarks Geologiske Undersøgelse, København.