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

HYdrokemisk interaktion mellem Grundvand og Overfladevand (HYGRO)

6 Feltprogram til fastlæggelse af grundvand-overfladevand interaktionen i ådalstyperne

6.1 Introduktion

I dette kapitel beskrives et forslag til et feltprogram til fastlæggelse af grundvand-overfladevand-interaktion i ådalen. Programmet falder i to dele: en indledende, overordnet analyse, som i vid udstrækning kan gennemføres på eksisterende data og en egentlig felt- og laboratoriedel. Den overordnede analyse tager udgangspunkt i vandløbsstrækninger af længder på flere kilometer. Analysen resulterer i en sektionering af vandløbsstrækningerne i mindre stykker, som påhæftes en foreløbig variantbenævnelse. Længden af stykkerne er bl.a. afhængig af, hvor i systemet man befinder sig, men skalaen er fra hundrede meter til få hundrede meter. I den efterfølgende feltdel undersøges de foreløbigt udpegede varianters karakteristika, og der knyttes parameterværdier til varianterne.

Programmet tænkes gennemført på to feltafprøvningsområder, som udvælges blandt de i forvejen mest undersøgte vandløbssystemer. I hvert vandløbssystem udvælges en øvre, en mellem og en nedre vandløbsstrækning, og fra hver strækning udpeges igen en delstrækning af nogle kilometers længde til undersøgelsen.

6.2 Formål med feltprogrammet

Formålet med programmet er fire-delt:

1. At teste hvorvidt det er muligt ud fra en overordnet analyse at udpege varianter for en given vandløbsstrækning.
     
2. At måle parameterværdier for en række udpegede varianter.
     
3. At undersøge hvorvidt varianterne kan karakteriseres ved entydige parameterværdier.
     
4. I fald der ikke kan knyttes entydige parameterværdier til varianterne at pege på en operationel feltmetode til måling af parameterværdier.

Feltprogrammet er en eksploratorisk opfølgning på og en test af det koncept, der er udviklet i rapportens kapitel 4 – 6. Det er derimod ikke en beskrivelse af et undersøgelsesprogram til generel brug for vandområde-myndighederne.

Programmet retter sig i denne udgave mod N og P. Ønsker man at rette undersøgelsen mod andre stofgrupper – eksempelvis pesticider eller tungmetaller – skal analyserne i feltprogrammets boks 10 og boks 11 (se senere) suppleres eller erstattes af andre.

6.3 Beskrivelse af feltprogrammet

6.4 Resultater fra feltprogrammet

Efter gennemførelsen af programmet holdes resultaterne op mod formålet: er ideen bag konceptet bæredygtigt – kan man ud fra en overordnet analyse uden et tilhørende, omfattende feltprogram udpege varianter af grundvand-overfladevand-interaktionen i ådalen? Eller i benægtende fald: hvad er det ekstra minimum af undersøgelser, der skal til for at fastlægge varianter? Og videre: falder parameterværdierne for grundvand-overfladevand-interaktionen for varianterne på tværs af hovedgrupper i karakteristiske intervaller, som adskiller varianterne fra hinanden?

6.5 Forslag til aftestningsområder

I tabel 6.1 er anført en række vandløbssystemer, som vil være egnede til aftestningsområder, hvor udvalgte feltmetoder kan afprøves.

Tabel 6.1.
Oversigtlig gennemgang af vandløbssystemer, der egner sig som aftestningsområder

6.6 Georadarundersøgelser i ådale

Der er udført georadarundersøgelser i Gjern Å systemet med det formål at vurdere georadarmetodens egnethed til kortlægning af de øvre jordlag i en ådal. Georadarmetodens egnethed testes ud fra en vurdering af, at det er den geofysiske metode, der vil kunne bidrage med de mest detaljerede informationer om opbygningen af en ådal. Georadar er tidligere sammen med geoelektriske målinger anvendt til en kortlægning af et område i Store Åmose (Sten et al, 1996).

Georadarmetoden kan anvendes til kortlægning af sand- og grusaflejringer eller andre aflejringer med en forholdsvis høj elektrisk modstand. Metoden kan detektere laggrænser og lags interne sedimentære strukturer (f.eks van Overmeeren, 1998). Georadarsignalet dæmpes kraftigt af lerlag og andre aflejringer med høj elektrisk ledningsevne. Metoden kan bestemme en præcis dybde til lerlag, andre elektrisk godt ledende aflejringer og lag med salt porevæske, når disse er overlejret af aflejringer med høj elektrisk modstand.

6.6.1 Georadarmetoden

Georadarmetoden er en elektromagnetisk metode som bygger på bølgeudbredelse og refleksion (f.eks. Davis & Annan, 1989). Metoden fungerer ved, at en antenne udsender en kort puls (~ 1–100 ns) af højfrekvent elektromagnetisk energi, som breder sig ned gennem jorden. Signalet bliver dels reflekteret ved flader, hvor de dielektriske egenskaber ændrer sig, dels transmitteret videre ned i jorden. De reflekterede signaler opfanges af en modtagerantenne og signalets amplitude og polaritet registreres som funktion af tid. Der måles kontinuerligt med en pulsrepetitionsfrekvens på ca 30–100 kHz, medens sender og modtager trækkes hen over jorden.

De to væsentligste faktorer, som har indflydelse på indtrængningsdybden, er georadarens centerfrekvens og de geologiske aflejringers elektriske modstand. Indtrængningsdybden er ringe i aflejringer med høj elektrisk ledningsevne. Georadarens centerfrekvens influerer på indtrængningsdybden, således at en lav centerfrekvens giver en større indtrængning end en høj centerfrekvens.

Georadarundersøgelserne udføres med Sensors & Software pulseEKKO 100A georadarsystem med en 400 V sender og 100 eller 200 MHz antenner (Figur 6.1). Det er et moderne georadarudstyr, som hverken vejer eller fylder meget. Udstyret består af en senderenhed, modtagerenhed, kontrolenhed, antenner med forskellig frekvens, et odometer og en feltegnet computer. Dele af udstyret er monteret på en vogn, som trækkes af én person, der også bærer en del af udstyret (Figur 6.1). Det vil oftest være mest hensigtsmæssigt, at to personer udfører feltarbejdet.

Figur 6.1.
Sensors and Software pulseEKKO 100A georadarsystemet. a) Som systemet anvendes i reflektionsmode. b) Detailbillede af systemet påsat 100 MHz antenner, som er 1 m lange og placeres med en indbyrdes afstand på 1 m c) Detailbillede af systemet påsat 200 MHz antenner, som er 0,5 m lange og placeres med en indbyrdes afstand på 0,5 m.

6.6.2 Testkortlægning i Gjern Å systemet

På tre lokaliteter i Gjern Å systemet, hvor der tidligere er lavet boringer, er der udført georadarundersøgelser. De tre lokaliteter er dels beliggende ved Voldby Bæk ca 1 km vest for Anbæk, dels ved Gjern Å ved Søbyvad og ved Smingevad Bro tæt på udløbet i Gudenåen. Resultaterne fra alle tre lokaliteter præsenteres i Bilag 1.

Enkelte resultater, optaget med georadarsystemet med 200 MHz antenner fra Søbyvad, vises her som eksempel. Figur 6.2 viser placeringen af linier ned til Gjern Å. Georadarprofilerne vinkelret på åløbet præsenteres i Figur 6.3. Lithologiske logs fra boretransekter er sat ind på georadarprofilerne. Alle boringer ender i et lag, bestående af tynde vekslende sand- og siltlag. Dette lag absorberer hurtigt georadarsignalet, hvilket er tilfældet for data, optaget både med 100 MHz og 200 MHz antenner. Georadarprofilerne indikerer den strukturelle opbygning af dalbundens aflejringer. Flere ældre generationer af åløb kan ses i georadarprofilerne. Se f.eks. figur 6.3, hvor reflektioner, der indikerer afgrænsninger af tidligere åløb, er markeret med sorte streger. Der er overvejende en god korrelation mellem reflektioner i georadarprofilerne og de lithologiske logs. Da georadarprofilerne er tiddybde konverteret med konstant hastighed, kan nogle af uoverensstemmelserne skyldes varierende hastighed med dybden. De lithologiske logs fra station 6 på georadarlinie L01 og fra station 3 på geordarlinie L00 viser, at der ligger et tørvelag i ca 1 m dybde. Dette korrelerer med en lille bassinstruktur med meget svage eller ingen interne refleksioner. På flere af de resterende georadarprofiler kan gøres lignede observationer.

Figur 6.2.
Placering af georadarlinier i Gjern Ådal ved Søbyvad

6.6.3 Opsummering

Georadarmetodens anvendelse til kortlægning i en ådal begrænses af terrænet i ådalen. Det er ikke muligt at måle, hvor der er tæt bevoksning af bl.a. elletræer. Ligeledes vil de mest sumpede arealer være utilgængelige med mindre kortlægningen udføres, når disse er tilfrosset efter en længere periode med frost.

Testkortlægningen i Gjern Å systemet viser, at georadar kan anvendes til kortlægningen af de øverste 3 – 4 m af en ådals aflejringer og dens struktur. Georadarmetoden kan ikke påvise, hvilke aflejringer ådalen er opbygget af, men den kan bruges til korrelation mellem boringer og ekstrapolation fra boringer. Ved sammenligning med lithologiske logs indikeres i flere georadarprofiler, at det er muligt at erkende tørvebassiner.

Figur 6.3.
Georadarprofiler fra Søbyvad optaget med et georadarsystem med 200 MHz antenner. Lithologiske logs er indtegnet på georadarprofilerne. Georadarprofilerne er tiddybde konverteret med en radiobølgehastighed på 0.06 m/ns (ns=10^-9 s). Ud fra en sammenligning af refleksioner og lithologiske logs kan ses at den valgte hastighed ikke gælder i alle dybder. Reflektioner, der kan udgøre afgrænsninger af tidligere generationer af åløbet, er fremhævet med sorte streger. Georadarprofilerne kan ses i bilag 3 uden tolkninger.

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