Afslutning af ådalstypologi

1 Indledning

1.1 Baggrund

Denne rapport omfatter afslutningen af et projekt financieret af Miljøstyrelsen, der omhandler udvikling af en typologi for Grundvand / Overfladevand Interaktion (GOI typologi). Typologien er udviklet med henblik på at kunne vurdere ådales betydning for vandudveksling og stofomsætning ved overgangen fra grundvand til overfladevand. Projektet har forløbet i perioden 2002-2004 og er hidtil afrapporteret i Nilsson et al. (2003) og Dahl et al. (2004).

Baggrunden for projektet er, at der i forbindelse med EU's Vandrammedirektiv (2000/60/EF) skal opstilles miljømål for grundvand og udarbejdes indsatsplaner for overfladevand. Information om Vandrammedirektivet findes på Miljøstyrelsens hjemmeside: http://www.mst.dk/vand/06000000.htm.

Miljømålene for grundvand vil blandt andet afspejle grundvandets sammenhæng med og betydning for den kemiske og økologiske tilstand i overfladevande (vandløb, søer og fjorde), der er direkte afhængige af grundvandstilførsel. Grundvandets kemiske og kvantitative tilstand må således ikke føre til, at miljømålene i tilknyttede overfladevande ikke kan opnås, ligesom der ikke må ske signifikant skade på de afhængige terrestriske økosystemer (Miljøstyrelsen, 2004).

GOI typologien er udviklet, så den understøtter typologien for grundvandsfore-komster, der anbefales anvendt ved karakterisering af grundvand i basisanalysen i medfør af bekendtgørelse nr. 811 af 15. juli 2004 om karakterisering af vandforekomster: http://www.retsinfo.dk/_GETDOCM_/ACCN/B20040081105-REGL, og den tilhørende første vejledning af juli 2004 fra Miljøstyrelsen om karakterisering af vandforekomster og opgørelse af påvirkninger: http://www.mst.dk/udgiv/publikationer/2004/87-7614-359-7/pdf/87-7614-359-7.pdf. Bekendtgørelse og vejledning for anden del af basisanalysen er p.t. under udarbejdelse.

Endelig er det målet, at GOI typologien kan finde anvendelse i relation til genskabelse af vådområder i relation til Vandmiljøplan II og III.

1.2 Formål med projektet

Tabel 1.1 viser GOI typologiens opbygning i tre niveauer: Landskabstype, Ådalstype og Strømningsvariant. Inddelingskriterierne på de forskellige niveauer er ligeledes angivet i tabel 1.1. Typologien er funktionelt opbygget, idet grundvandets strømning karakteriseres på gradvist mindre skala. Således karakteriserer Landskabstypen den regionale geologiske opbygning i oplandet, der er styrende for den overordnede fordeling af grundvandstilstrømning til ådalen. Ådalstyperne karakteriserer ådalens samspil med de Tilgrænsende Hydrogeologiske Enheder på basis af deres hydrauliske ledningsevne og geometri. Ådalstyperne karakteriserer således grundvandstilstrømningen til bunden af Ådalsmagasinet. Endelig karakteriserer Strømningsvarianterne vandets strømningsveje gennem Ådalsmagasinet til vandløbet. Strømningsvarianterne giver dermed mulighed for at vurdere ådalen denitrifikationskapacitet.

Tabel 1.1. Opbygning af GOI typologien (fra Dahl et al., 2004).

GOI typologi niveau Inddelingskriterier Skala
Landskabstype Regional geomorfologi og geologi Opland ( > 10 km)
Ådalstype Tilgrænsende Hydrogeologiske Enheds hydrauliske ledningsevne og geometri Strækning ( > 100 m)
Ådalsmorfologi  
Strømningsvariant Dominerende strømningsvej gennem Ådalsmagasinet. Lokal ( > 10 m)

I Dahl et al. (2004) er koncepterne i typologien detaljeret beskrevet og metoder til klassificering af Landskabstyper og Ådalstyper præsenteret (se tabel 1.2). Kortlægning og klassificering ifølge typologien er desuden foretaget på smeltevandssletten langs strækninger af Storåen i Ringkjøbing Amt. Som eksempel på klassificering i et morænelandskab er Ådalstyper langs strækninger af Odense Å i Fyns Amt ligeledes præsenteret.

Formålet med dette projekt er at afslutte metodeudvikling og testning af GOI typologien. Rapporten omfatter således metodeudvikling til brug for klassificering af Strømningsvarianter, samt udvikling og testning af operationelle GIS værktøjer til brug for klassificering af Ådalstyper, som det fremgår af tabel 1.2.

Tabel 1.2. Udvikling, testning og afrapportering af GOI typologien.

GOI typologi niveau Koncept Metodik Operationelt
(GIS) værktøj
Landskabstype Færdigt 2003 Færdig 2003 Færdigt 2003
Ådalstype Færdigt 2003 Færdig 2003 Delvist udviklet 2003
Færdigudviklet 2004
Strømningsvariant Færdigt 2003 Delvist udviklet 2003
Færdigudviklet 2004
Udviklet 2004

1.3 Aktiviteter i projektet

Projektet omfatter følgende tre aktiviteter:

  1. Testning af GIS værktøj til konstruktion af geologiske profiler, der sammenkobler horisontale geologiske data fra jordartskortet med vertikale geologiske data fra Jupiter databasen. Værktøjet anvendes i forbindelse med klassificering af Ådalstyper og Strømningsvarianter.
     
  2. Udvikling af GIS værktøj til beregning og udtegning af kort over specifik tilvækst i medianminimum vandføring. Værktøjet anvendes til klassificering af Ådalstyper.
     
  3. Udvikling af operationel metode til estimering af strømningsfordeling i ådale til klassificering af Strømningsvarianter i morænelandskab.

1.4 Anvendelse af GOI typologien

Opstilling af miljømål for grundvand

I typologien for grundvandsforekomster beskrevet i Miljøstyrelsen (2004) skelnes der mellem fire forskellige kontakttyper mellem grundvandsforekomster og overfladevandområder:

  • Dyb grundvandsforekomst uden væsentlig udstrømning til ferske overfladevandområder
  • Regional grundvandsforekomst med betydende udstrømning hele året
  • Lokal grundvandsforekomst med betydende udstrømning en del af året
  • Grundvandsforekomst der modtager tilstrømning fra overfladevand.

Kontakttyperne kan klassificeres ved brug af metoder udviklet i GOI typologien i relation til klassificering af Ådalstyper (Dahl et al., 2004).

Udarbejdelse af indsatsplaner for overfladevand

Ved udarbejdelse af indsatsplaner for overfladevand vil det være af stor betydning, at myndigheden kan benytte sig af et værktøj, som i første omgang kan give overblik over, hvilke ådalsstrækninger, der modtager nitratbelastet grundvand, samt hvilke strækninger, der har potentiale for nitratretention i et givet opland til f.eks. en fjord.

For at kunne udpege, hvor det er nødvendigt med den største indsats for at reducere belastningen, vil det første skridt være at vurdere, hvorvidt den største belastning tilføres fjorden fra belastet overfladevand (overfladisk afstrømning og drænvands-afstrømning) eller belastet grundvand.

Tilføres belastningen hovedsageligt via belastet drænvand, vil det øge oplandets nitratreduktionskapacitet at kappe drænene i ådalsskrænterne, og lade vandet strømme overfladisk hen over, eller endnu bedre infiltrere ned i, Ådalsmagasinet, hvor det er muligt.

Såfremt belastningen hidrører fra grundvand vil det være vigtigt først at kortlægge hvilke overfladenære magasiner, der bidrager med nitratbelastet grundvand til ådalen, eksemplificeret ved grundvandsmagasin 1 og 2 i figur 1.1. I et morænelandskab vil det ofte være Ådalstype 3 og 4, især hvor disse har kontakt med overfladen nær ådalen. Ådalstype 3 er karakteriseret ved kontakt med mindre regionale grundvandsforekomster, mens Ådalstype 4 er karakteriseret ved kontakt med store regionale, ofte dybereliggende, grundvandsforekomster. Langs disse ådalsstrækninger (skraveret hvide på figur 1.1) estimeres fordelingen af strømningsveje i ådalen (Strømningsvariant).

I de tilfælde, hvor hovedparten af tilstrømningen til vandløbet passerer Ådalsmagasinet diffust (Q1) eller direkte (Q3) vil størsteparten af nitratindholdet sandsynligvis denitrificeres under passage af ådalen. Denne situation er illustreret ved grundvandsmagasin 1 på figur 1.1. Det er i en sådan situation ikke nødvendigt at foretage nogen nitratbegrænsende tiltag for at mindske tilførslen til fjorden fra grundvandsmagasinet.

Foregår gennemstrømningen af ådalen derimod primært overfladisk (Q2) eller gennem dræn og grøfter (Q4) vil ådalen have en mindre denitrifikationskapacitet. Denne situation er skitseret ved grundvandsmagasin 2 i figur 1.1. For at mindske nitratbelastningen til fjorden fra dette grundvandsmagasin, vil det være væsentligt at indføre næringsstofbegrænsende tiltag i det grundvandsdannende område til magasinet. I ådalen vil det endvidere øge denitrifikationen, hvis dræn og grøfter inaktiveres, således at grundvandet strømmer overfladisk hen over Ådalsmagasinet i stedet, da Q2 har en større denitrifikationskapacitet end Q4.

Klik her for at se Figur 1.1

Figur 1.1. Skitse over vandløbsopland med nitratbelastede grundvandsmagasiner, Ådals-magasin og kystvand. De hvidskraverede strækninger af Ådalsmagasinet tilføres nitrat-belastet vand fra overfladenære grundvandsmagasiner. Langs disse strækninger estimeres strømningsfordelingen i ådalen til brug for vurdering af ådalens nitratreduktionskapacitet, og iværksættelse af nitratbegrænsende tiltag i grundvandsmagasinernes grundvands-dannende område eller i den berørte del af ådalen.

Genskabelse af vådområder i relation til VMP II og III

Ved genskabelse af vådområder, der har til hovedformål at omsætte nitrat i relation til Vandmiljøplan II og III, kan GOI typologien anvendes til at estimere strøm-ningsfordeling og nitratomsætning i områderne (Strømningsvarianter). Link til VMP II er http://www.skovognatur.dk/natur/vandmiljoeII/default.htm.

Det har hidtil været vanskeligt at få tilførslen af nitrat via grundvand kvantificeret. Metoder anvendt i forbindelse med GOI typologiens Ådalstyper vil her være vigtige at anvende i fremtiden (Dahl et al., 2004).

Herudover vil GOI typologien kunne vejlede i forhold til, hvordan myndigheden rent praktisk foretager retablering af et givet vådområde, f.eks. med hensyn til hvordan vandet søges fordelt i det genskabte vådområde.

1.5 Projektets organisering

Projektet er gennemført i samarbejde mellem GEUS, Fyns Amt, Københavns Universitet (Geologisk Institut), og DMU i perioden august til december 2004. Projektgruppen bestod af:

  • Mette Dahl, GEUS
  • Frants von Platen-Hallermund, GEUS
  • Bertel Nilsson, GEUS (projektleder)
  • Dirk Müller-Wohlfeil, Fyns Amt
  • Ann Fuglsang, Fyns Amt
  • Henrik Tornbjerg, Fyns Amt
  • Peter Engesgaard, KU
  • Mads Banke, KU
  • Torben Sonnenborg, KU
  • Brian Kronvang, DMU
  • Niels Behring Ovesen, DMU

Projektet havde en styregruppe bestående af:

  • Martin Skriver, Miljøstyrelsen (formand)
  • Lars Mikael Kjellerup Larsen, Skov- og Naturstyrelsen
  • Bertel Nilsson, GEUS
  • Mette Dahl, GEUS
  • Frants von Platen-Hallermund, GEUS
  • Dirk Müller-Wohlfeil, Fyns Amt
  • Ann Fuglsang, Fyns Amt

Steen Christensen, Århus Universitet, har kommenteret og kvalitetssikret rapporten.

1.6 Rapportens indhold – læsevejledning

  • Kapitel 1 omhandler projektets baggrund, formål og organisering.
  • Kapitel 2 beskriver anvendelsen af GIS værktøjet GeoStudio til konstruktion af geologiske profiler i kogebogsform (aktivitet 1).
  • Kapitel 3 beskriver udvikling og testning af et GIS værktøj til beregning af specifik tilvækst i medianminimum vandføring i kogebogsform (aktivitet 2).
  • Kapitel 4 beskriver udvikling af metoder til estimering af strømningsfordeling i ådalen i morænelandskaber på Strømningsvariant niveau (aktivitet 3).
  • Kapitel 5 omhandler data- og vidensbehov relateret til GOI typologien.

 



Version 1.0 September 2005, © Miljøstyrelsen.