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

Afslutning af ådalstypologi

4 Strømningsfordeling i ådal

• 4.1 Indledning
  • 4.1.1 Strømningsveje i ådalen
  • 4.1.2 Nitratreduktion for strømningsveje i ådal
  • 4.1.3 Metode
• 4.2 Trin A: Hypotese for mulige styrende parametre
• 4.3 Trin B: Kvantificering af parametre for Ådalstype 2, 3 og 4
  • 4.3.1 Kriterier for udvælgelse af feltlokaliteter
  • 4.3.2 Datagrundlag for kvantificering af parametre
  • 4.3.3 Karakterisering af transsekt T1 til T3 ved Ådalstype 2
  • 4.3.4 Karakterisering af transsekt T4 til T6 ved Ådalstype 3
  • 4.3.5 Karakterisering af transsekt T7 til T9 ved Ådalstype 4
• 4.4 Trin C: Feltarbejde ved transsekter
  • 4.4.1 Borebeskrivelsesnøgle
  • 4.4.2 Hydraulisk ledningsevne
• 4.5 Trin D: Konceptuel modellering af syntetiske tværsnit
  • 4.5.1 Modelsetup
  • 4.5.2 Estimater for strømningsvej Q1 til Q4
  • 4.5.3 Styrende parametre
  • 4.5.4 Simuleringer
  • 4.5.5 Resultater
  • 4.5.6 Diskussion
  • 4.5.7 Nøgle til strømningsfordeling
  • 4.5.8 Estimerede strømningsfordelinger for transesekt T1 til T9
  • 4.5.9 Indikatorer for dominerende strømningsvej
  • 4.5.10 Sammenfatning om konceptuel modellering
• 4.6 Trin E: Kvantificering af tilstrømning til ådale udfra DK model
  • 4.6.1 Beskrivelse af model-system
  • 4.6.2 Undersøgelsesområde
  • 4.6.3 Analyse af tilstrømning til vandløb
  • 4.6.4 Skalaforhold

4.1 Indledning

I GOI typologiens 3. niveau, Strømningsvariant, klassificeres ådale ifølge den dominerende strømningsvej gennem ådalen (Dahl et al., 2004). I dette projekts aktivitet 3 er der arbejdet med udvikling af en metode til estimering af strømningsfordeling i ådalen i morænelandskaber. Dette kapitel bekriver metodeudvikling. Til sammenligning er beregningsmetoder anvendt i DK modellen præsenteret.

4.1.1 Strømningsveje i ådalen

I Dahl et al. (2004) blev der foreslået en opdeling af strømningen gennem ådalen i fire strømningsveje illustreret i figur 4.1 med henblik på at kunne estimere ådales kapacitet til at omsætte nitrat ved denitrifikation. Strømningsvejene blev defineret på basis af vandets kontakt med forskellige materialetyper (specielt organisk materiale) under forskellige redoxforhold, samt den opholdstid, hvori vandet er i kontakt med det organiske materiale.

I forhold til definitionen i Dahl et al. (2004) er der i dette projekt ændret ved definitionen af Q₃ (den direkte strømning), så den blot defineres som en strømning, der forløber lodret fra den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed, eventuelt gennem Ådalsmagasinet, til vandløbet. I Dahl et al. (2004) var det et krav, at vandet under den lodrette strømning ikke kom i kontakt med Ådalsmagasinet.

Figur 4.1. Strømningsveje Q₁ til Q₄ gennem ådal til overfladevand (fra Dahl et al., 2004).

• Q₁ er en diffus strømningsvej gennem Ådalsmagasinet. Strømningsvejen er defineret ved, at vandet, under reducerende forhold, kommer i kontakt med Ådalsmagasinets sedimenter i længere tid. Vandet kan strømme til nedefra eller fra skrænten, hvorfra det på vej mod vandløbet enten kan forblive i ådalsmaga-sinet, eller sive frem på ådalens terrænoverflade. Vandet kan også infiltrere ned i Ådalsmagasinet fra naturlige udstrømningsområder ved skræntfoden eller fra dræn, der udmunder i skrænten. Opholdstiden i Ådalsmagasinet, T1, forventes at variere mellem uger og år.
   
• Q₂ er en overfladisk strømningsvej, der forløber henover Ådalsmagasinet. Strømningsvejen er defineret ved, at vandet kun er i kontakt med ådalsmaga-sinets sedimenter i kort tid under delvist oxiderende, delvist reducerende forhold. Vandet kan strømme ud på overfladen ved skræntfoden (enten naturligt eller fra drænudmundinger), eller trænge frem længere ude i skarpt afgrænsede kildevæld. Vandet siver herfra henover Ådalsmagasinet, og infiltrerer ikke ned igen. Opholdstiden i den overfladiske strømning, T2, forventes at variere mellem timer og få dage.
   
• Q₃ er en direkte strømningsvej, der forløber lodret op fra den Tilgrænsende Hydrogeologiske Enhed, eventuelt gennem Ådalsmagasinet, gennem bunden af vandløbet. Opholdstiden, T3, forventes at være af timer til dages varighed.
   
• Q₄ er strømning i dræn og grøfter i ådalen. Strømningsvejen er defineret ved, at vand via detailafvanding i ådalen føres helt ud til vandløbsbrinken, hvorved det ledes uden om Ådalsmagasinets sedimenter. Opholdstiden i dræn og grøfter i ådalen, T4, forventes ligeledes at være af timer til dages varighed.

4.1.2 Nitratreduktion for strømningsveje i ådal

I Dahl et al. (2004) blev det på basis af en analyse af hidtil gennemførte danske feltstudier konkluderet, at nitratreduktionens størrelse i ådale primært afhænger af, at nitratholdigt grundvand under reducerende forhold kommer i kontakt med geologiske aflejringer, der indeholder > 3 % organisk materiale bestemt som glødetab. Reduktionsintervallerne for nitrat er gengivet i tabel 4.1 for de fire strømningsveje. Disse værdier blev foreslået anvendt i GOI typologien, men ved retableringsprojekter af vådområder anbefaledes det, at udføre detailundersøgelser i de aktuelle områder til nærmere estimering af reduktionsprocenter.

Som følge af den ændrede definition af den direkte strømning (Q₃), må det tillige antages at nitratreduktionen for denne strømning vil være sammenlignelig med reduktionen for den diffuse strømning, Q₁.

Tabel 4.1. Nitrat reduktionsintervaller for strømningsvej Q₁ til Q₄ (Dahl et al., 2004).

4.1.3 Metode

Metodeudvikling og aftestning er opbygget af seks trin (A til F), der belyser hvilke processer og parametre, der er styrende for strømningsfordelingen i ådale. Trin A til D omfatter metodeudvikling til estimering af strømningsfordelingen i ådalen. Trin E gennemgår til sammenligning, hvorledes tilstrømningen til vandløb beregnes i DK-modellen.

1. Hypotese for mulige styrende parametre
   Under dette trin blev der opstillet en hypotese for hvilke geomorfologiske, geometriske og hydrogeologiske forhold, der kan have indflydelse på strømningsfordelingen i ådalen.
    
2. Kvantificering af parametre for Ådalstype 2, 3 og 4
   Under dette trin blev der indsamlet intervaller for de mulige styrende parametre for 9 transsekter langs Sallinge Å og Odense Å for Ådalstype 2, 3 og 4.
    
3. Feltarbejde ved transsekter
   Ved de udvalgte transsekter blev der udført håndboringer i Ådalsmagasinet, nedsat piezometre, foretaget topografisk opmåling samt rekognoscering af vegetation og afvandingsforhold. Endvidere blev andre indikatorer på hydrologiske forhold registreret.
    
4. Konceptuel modellering af syntetiske tværsnit
   Konceptuelle modelleringer af strømningen i syntetiske todimensionale tværsnit fra vandskel til vandløb er udført med grundvandsmodellen MODFLOW for Ådalstype 2 og 3 i morænelandskaber. Dette trin er udført med henblik på at analysere den relative betydning af parametrene for strømningsfordeling i ådalen. Diskretisering i MODFLOW modellen er 1 m.
    
5. Kvantificering af tilstrømning til ådale med DK-model
   I dette sidste trin kvantificeres tilstrømningen af overfladevand, drænvand og grundvand til Sallinge Å og Odense Å på basis af DK-modellen. Fordelingen af de tre tilstrømningskomponenter diskuteres i forhold til lækagekoefficienter, størrelsen af bidragende grundvandsmagasiner, samt betydning af den grove skala. Diskretisering i modellen, der er opsat i MIKE SHE, er 1.000 m.

4.2 Trin A: Hypotese for mulige styrende parametre

På basis af hidtidige studier (Dahl, 1995), Dahl et al. (1995), Dahl et al. (2004) samt Vidon og Hill (2004) blev der i dette trin opstillet en hypotese for hvilke topografiske, geometriske og hydrogeologiske parametre, der kan have indflydelse på strømningsfordelingen i ådalen. Figur 4.2 illustrerer disse parametre.

Klik her for at se Figur 4.2

Figur 4.2. Mulige styrende geomorfologiske parametre for landskabselementerne opland, ådalsskrænt og ådal, samt geometriske og hydrauliske parametre for de hydrogeologiske enheder Ådalsmagasin, dæklag og sandmagasin.

De geomorfologiske parametre omfatter højdeforskel (relief), længde (udbredelse) og hældning af tre landskabselementer: opland, ådalsskrænt og ådal.

De geometriske parametre omfatter tykkelse (mægtighed) af tre hydrogeologiske enheder: Ådalsmagasin, dæklag (moræneler) og bidragende sandmagasin (smeltevandssand), samt udbredelsen af det bidragende sandmagasin.

De hydrauliske parametre omfatter hydraulisk ledningsevne af de samme tre hydrogeologiske enheder: Ådalsmagasin, dæklag og sandmagasin

Endelig har afvandingforhold (detail- og hovedafvanding) også stor betydning for strømningsfordelingen i ådalen.

4.3 Trin B: Kvantificering af parametre for Ådalstype 2, 3 og 4

For at fortsætte arbejdet med udvikling og testning af GOI typologien er der benyttet feltlokaliteter langs de vandløbsstrækninger i Odense Å oplandet, for hvilke Ådalstyper blev klassificeret i Dahl et al. (2004). Det drejer sig om Sallinge Å og Odense Å, fra sammenløbet med Sallinge Å til udløbet i Odense Fjord. Odense Å oplandet er beliggende i et morænelandskab.

4.3.1 Kriterier for udvælgelse af feltlokaliteter

Feltlokaliteterne blev udvalgt, så de dækker de mest udbredte Ådalstyper: 2, 3 og 4 i Odense Å oplandet (se figur 4.4).

Ådalstype 2 er karakteriseret ved, at ådalen er tilgrænset af et lavpermeabelt dæklag (moræneler). Dette dæklag er dog ikke tykkere, end at det tillader grundvandtil-strømning til ådalen fra et underlejrende grundvandsmagasin, i modsætning til Ådalstype 1, hvor dæklaget er for tykt til at tillade grundvandstilstrømning.

Ådalstype 3 er karakteriseret ved at være tilgrænset af et grundvandsmagasin af mindre udbredelse. Grundvandstilstrømningen er kontinuert, men den varierer i løbet af året, således at tilstrømningen mindskes om sommeren.

Ådalstype 4 er ligeledes karakteriseret ved at være tilgrænset af et grundvands-magasin, der dog har en væsentligt større udbredelse end Ådalstype 3. Grundvandstilstrømningen er også her kontinuert, men mere stabil gennem året, hvorfor tilstrømningen i en baseflow situation også er større end for Ådalstype 3.

Figur 4.3. Ådalstype 1 til 4 for morænelandskab (Dahl et al., 2004).

For hver Ådalstype blev der placeret tre transsekter, således at de repræsenterer forskelle i de geomorfologiske, geometriske, hydrauliske samt afvandingsmæssige forhold. Transsekternes beliggenhed fremgår af figur 4.4.

Det blev tilstræbt, at ådalen i nogle af transsekterne ikke var opdyrket (gerne §3 område), samt at der eksisterede geologiske boreprofiler i nærheden.

Figur 4.4. Beliggenhed af transsekt T1 til T9 indenfor Ådalstype 2, 3 og 4 (delvist efter Dahl et al., 2004).

4.3.2 Datagrundlag for kvantificering af parametre

Størrelsen af de geomorfologiske parametre blev aflæst på målebordsblade (1:20.000) fra ca. 1890, der har en ækvidistance på 1 fod (0,31 m). Et eksempel herpå for transsekt T1 er vist på figur 4.5.

De geometriske parametre blev bestemt på basis af geologiske profiler optegnet over boringer i Jupiter databasen kombineret med en jordartsbjælke udtrukket fra Danmarks Digitale Jordartskort (1:25.000) ved hjælp af GeoStudio faciliteten beskrevet i kapitel 2. Et eksempel herpå er vist i figur 2.18.

Den hydrogeologiske opbygning nær ådalen (Ådalstype) samt en vurdering af de hydrauliske parametre støtter sig for de Tilgrænsende Hydrogeologiske Enheder, sandmagasin og dæklag, ligeledes til GeoStudio profiludtegningerne. For Ådalsmagasinet støtter vurderingen af den hydrauliske ledningsevne sig til håndboringer foretaget i projektet (beskrevet under trin C).

Afvandingsforhold ved transsekterne er for hovedafvandingens vedkommende i Odense Å beskrevet i Fyns Amt (1999), hvor information om udretning og uddybning er angivet. En udretning kan endvidere fremgå af sammenligning mellem målebordblade og nutidige topografiske 4 cm kort. Detailafvanding (grøfter) blev vurderet på basis af de samme kort. Information om eventuel rørlagt dræning af jordene i ådalen er svær at indhente. Der findes dog drænplaner ved f.eks.. Det Danske Hedeselskab, men de er ikke altid dækkende, ligesom det er meget svært at vide, om drænene stadig fungerer. Der blev derfor forsøgt foretaget en rekognoscering efter udmunding af dræn i ådalsskrænten og i vandløbsbrinken. Dette er beskrevet under trin C.

Vegetation (arealanvendelse) i ådalen er en indikator for de hydrologiske forhold. Ved transsekterne blev arealanvendelsen vurderet dels udfra målebordsblade (ca. 1890), udfra nutidige topografiske 4 cm kort (2002) samt udfra ortofoto (1999).

Klik her for at se Figur 4.5

Figur 4.5 Målebordsblad fra ca. 1890 ved transsekt T1 (fuldt optrukket rød linie) med ækvidistance i fod (0,31 m). De stiplede røde linier angiver en 500 m zone op- og nedstrøms transsektet, indenfor hvilken der blev foretaget rekognoscering af hydrologiske indikatorer. Den lilla linie angiver afgrænsning af Ådalsmagasinet (fra skræntfod til skræntfod).

4.3.3 Karakterisering af transsekt T1 til T3 ved Ådalstype 2

En strækning langs Sallinge Å nær Ringe, karakteriseret som Ådalstype 2, blev udvalgt (figur 4.4). Ådalen er en smeltevandsdal, der er nederoderet i moræneler. Ådalens bredde bliver gradvist mindre nedstrøms, fra 700 m til 50 m. Ådalen har stejle skrænter med en højde (relief) på 7,5 - 15 m. Det topografiske opland til ådalen har en udstrækning fra 500 til 1.000 m.

Udfra jordartskortet vist i figur 4.6 ligger der både ferskvandsaflejringer (FL, FP og FT), smeltevandsaflejringer (DS), samt lidt moræneler (ML) øverst i ådalen (i en meters dybde). Under ådalen har moræneleret en mægtighed på ca. 10 m (figur 4.7). Baseflow tilstrømning er mindre end 5 l/s/km (0,7 – 2,0 l/s/km ved transsekterne) fra Magasin 6, der ligger under morænelersdæklaget, og fra et lille overfladenært magasin X_ny i transsekt T1.

Tre transsekter, T1, T2 og T3, blev udvalgt og karakteriseret i tabel 4.2 til 4.4. Transsekterne repræsenterer primært forskelle i udstrækning af oplandet (L_opland), i jordart øverst i Ådalsmagasinet, i udbredelse (L_mag) og tykkelse (T_mag) af det bidragende sandmagasin, samt ved udeblivelse af et dæklag i transsekt T1. Transsekt T1 har derfor i virkeligheden vist sig at være en Ådalstype 3.

Transsekterne er alle 'tørre'. Der har generelt set ikke været den store ændring i arealanvendelsen ved transsekterne gennem de sidste hundrede år, idet de stadig anvendes til både ager og eng. Der er ikke foretaget hovedafvanding. Transsekterne var dog alle grøftet i 1890. I dag er det kun transsekt T2, der fortsat er grøftet i ådalen. Da ådalen stadig er 'tør' ved de to øvrige er det sandsynligt, at de i stedet er drænet med rør nutildags.

Klik her for at se Figur 4.6

Figur 4.6. Beliggenhed af transsekt T1 til T3 for strækning langs Sallinge Å klassificeret som Ådalsstype 2 (transsekt T1 har dog vist sig at være en Ådalstype 3). Delvist efter Dahl et al. (2004).

Klik her for at se Table 4.2, 4.3 og 4.4

Tabel 4.2. Geomorfologiske parametre ved transsekt T1 til T9.

Tabel 4.3. Karakterisering af baseflow tilstrømning, jordart i Ådalsmagasin, samt geometriske parametre for bidragende sandmagasin og dæklag ved transsekt T1 til T9.

Tabel 4.4. Arealanvendelse (vegetation) og afvandingsforhold i ådal ved transsekt T1 til T9.

Figur 4.7. Skitse af geologisk opbygning ved Ådalstype 2 og 3 langs Sallinge Å (flerfarvet streg midt i profilet. Delvist efter Dahl et al. (2004).

Klik her for at se Figur 4.8

Figur 4.8. Beliggenhed af transsekt T4 til T6 for Ådalstype 3. Delvist efter Dahl et al. (2004).

4.3.4 Karakterisering af transsekt T4 til T6 ved Ådalstype 3

En strækning langs Sallinge Å nær Sallinge, karakteriseret som Ådalstype 3, blev udvalgt (figur 4.7 og 4.8). Ådalen er langs den aktuelle del af delstrækning B overvejende en smal dal på omkring 100 m's bredde. Der er dog en mindre strækning, hvori dalen udvider sig til omkring 600 m's bredde. Ådalsskræntens højde er 5 – 10 m, ofte med stejle skrænter. Det topografiske opland til ådalen har også her en udstrækning mellem 500 og 1.000 m.

Øverst i ådalen ligger der hovedsageligt ferskvandsaflejringer (FP og FT og lidt FS), hvor ferskvandsgytjen er langt dominerende, men der træffes også lidt ML og en smule DS. Ådalen løber sandsynligvis over et morænelerslag af omkring 10 m's mægtighed (figur 4.7). Ådalen tilgrænses i skrænterne af et mindre grundvands-magasin (X₂) bestående af smeltevandssand. Baseflow tilstrømningen til ådalen herfra udgør 5 – 10 l/s/km (6 – 7,5 l/s/km ved de tre transsekterer).

Tre transsekter, T4 til T6, er udvalgt langs delstrækning B (se figur 4.7 og 4.8). Transsekterne repræsenterer primært forskelle i højden (H_opland) og udstrækningen (L_opland) af det topografiske opland, bredden af ådalen (L_ådal), samt udbredelse (L_mag) og mægtighed (T_mag) af det bidragende sandmagasin.

Arealanvendelsen var for hundrede år siden eng ved alle transsekter. I dag er ådalen ved transsekt T4 og T5 opdyrket, hvorimod ådalen ved T6 er tilgroet med skov. Ved ingen af transsekterne er der foretaget hovedafvanding. Kun ved T4 har der tidligere været grøftet i ådalen. Det må antages udfra opdyrkningen af transsekt T4 og T5, at disse ådale i dag er drænede med rør.

4.3.5 Karakterisering af transsekt T7 til T9 ved Ådalstype 4

En strækning langs Odense Å nær Broby, karakteriseret som Ådalstype 4, blev ligeledes udvalgt (figur 4.9). Ådalen er langs delstrækning D en smal dal med en overvejende bredde på omkring 150 m. Et sted udvider ådalen sig dog til 600 m's bredde. Langs delstrækning E er dalen karakteriseret som en tunneldal (Smed, 1981), hvori der er udviklet en terrasse. Den recente del af dalen (den underste terrasse) har en bredde på 100 – 1.000 m, mens den større dal har en bredde på omkring 2.500 m. Ådalsskræntens højde langs delstrækning D er 2,5 – 5 m, mens højden i den recente dal langs delstrækning E er ca. 5 m. Skræntens højde i den større dal er samlet 15 – 30 m. Ådalens topografiske opland er også her af størrelsesordenen 400 – 900 m.

Øverst i den recente ådal findes primært postglaciale ferskvandsaflejringer (FT, FP og FL), men senglacialt ferskvandssand (TS) og -ler (TL) træffes også, ligesom smeltevandssand (DS). I den større dalform (den øverste terrasse) træffes de samme jordarter, men her er smeltevandssandet (DS) dominerende. Ådalen løber sandsynligvis over et morænelersdæklag af 5 - 20 meters mægtighed (figur 4.10). Mægtigheden falder i nedstrøms retning. Moræneleret underlejres af grundvands-magasin 66 og 8. På grund af dæklagets mægtighed over magasin 66 er det ikke sandsynligt, at dette magasin bidrager med grundvand til ådalen langs delstrækning D, men på grund af dæklagets mindre mægtighed (< 10 m) over magasin 8 langs delstrækning E, kan dette magasin muligvis bidrage med grundvand til ådalen på denne strækning. Den største grundvandstilstrømning til ådalen stammer dog sandsynligvis fra det overfladenære grundvandsmagasin X₃, beliggende i ådalsskrænten langs både delstrækning D og E. Transsekt T8 og T9 er derfor sandsynligvis både Ådalstype 3 og 4. Baseflow tilstrømningen til ådalen varierer hovedsageligt mellem 5 og 20 l/s/km (10 – 13,3 l/s/km ved de tre transsekter).

Tre transsekter er udvalgt, T7 i delstrækning D, og T8 og T9 i delstrækning E (se figur 4.9 og 4.10). Transsekterne repræsenterer forskelle i udstrækning af topografisk opland (L_opland), hældning af ådalsskrænt (α_skrænt), bredde af ådal (L_ådal), jordart øverst i Ådalsmagasin, samt udbredelse (L_mag) og mægtighed (T_mag) af de bidragende sandmagasiner. Ved T8 og især ved T9 er det væsentligt at bemærke, at udbredelsen af det bidragende magasin 8 strækker sig langt ud over det topografiske opland.

For hundrede år siden var arealanvendelsen ved alle tre transsekter eng. I dag er ådalen ved T7 tilgroet (og klassificeret som beskyttet § 3 mose). Ådalen ved T8 og T9 er opdyrket og delvist tilplantet. Ved T8 og T9 er der foretaget hovedafvanding, der både omfatter en udretning og en uddybning af størrelsesordenen 1,5 til 2 m. Ved alle transsekterne har der været grøftet for hundrede år siden, mens der idag kun ses grøftning ved T8. Denne grøft er også uddybet. Hovedafvandingen er årsag til, at ådalen ved transsekt T8 og T9 idag er opdyrket.

Klik her for at se Figur 4.9

Figur 4.9. Beliggenhed af transsekt T7 til T9 for Ådalstype 4 (delsvist efter Dahl et al., 2004).

Figur 4.10. Skitse af geologisk opbygning ved Ådalstype 4 langs Odense Å (flerfarvet streg midt i profilet). Delvist efter Dahl et al. (2004).

4.4 Trin C: Feltarbejde ved transsekter

Den væsentligste aktivitet i feltarbejdet ved transsekterne var udførelse af håndboringer til geologiske profilbeskrivelser i Ådalsmagasinet, da de eksisterende geologiske data ikke gav en tilstrækkelig god beskrivelse heraf. Der blev foretaget boringer ved skræntfoden, midt på engen og ved vandløbsbreden.

Ved boringerne blev der etableret piezometer reder (stationer). Her blev der så vidt muligt placeret ét piezometer i en dybde umiddelbart under det, der må anses for at være den laveste sommer grundvandstand, samt ét så dybt som muligt. Piezometrene blev så vidt muligt placeret i højpermeable lag. Piezometrene har et filterinterval på 10 cm og er 1 tomme tykke. Af tidsmæssige årsager indgår poten-tialemålinger fra piezometrene ikke i indeværende rapport, men de anvendes i 2005 til yderligere verificering af den estimerede strømningsfordeling i ådalen (Trin 4 og 5). Rapporteringen heraf vil indgå i Mads Bankes specialerapport, der forventes færdig i sommer 2005.

Det anbefales at benævne transsekter og stationer ved stationerne således, at nummereringen altid følger vandets bevægelsesretning fra opstrøms mod nedstrøms. Transsekt T1 til T9 er benævnt således. Stationerne er benævnt station 1 ved foden af skrænten og derefter tælles opad hen mod vandløbet. Piezometer-dybden til midten af filtret angives i cm under jordoverfladen. Eksempelvis benævnes transsekt T2, station 3, dybde 100 cm som: T2/S3/D100.

Der blev foretaget en grov topografisk opmåling af transsektet ved hjælp af GPS.

Endelig blev en zone på 500 m opstrøms og 500 m nedstrøms transsektet gennemvandret med henblik på at foretage en rekognoscering af arealanvendelse og afvandingsforhold. Ved rekognosceringen blev såvel naturlige som menneske-skabte indikatorer for hydrologiske forhold registreret.

Naturlige indikatorer:

• Væld / kilder (seepage)
• Overfladiske småløb
• Oversvømmelse

Menneskeskabte indikatorer:

• Udretning
• Uddybning
• Drænudmundinger ved skræntfod og i vandløbsbrink
• Brøndringe
• Pumpestationer
• Opstemninger
• Inddigninger
• Indvindingsboringer.

Indikatorerne overførtes til et ortofoto i felten, hvorved det samtidigt blev registreret om indikatorerne kunne ses på ortofotoet (se eksempel i figur 4.12).

Klik her for at se Figur 4.12

Figur 4.12. Eksempel på ortofoto ved transsekt T1 (fuldt opstrukket rød linie). Rekognosceringszonen (500 m op- og nedstrøms transsektet) angives af de stiplede røde linier. Den blå linie er vandløbet, de gule linier højdekurver, og de hvide linier angiver afgrænsning af Ådalsmagasinet.

Grøftnings- og drændensiteten i ådalene foreslås ifølge Dahl et al. (2004) karakteriseret som:

• Høj; for afstande mindre end 100 m
• Middel; for afstande mellem 100 og 250 m
• Lav; for afstande over 250 m.

4.4.1 Borebeskrivelsesnøgle

Da jordartskortet kun beskriver jordarten i en meters dybde under jordoverfladen, og der ikke foreligger detaljerede borebeskrivelser i Jupiterdatabasen for sedimenter i Ådalsmagasinet, præsenteres her en borebeskrivelsesnøgle, der foreslås anvendt ved geologiske profilbeskrivelser i Ådalsmagasinet. På grund af store forskelle i sedimenternes hydrauliske og geokemiske egenskaber er det nødvendigt at skelne mellem forholdsvist mange materialetyper.

Sedimenttyper

Der skelnes overordnet mellem organiske og minerogene sedimenttyper, som angivet tabel 4.5.

Tabel 4.5. Organiske og minerogene sedimenttyper.

I de organiske sedimenter vurderes fiberindholdet ( > 0,1 mm) i en uforstyrret prøve. Stærkt humificeret tørv angives f.eks. som (Z). De minerogene sedimenter beskrives udfra deres primære kornstørrelse, f.eks.. finsand (fA). I sedimentet beskrives både det primære materiale ( > 50 %) og et eventuelt sekundært materiale (25 – 50 %).

Endvidere vurderes om det organiske indhold er:

• < 3 %. Angives som fA.
• 3 - 25 %. Angives som fA(3Z)
• > 25 %. Angives som fA(25Z).

På denne vis benævnes blandingsmaterialer som f.eks. finsandet, stærkt humificeret tørv Z(25fA) og siltet finsand som fA(25Si), hvis der er mere end 25 % sekundært materiale iblandet.

Et eventuelt grus- og stenindhold beskrives tillige.

Farve

Som indikator for redoxforhold beskrives materialets farve som:

• Brunlig (organisk indhold). Angives som B.
• Rødgul (oxideret). Angives som R.
• Grålig (reduceret). Angives som G.

4.4.2 Hydraulisk ledningsevne

De geologiske profilbeskrivelserne i Ådalsmagasinet anvendes som indikator for magasinets hydrauliske ledningsevne. I tabel 4.6 er den hydrauliske ledningsevne gengivet for forskellige sedimenttyper ifølge sammenstillingen i Dahl et al. (2004).

Tabel 4.6. Hydraulisk ledningsevne for minerogene og organiske sedimenttyper (fra Dahl et al., 2004).

Karakteristisk for den geologiske opbygning i et Ådalsmagasin er en meget heterogen opbygning med en hyppigt skiftende tekstur for de minerogene sedimenter og en hyppigt skiftende humificeringsgrad af tørven. Materialetyperne er alle ofte forekommende i Ådalsmagasiner. Med det meget store interval for hydraulisk ledningevne for disse sedimenter, må det derfor forventes, at Ådals-magasinet samlet set også kan udvise store variationer i hydraulisk ledningsevne.

På basis af de foretagne profilbeskrivelser og ovenstående værdier for hydraulisk ledningsevne for forskellige sedimenttyper er en bulk hydraulisk ledningsevne for Ådalsmagasinet ved transsekterne anslået i tabel 4.7. Det fremgår af tabellen, at bulk ledningsevnerne vurderes at ligge mellem 0,01 og 10 m/dag.

Tabel 4.7. Anslået bulk hydraulisk ledningsevne for Ådalsmagasin samt minimumstykkelse af Ådalsmagasin ved T1 til T9.

På basis af profilbeskrivelserne er en minimumstykkelse af Ådalsmagasinet (Tådal) endvidere vurderet. Den ligger mellem 2 og 3,5 m, som det fremgår af tabel 4.7.

4.5 Trin D: Konceptuel modellering af syntetiske tværsnit

MODFLOW (McDonald og Harbaugh, 1988) er anvendt til at undersøge den relative betydning af de geomorfologiske, geometriske og hydrauliske parametre samt afvandingsforhold for strømningsfordelingen i ådalen i morænelandskaber.

MODFLOW blev sat op for et vertikalt tværsnit langs en strømlinie gående fra det topografiske vandskel til vandløbet under antagelse af symmetri omkring midten af vandløbet. Det antages således, at al nedbør, der falder i tværsnittets opland passerer ådalen til vandløbet i det samme todimensionale tværsnit.

Karakteristisk for Ådalstype 1 i morænelandskaber er, at et dæklag af moræneler over grundvandsmagasinet er så tykt, at der ikke forekommer tilstrømning til ådalen fra magasinet. Det blev derfor besluttet ikke at foretage analyser for denne Ådalstype.

Der er derimod foretaget analyser for Ådalstype 2 og 3, der er hyppigt forekom-mende i morænelandskaber.

Af tidsmæssige årsager indeholder rapporten ikke resultater for tilsvarende analyser for Ådalstype 4, der ligeledes er hyppigt forekommende i moræne-landskaber. Disse analyser foretages i 2005 og afrapporteres i Mads Bankes specialerapport, der forventes færdig inden sommer 2005. Karakteristisk for denne Ådalstype er, at det bidragende grundvandsmagasin har væsentligt større udbredelse end det topografiske opland. Simuleringerne foretages ved en hydrogeologisk opbygning svarende til Ådalstype 3. Det bidragende grundvands-magasin tilføres i denne situation en grundvandstilstrømning ved det topografiske vandskel.

I forbindelse med analyserne foretaget for Ådalstype 3, der på mange måder ligner Ådalstype 5 (se Dahl et al., 2004), er der opnået resultater, der indikerer, at der ikke er grund til at skelne mellem Ådalstype 3 og 5. Ådalstype 5 udgår derfor af GOI typologien.

Af tidsmæssige årsager blev Ådalstyper karakteristiske for smeltevandsslette og havaflejringer (se Dahl et al., 2004) heller ikke analyseret i nærværende projekt. Mulighed for at foretage disse analyser søges i anden sammenhæng. I rapporten er det dog, hvor det er aktuelt, forsøgt at vurdere, hvorvidt resultater for Ådalstype 3 kan indikere strømningsfordeling i ådalen på smeltevandsletten.

For Ådalstyper på smeltevandssletten er en alternativ metode til estimering af strømningsfordelingen i ådalen beskrevet i Dahl et al. (2004, side 58 – 59 og 97 - 102). I denne metode anvendes forholdet mellem ådalens våde engzone og vand-løbets effektive bredde som indikator for fordelingen mellem den diffuse gennem-strømning af Ådalsmagasinet (Q₁) og den direkte tilstrømning til vandløbet (Q₃).

4.5.1 Modelsetup

Randbetingelser

MODFLOW er sat op for et vertikalt tværsnit langs en strømlinie gående fra det topografiske vandskel til vandløbet (figur 4.13). Modelområdets sider er derfor no-flow grænser. Det antages, at modelområdet underlejres af et impermeabelt lag, således at modelområdets bund ligeledes er en no-flow grænse. Der er indlagt dræn i terrænoverfladen i ådalsskrænt og ådal. Vandløbet simuleres af en celle med fastholdt tryk 0,9 m under terrænoverfladen. Der tilføres en nettonedbør (infiltration) på 250 mm/år svarende til værdier for Midtfyn (Henriksen og Sonnenborg, 2003). Simuleringerne er foretaget stationært.

Figur 4.13. Modelparametre og randbetingelser.

Hydrogeologisk opbygning (Ådalstype) og diskretisering

Undersøgelsen af styrende parametre for en hydrogeologisk opbygning svarende til Ådalstype 2 og 3 afrapporteres i nærværende rapport.

Figur 4.14. Principskitse over hydrogeologisk opbygning for Ådalstype 2 og 3.

Figur 4.14 viser den hydrogeologiske modelopsætning for Ådalstype 2 og 3. Den afgørende forskel på disse to er, at Ådalsmagasinet adskilles fra det bidragende sandmagasin af et morænelersdæklag i Ådalstype 2, mens Ådalsmagasinet har direkte kontakt med sandmagasinet i Ådalstype 3.

Afhængigt af modelområdets dimensioner er modellen opbygget af 4 til 13 bereg-ningslag. Der er anvendt en horisontal diskretisering på 1 m. I vertikal retning varierer diskretiseringen fra 1 m under vandløbet op til 15 m ved vandskellet afhængigt af modellens dimensioner. Den fineste diskretisering eksisterer dermed i ådalsområdet, hvor strømningen konvergerer.

4.5.2 Estimater for strømningsvej Q₁ til Q₄

Resultatet af en simulering afbildes grafisk som i figur 4.15. Et strømningsbudget med horisontal og vertikal flux i m³/dag kan udtrækkes for hver enkelt celle.

Som estimat for strømningsvej Q₁ (diffus strømning gennem Ådalsmagasinet) anvendes summen af den horisontale strømning til vandløbscellen og cellen umiddelbart herunder (se figur 4.15).

Tilsvarende anvendes den vertikale strømning til bunden af cellen umiddelbart under vandløbscellen som estimat for strømningsvej Q₃ (direkte tilstrømning til vandløbet).

Figur 4.15. Eksempel på udsnit af simuleringsresultat samt strømningsbudget for en celle. Den røde farve illustrerer sandmagasinet, den brune dæklaget af moræneler, og den grønne Ådalsmagasinet. Den horisontale, henholdsvis vertikale, tilstrømning til de to lyserøde celler anvendes til estimering af henholdsvis Q₁ og Q₃. De grønne linier er ækvipotential-kurver og pilene flowvektorer. Der er anvendt 10 gange overhøjning.

Under naturlige forhold vil grundvandet, i situationer hvor ledningsevnen i Ådalsmagasinet er meget lav, træde frem i kilder eller lokale udsivningsområder ved skræntfoden og i ådalen. MODFLOW kan imidlertid ikke simulere en sådan udstrømning på terrænoverfladen samt den videre overfladiske afstrømning hen over jordoverfladen. I disse strømningssituationer vil der derfor simuleres et unaturligt højt trykniveau i ådal og opland. Da det må antages, at der under naturlige forhold vil være et drænbehov i disse ådale, er der for at råde bod på dette i modellen placeret dræn i skrænten og ådalen. Drænene er placeret i terrænoverfladen for at simulere en samlet virkning af overfladisk afstrømning og drænvandsafstrømning. Drænene er givet en høj drænkonstant for at sikre, at de er tilstrækkeligt effektive til at sænke grundvandets trykniveau til jordoverfladen. Vandet der på denne måde 'forlader' modelområdet anvendes som et samlet estimat for strømningsvej Q₂ (overfladisk afstrømning) og Q₄ (dræn- og grøftafstrømning). I praksis beregnes Q₂ + Q₄ dog som residual udfra vandbalancen:

Q₂ + Q₄ = (Nettonedbør x (L_opland + L_skrænt + L_ådal) x B) – Q₁ – Q₃

B er profilets bredde på 1 m.

For at illustrere den relative betydning af de undersøgte parametre er strømnings-fordelingen relateret til nettonedbøren på 250 mm/år, der er anvendt i alle simuleringer.

4.5.3 Styrende parametre

De parametre (se figur 4.13), der især forventes at styre strømningsfordelingen i ådalen, er:

• Hydraulisk ledningsevne for Ådalsmagasinet, K_ådal
• Hydraulisk ledningsevne for morænelersdæklaget, K_dæk
• Hydraulisk ledningsevne for sandmagasinet, K_mag
• Udstrækning af opland (L_opland)
• Bredde af ådal (L_ådal)
• Tykkelse af dæklag (T_dæk)
• Tykkelse af sandmagasin (T_mag)
• Ådalsskræntens hældning (α_skrænt).

Der er fra litteraturen valgt typiske ledningsevner for sandmagasin (K_mag) og dæklag (K_dæk), der begge holdes konstante i alle simuleringer. Derimod varieres ledningsevnen for Ådalsmagasinet (K_ådal) indenfor intervallet 0,01 til 100 m/dag. Dette interval er større end de anslåede værdier for transsekterne angivet i tabel 4.7. For at tydeliggøre betydningen af 'kontrasterne' mellem de hydrauliske egenskaber for de tre hydrogeologiske enheder for strømningsfordelingen i ådalen, betragtes alle ledningsevner som homogene og isotrope.

Alle øvrige parametre i ovenstående liste varieres systematisk i modelsimulerin-gerne. På basis af kvantificeringen af parametrene ved de udvalgte transsekter T1 til T9 langs Sallinge Å og Odense Å (tabel 4.2 til 4.4) anvendes realistiske intervaller for de enkelte parametre under østdanske forhold (se tabel 4.8).

De resterende parametre (jævnfør figur 4.13) holdes konstant.

En opgørelse af parametrene og deres variation er givet i tabel 4.8.

Tabel 4.8. Konstante og variable parametre, samt sidstnævntes variation.

4.5.4 Simuleringer

For at undersøge den relative betydning af de variable parametre, er der foretaget stationære simuleringer, hvori nedenstående kombinationer af topografiske, geometriske og hydrauliske parametre er anvendt. Det samlede antal simuleringer beløber sig til henholdsvis ca. 240 for Ådalstype 2 og ca. 120 for Ådalstype 3.

Kombinationer af geomorfologiske parametre

Kombinationer af geomorfologiske parametre er identificeret ved en geomorfologi id (a til l), der fremgår af tabel 4.9.

Tabel 4.9. Kombinationer af geomorfologiske parametre.

Det bemærkes at det samlede opland (L_opland + L_skrænt + L_ådal) er ens (1.000 m) for geomorfologi id ”g” og ”i”.

Kombinationer af geometriske parametre

For Ådalstype 2 er der fire kombinationer af geometriske parametre identificeret ved en geometri id (1-1 til 5-6) angivet i tabel 4.10. Da dæklaget ikke optræder i Ådalstype 3 efterlader det kun to muligheder, hvori T_mag er henholdsvis 1 og 6 m.

Tabel 4.10. Kombinationer af geometriske parametre.

Kombinationer af hydrauliske parametre

Kombinationer af hydraulisk ledningsevne for de tre hydrogeologiske enheder er identificeret ved en ledningsevne id (A - E), som fremgår af tabel 4.11. Det bemærkes, at mens ledningsevnen for sandmagasin og dæklag holdes konstant, varieres ledningsevnen for Ådalsmagasinet i kombinationerne.

Tabel 4.11. Kombinationer af hydrauliske parametre.

I tabel 4.12 er de hydrauliske ledningsevner anvendt i de konceptuelle modelle-ringer relateret til sedimenttyper. De ses at spænde over fire dekader. De anvendte ledningsevner rækker på hver side en dekade ud over intervallet anslået for transsekterne i tabel 4.7.

Tabel 4.12. Hydrauliske ledningsevner anvendt i den

konceptuelle modellering relateret til sedimenttyper.

4.5.5 Resultater

Ådalsskræntens hældning

Generelt har det vist sig, at ådalsskræntens hældning (α_skrænt) ikke har nogen betydning for strømningsfordelingen. Resultaterne herfor er derfor udeladt.

Ådalsmagasinets hydrauliske ledningsevne og topografisk oplands udbredelse

I figur 4.16 er de estimerede strømningsfordelinger vist for både Ådalstype 2 og 3. I denne figur præsenteres fordelingerne som funktion af det topografiske oplands samlede udbredelse, Topland + Tådal (undtaget skræntens længde, der konstant er 100 m), og Ådalsmagasinets hydrauliske ledningsevne (K_ådal), idet hver delfigur illustrerer fordelingen ved en given ledningsevne id (A til E). Intervallerne omkring de enkelte punkter er ikke standardafvigelser, men repræsenterer intervallet for ændringer i fordelingen som følge af ændringer i tykkelse af dæklag (T_dæk) og tykkelse af sandmagasin (T_mag).

Tykkelse af dæklag og sandmagasin

For nuanceret at illustrere betydningen af tykkelsen af dæklag og sandmagasin er fordelingerne også præsenteret som vist i figur 4.17a til 4.17d for Ådalstype 2, og figur 4.18a og 4.18b for Ådalstype 3.

I figur 4.17a er typekurver for estimerede strømningsfordelinger vist for geometri id 1-1, det vil sige for en tykkelse af både dæklag og sandmagasin på 1 m (se tabel 4.10). Hver lille delfigur viser strømningsfordelingen for en bestemt geomorfologi id, feks ”a” hvori L_opland er 100 m og L_ådal er 30 m (se tabel 4.9) som funktion af ledningsevne id fra A til E (se tabel 4.11). Figurerne er placeret således, at L_opland ændres lodret fra 100 til 700 m og L_ådal ændres vandret fra 30 over 200 til 800 m. Tilsvarende resultater er illustreret i figur 4.17b, 4.17c og 4.17d for henholdsvis geometri id 1-6, 5-1 og 5-6.I figur 4.18a og 4.18b er tilsvarende typekurver vist for Ådalstype 3, der ikke har et dæklag mellem Ådalsmagasinet og sandmagasinet. Her varieres derfor kun tykkelsen af det bidragende sandmagasin (T_mag).

Klik her for at se Figur 4.16

Figur 4.16. Estimerede strømningsfordelinger illustreret som funktion af samlet oplandslængde (undtaget længde af skrænt, der konstant er 100 m) og ledningsevne id. Venstre søjle er resultater for Ådalstype 2, højre søjle for Ådalstype 3. Øverst i hver søjle er resultater for ledningevne id A, herunder B, C, D og underst E (se tabel 4.11). Intervallerne omkring de enkelte punkter er ikke standardafvigelser, men ændringer beregnet som følge af variationer af geometri id (se nærmere beskrivelse i tekst).

Klik her for at se Figur 4.17a

Figur 4.17a. Typekurver for Ådalstype 2 ved en dæklagstykkelse på 1 m og en sandmagasin tykkelse på 1 m (geometri id 1-1). Ændringer i strømningsfordelingen som funktion af varierende geomorfologi id (a til k) og ledningsevne id (A til E).

Klik her for at se Figur 4.17b

Figur 4.17b. Typekurver for Ådalstype 2 ved en dæklagstykkelse på 1 m og en sandmagasin tykkelse på 6 m (geometri id 1-6). Ændringer i strømningsfordelingen som funktion af varierende geomorfologi id (a til k) og ledningsevne id (A til E).

Klik her for at se Figur 4.17c

Figur 4.17c. Typekurver for Ådalstype 2 ved en dæklagstykkelse på 5 m og en sandmagasin tykkelse på 1 m (geometri id 5-1). Ændringer i strømningsfordelingen som funktion af varierende geomorfologi id (a til k) og ledningsevne id (A til E).

Klik her for at se Figur 4.17d

Figur 4.17d. Typekurver for Ådalstype 2 ved en dæklagstykkelse på 5 m og en sandmagasin tykkelse på 6 m (geometri id 5-6). Ændringer i strømningsfordelingen som funktion af varierende geomorfologi id (a til k) og ledningsevne id (A til E).

Klik her for at se Figur 4.18a

Figur 4.18a. Typekurver for Ådalstype 3 ved en sandmagasin tykkelse på 1 m. Ændringer i strømningsfordeling som funktion af varierende geomorfologi id (a til k) og ledningevne id (A til E).

Klik her for at se Figur Figur 4.18b

Figur 4.18b. Typekurver for Ådalstype 3 ved en sandmagasin tykkelse på 6 m. Ændringer i strømningsfordeling som funktion af varierende geomorfologi id (a til k) og ledningevne id (A til E).

4.5.6 Diskussion

Under diskussionen af ledningsevnernes betydning anvendes følgende termer:

• K_ådal = 0,01 m/dag meget lille
• K_ådal = 0,1 m/dag lille
• K_ådal = 1 m/dag middel
• K_ådal = 10 m/dag stor
• K_ådal = 100 m/dag meget stor.

Ådalstype 2

Det fremgår af figur 4.16, at den hydrauliske ledningsevne i Ådalsmagasinet (K_ådal), der varieres i ledningsevne id A til E (jævnfør tabel 4.10), er meget styrende for strømningsfordelingen i ådalen.

Når ledningsevnen i Ådalsmagasinet er meget lille (A) dominerer Q₂ til Q₄ fuldstændigt uanset størrelsen af de øvrige parametre.

Ved lille ledningsevne i Ådalsmagasinet (B) begynder Q₁ og Q₃ at få en vis betydning på bekostning af Q₂ + Q₄ for små topografiske oplande. I denne situation har de øvrige parametre heller ingen betydning.

Ved middel ledningsevne i Ådalsmagasinet (C) sker der en stor omfordeling af strømningsmønstret primært afhængigt af udbredelsen af det topografiske opland. Jo større det topografiske opland er, jo større andel får Q₂ + Q₄. Det modsatte er tilfældet for Q₁. Q₃ ligger stabilt på et lavt niveau. I denne situation øver størrelsen af de geometriske parametre desuden indflydelse. Som det fremgår af figur 4.17a til 4.17d giver en øget dæklagstykkelse sig udtryk i en stigning i andelen af Q₂ + Q₄ på bekostning af både Q₃ og Q₁. En øget tykkelsen af sandmagasinet har den modsatte effekt, idet andelen af Q₂ + Q₄ falder til fordel for andelen af både Q₃ og Q₁.

Ved stor ledningsevne i Ådalsmagasinet (D) er Q₁ dominerende, især ved små topografiske oplande. Ved store oplande får Q₂ + Q₄ dog en stigende betydning på bekostning af Q₁. Q₃ ligger meget stabilt på et lavt niveau. Især ved store topografiske oplande har sandmagasinets tykkelse meget stor indflydelse på fordelingen mellem Q₁ og Q₂ + Q₄. En stigende magasintykkelse omfordeler således op til 30 % af strømningen fra Q₂ + Q₄ til Q₁.

Ved meget stor ledningsevne i Ådalsmagasinet (E) dominerer Q₁ fuldstændigt uanset variation i alle øvrige parametre.

Ådalstype 3

For meget lille (A) og meget stor (E) hydraulisk ledningsevne i Ådalsmagasinet er strømningsfordelingerne nogenlunde ens for Ådalstyper 3 og Ådalstype 2.

Ved lille (B), middel (C) og stor (D) ledningsevne i Ådalsmagasinet er effekten af ændringen i ledningsevnen imidlertid generelt større for Ådalstype 3 end for Ådalstype 2 forårsaget af det manglende dæklag mellem det bidragende sandmagasin og Ådalsmagasinet ved Ådalstype 3. Den direkte strømning til vandløbet (Q₃) har således en meget større betydning for denne Ådalstype på bekostning af både overfladisk og drænafstrømning (Q₂ + Q₄) samt diffus strømning gennem Ådalsmagasinet (Q₁). For middel ledningsevne er Q₃ endda dominerende, hvilket aldrig er tilfældet for Ådalstype 2.

Udbredelsen af det topografiske opland har generelt ingen betydning for meget små og meget store ledningsevner. For små til store ledningsevner har udbredelsen samme betydning som for Ådalstype 2, at et større opland generelt tvinger en større andel af strømningen op mod overfladen (Q₂ + Q₄) på bekostning af både Q₁ og Q₃.

Ved større topografiske oplande og middel til store ledningsevner (C og D) medfører en øget tykkelse af sandmagasinet et fald på op til 50 % i Q₂ + Q₄, der fordeles ligeligt mellem Q₁ og Q₃.

4.5.7 Nøgle til strømningsfordeling

For at operationalisere modelsimuleringerne er der, som hjælp til at finde frem til den rigtige typekurve over den estimerede strømningsfordeling for en given ådal, i tabel 4.13 opbygget som en nøgle. De anvendte parametre er i nævnte rækkefølge:

• T_dæk
• T_mag
• L_ådal
• L_opland
• K_ådal

I kapitel 2 og 3 samt Trin C og D i dette kapitel er der anvist metoder til kvantificering af parametrene.

Tabel 4.13. Nøgle til valg af typekurve for strømningsfordeling. I tabellen er et eksempel for transsekt T1 illustreret ved gråfarvning.

Klik her for at se Tabel 4.13

4.5.8 Estimerede strømningsfordelinger for transesekt T1 til T9

På basis af de kvantificerede parametre for transsekt T1 til T9, præsenteret tidligere i kapitlet, kan strømningsfordelingen for transsekterne estimeres udfra figur 4.17a til 4.17d og figur 4.18a og 4.18b ved anvendelse af ovenstående nøgle.

I tabel 4.13 er der vist et eksempel på gennemgang af transsekt T1. T_dæk på 0 m medfører indgang i figur 4.18. T_mag på 5 m tilnærmes ved indgang i figur 4.18b. L_ådal på 360 m tilnærmes ved indgang i figur 4.18b 'e' eller 'g'. L_opland på 510 m indsnævner indgangen til figur 4.18b 'g'. En estimeret K_ådal på 1 m/dag medfører aflæsning af denne figur udfor D. Den estimerede strømningsfordeling aflæses til Q₁ på 40 %, Q₃ på 60 % Q₂ + Q₄ på 0 %, vist i tabel 4.14. Resultatet af en tilsvarende gennemgang af de øvrige transsekter er ligeledes angivet i tabellen.

Transekterne er herefter klassificeret som Strømningsvarianter ifølge Dahl et al. (2004) på basis af den dominerende strømningsvej (se tabel 4.14). I eksemplet transsekt T1 er den dominerende strømningsvej Q₃, hvorfor Strømningsvarianten er Direkte.

Tabel 4.14. Parametre og strømningsfordeling for transsekt T1 til T9.
¹⁾ omhandler det overfladenære magasin X_3.²⁾ er estimeret udfra jordartskort, da der ikke foreligger håndboringer. Eksemplet for transsekt T1 er gråfarvet.

Klik her for at se Tabel 4.14

Der er stor variation i strømningsfordelingen mellem transsekterne. Variationen er primært styret af tilstedeværelsen eller fraværet af et dæklag samt af K_ådal. Der er ingen entydig sammenhæng mellem Ådalstype og Strømningsvariant.

Ekstrapolation af resultater til Ådalstyper på smeltevandsslette

Med forsigtighed vil resultater for Ådalstype 3 sandsynligvis også kunne anvendes for Ådalstyper på smeltevandssletten. Der er således indikation for, at Strømnings-varianten langs de øvreog nedre strækninger af vandløbsssystemet, hvor det bidragende grundvandsmagasins udbredelse er forholdvis lille skifter fra Overfladisk / Detailafvandet, over Direkte til Diffus ved stigende ledningsevner i Ådalsmagasinet. Langs den midterste strækning af vandløbssystemet, hvor det bidragende grundvandsmagasin har meget større udbredelse, vil der sandsynligvis være en tendens til, at Strømningsvarianten enten er Overfladisk / Detailafvandet ved lave ledningsevner, eller Diffus ved store ledningsevner i Ådalsmagasinet. Den Direkte Strømningsvariant forventes ikke at findes på denne strækning.

4.5.9 Indikatorer for dominerende strømningsvej

Tabel 4.15. Parametre og indikatorer for dominerende strømningsvej for Ådalstype 2.

Tabel 4.16. Parametre og indikatorer for dominerende strømningsvej for Ådalstype 3.

Af tidsmæssige årsager har det ikke været muligt i dette projekt at teste de estimerede strømningsfordelinger for transsekt T1 til T9 med indikatorer fra felten. Afrapporteringen heraf vil finde sted i Mads Bankes speciale, der forventes færdigt inden sommer 2005.

4.5.10 Sammenfatning om konceptuel modellering

Styrende parametre

Den konceptuelle modellering og følsomhedsanalyse af de geomorfologiske, geometriske og hydrauliske parametre har vist, hvilke parametre, der er mest styrende for fordelingen af strømningsveje gennem en ådal.

Ådalstype 2

I Ådalstype 2 dominerer den direkte strømning til vandløbet (Q₃) aldrig. For middel ledningsevner udgør strømningen mellem 5 og 15 %, mens den er uden betydning for meget lave og meget høje ledningsevner.

K_ådal er den altafgørende styrende parameter for hvilken af de to andre strømnings-veje, der dominerer i ådalen. Hvis K_ådal er ≥10 m/dag (svarende til svagt humificeret tørv og mellem- til grovkornet sand) dominerer den diffuse strømning (Q₁) uanset størrelsen af de øvrige parametre. Det må forventes, at ådalen i dette tilfælde er tør (eng eller opdyrket) og at den ikke behøver dræning.

Hvis K_ådal derimod er ≤0.1 m/dag (svarende til moderat humificeret tørv, finkornet sand, gytje og silt) dominerer den overfladiske afstrømning og drænvandsafstrøm-ningen (Q₂ + Q₄). Denne type ådal vil under naturlige forhold være våd (mose) og have behov for dræning. Der kan være lokale, våde udstrømningsområder ved skræntfoden.

Hvis K_ådal derimod er 1 m/dag (svarende til moderat til svagt humificeret tørv eller finkornet sand) er den dominerende strømning afhængig af de øvrige parametres størrelse. Især ved små topografiske oplande og smalle ådale går tendensen mod diffus strømning (og tør overflade), mens store oplande og brede ådale tenderer mod at give overfladisk afstrømning (og våd overflade med drænbehov). En stigende dæklagstykkelse trækker ligeledes i retning af overfladisk afstrømning, mens en stigende sandmagasin tykkelsen trækker i retning af større diffus strømning.

Ådalens strømningsmæssigt aktive del ændres fra skræntfoden og overfladen ved meget små ledningsevner til Ådalsmagasinet ved meget store ledningevner. Ved middel ledningsevner har strømningen direkte til vandløbet tillige nogen betydning.

Ved middel til store topografiske oplande tvinger en stigende dæklagstykkelse tillige en større del af strømningen mod skræntfoden og overfladen, mens en stigende sandmagasin tykkelse bevirker, at en større del af strømningen løber diffust gennem Ådalsmagasinet og direkte op i vandløbet.

Ådalstype 3

I Ådalstype 3 kan den direkte strømning op mod vandløbet være dominerende. Dette er tilfældet, når K_ådal er omkring 1 m/dag (svarende til moderat til svagt humificeret tørv eller finkornet sand). I en sådan strømningssituation forventes det, at ådalen er tør, men det er muligt, at der findes et mere vådt lokalt udstrømnings-område nær vandløbet.

Ligesom for Ådalstype 2 dominerer den diffuse strømning, når K_ådal er ≥10 m/dag (svarende til svagt humificeret tørv og mellem- til grovkornet sand). Ådalens overflade forventes da at være tør.

Tilsvarende dominerer den overfladiske strømning også her, når K_ådal er ≤0.1 m/dag (svarende til moderat humificeret tørv, finkornet sand, gytje og silt). Ådalens overflade forventes også her at være våd og at have drænbehov.

Strømningsfordelingen for Ådalstype 3 er mere følsom overfor K_ådal end Ådalstype 2. For Ådalstype 3 er den direkte strømning til vandløbet mere betydningsfuld forårsaget af det manglende dæklag mellem det bidragende sandmagasin og Ådals-magasinet. Grundvandet strømmer tillige lettere diffust gennem Ådalsmagasinet, hvorved den overfladiske afstrømning og drænvandsafstrømningen får mindre betydning sammenlignet med Ådalstype 2.

Nødvendige parametre til estimering af strømningsfordelingen

For at kunne estimere strømningsfordelingen i en given ådal er det udfra ovenstående diskussion meget væsentligt at kunne vurdere bulk hydraulisk ledningsevne for Ådalsmagasinet (K_ådal).

Hernæst er information om bredden af ådalen (L_ådal) vigtig.

Udstrækningen af det topografiske opland (L_opland) som mål for udstrækningen af overfladenære grundvandsmagasiner er tillige vigtig at bestemme, hvor disse er tilstede (Ådalstype 3). For Ådalstype 4 vil den tilsvarende størrelse for de dybereliggende grundvandsmagasiner udgøres af magasinets horisontale udbredelse (L_mag). Den har sandsynligvis også stor indflydelse på strømnings-fordelingen.

Endelig er det også vigtigt at kvantificere det bidragende grundvandsmagasins tykkelse (T_mag) og dæklagets tykkelse (T_dæk).

I rapporten er der anvist metoder til bestemmelse af parametrene.

Hydraulisk ledningsevne i Ådalsmagasinet

Ledningsevnerne, der er anvendt for Ådalsmagasinet i den konceptuelle modellering, er isotrope og af en størrelsesorden, der repræsenterer almindelige sedimentyper i Ådalsmagasiner. Da Ådalsmagasiner dog oftest er anisotropt opbygget på grund af hyppigt vekslende lag af meget varierende tekstur og omsætningsgrad for tørvens vedkommende med deraf følgende store skift i hydraulisk ledningsevne indenfor korte afstande, er det således en meget væsentlig opgave at bestemme en effektiv (bulk) ledningsevne for Ådalsmagasinet. Denne bulk ledningsevne vil på grund af anisotropien være forskellig i horisontal og vertikal retning. Det ligger imidlertid udenfor dette projekts rammer at foreslå metoder hertil.

I simuleringerne har det vist sig, at selv forholdsvist små ændringer i den hydrauliske ledningsevne for Ådalsmagasinet har drastiske følger for strømningsfordelingen. Bulk værdierne anslået på basis af håndboringerne foretaget ved transsekter T1 til T9 ligger i intervallet 0,01 til 10 m/dag (svarende til ledningsevne id A til D. Ændringer indenfor dette interval kan fuldstændig omfordele Q₁ (diffus) og Q₂ + Q₄ (overfladisk og drænafstrømning), som det fremgår af alle typekurverne.

Da

• K = 0,01 m/dag svarer til stærkt humificeret tørv, gytje og silt
• K = 0,1 m/dag svarer til moderat humificeret tørv og finkornet sand
• K = 1 m/dag svarer til moderat til svagt humificeret tørv og finkornet sand
• K = 10 m/dag svarer til svagt humificeret tørv og mellemkornet sand

fremgår det med stor tydelighed, hvor vigtigt det er, at have detaljerede geologiske data med tilstrækkelig fin opløsning fra Ådalsmagasinet.

I kapitel 2 blev det konkluderet, at boringer i Jupiter databasen ikke indeholder brugbar information om den geologiske opbygning af Ådalsmagasinet. Jordarts-kortet giver information om jordarten i 1 meters dybde, men denne information har imidlertid heller ikke en tilstrækkelig fin opløsning (i dybden) til at en bulk ledningsevne for Ådalsmagasinet kan vurderes med en tilstrækkelig stor nøjagtighed. Ledningsevnen skal kunne vurderes indenfor mindst en dekades nøjagtighed for at give en rimelig pålidelighed i de estimerede strømnings-fordelinger. Det er derfor nødvendigt at udføre en detaljeret geologisk beskrivelse af Ådalsmagasinets opbygning. En profilbeskrivelsesnøgle til brug for håndbo-ringer er derfor beskrevet.

Ved Danmarks JordbrugsForskning findes en database over 8000 boringer foretaget i lavbundsjorde under okkerkortlægningen i 1980'erne. Disse boringer rækker et par meter ned i Ådalsmagasinet og indeholder detaljeret information om geologien (inklusive omsætningsgrad af tørv). Det vil således være særdeles væsentligt at tilgængeliggøre disse data til brug for GOI typologien.

Estimering af strømningsfordeling og klassifikation af Strømningsvariant

Nøglen angivet i tabel 4.13 kan, på basis af kvantificerede parametre, anvendes til at finde frem til den aktuelle typekurve for en given ådal, udfra hvilken strøm-ningsfordelingen kan estimeres. Udfra den dominerende strømningsvej kan ådalen herefter klassificeres som en af fire (tre) Strømningsvarianter ifølge Dahl et al. (2004).

Følsomhed af estimerede strømningsfordelinger

Den estimerede strømningsfordeling skal vurderes på baggrund af de foretagne antagelser for kvantificering af de enkelte strømningskomponenter i MODFLOW.

Eksempelvis viser analyser, hvori vandløbsbredden (den halve på grund af sym-metri) er 2 m i stedet for 1 m, at Q₃ maksimalt stiger med en faktor 2 fra 13 til 26 % for Ådalstype 2.

Sænkes vandstanden i vandløbet fra 0,9 m til 1,9 m stiger andelen af Q₃ af samme størrelsesorden som ovenfor.

For Ådalstype 2 medfører en øgning af sandmagasinets tykkelse fra 6 m til 15 m kun en øgning af Q₃ på nogle få %. Øges dæklagets tykkelse tilsvarende fra 5 m til 15 m medfører det omvendt en mindskelse af Q₃ på nogle få %.

For Ådalstype 3 medfører en stigning i sandmagasinets tykkelse fra 6 m til 15 m kun en ændring i strømningfordelingen for meget store oplande (”k”), hvor andelen af Q₃ stiger fra 40 til 60 %.

Anisotropi for alle hydrauliske ledningsevner (hvor den vertikale ledningsevne er en faktor 10 mindre end den horisontale) medfører en stigning i Q₂ + Q₄.

Anisotropi som ovenfor sammen med en vandløbsbredde på 2 m giver ingen væsentlig forskel fra en situation med en vandløbsbredde på 1 m. Det vil sig, at de hydrauliske egenskaber betyder mere end de geomorfologiske forhold for strømningsfordelingen.

Dynamisk simulering

Som første tilnærmelse er simuleringerne foretaget under stationære forhold. Det er imidlertid ønskeligt senere at foretage analyserne under dynamiske forhold også, men det ligger udenfor dette projekts tidsrammer.

4.6 Trin E: Kvantificering af tilstrømning til ådale udfra DK model

4.6.1 Beskrivelse af model-system

På baggrund af DK-model Fyn (Henriksen et al., 1997) er vandløbstilstrømningen på strækningen nedstrøms Sallinge Å's udspring blevet analyseret. DK-model Fyn er opstillet i MIKE SHE (v. oktober 2001), og inkluderer i den aktuelle opsætning komponenterne grundvandsstrømning i mættet zone, drænafstrømning, overfladevandsafstrømning og strømning i vandløb. Vandløbsplaceringen approksimeres i MIKE SHE til grænsen mellem de numeriske celler, der benyttes ved beregningen af grundvands- og overfladevandsstrømning, se figur 4.19.

Figur 4.19 Modelapproksimation af vandløbsgeometri i MIKE SHE.

I DK-modellen benyttes en diskretisering i grundvandssystemet på x = 1 km, og der kan derfor optræde betydelige forskelle mellem den virkelige placering af vandløbene og modellens approksimation af vandløbsplaceringen.

Vandstanden i vandløbene beregnes i de såkaldte river links (se figur 4.19), og vandudvekslingen mellem vandløb og grundvand beregnes på basis af hhv. den beregnede vandstand i river linket og de to tilgrænsende grundvands-knudepunkter. Grundvandstilstrømningen er styret af Darcy's lov og i den aktuelle DK-model opsætning er udvekslingen angivet til kun at være styret af modstanden i vandløbets bund. I dette tilfælde kan udvekslingen skrives som:

hvor K_R og d_R er hhv. vandløbsbundens hydrauliske ledningsevne og tykkelse. w_i er den befugtede perimeter, h_i er trykniveauet i grundvandscellen og hR er vandstanden i vandløbet (svarende til det aktuelle river link). L_R er lækagekoefficienten [T^-1], som der skal specificeres værdier for i modellen. Udvekslingen beskrevet ved ovenstående ligning foregår i grundvandsmodellag, hvor der er fysisk kontakt mellem vandløb og det pågældende lag. Oftest vil de specificerede vandløbstværsnit udelukkende være placeret i det øverste grundvandsmodellag, men hvis der benyttes en relativ fin diskretisering i vertikal retning, kan vandløbet have kontakt med flere af de øverste modellag.

Dræn kan kun placeres i det øverste numeriske modellag i den mættede zone. Drænvandsafstrømning genereres i de tilfælde, hvor grundvandsspejlet ligger over niveauet, hvor drænene er placeret. I grundvandsceller, hvor dette sker, vil en vandfluks være givet ved følgende udtryk:

hvor C_d er den såkaldte drænvandskoefficient [T^-1], z_d er koten for drænets placering, og x er sidelængden af de numeriske celler. Vandet, der løber til drænene, routes direkte til vandløb, hvor terrænets hældning bestemmer, hvilket vandløb vandet løber til. Drænvand flyttes med andre ord ikke fra celle til celle ned mod vandløbet. Cellen, hvor drænvandet genereres, kortsluttes med vandløbet, og transporttiden fra området, hvor drænvandet dannes, til vandløbet negligeres dermed. På grund af kortslutningen vil drænvand, der genereres i en celle langt fra vandløbet, ikke kunne reinfiltrere til grundvandet, hvis der mellem den pågældende celle og vandløbet optræder områder, hvor grundvandsspejlet står lavere end drænniveau.

Overfladevandsafstrømningen beregnes ved hjælp af en approksimation til St. Venants ligninger, og inputdata består af overfladeruhed udtrykt via Manningtallet. En brøkdel af nettonedbøren, som afhænger af jordoverfladens beskaffenhed, tildeles i hver celle til jordoverfladen, hvorved der genereres en strømning på overfladen. Mængden af vand, der genereres i hver celle, bliver transporteret mod de naboceller, der har lavere terrænkote. Samtidig vil der, hvis der er en nedadrettet trykgradient, ske en strømning mod grundvandet, hvis størrelse afhænger af de øvre jordlags hydrauliske egenskaber. Hvis grundvandsspejlet ligger under terræn, hvis den hydrauliske ledningsevne af topjorden er forholdsvis høj, og hvis nedbørsmængden er relativt lav, vil al vand sandsynligvis infiltrere til grundvandsspejlet. Der er derfor større chance for at generere overfladevandsaf-strømning til vandløb i vinterhalvåret, hvor grundvandsspejlet står forholdsvist højt og regnhændelserne oftest er kraftigst. Til forskel fra drænvandsafstrømning transporteres det vand, der strømmer på jordoverfladen, fra celle til celle, og kan derfor, hvis forholdene begunstiger det, infiltrere til grundvandsspejlet undervejs til vandløbet.

Både drænvandsafstrømning og overfladevandsafstrømning routes til de såkaldte river links (se figur 4.19).

4.6.2 Undersøgelsesområde

Det undersøgte område er vist på figur 4.20, hvor vandløbssystemet i den centrale del af Odense Å's opland er illustreret. Vandløb, der ikke er inkluderet i det anvendte modelsetup, er angivet med stiplede linier.

Der er specificeret dræn i hele området. Drænene er indlagt i et niveau svarende til 0,5 m under terræn, og grundvandsspejlet skal derfor overstige dette niveau, før der genereres drænvandsafstrømning. Drænvandskoefficienten er i hele området angivet til C_d = 7·10^-8 s^-1.

Vandløbslækagekoefficientens fordeling er baseret på Dahl et al. (1995) og varierer ned gennem vandløbssystemet som vist på figur 4.20. Der er anvendt tre forskellige lækagekoefficienter på henholdsvis 2·10^-10 s^-1, 2·10^-8 s^-1, og 2·10^-6 s^-1, hvor den lave værdi på 2·10^-10 s^-1 kun er anvendt på en lille strækning i den centrale del af området samt i opstrøms ende af Sallinge Å. Den lave værdi er tildelt strækninger, hvori vandløbet har kontakt med leret moræne, den høje værdi er tildelt strækninger, der har kontakt med sand, og den mellemste værdi tildelt strækninger med kontakt til en blanding af ler og sand.

Reference-nettonedbøren beregnet i forbindelse med arbejdet med Ferskvandets Kredsløb (Henriksen og Sonnenborg, 2003) er anvendt som nedbørsinput til modellen. Reference- nettonedbøren er beregnet ved at midle daglig nettonedbør over en årrække. Herved bestemmes en nettonedbør for f.eks.. 1. januar, der er middelværdien af nettonedbøren 1. januar i perioden 1981-2000. Årlig nettonedbør er beregnet til 288 mm. Modellen er kørt dynamisk i perioden 1981-2000, hvor der hvert år er anvendt samme nedbørsinput. Resultater fra år 2000, hvor modellen er i fuld balance, er trukket ud og analyseret (årlig middel).

Figur 4.20. Topografiske oplande til vandløbsstrækningen Sallinge Å – Odense Å, samt vandløbslækagekoefficient for vandløbsdelstrækninger. Vandløb, der ikke er medtaget i modelopsætningen, er stiplede. Lokaliteter, hvor der er specificeret vandløbstværsnit i opsætningen af modelvandløbet, er vist på figuren.

4.6.3 Analyse af tilstrømning til vandløb

På figur 4.21 ses i hvilke punkter, der er trukket data ud af modellen. Observations-punkterne er placeret på steder, hvor vandløbslækagekoefficienten ændrer værdi. Desuden er der på nogle strækninger indlagt yderligere punkter for at opnå en bedre opløsning af tilstrømningen til vandløbet. I tabel 4.18 er den absolutte og procentuelle tilstrømning til de 10 observationspunkter opskrevet. Vandførings-værdierne i tabel 4.18 angiver fordelingen af den akkumulerede vandløbsaf-strømning på det pågældende sted i vandløbet. Tallene repræsenterer med andre ord den akkumulerede tilstrømning opstrøms for det pågældende punkt. Fordelingen af overfladevandstilstrømning og drænvandstilstrømning varierer ikke nævneværdigt, mens der er en tendens til, at grundvandstilstrømningen stiger med øget opland. Den akkumulerede vandløbsafstrømning ses at være domineret af drænvandstilstrømning på hele strækningen (mellem 73 og 77 % af den total vandføring).

Da det primært er hovedløbene Sallinge Å og Odense Å, der ønskes resultater for som funktion af oplandets og vandløbenes karakteristika, er der foretaget en analyse af delstrækninger, hvor tilstrømningen fra sideløb er trukket fra i analysen. Der opnås hermed resultater for tilstrømningen til 10 delstrækninger, som på figur 4.21 repræsenterer tilstrømningen mellem nummererede observationspunkter. Eksempelvis repræsenterer delstrækning nr. 6 tilstrømningen mellem observa-tionspunkterne 30 og 35.

Tabel 4.18. Akkumuleret tilstrømning af henholdsvis overfladevand, drænvand og grundvand til de 10 observationspunkter på vandløbssystemet. Det første tal angiver fluksen i l/s, mens tallet i parantes angiver det procentuelle bidrag.

Figur 4.21. Placering af punkter, hvor tilstrømning til vandløb er kvantificeret. Delstrækninger, hvor de enkelte tilstrømningskomponenter er beregnet, er nummeret fra 1 til 10. Observationspunkterne 35 og 55 svarer til vandføringsstationerne 45.01 og 45.21.

Tilstrømningen til delstrækning 3, 4, 5, 7 og 9 er ifølge tabel 4.19 forholdsvis lav (under 90 l/s), mens tilstrømningen til delstrækning 1, 2, 6, og 10 er forholdsvis høj (170- 200 l/s). Dette hænger til dels sammen med størrelsen af delstrækningernes topografiske opland, som man kan få et indtryk af på figur 4.24, hvor der er lavet et groft overslag over arealer, der ikke bidrager med overfladenær afstrømning (overfladisk, drænvands- og overfladenær grundvandsafstrømning) til de definerede delstrækninger. En anden del af forklaringen er, at delstrækning 7 til 10 modtager grundvandstilstrømning fra et meget stort regionalt magasin, der strækker sig langt ud over de topografiske oplande. De beregnede tilstrømninger til delstrækning 8 skal sandsynligvis tolkes med varsomhed, da denne strækning er relativt kort sammenlignet med diskretiseringen.

Tabel 4.19. Fordeling af henholdsvis overfladevandstilstrømning, drænvandstilstrømning og grundvandstilstrømning til de enkelte delstrækninger. Det første tal angiver fluksen i l/s, mens tallet i parantes angiver det procentuelle bidrag.

Tilstrømningen ses af figur 4.22 at være domineret af drænvandstilstrømning for delstrækningerne 1 til 6, mens grundvandstilstrømning dominerer for delstrækningerne 7 til 9. For delstrækning 10 er de to komponenter af samme størrelsesorden. Overfladevandstilstrømningen udgør i alle tilfælde en mindre del af den totale tilstrømning, og varierer mellem 4 % og 22 %.

Figur 4.22. Tilstrømningsfordeling for de enkelte delstrækninger.

Figur 4.23. Forholdet mellem grundvandstilstrømning (Q_g) og drænvandstilstrømning (Q_d) opgjort på delstrækninger for henholdsvis stationær og dynamisk simulering.

Der er gennemført en stationær kørsel med modellen, hvor der som nettonedbør er brugt en middelværdi af reference-nettonedbøren beskrevet ovenfor, og øvrige input er baseret på data fra år 2000. Den stationære version af modellen inkluderer ikke overfladevandsafstrømning, og det er derfor ikke muligt at beregne den totale vandløbsafstrømning i et punkt. Forholdet mellem drænvandsafstrømning og grundvandsafstrømning kan imidlertid sammenlignes med det tilsvarende resultat fra den dynamiske kørsel, se figur 4.23. For det aktuelle tilfælde, hvor den ikke-stationære simulering har opnået en dynamisk ligevægt, og der på årsbasis ikke sker opmagasinering af vand, findes der relativt ens resultater for den dynamiske og stationære simulering.

Figur 4.24. Delstrækninger, hvor tilstrømningen er opgjort, sammenholdt med vandløbslækagekoefficienten. Desuden er der foretaget et groft skøn over arealer (udenfor topografiske oplande), der ikke bidrager ved opgørelsen af tilstrømning til delstrækninger (skraveret).

Sammenholdes tilstrømningsfordelingen vist i figur 4.22 med fordelingen af vandløbslækagekoefficienten vist i figur 4.20, findes en relativt god overens-stemmelse for specielt Sallinge Å (se også figur 4.24). I opstrøms ende (delstrækning 1), hvor lækagekoefficienten er lav (L_R = 2·10^-10 s^-1) findes en lille grundvandstilstrømning på mindre end 1 % af den samlede tilstrømning. På de efterfølgende delstrækninger 2 til 5 er lækagekoefficienten middel (L_R = 2·10^-8 s^-1), hvilket resulterer i en forøget grundvandstilstrømning på 7-15 %. For delstræk-ningerne 6, 7, og 9 er lækagekoefficienten høj (L_R = 2·10^-6 s^-1), men det er kun for delstrækning 7 og 9, at dette slår fuldt igennem med hensyn til grundvandstil-strømning. På delstrækning 6 ses kun en mindre stigning i forhold til middel lækagekoefficient. Den sidste delstrækning 10 er karakteriseret ved en middel lækagekoefficient på (L_R = 2·10^-8 s^-1), men der findes en relativt høj (sammenlignet med delstrækning 2 til 5) grundvandstilstrømning på 39 %. Fordelingen af lækagekoefficienten forklarer dermed ikke hele variationen i fordelingen mellem drænvandstilstrømning og grundvandstilstrømning.

4.6.4 Skalaforhold

Når diskretiseringen øges (x gøres større) mindskes muligheden for at reproducere variationer i topografien. Dermed reduceres evnen til at beskrive f.eks.. ådalen og de mekanismer, der foregår lokalt omkring ådalen. Med en gridstørrelse på 1 km², vil det stort set ikke være muligt at opløse Sallinge og Odense Å's ådale, og det vil derfor ikke være muligt at reproducere f.eks.. den virkelige fordeling mellem henholdsvis diffus (Q₁), direkte (Q₃), overfladisk (Q₂) og drænvands- (Q₄) afstrømning.

En grov diskretisering vil desuden betyde, at beskrivelsen af vandløbssystemet bliver forsimplet. Det er ikke hensigtsmæssigt at inkludere små vandløb, der har oplande på nogle få celler i det numeriske setup. En del af den afstrømning, der i virkeligheden foregår til småvandløb og grøfter, vil derfor blive simuleret som drænafstrømning. Der er derfor en tendens til, at drænvandsafstrømningen overestimeres i en numerisk model, der på grund af diskretiseringen ikke kan opløse mindre vandløb.

Det er på baggrund af de ovenstående resultater vanskeligt at vurdere, hvordan skalaeffekter spiller ind på de beregnede tilstrømninger. Der ses ingen klar tendens ned gennem vandløbet for nogle af de tre afstrømningskomponenter. Et forsigtigt bud vil imidlertid være, at drænvandskomponenten overestimeres mest i opstrøms ende af vandløbet.

Der er et stort behov for en undersøgelse af skalaeffekter på den undersøgte problemstilling. Dette kræver et studium, der involverer en undersøglese af følgende faktorer: (a) diskretisering, (b) detaljeringsgraden af vandløbssetup'et, og (c) detaljeringsgrad af topografi. Det må forventes, at resultaterne af en sådan undersøgelse vil afhænge af det hydrogeologiske setup, det vil f.eks.. sige geologiske opbygning og Ådalstype.

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

Version 1.0 September 2005, © Miljøstyrelsen.