Komparative oplandsberegninger

Komparative oplandsberegninger Thomas Wernberg, Ph.d. Hydrogeolog, Alectia Claus H. Iversen, Hydrogeolog, GEUS

Disposition Indledning – Oplandsberegninger hvorfor og hvordan AEM modeller – Hvad er det? Sammenligning af oplande med forskellige metoder

Oplandsberegninger - hvordan Terminologi – Indvindingsopland og grundvandsdannende område Oplandsberegninger har været benyttet gennem mange år til bl.a.: Sårbarhedskortlægning – OSD Indsatsplaner Grundvandsbeskyttelse GEUS vejledning i oplandsberegninger

AEM modeller - Introduktion Analytisk tilgang – metoder vi allerede benytter Beregning af BNBO Vandløbs- og naturpåvirkning (STRUCTURA / BEST) Håndtegnede oplande

AEM modeller – Hvad er det? Stationære strømningsforhold. Strømning i to dimensioner. Horisontal strømning (Dupuit-Forcheimer, 1863) Metoden er begrænset til ét lag, men flere lagsmodeller er under udvikling. Stykvis konstante aquiferforhold. Den hydrauliske konduktivitet og magasinering er konstant inden for de elementerne

Analytiske Element Metode Den analytiske elementmetode (AEM) er er relativ ny videnskabelig metode som bygger på to koncepter: Analytiske løsninger Superposition

Valg af værktøj

Komparative oplande 4 MODFLOW modeller Opstillet samme model i AEM pejleobservationer fra MODFLOW til AEM kalibreret AEM modellen Scenarieberegninger på begge modeller

Scenarietyper Indvinding i forskellig dybder, såfremt den hydrostratigrafiske model tillader dette. Indvindingen sættes til hhv. 200.000 m3/år og 400.000 m3/år for hver boring. Indvindingen placeres forskellige steder for at se effekten af oplandsberegningen på baggrund af hydrostratigrafiske inhomogeniteter og påvirkning fra vandløb Kildepladsscenarium m. 3 boringer. Indvindingen på 100.000 m3/år pr. boring.

Komparative oplande - Hedesletten MODFLOW model 4 beregningslag Begrænset zonering Noflow rande Scenarier fra alle 4 beregningslag

Komparative oplande - Hedesletten AEM model Noflow / vandløbsrande T zonering Kalibrering

Komparative oplande - Hedesletten Boring A – Identiske oplande Boring B – Stor forskel, - påvirkning fra vandløb Indvinding fra nedre lag (opland under vandløbet)

Komparative oplande – Begravet dal MODFLOW model 6 beregnings-lag Ens zonering i alle lag Scenarier fra 4 aquiferlag

Komparative oplande – Begravet dal AEM model Rande som MODFLOW model Zonering for begravet dal og lavtrans

Komparative oplande – Begravet dal Indvinding i begravet dal Indvindingsoplandene har ens form og bredde

Komparative oplande – Begravet dal Indvinding over begravet dal Dalen skal ikke med i beskrivelsen Indvindingsoplandene har næsten samme form og bredde

Komparative oplande – Kalkmagasin MODFLOW model Heterogen model 3 beregningslag Begrænset zonering Scenarier kun lag 3

Komparative oplande – Kalkmagasin AEM Heterogene zoner Vandløb Forskellig grundvandsdannelse

Komparative oplande – Kalkmagasin A: Bredde og retning ok. Ikke sammenfald. Langt opland B: Retning ikke ens. Opland i kalken C: Retning ikke ens. Opland i kvartæret D: Opland og retning ok. Mindst heterogene opland

Opsamling Oplande fra tre modeller viser: Hedesletten giver identisk opland for boring uden påvirkning fra vandløb, hvorimod boring tæt på vandløb giver AEM problemer (men vandløbspåvirkning er en usikker faktor) Oplande i den begravede dal kan godt beregnes. Man skal dog have en hydrogeologisk forståelse for området AEM modellerne kan ikke håndtere den komplicerede tredimensionale strømning i kalkmagasinmodellen med sekundære magasiner.

Konklusion AEM modellerne: God repræsentation af oplandsform ikke altid placeringen god til at håndtere kildepladser Mindre god til at præsentere boringer der ikke indvindinger fra hele magasinet (2 dimensionalt magasin) Problemer med oplandsberegninger tæt på vandløb (hedesletten) Oplandet når næsten til grundvandsskel Jo mere kompliceret en strømning, des mindre god er oplandsberegningen i AEM (som forventet) endnu ikke grundvandsdannende område (2 dimensionalt magasin) Hurtige at lave.

Konklusion: Vælg det rigtige værktøj AEM metoden kan godt give realistiske oplande Kan anbefales, hvor der ikke er hydrostratigrafisk model og i en sceeningsfase, fase 1 i kortlægningen til udpegning af områder, hvor supplerende undersøgelser kan foretages I områder med relativ simpel hydrostratigrafi Kommunalt regi – indsatsplanlægning, indvindingstilladelser, naturpåvirkning m.v. Kan ikke anbefales I områder med kompliceret strømning. (eks. 3D, begrænset vandløbspåvirkning)

TAK