Kortlægning af kalkmagasiner Naturgivne, indvindingsbetingede og arealanvendelsesbetingede grundvandsproblemer i Østdanmark

Transkript

1 Image size: 7,94 cm x 25,4 cm Kortlægning af kalkmagasiner Naturgivne, indvindingsbetingede og arealanvendelsesbetingede grundvandsproblemer i Østdanmark

2 Udfordringer for vandkvaliteten i kalkmagasinerne i Østdanmark Nitrat Kun i mindre omfang Punktkilder I høj grad Indvinding (overudnyttelse) I høj grad Naturligeproblemer I nogleområder(i Skrivekridtet)

3 Strategier for kortlægning Kortlægningen må adressere den kombination af specifikke problemer, der findes i et givet område: Nitrat Punktkilder Indvinding (overudnyttelse) Naturlige problemer Kortlægningsstrategien må derfor tilpasses individuelt til det enkelte undersøgelsesområde Kortlægningen kan med fordel tage udgangspunkt i en foreløbig tolkningsmodel

4 Cases Møn Skrivekridt Kortlægning af naturgivne kvalitetsproblemer (primært fluorid) Københavns Vestegn Danien kalk Kortlægning af nikkelproblemer (indvindingsbetingede) Københavns Vestegn Skrivekridt og Danien kalk Kortlægning af kloridproblemer (indvindingsbetingede og arealanvendelsesbetingede)

5 Møn Udgangssituation efter trin 1 kortlægning Indvinding fra dårligt ydende Skrivekridtmagasin Opstillet geologisk model Skrivekridtmagasinet dækket af lerdomineret kvartær lagpakke, i store områder præget af glacialtektoniske forstyrrelser Ingen detaljeret viden om magasinegenskaber

6 Møn Udgangssituation efter trin 1 kortlægning Usikkerhed omkring strømningsforhold Stærkt reduceret grundvand Ingen problemer med nitrat og miljøfremmede stoffer Naturgivne problemparametre: Fluorid, NVOC, ammonium m.v.

7 Møn Arbejdshypotese Problemparametrene knytter sig til meget lange opholdstider for grundvandet i Skrivekridtmagasinet Der er tale om en omvendt sårbarhedssituation, hvor det yngste vand er bedst egnet til drikkevandsproduktion

8 Møn Overordnet formål med kortlægning af Skrivekridtmagasinet Be- eller afkræfte arbejdshypoteserne Som et led i ovenstående: Fylde huller i geologisk model Afklare magasinegenskaber og strømningsforhold Fylde huller i grundvandskemisk forståelse Finde nye mulige indvindingsområder til en række vandværker Finde nye generelle indvindingsområder Revidere OSD

9 Møn Kortlægningsstrategi Bredt undersøgelsesprogram, der skal tilvejebringe grundlaget for i en samtolkning af geologi, hydrogeologi og grundvandskemi at kunne opfylde målene for kortlægningen Elementer i kortlægningen: 1. Geologisk kortlægning 2. Hydrogeologisk kortlægning 3. Grundvandskemisk kortlægning 4. Samtolkning

10 Møn Geologisk kortlægning Nye boringer Dække huller i geologisk viden, hydrogeologisk viden (nøglepunkter til tolkning af potentiale + undersøgelse af magasinegenskaber) og kemisk viden desuden mulige kommende indvindingsboringer MEP-kortlægning Belyse geologien i et datatomt område udpeget som muligt kommende indvindingsområde Opdatering af geologisk model

11 Møn Hydrogeologisk kortlægning Synkronpejlerunder - Potentialekort Borehulslogging Strømningszoner i kridtet Prøvepumpninger Magasinegenskaber MRS-sonderinger Magasinegenskaber (+ geologi) Potentialekort og analytiske indvindingsoplande Grundvandsdannelse og strømning til primært magasin fra NOVANA-model

12 Møn Hydrogeologisk kortlægning

13 Møn Grundvandskemisk kortlægning Omfattende grundvandskemisk kortlægning Laterale variationer Fluxintegrerede vandprøver Vertikale variationer

14 Møn Resultater Huller i geologisk viden specielt i udpeget potentielt indvindingsområde er fyldt ud Magasinegenskaber og strømningsforhold er belyst Huller i den grundvandskemiske viden, bla. mht. vertikale variationer er fyldt ud Udgangshypoteserne er overordnet bekræftet Men: Der ses lokale variationer, der ikke kan forklares med udgangshypoteserne

15 Møn Resultater Der er fundet to konkrete indvindingslokaliteter Der er udpeget områder med potentiale for nye indvindingsboringer Men: Der kan ikke gives fuld garanti for god vandkemi i de udpegede områder Yderligere sikkerhed omkring tolkningerne kræver urealistisk detaljerede videre undersøgelser OSD er revideret

16 Københavnsområdet Geologisk ramme

17 Københavns Vestegn Nikkel Udgangspunkt Kildeplads med nikkelproblemer Danien kalk Eksisterende viden om strømningsforhold, vandkemi, m.v. Eksisterende grundvandsmodel Tidligere indvundet ca. 4 mill. m 3, i dag indvindes ca. 1 mill. m 3 Vandspejlet hævet op til 9 m

18 Københavns Vestegn Nikkel Mulige årsager Endvidere nikkel fra postglaciale aflejringer

19 Københavns Vestegn Nikkel Formål med kortlægning Opstille en velbegrundet hypotese for nikkelproblemerne på kildepladsen Give specifikke anbefalinger til renovering og fremtidig drift så der kan produceres drikkevand med acceptabelt indhold af nikkel

20 Københavns Vestegn Nikkel Kortlægningsstrategi Bredt undersøgelsesprogram, der skal identificere flest mulige karakteristika, der gælder for kildepladsen Desuden identificere manglende karakteristika for at kunne afvise potentielle årsager Hovedelementer i kortlægningen: 1. Geologisk/fysisk/teknisk 2. Hydrogeologisk 3. Grundvandskemisk 4. Samtolkning

21 Københavns Vestegn Nikkel Geologisk/fysisk/teknisk kortlægning Eksisterende boringer geologi og tilstand (barometerånding) Opsporing af sløjfede boringer m. metaldetektor (barometerånding Nye boringer geologi (+ hydrogeologi og kemi) Georadar geologi (geologiske vinduer - barometerånding) Spydkartering af moseaflejringer geologi (afgrænsning af mulig nikkelkilde)

22 Københavns Vestegn Nikkel Hydrogeologisk kortlægning Eksisterende hydrogeologiske data pejletidsserier og potentialekort Borehulslogging strømningszoner i kalken Numeriske modelberegninger Oplande til de enkelte dele af kildepladsen Opholdstider i kalkmagasinet Historisk fordeling af områder med frit vandspejl i kalkmagasinet Vandfluxe for deloplande til kildepladsen Fremtidige indvindingsscenarier

23 Københavns Vestegn Nikkel Hydrogeologisk kortlægning Kote i m DNN Sand Ler 5 0 Forerør/blindrør % 15% 15% Filter 21% 10% 36% 64% % % 38% -35 Åben %

24 Københavns Vestegn Nikkel Grundvandskemisk kortlægning Eksisterende vandkemiske data - tidsserier Nye prøver fra indvindingsboringer og moniteringsboringer laterale variationer Fluxintegrerede vandprøver vertikale variationer Vandprøver fra sugeceller i postglaciale sedimenter bestemmelse af kildestyrke for denne potentielle kilde Boring Sulfat - logbøger Sulfat - digitale Calcium - logbøger Calcium - digitale Nitrat - logbøger Nitrat - digitale ,0 1,5 Data Linie 1:1 Linie 1:2 Linie 2:1 Linie 4:1 120 Vsp. (m DNN) Koncentration (mg/l) Sulfat (mmol/l) 1, , ,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Calcium (mmol/l)

25 Københavns Vestegn Nikkel Grundvandskemisk kortlægning Kote i m DNN Sand Ler 5 0 Forerør/blindrør 36/ % 6,8/110 33/120 36% % 15% 8,8/ /120 28/100 21% 10% 64% 9,1/110 19/120 44/120 9,9/97-20 Filter / % 17/120 Signatur for vandprøver: Nikkel µg/l/sulfat mg/l

26 Københavns Vestegn Nikkel Resultater Der er opstille en hypotese for nikkelproblemerne på kildepladsen Lokale kildeområder på kildepladsen, primær frigivelse pga. barometerånding + sekundær frigivelse pga. hævet vandspejl Der er på grundlag heraf udarbejdet specifikke anbefalinger til renovering og fremtidig drift, så der kan produceres drikkevand med acceptabelt indhold af nikkel

27 Københavns Vestegn Klorid Udgangspunkt Indvinding fra Skrivekridt og Danien kalk Stigende kloridindhold i mange indvindingsboringer Omfattende viden om strømningsforhold, vandkemi, m.v. Eksisterende grundvandsmodel GEUS s salt-kalk projekt!

28 Københavns Vestegn Klorid Mulige kloridkilder Optrængning af residualt havvand. Indtrængning af recent havvand Nedsivning fra menneskeskabte kilder

29 Københavns Vestegn Klorid Formål med kortlægning Samlet billede af problemets omfang Klarlæggelse af årsag til stigning på boringsniveau Grundlag for for optimering af boringskonstruktioner og indvindingsstrategi

30 Københavns Vestegn Klorid Kortlægningsstrategi 1. Litteraturstudium Mulige kloridkilder Geologisk betinget Hvor er der risiko for optrængning af residualt havvand? Er problemer med residualt havvand udelukkende relatert til Skrivekridt? Differentiering af kloridkilder Findes der brugbare kemiske indikatorer i vejsalt? Hvilke kemiske korrelationer kan anvendes som indikationer? Er isotopanalyser brugbare I Vestegnen til at adskille kilder?

31 Københavns Vestegn Klorid Kortlægningsstrategi 2. Indsamling af relevante data vedrørende vejsaltning og saltpunktkilder 3. Optegning af kloridudviklinger i indvindingsboringer og vurdering af kilder til klorid

32 Københavns Vestegn Klorid Resultater litteraturstudium Giver svar på de stillede spørgsmål! Klitten et al., 2006, GEUS

33 Københavns Vestegn Klorid Resultater vejsaltning og saltpunktkilder Saltbelastningskort

34 Københavns Vestegn Klorid Resultater boringsvurderinger

35 Københavns Vestegn Klorid Resultater boringsvurderinger

36 Københavns Vestegn Klorid Resultater Risiko for stigende koncentrationer i ca. 50% af boringerne I de fleste områder kan der skelnes mellem kloridbelastning fra menneskeskabte kilder og optrængen af residualt havvand I enkelte områder kræves supplerende logging undersøgelser og niveauspecifikke analyser Kloridbelastningskortet danner grundlag for en kildestyrkemodel til den numeriske grundvandsmodel

37 Konklusioner Kortlægningen må adressere den kombination af specifikke problemer, der findes i et givet område: Nitrat Punktkilder Indvinding (overudnyttelse) Naturlige problemer Kortlægningsstrategien må derfor tilpasses individuelt til det enkelte undersøgelsesområde Kortlægningen kan med fordel tage udgangspunkt i en foreløbig tolkningsmodel

38 Tak Image size: 7,94 cm x 25,4 cm