Hillerød Forsyning. Marts 2016 SEPARATKLOAKERING I ØSTBYEN - VURDERING AF NEDSIVNINGSPOTENTIALET

Transkript

1 Hillerød Forsyning Marts 2016 SEPARATKLOAKERING I ØSTBYEN - VURDERING AF NEDSIVNINGSPOTENTIALET

2 PROJEKT Hillerød Forsyning Projekt nr Version 1 Dokument nr Version 6 Udarbejdet af CMR/KiW Kontrolleret af JWL/OMU Godkendt af TSV NIRAS A/S Sortemosevej Allerød CVR-nr Tilsluttet FRI T: F: E: niras@niras.dk

3 INDHOLD 1 Indledning Baggrund Projektområde Boringer Geologiske forhold Nedsivningsforsøg Slug test metoden Infiltrationsforsøg metoden Nedsivningspotentiale, korte boringer Samlet vurdering af nedsivningspotentialet Dynamiske variationer i terrænnært grundvandsspejl, dybe boringer Modelopsætning Modelværktøj Klimadata Pejlinger Hydraulisk ledningsevne Randbetingelser Kalibrering Resultater Scenarie Scenariekørsler Sammenfatning Bilagsliste Referencer... 34

4 1 INDLEDNING Hillerød Kommune har vedtaget Spildevandsplan Ifølge spildevandsplanen skal en del af de fælleskloakerede områder i Østbyen (28 oplande) separatkloakeres i denne planperiode, i alt ca. 500 ha. Oplandene, der skal separatkloakeres, omfatter: H7a, H8, M3b, M4a, M4b, M5b, M5c, M5d, M5e og M6. Hillerød Spildevand A/S ønsker udført forundersøgelser af, i hvilket omfang lokal nedsivning af regnvand er muligt i Østbyen, samt at få belyst, hvilke påvirkninger en separering af overfladevand med hel eller delvis nedsivning har på de sekundære grundvandsmagasiner i oplandene. Forundersøgelserne skal endvidere danne grundlag for en udpegning af, hvilke områder i Østbyen, der egner sig til nedsivning, uden at det vil have en negativ påvirkning af det sekundære grundvandsmagasin. Forundersøgelserne skal indgå i detailprojekteringen af løsninger for, hvordan kloaksystemet kan tilpasses. 2 BAGGRUND Der er allerede gennemført en overordnet screening af området, der konkluderer, at den billigste løsning af en tilpasning af kloaksystemet vil være en alternativ separeringsløsning, hvor LAR (lokal afledning af regnvand) indgår i større eller mindre omfang. 1

5 3 PROJEKTOMRÅDE Østbyen i Hillerød ligger øst for Hillerød Slotssø og består af 28 fælleskloakerede oplande, A1b-M6, se Figur 3-1. Området består hovedsageligt af parcelhuskvarterer og boligblokke med varierende befæstelsesgrad. Figur 3-1. Østbyen, Hillerød. Projektområdet er vist med rødt. Kloakoplande er vist med sort. Terrænet er stigende ind mod den centrale del af projektområdet og varierer fra kote +39 til +77 m, se Figur

6 Figur 3-2. Terrænmodel af Østbyen. Projektområdet vist med rød afgrænsning. Højtliggende områder er orange og lavtliggende områder blå. 3

7 4 BORINGER Der er ifm. undersøgelsen etableret i alt 104 boringer, fordelt på 54 forskellige lokaliteter, se Figur 4-1. Boringerne er placeret med bedst mulig spredning med hensyn til både beskrivelse af nedsivningspotentialet inden for de enkelte kloakoplande og den efterfølgende modellering, hvor loggerdata skal bruges som input. Desuden er boringerne så vidt muligt forsøgt placeret i offentligt vejareal. Figur 4-1. Boringsplaceringer. B angiver boringssæt med én boring 2 m.u.t og én 5-8 m.u.t. D angiver én dyb boring m.u.t. På hver af de 50 lokaliteter, B1-B50, er der etableret to boringer med en halv meters mellemrum: En kort boring til 2 m.u.t. (filtersat 1-2 m.u.t.) samt en dybere boring til 5-8 m.u.t, filtersat i boringens nederste meter. Disse boringer er placeret således, at der inden for hvert afløbsopland som minimum er 1 sæt boringer. På hver af de resterende 4 lokaliteter, D1- D4, er etableret én dyb boring på m.u.t. Disse er boringer er så vidt muligt placeret på de højeste terrænpunkter i Østbyen. Boringsarbejdet er udført af entreprenør Geoboringer.dk i perioden 8/ / I forbindelse med borearbejdet er der for hver af de 54 lokaliteter udarbejdet en markjournal og udtaget jordprøver pr. halve meter, og desuden 4

8 udført vingeforsøg. I de tilfælde, hvor der er påtruffet forurenet jord, er der udtaget jordprøver til laboratorieanalyse - dette drejer sig om boring 39. Borejournaler for boringer på samtlige lokaliteter er vist i Bilag 1. 5

9 5 GEOLOGISKE FORHOLD Områdets geologi er i de øverste lag præget af morænelandskab med en markant randmoræne i den sydlige/centrale del af projektområdet. Den rumlige udbredelse af lagene i området er afbilledet med et NS- og et VØ-profil, se Figur 5-1. Den beskrivende geologi i profilerne er primært udarbejdet på baggrund af data fra boringer indberettet til GEUS Jupiter og sekundært på baggrund af geofysik /1/ samt data fra indeværende projekt Nord Vest Øst Syd Figur 5-1. Placering af nord-sydgående og vest-østgående profil. Der er overordnet fire vandførende magasiner: De tre kvartære/sekundære magasiner; Sand 1 (orange), Sand 2 (lyserød) og Sand 3 (rød), samt det prækvartære/primære magasin; Danienkalken (lysegrøn), se Figur 5-2 og Figur 5-3. Den terrænnære geologi er præget af moræneler (brun) og smeltevandssand/- grus (orange) og desuden et postglacialt toplag bestående af fyld, muld og blandede sand-/leraflejringer, afbilledet med lilla. De vandførende magasiner er derudover afgrænset af moræneler. Generelt er den terrænnære geologi særdeles heterogen, og det er derfor vanskeligt at lave repræsentative profilsnit for hele området. De underliggende lag er derimod i højere grad sammenhængende. 6

10 Nord Toplag Syd Sand Ler Ler Sand Ler Ler Kalk Figur 5-2. Geologisk NS snit (nord er nulpunkt i længderetningen, lagtykkelser i koter (m DVR90)). /1/ Vest Øst Ler Sand Ler Toplag Sand Ler Sand Ler Kalk Figur 5-3. Geologisk VØ snit (vest er nulpunkt i længderetningen, lagtykkelser i koter (m DVR90)). /1/ Det ses ud fra figurerne, at det sekundære magasin, Sand 1 (orange), følger topografien, således at sekundært grundvand strømmer fra den centrale/sydlige del af projektområdet mod, vest, nord og øst. 7

11 6 NEDSIVNINGSFORSØG Der er udført nedsivningsforsøg i samtlige boringer. Ved hver lokalitet er der blevet udført slug tests i de boringer, hvor der er fundet vand, og infiltrationstests i de boringer, hvori der ikke er fundet vand. Hvilken type test, der er blevet udført, fremgår af Bilag 1. Alle tests er foretaget med en Mini Diver 14 tryktransducer/logger, og dataene er logget i programmet Diver-Office Slug test metoden Ved boringer, hvor der er vandmættede forhold over hele filteret, udføres slug test. Loggeren placeres i bunden af boringen, og der monteres en vandtæt ballon umiddelbart over toppen af filtersætningen. Der fyldes vand til toppen af boringen over ballonen, således at der ved punktering sker en momentan tilførsel af vand og initieres et sænkningsforløb. 6.2 Infiltrationsforsøg metoden Ved boringer filtersat i helt eller delvist umættede aflejringer, vil en almindelig slug test ikke give et retvisende billede af de hydrogeologiske forhold omkring boringen. Derfor skal gruskastning og lokale forhold omkring filteret vandmættes, inden infiltrationsforsøget påbegyndes. Derved opnås den bedste tilnærmelse for at finde en hydraulisk ledningsevne ved infiltrationsforsøget under mættede forhold. Vandmætningen foregår over min., afhængig af de geologiske forhold omkring filteret. 8

12 7 NEDSIVNINGSPOTENTIALE, KORTE BORINGER Alle data er tolket i Aquifer-Test , og slug tests og infiltrationstests er blevet tolket efter samme fremgangsmåde. Tolkede K-værdier (hydraulisk ledningsevne) er sammenholdt med de geologiske beskrivelser i markjournalen. Resultaterne er vist i Bilag 2. De tolkede kurver er fremvist på Bilag 3. Den rumlige fordeling af nedsivningspotentialet er blevet tolket ud fra interpolation af tolkede data fra de korte boringer filtersat 2 m u.t. Der er ud fra tolkede data udført to typer interpolationer: én hvor det samlede nedsivningspotentiale inden for hvert enkelt kloakopland vurderes, således at der afgrænses administrativt. Her illustreres nedsivningspotentialet på kloakoplandsniveau ud fra boringer og på baggrund af nedenstående: Godt Moderat godt Moderat dårligt Dårlig Hydraulisk ledningsevne (m/s) > 1.00E E-06 til 1.00E E-06 til 5.00E-06 < 1.00E-06 én hvor nedsivningspotentialet interpoleres mellem boringerne inden for hele projektområdet med inverse distance metoden. Det fremgår af Figur 7-1, at der i den østlige del af Østbyen (M5b, M5c, M5d og M5e i øst samt H4d centralt) generelt er dårligt nedsivningspotentiale. Desuden ses det, at der i oplandene A1b, H2a, H2c, H2d, H6, H8, M3a, M3b, M4a, M4b, M1 og M6 overordnet er moderat dårligt potentiale for nedsivning. I oplandene H2b, H4b, H4c, H5, H7a og M2 er der moderat godt nedsivningspotentiale. I oplandene A3, H2e, H2f, H3 og M5a er der generelt godt nedsivningspotentiale. De tolkede K-værdier passer generelt godt overens med geologien beskrevet i borejournalerne, hvor den de fleste steder bliver beskrevet som værende moræneler eller sandblandet moræneler. 9

13 Figur 7-1. Nedsivningspotentiale på kloakoplandsniveau vurderet alene på baggrund af hydraulisk ledningsevne i korte boringer, alle filtersat 1-2 m.u.t. Det interpolerede kort over nedsivningspotentiale, Figur 7-2, viser det samme generelle mønster som Figur 7-1, men viser også store lokale forskelle inden for hvert enkelt kloakopland. Dette bl.a. ved kloakoplandene H7a, M3b og M5c. Boring B29 ved H4a viser relativt ringe nedsivningspotentiale ift. omgivende boringer, hvilket formentlig skyldes, at boringen er etableret tæt ved en sø, der har nogle lokale siltede aflejringer fra Weichel-istiden. Det skal nævnes, at værdier uden for projektområdet er ekstrapolerede og derfor ikke nødvendigvis sande værdier. 10

14 Figur 7-2. Nedsivningspotentiale i Østbyen baseret på interpolerede K-værdier i korte boringer. Grøn, gul og rød er hhv. høj, middel og lav hydraulisk ledningsevne. 8 SAMLET VURDERING AF NEDSIVNINGSPOTENTIALET Der er ifm. med indeværende rapport udført en målekampagne, hvor der er installeret dataloggere i 54 dybe boringer. Derudover er der udført seks synkronpejlerunder, ved etablering og ved slutningen af hver måned i vinterperioden fra november 2014, og derudover i maj og september På Figur 8-1 og Bilag 6 er den samlede vurdering af nedsivningspotentialet på kloakoplandsniveau illustreret. Vurderingen er lavet på basis af de samlede områdekarakteristika ift. hydraulisk ledningsevne og grundvandspejlsniveau under terræn i de dybe boringer. Grundvandspejlsniveauet afbilledet på Figur 8-1 viser nedstik (vandspejl m.u.t.) fra pejlerunden ultimo januar 2015, der generelt er et udtryk for den vådeste periode med det højeste vandspejl i de sekundære magasiner. Det samlede nedsivningspotentiale inden for de enkelte kloakoplande er inddelt i fire kategorier. Samlet nedsivningspotentiale Godt Moderat godt Moderat dårligt Dårligt 11

15 Det ses, at store dele af den centrale, nordlige og vestlige del af Østbyen har moderat godt til godt nedsivningspotentiale. Dog med undtagelse af kloakopland H2a, H2d, H4a og H6, der har moderat dårligt nedsivningspotentiale. De fire kloakoplande i den østlige del af Østbyen, M5b, M5c, M5d og M5e har generelt moderat dårligt til dårligt nedsivningspotentiale. De nordlige kloakoplande, M1, M3a, M4b, M4a, M4b, M6, er vurderet at have moderat godt nedsivningspotentiale, på trods af at de er placeret i kategorien moderat dårlig på Figur 7-1. Der er tale om en samlet vurdering af et kloakopland, men hvor der kan være stor heterogenitet inden for de enkelte lokaliteter, se Figur 7-2. Det er således en gennemsnitsbetragtning, der dækker over betydelige forskelle inden for hvert opland. Figur 8-1. Samlet vurdering af nedsivningspotentiale på kloakoplandsniveau på basis af hydraulisk ledningsevne (korte boringer) og vandspejl (vist i meter under terræn) målt i de dybe boringer. Er desuden illustreret på Bilag 6. 12

16 8.1 Dynamiske variationer i terrænnært grundvandsspejl, dybe boringer Formålet med en kontinuert registrering af det terrænnære vandspejl er at se, hvordan de enkelte områder responderer på kraftige nedbørshændelser. Eftersom der i området er relativ stor topografisk variation, er der tilsvarende stor forskel i koten og dybden til det terrænnære grundvandsspejl. Derfor er boringerne inddelt i højt, mellem og lavt beliggende boringer. Der er i alle de dybe boringer (54 stk.) monteret loggere, der måler de dynamiske variationer i grundvandsspejlet i de terrænnære jordlag (5-12 m.u.t). Dataloggerne måler med en frekvens på 1 time og logger over perioden oktober 2014 til ultimo februar 2015 i alle boringer. Eftersom vandspejlet i en del af boringerne faldt til under boringsniveau i løbet af vinterperioden, blev loggerne taget op i maj 2015, hvorefter der indtil oktober 2015 udelukkende blev foretaget logning af de vandfyldte boringer (28 stk.). Loggerdata til brug for modelarbejde og samlet vurdering af nedsivningspotentiale i indeværende rapport er udtrukket ultimo februar Generelt ses det, hvorledes vandspejlet i de vandfyldte boringer opbygges igennem vinterperioden og falder gennem foråret, med lavpunkt i september. Desuden ses det, hvorledes fluktuationer i grundvandspejlsniveauet følger nedbørshændelserne i større eller mindre grad, bl.a. afhængig af hydrogeologiske forhold omkring filtersætningen. Generelt responderer boringer med filtersætning i relativt lave K-værdier hurtigere mht. stigning i grundvandspejlsniveau. Loggerdata for hele perioden er afbilledet på nedenstående Figur 8-2, Figur 8-3 og Figur 8-4, samt Bilag 7a-7c På Figur 8-2 er illustreret forløbet for alle de højtliggende boringer. Der ses overordnet tre typer forløb. I boring B18, B26, B27 og B38 ses tydelig respons på enkelte nedbørshændelser og opbygning af trykniveauet i perioder i efterår/vinter med mange nedbørshændelser, f.eks. oktober og december/januar. Fælles for de fire boringer er, at de er filtersat i lerede aflejringer. Alle boringer har toppunkt omkring slutningen af januar. Der er trykniveauforskelle i boringerne på mellem 1 til over 2 m i løbet af moniteringsperioden. Boringerne B30, B31, B40 og B43 følger et mere jævnt forløb uden tydelig respons på enkelthændelser, men med en generel opbygning gennem våde perioder, f.eks. i januar. Desuden ses, hvorledes trykniveauet i boringerne først topper i april måned. Der er trykniveauforskelle i boringerne på mellem 0,5 til 1 m i løbet af moniteringsperioden. Den tredje forløbstype omfatter de to dybe boringer, D1 og D4, der har et jævnt forløb gennem hele moniteringsperioden. I disse boringer er trykniveauet målt i et dybereliggende magasin omkring et vandskel på højderyggen og med en formindsket indvirkning fra rodzonen. Udsving i disse boringer er under 0,5 m. 13

17 I D4 er vandspejlet dog næsten i niveau med bund af boring igennem hele perioden, og det er muligt, at der er en fejlkilde ift. våde, opslæmmede aflejringer i bunden af boringen. Det ses dog, at boringen har udslag på nogle af de større nedbørshændelser i vinterperioden, hvilket kunne indikere, at trykniveauet i denne periode ligger tæt på bunden af boringen. Figur 8-2. Grundvandspejlsvariationer i de højt beliggende boringer (dybe boringer). På Figur 8-3 er illustreret forløbet for alle de middelbeliggende boringer. Der ses overordnet tre typer forløb. I B6, B7, B14 og B48 ses tydelig respons på enkelte nedbørshændelser og opbygning af trykniveauet i perioder i efterår/vinter med mange nedbørshændelser, f.eks. oktober og december/januar. Fælles for de fire boringer er, at de er filtersat i lerede aflejringer. Alle boringer har toppunkt omkring slutningen af januar. Der er trykniveauforskelle i boringerne på mellem 1 til over 2 m i løbet af moniteringsperioden. Sandsynligvis større forskel i B48, da boringen først bliver vandfyldt i januar og tør igen i juni (vandret forløb i diagram). Boringerne B3, B9, B10, B12, B15, B41 og B49 følger et mere jævnt forløb uden tydelig respons på enkelthændelser, men med en generel opbygning gennem våde perioder, f.eks. i januar. Dog har B3 og B12 tydelige spring under nedbørshændelser i december og januar, hvilket kunne tyde på lokal oversvømmelse af boringen og indtrængning af uvedkommende vand. 14

18 Det ses, hvorledes trykniveauet i boringerne generelt først topper i april måned. Trykniveauforskellene i boringerne er på mellem 0,5 til 1,5 m i løbet af moniteringsperioden. Den tredje forløbstype omfatter B17 og B21, der har et jævnt forløb igennem hele moniteringsperioden, hvilket kunne tyde på, at de er filtersat i et større magasin. Begge filtre er overlejret af et lerlag. Udsving er under 0,5 m. Figur 8-3. Grundvandspejlsvariationer i de middelbeliggende boringer (dybe boringer). På Figur 8-4 er illustreret forløbet for alle de lavt beliggende boringer. Det ses, hvorledes alle fem boringer, B2, B25, B32, B33 og B46, følger et forholdsvis jævnt forløb med trykniveau-toppunkt i marts-maj. B33 har størst udsving, hvilket kan hænge sammen med, at boringen er filtersat i lerede aflejringer. De resterende boringer er filtersat i sandede aflejringer og sandsynligvis i lag, der får permanent grundvandstilstrømning. 15

19 Figur 8-4. Grundvandspejlsvariationer i de lavt beliggende boringer (dybe boringer). Der er i perioden desuden foretaget seks synkronpejlerunder. Resultater herfra er vist som relative fluktuationer ift. vandspejl ved etablering og som absolutte kotevariationer, se Bilag 8 og Figur 8-5. Tørre boringer har ændring 0,00 m igennem alle pejlerunder (dvs. ikke markeret med søjler). Det ses, hvorledes nogle boringer har et stort spring fra første til anden pejlerunde, hvilket indikerer, at vandspejlet ikke har været i ro ved etablering. 16

20 Figur 8-5. Illustration af resultater fra de seks pejlerunder (dybe boringer) i moniteringsperioden. Se i øvrigt Bilag 8. Overordnet er tendensen, at de terrænmæssigt højst beliggende boringer er tørre (markeret med rød) igennem hele moniteringsperioden (B19, B20, B22, B23, B24, B28, B29, B39, B44, D2, D3 og til dels D4), hvilket betyder, at det terrænnære grundvand på højderyggen permanent ligger under 8-12 m.u.t., se Figur 8-6 og Bilag 9. På den sydvestlige del af højderyggen, i boring B30, B31, B40, B43 og D1, findes vandfyldte boringer med et relativt roligt forløb uden direkte respons på nedbørshændelser (markeret med grøn). I et bælte nord om højderyggen responderer boringerne relativt hurtigt (markeret med blå) på nedbørshændelser (B6, B10, B12, B14, B15, B18, B26, B27, B38, B48 og B49). I de lavt beliggende boringer er der ikke noget entydigt mønster i respons fra boringerne. 17

21 Figur 8-6. Oversigtskort over de enkelte dybe boringers respons på nedbørshændelser. Rød indikerer tørre boringer, blå boringer med hurtig respons og grønne boringer med afdæmpet respons. 18

22 9 MODELOPSÆTNING I forbindelse med Naturstyrelsens grundvandskortlægning af Hillerød er der opstillet en dynamisk hydrologisk model /1/. Østbyen i Hillerød udgør et mindre område af denne model. Til opstilling af den hydrologiske model for Østbyen er der derfor taget udgangspunkt i den dynamiske model fra grundvandskortlægningen. Modellen er tilpasset Østbyen, og både modelområdet, pejleobservationer, hydrauliske parametre samt nettonedbøren er ændret på baggrund af feltobservationer og lokale strømningsforhold. Den færdigkalibrerede model repræsenterer den nuværende situation og betegnes Scenarie Modelværktøj Modellen er opstillet i MIKESHE som en stationær model, og der regnes ikke på den umættede zone. 9.2 Klimadata I modellen er der indlagt data fra pejleobservationer samt nettonedbør. Da modellen er stationær, er pejlinger og nedbørsdata fastlagt som et gennemsnit for perioden 24. september 2014 til 2. februar På baggrund af nedbørsdata fra nedbørsstationen ved Hillerød Centralrenseanlæg, er den gennemsnitlige nedbør for perioden beregnet til 2,25 mm/dag. Nedbøren er lagt ind som en konstant værdi i modellen. Den beregnede gennemsnitlige nedbør svarer til gennemsnittet for daglig dynamisk korrigeret nedbør fra DMI s 10 x 10 km klimagrid fra perioden Der eksisterer ingen daglige observationer af fordampning i umiddelbar nærhed af Østbyen. Den daglige potentielle fordampning er derfor beregnet som et dagligt gennemsnit ud fra DMI s 20 x 20 km klimagrid for perioden For et ikke-befæstet areal er den potentielle fordampning fastlagt til 1,66 mm/dag. Da der ikke regnes på den umættede zone i modellen, fastlægges der en værdi for nettonedbøren, udregnet som nedbøren minus potentiel fordampning. Inden for kloakoplandene antages det, at al vand, der falder på veje eller bygninger, afdrænes til afløb. Figur 9-1 viser kloakoplandene samt befæstede arealer. Vejbredderne er fastlagt i henhold til FOT. De større veje er vurderet til at være 7 m brede, mindre veje til 6 m og de mindste til 4 m. I Tabel 9-1 er vist arealfordelingen inden for kloakoplandene. 19

23 Figur 9-1. Befæstede arealer inden for kloakoplandene. Tabel 9-1 Arealfordeling inden for kloakoplandene Overflade Areal Areal kloakoplande 4,53 km 2 - Areal bygninger 0,71 km 2 - Areal vej 0,28 km 2 - Areal have 3,54 km 2 Der er beregnet en samlet befæstelsesgrad for kloakoplandene. Det antages, at nettonedbøren på bebyggede arealer uden for kloakoplandene reduceres med 35% i forhold til nettonedbøren på åben mark. 9.3 Pejlinger Pejleresultater fra de dybe (> 2 m) observationsboringer indgår i kalibreringen af modellen. For hver pejlbar boring er der beregnet en gennemsnitlig vandstandskote for de 4 pejlerunder for perioden 24. september 2014 til 28. februar De gennemsnitlige vandstandskoter fra de manuelle pejlinger er sammenlignet med de gennemsnitlige koter, beregnet ud fra loggerdata. Med undtagelse af 3 boringer, er forskellen under 0,5 m. 20

24 9.4 Hydraulisk ledningsevne På baggrund af de geologiske lagflader, der indgår i grundvandsmodellen, er det for hver boring fastlagt, i hvilket geologisk lag boringen er filtersat. Herefter er der for hvert af de 3 øverste geologiske lag (Toplaget, ler 1 og sand 1) interpoleret et kort for den hydrauliske ledningsevne. Resultaterne for de estimerede hydrauliske ledningsevner indgår i kalibrering af modellen. 9.5 Randbetingelser I Figur 9-2 er det hydrologiske modelområde illustreret. Randbetingelsen er for hvert af de 4 sandlag og kalken fastlagt som et fastholdt trykniveau på baggrund af resultaterne fra modellen i Naturstyrelsens grundvandskortlægning af Hillerød /1/. For resten af beregningslagene er der indlagt en no-flow grænse. Figur 9-2. Hydrologisk modelområde, kloakoplande og dybe boringer. Lyserød = filtersat i sand 1, blå = filtersat i ler 1, og grøn = filtersat i toplaget. 9.6 Kalibrering Under kalibreringen af modellen er der ændret på den hydrauliske ledningsevne i de øvre modellag samt i kalken. Justeringen er foretaget på baggrund af de estimerede hydrauliske ledningsevner fra slug tests samt i forhold til observeret grundvandsstand. Modellen er opstillet i 50 x 50 m grid. Modellen fra Naturstyrelsens grundvandskortlægning af Hillerød /1/ er opstillet i 100 x 100 m grid. Det er forsøgt at opstille modellen i 25 x 25 m grid, men dette har medført store vanskeligheder i forhold til at få modellen til at konvergere. 21

25 Under kalibreringen er de øverste 3 modellag (toplag, ler1 og sand1) tildelt samme hydrauliske egenskaber, for derved at sikre, at cellerne i det øverste modelberegningslag ikke er tørre. Tørre celler i modellen har tidligt i kalibreringsprocessen medført, at modellen ikke konvergerede. For at opnå en bedre simulering af det hydrauliske toppunkt centralt i projektområdet, er randbetingelsen i kalken ændret. I stedet for at fastholde trykranden til den simulerede grundvandsstand for modellen fra Naturstyrelsens grundvandskortlægning af Hillerød /1/, er trykranden fastholdt i forhold til optegnet potentialekort for kalken fra 2013 /2/ vist i Figur 9-3. Potentialekortet er optegnet på baggrund af en synkronpejlerunde foretaget i 2013, og kortet viser tydeligt et toppunkt i grundvandstanden under højderyggen. Figur 9-3. Potentialekort fra 2013 /2/. Inden for det øverste modelberegningslag, er der zoneret i den hydrauliske ledningsevne. Der er anvendt hydrauliske ledningsevner inden for et spænd på 1 x 10-8 m/s til 6 x 10-6 m/s. I henhold til Figur 7.10 er der anvendt en lavere hydraulisk ledningsevne i den østlige del af det hydrologiske modelområde, mens den hydrauliske ledningsevne er højere i den centrale og østlige del af området. 9.7 Resultater Scenarie 0 På Figur 9-4 er vist trykniveauer for simuleret terrænnært grundvandsspejl. Som baggrund er terrænet illustreret. Det terrænnære grundvandsspejl følger generelt terrænet, idet grundvandstanden er højest centralt i området, hvorfra det falder mod øst og vest. 22

26 Figur 9-4. Simuleret trykniveau i terrænnært grundvandsspejl vist i koter med 5 m interval. Terræn er vist som baggrund. Afvigelser mellem observeret og simuleret trykniveau for det terrænnære grundvandsspejl er vist på Figur 9-5. Afvigelserne varierer fra få centimeter og op til flere meter. Afvigelserne skal ses i forhold til terrænvariationer og skalaforhold. Af figuren fremgår det, at de største afvigelser ses for boringerne B27, B38 og B46. Både boring B27 og B38 er filtersat i det helt terrænnære lag (toplaget), og det kan derfor tænkes, at dette grundvandspejl ikke er i direkte kontakt med grundvandspejlet i det øvre sandlag (Sand1). Boring B46 ligger tæt på Hillerød Slotssø, og det er muligt, at de helt lokale dræningsforhold ikke afspejles i modellen. Boringerne B6, B9 og B10 er alle filtersat i ler, hvorfor der er en vis usikkerhed på pejlingen. Der er generelt fin overensstemmelse mellem observeret og simuleret terrænnær grundvandsstand i den nordlige del af projektområdet samt i flere spredte pejleboringer. 23

27 Figur 9-5. Afvigelser mellem observeret og simuleret grundvandsstand. Negativ værdi angiver, at der simuleres for høj grundvandstand, mens positive værdier angiver for lav grundvandstand. På baggrund af modelresultaterne vurderes det, at modellen er i stand til at simulere de overordnede hydrologiske forhold inden for kloakoplandene. Der ses en fin overensstemmelse mellem de simulerede og målte trykniveau-strukturer, herunder toppunkters beliggenhed og strømningsretninger. Der er imidlertid også lokale forhold, som modellen ikke kan genskabe, hvilket kan skyldes lokal geologisk heterogenitet, som er vanskelig at beskrive i modellen. Modellen forventes at kunne simulere betydningen af ændringer i eksempelvis nedbørsforhold, herunder generelle stigninger i grundvandsstanden, mens helt lokale ændringer for hvert enkelt kloakopland er uden for målet af modellen. Generelt gælder det for grundvandsmodeller, at ændringer ofte er mere korrekt beskrevet end absolutte størrelser, eller med andre ord: Usikkerheden på den simulerede ændring i trykniveau-forhold er mindre end på de faktisk simulerede trykniveauer. 24

28 9.8 Scenariekørsler På baggrund af den kalibrerede model er der opstillet 2 fremtidsscenarier: Scenarie 1 Nedsivning af vand fra alle hustage Scenarie 2 Nedsivning af vand fra alle befæstede arealer I Tabel 9-2 er vist fraktionen af nedbør, der nedsiver til det øvre grundvandsspejl inden for kloakoplandene. Forskellen mellem Scenarie 1 og Scenarie 2 er på blot 2 %, idet vejarealet udgør 6 % af kloakoplandene. Arealet af bygninger udgør ca. 15 % af kloakoplandet, og den største ændring i nedsivningen ses derfor mellem Scenarie 0 og Scenarie 1. Tabel 9-2. Nedsivning til øvre grundvandsspejl i de tre scenarier Fraktion af nedbør der nedsiver til øvre grundvandsspejl Scenarie 0 0,20 Scenarie 1 0,24 Scenarie 2 0,26 På Figur Figur 9-8 er vist dybden i meter under terræn til det simulerede terrænnære grundvandspejl for hhv. Scenarie 0, Scenarie 1 og Scenarie 2. Det overordnede billede for de 3 scenarier viser, at dybden til det terrænnære grundvandsspejl er størst i den sydvestlige del af projektområdet, mens grundvandsspejlet blot er få meter under terræn i den østlige del. Sammenlignes figurerne, ses det, at dybden til grundvandsspejlet er stort ses ens i den østlige del af projektområdet, mens dybden til grundvandsspejlet reduceres i den vestlige del, under højderyggen. 25

29 Figur 9-6. Scenarie 0, dvs. nuværende forhold. Simuleret terrænnært grundvandspejl vist i meter under terræn, dvs. at det terrænnære grundvandsspejl f.eks. ligger over 10 m.u.t. i den centrale del af projektområdet (vist med grønt). Det terrænnære grundvandsspejl i store dele af Konges Vænge træffes derimod f.eks. 0-5 m.u.t. (vist med orange/rød). 26

30 Figur 9-7. Scenarie 1 (nedsivning af tagvand). Dybden af det simulerede terrænnære grundvandspejl vist i meter under terræn. 27

31 Figur 9-8. Scenarie 2 (nedsivning af alt vand fra befæstede områder). Dybden af det simulerede terrænnære grundvandsspejl vist i meter under terræn (m.u.t.). På Figur 9-9 og Figur 9-10 vises ændringer i det terrænnære grundvandsspejl mellem hhv. Scenarie 0 og 1 og Scenarie 0 og 2. Resultaterne viser, at det primært er dér, hvor terrænet ligger højt, at der sker den største stigning i grundvandsspejlet. Dette er forventeligt, idet grundvandsspejlet her ligger flere meter under terræn. I den østlige del af projektområdet ses der kun en mindre stigning i grundvandsspejlet, idet den hydrauliske ledningsevne her er lavere, og der således dræner mere vand af fra terræn i forhold til områder, hvor grundvandsspejlet ligger lavere. 28

32 Figur 9-9. Simuleret stigning i grundvandsspejlet i Scenarie 1 i forhold til Scenarie 0. Dvs. stigning, hvis alt tagvand nedsiver ift. til nuværende forhold. 29

33 Figur Simuleret stigning i grundvandsspejlet i Scenarie 2 i forhold til Scenarie 0. Dvs. stigning, hvis alt vand fra befæstede arealer nedsiver ift. til nuværende forhold. 30

34 10 SAMMENFATNING Der er etableret 104 boringer i Østbyen, Hillerød, hvoraf 50 er filtersat fra 1-2 m.u.t. (korte boringer). Der er udført nedsivningsforsøg i samtlige af disse boringer, og det generelle billede viser, at der er moderat til dårligt nedsivningspotentiale i den øst- og nordlige del af projektområdet, mens der er moderat til godt nedsivningspotentiale i den vest- og sydlige del. Der er dog lokale afvigelser fra dette mønster, og området er generelt præget af stor heterogenitet. Nedsivningspotentiale (boringer filtersat 1-2 m.u.t.): Mere specifikt vurderes nedsivningspotentialet for de enkelte kloakoplande at være: Godt: A3, H2e, H2f, H3 og M5a Middel (godt): H2b, H5, H7a og M2 Middel (dårligt): A1b, H2a, H2c, H2d, H4b, H4c, H6, H8, M1, M3a, M3b, M4a, M4b og M6 Dårligt: H4a, M5b, M5c, M5d og M5e Fluktuationer i terrænnært grundvandsspejl (boringer filtersat 4-12 m.u.t.): Der er henover et år blevet moniteret på fluktuationer i vandspejlet i de dybe boringer. Overordnet har de terrænmæssigt højst beliggende boringer har været tørre igennem hele moniteringsperioden, hvilket betyder, at det terrænnære grundvand på højderyggen permanent ligger under 8-12 m.u.t. På den sydvestlige del af højderyggen er en del af boringerne vandfyldte med et relativt roligt forløb, uden direkte respons på nedbørshændelser. I et bælte nord om højderyggen responderer boringerne relativt hurtigt på nedbørshændelser, mens der i de lavt beliggende boringer ikke er noget entydigt mønster i responsen fra boringerne. Simuleret ændring i terrænnært grundvandsspejl: Modelresultaterne viser, at det terrænnære grundvandsspejl vil stige i forskellig grad i projektområdet, hvis alt vand i området bliver nedsivet i fremtiden. Under højderyggen centralt i Østbyen og i den nordøstlige del vil grundvandet stige over 1 m (H6, H2b, H2c, M5a, H4c, H4a, H3, H5, H4b, M1, M3b, M4a, M4b og til dels M2). Dette har dog ikke den store betydning, da det terrænnære grundvandsspejl i dag generelt ligger dybt (op til over 10 m.u.t. under højderyggen centralt i området). I den østlige del, ved Kgs. Vænge (M5b, M5c, M5d og M5e), er stigningen i størstedelen af området ikke nær så stor (størrelsesorden 0-1 m). Her ligger det terrænnære grundvandsspejl dog generelt højt i dag (flere 31

35 steder 2-3 m.u.t. i vintersituationen). Derfor kan stigningen potentielt give større problemer, hvorfor det generelt ikke kan anbefales at nedsive i dette område. I den nordvestlige del af området (H8, H7a, M3a, H2f, A3, A1b, H2e, H2d og til dels H2a og M2) samt M6 i den nordøstlige del ses i lighed med Kongens Vænge en relativt begrænset stigning i det terrænnære grundvandsspejl. I disse områder vil øget nedsivning ikke have mærkbar effekt ift. nuværende forhold. 32

36 11 BILAGSLISTE Bilag 1 Borejournaler Bilag 2 Bilag 3 Bilag 4 Bilag 5 Bilag 6 Bilag 7a-c Bilag 8 Bilag 9 Oversigt over K-værdier fra slug tests og infiltrationsforsøg Tolkede K-værdier Oversigtskort over nedsivningspotentiale på kloakoplandsbasis Oversigtskort over interpoleret nedsivningspotentiale i Østbyen Samlet vurdering af nedsivningspotentiale i kloakoplande Fluktuationer i Grundvandspejlsniveau baseret på loggerdata Grundvandspejlsfluktuationer ifm. seks pejlerunder Boringsrespons på nedbørshændelser 33

37 12 REFERENCER /1/ Naturstyrelsen. Geologisk, Hydro-geokemisk og hydrologisk model for Hillerød Kortlægningsområde. Rapport Trin 2 - Grundvandskortlægning. NIRAS /2/ Naturstyrelsen: Boringsregistrering og synkronpejling i Hillerød Kortlægningsområde. NIRAS