Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde

Transkript

1 Naturstyrelsen Aarhus Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde November 2011

2

3 COWI A/S Parallelvej Kongens Lyngby Telefon Telefax wwwcowidk Naturstyrelsen Aarhus Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde Oktober 2011 Dokumentnr P A-1-Rap-04 Version 10 Udgivelsesdato Udarbejdet JDAM, MTCH Kontrolleret ANRE Godkendt ANRE

4

5 1 Indholdsfortegnelse 1 Resume 3 2 Introduktion 6 3 Teknisk løsning 7 4 Dataanalyse 9 41 Hydrostratigrafisk model 9 42 Grundvandssystemet Hydrologiske afgrænsninger Hydrauliske størrelser Ind- og udstrømning/vandbalancen Vandkvalitetsforhold Aldersdateringer 30 5 Modelopstilling Afgrænsning af modelområdet Randbetingelser Zonering af hydrauliske ledningsevner Zonering af grundvandsdannelsen Numeriske parametre 37 6 Kalibrering Kalibreringsmetodik Kalibreringsmål Kalibreringsjournal Kalibreringsresultat Sensitivitetsanalyse og invers modellering 59 7 Modelvalidering Valideringsmetode 61 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

6 2 72 Kvantitativ bedømmelse af valideringstesten Semi-kvantitativ/kvalitativ vurdering af valideringen Opsummering af validering 65 8 Begrænsninger i modellen 67 9 Modelsimuleringer og usikkerhedsanalyser Præsentation af referencekørsel og simuleringsscenarier Anvendte metoder Resultater af simuleringsscenarier Konklusioner og anbefalinger Referencer 94 Bilagsfortegnelse Bilag 1: Zonering i hydrostratigrafisk model Bilag 2A-2B: Potentialekort for grundvandsmagasiner Bilag 3A-3C: Grundvandsdannelse Bilag 4: Grundvandsindvinding Bilag 5: Information om vandindvindingsboringer Bilag 6: Placering af vandindvindingsboringer Bilag 7: K-værdier i magasinerne Bilag 8: Kalibrerings- og valideringsdata Bilag 9: Simulerede potentialer i kalibrerings-perioden - GMS Bilag 10: Simulerede potentialer i kalibrerings-perioden - GIS Bilag 11: Simulerede potentialer i validerings-perioden - GMS Bilag 12: Simuleret og observeret mægtighed af den umættede zone Bilag 13: Indvindingsoplande og grundvandsdannende oplande Bilag 14: Grundvandsdannelse Bilag 15: Usikkerhedsmatrice Bilag 16: Simulerede potentialer i referencescenariet O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

7 3 1 Resume COWI har på vegne af Naturstyrelsen Aarhus udarbejdet en grundvandsmodel for et 72,3 km 2 stort område nord for Vejle, der bla omfatter Lindved Indsatsområde Grundvandsmodellen er opbygget som en pixel-model, hvor de enkelte pixels enten er beskrevet som havende akvifer, akvitard eller akviclude egenskaber Akviferne dækker over såvel kvartære, som miocæne og oligocæne aflejringer af sand og grus Der findes overordnet set tre akviferer i modelområdet: (1) M1-Lindved, der er en større sammenhængende akvifer i den nordlige del af modellen beliggende mellem kote 50 og 70 m, (2) M1-isolerede, der udgøres af en række mindre isolerede magasiner i meget varierende dybder i den centrale og sydlige del af modellen og (3) M2-M3, der er et dybere grundvandsmagasin typisk beliggende under kote 35 m, der findes over det meste af modelområdet Magasin M2-M3 kan groft opdeles i en øvre del, M2, beliggende mellem kote ca +5 og +35 m, og en nedre del, M3, der er beliggende dybere end kote +5 m I de nordligste 2/3 af modellen indikerer pejledata, at M2 og M3 kan omfattes som et stort sammenhængende grundvandsmagasin med god indbyrdes hydraulisk kontakt Nærmere Vejle Fjord indikerer pejledata, at forholdene er meget mere komplekse, og at der i høj grad er tale om mindre magasiner, der står i dårlig hydraulisk kontakt med hinanden Dette gælder specielt for området sydvest for en linje mellem Store Grundet og Bredballe Strand Bunden af modellen er defineret som oversiden af eocænt ler Modellen er udarbejdet i programmet Groundwater Modeling System (GMS - MODFLOW) version 71 Cellestørrelsen er 50x50 meter Der er tale om en stationær grundvandsmodel, der simulerer strømningen i den mættede zone Grundvandsdannelsen i modellen er estimeret på baggrund af en lineær regression for perioden mellem en arealanvendelsesafhængig grundvandsdannelse (WaterTech, 2003) og standardkorrigeret nettonedbør Regressionen er efterfølgende anvendt til at estimere grundvandsdannelsen i perioden Grundvandsindvindingen i modellen er baseret på data fra PC Jupiter suppleret med oplysninger fra Vejle og Hedensted Kommuner Overfladevandssystemet udgøres af Vejle Fjord, større vandløb og grøfter samt enkelte mindre søer Desuden er der indlagt dræn 1 m under terræn i områder, hvor der står ler til terræn Dette repræsenterer, at ler i terræn ofte drænes gennem en opsprækket øvre del Grøfter og vådområder er også dækket af dræn I vådområderne repræsenter drænene det forhold, at vandet mere eller mindre strømmer på terrænoverfladen O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

8 4 Modellen er primært kalibreret mod pejlinger og vandføring fra 2010 og valideret mod pejlinger og vandføring fra 2003 Der er dog også anvendt sekundære pejledata fra hhv 2009 og 2011 samt 2002 og 2004 for at opnå en bedre geografisk dækning i de to perioder I kalibreringen og valideringen er anvendt pejledata opdelt på de forskellige beregningslag samt vandføringsmålinger Der findes generelt en god datadækning for hele M1-Lindved magasinet, mens datadækningen i M1-isolerede og M2-M3 er mere heterogen Der er for stort set alle kategorier af pejledata opnået en overensstemmelse mellem observerede og simulerede trykniveauer svarende til en high-fidelity kalibrering Eneste undtagelse af i magasin M1-isolerede, hvor statistikken ikke overholdes pga enkelte problemboringer og generelt meget få pejlinger Der er generelt en god overensstemmelse mellem observerede og simulerede pejledata over hele modelområdet, dog har modellen problemer med at simulere trykniveauet korrekt i enkelte pejlinger, der reelt repræsenterer minde isolerede magasiner Et andet problem er, at der generelt simuleres en anelse for fladt vandspejl i M1_lindved Strømningsretningen er dog i overensstemmelse med det observerede Dette vurderes derfor at have mindre indflydelse på bredden af indvindingsoplande og ikke på retningen af disse Der er blevet udført ændringer i den hydrostratigrafiske model de steder, hvor ændringen enten blev understøttet af eller ikke var i modstrid med geologiske og geofysiske data Andre steder, hvor ændringer tilsyneladende var nødvendige er disse ikke fortaget, da der ikke har været tilstrækkelig datagrundlag Der er under kalibreringen anvendt vandføringsmålinger fra to målestationer, og for begge er der opnået en god overensstemmelse mellem målt og simuleret vandføring Samlet set giver modellen således en god beskrivelse af det samlede vandkredsløb Under valideringen af modellen blev det konkluderet, at det hydrologiske system ikke når stationære forhold i valideringsperioden, hvor grundvandsdannelsen var relativt lav Der blev derfor anvendt en højere grundvandsdannelse baseret på et simpelt gennemsnit for for at afspejle mere gennemsnitlige forhold Valideringsstatistikken var en anelse ringere end kalibreringsstatistikken, men overordnet set tilfredsstillende En nærmere analyse af fordelingen af vinternedbør i perioden viser, at anvendelse af det simple gennemsnit for sandsynligvis overestimerer den reelle grundvandsdannelse i 2003 Dette ændrer dog ikke på hovedkonklusionen fra valideringen om, at det hydrologiske system ikke når stationære forhold på blot et enkelt år med meget lav eller meget høj grundvandsdannelse, og at beregninger af oplande mm derfor skal udføres med en grundvandsdannelse, der er baseret på et gennemsnit af data fra en længere tidsperiode I scenarierne er der derfor anvendt en gennemsnitlig grundvandsdannelse for hele perioden Modellen er afsluttende anvendt til at simulere seks scenarier, hvor der er varieret på indvindingsmængde, indvindingsstruktur og grundvandsdannelse På baggrund af scenarierne er der bestemt indvindings- og grundvandsdannede oplande for de eksisterende almenevandværker i modelområdet samt for de to nye planlagte kildepladser ved Bredal og Solekær For at kunne vurdere usikkerheden på resultaterne er der desuden foretaget en stokastisk beregning af O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

9 5 indvindingsoplandene og de grundvandsdannende oplande Endelig er der beregnet overordnede vandbalancer for de seks scenarier for at kunne vurdere effekten på vandkredsløbet O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

10 6 2 Introduktion Det overordnede formål med nærværende opgave er at bidrage til Naturstyrelsens grundvandskortlægning samt Hedensted og Vejle kommuners efterfølgende indsatsplanlægning i området Dette formål er dækket gennem opstilling af en tre-dimensional, numerisk, stationær grundvandsmodel, der kan beskrive de hydrogeologiske forhold i området, og som er anvendt til beregninger af vandbalanceforhold samt indvindings- og grundvandsdannende oplande for de almene vandværker i området Modellen er kalibreret til opfyldelse af GEUS' "High-Fidelity"-krav til grundvandsmodeller (GEUS, 2010) Grundvandsmodellen er opstillet som et led i Miljøministeriets afgiftsfinansierede grundvandskortlægning i indsatsområde Lindved Grundvandsmodellen er baseret på en hydrostratigrafisk model, der er opstillet af Naturstyrelsen Aarhus i 2011 (Naturstyrelsen Aarhus, 2011a) Modelområderne for den hydrostratigrafiske model (117 km 2 ) og grundvandsmodellen (72,3 km 2 ) er vist i Figur 2-1 Figur 2-1 Modelområde for den hydrostratigrafiske model (blå), grundvandsmodellen (rød) og indsatsområdet (sort) O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

11 7 3 Teknisk løsning Lindved modellen er en stationær grundvandsmodel Modellen er kalibreret mod data fra 2010 og valideret mod data fra 2003 Der er beregnet indvindingsoplande for såvel den aktuelle indvinding i 2010 som den tilladte mængde i 2011 Desuden er der beregnet oplande for to forskellige klimatiske scenarier samt to nye indvindingsstrukturer Modellen anvender grundvandsdannelsen som drivende input Grundvandsdannelsen i modellen er estimeret på baggrund af en lineær regression for perioden mellem en arealanvendelsesafhængig grundvandsdannelse (Water- Tech, 2003) og standardkorrigeret nettonedbør Regressionen er efterfølgende anvendt til at estimere grundvandsdannelsen i perioden Vandindvindingen i modellen er baseret på data fra PC Jupiter Der er desuden anvendt oplysninger fra Vejle og Hedensted kommuner i forbindelse med afklaring af manglede og fejlagtige oplysninger i Jupiter databasen Da der er tale om en stationær grundvandsmodel, er vandets kredsløb forsimplet Modellens fokus er på strømning i de primære grundvandsmagasiner og overfladisk afstrømning og afstrømning gennem det terrænnære magasin er tilnærmet ved indlæggelse af Vejle Fjord, vandløbene og de større grøfterne i området, samt indlæggelse af dræn 1 m under terræn i udvalgte dele af modelområdet Vandløbene er alle simuleret med "drain"-pakken i MODFLOW, hvor vandspejlet er vurderet ud fra terrænkoten på 1:25000 kort Det er valgt at anvende "drain"-pakken, da vandløbene i området helt overvejende er vurderet til kun at modtage vand fra grundvandsmagasinerne, afstrømning gennem dræn samt overfladisk afstrømning og kun i meget begrænset omfang er vurderet at tabe vand til magasinerne Denne vurdering er baseret på pejlinger i nærheden af vandløbene Vejle Fjord er simuleret ved anvendelse af fastholdt tryk Ved kalibreringen og valideringen er der sammenlignet med den målte middelvandføring ved to målestationer i Grejs Å Oplande til disse stationer dækker i alt ca 1/3 af modelområdet, og det er derfor kun muligt at lave en kontrol af vandbalancen for en mindre del af grundvandsmodellen Ved den ene målestation findes data for såvel kalibrerings- som valideringsperioden, mens der ved den anden kun findes ældre data Ved sidstnævnte station kalibreres derfor mod målt afstrømning i l/s/km 2, og der er tilladt en højere usikkerhed O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

12 8 Modellen er baseret på MODFLOW-koden og er opstillet og kalibreret med Groundwater Modeling System (GMS) som brugerflade Der er anvendt version 71 Den inverse kalibrering er foretaget ved brug af programmet PEST, der findes som et modul i GMS I forbindelse med kalibreringen af modellen er der anvendt en blanding af manuel kalibrering og invers kalibrering Den manuelle kalibrering er anvendt til en tilretning af problemområder, mens den inverse kalibrering er anvendt til endelig estimering af de hydrauliske parametre Indvindingsoplande og grundvandsdannende oplande er udpeget på baggrund af partikelbaneberegninger Der er anvendt en baglæns partikelbaneberegning, hvor der er indlagt et forskelligt antal partikler i alle celler, der repræsenterer vandværksboringer Antallet af partikler i hver celle er beregnet på baggrund af indvindingsmængde og infiltration I alt er der lagt 7887 partikler ind I forbindelse med usikkerhedsvurdering af indvindings- og grundvandsdannende oplande er der anvendt en Monte Carlo tilgang, hvor der er genereret 200 forskellige modeller med forskellige K-værdier Der er herefter udvalgt 50 modeller med en samlet RMS værdi under 2,76 m, som der er beregnet statistik på Grundvandsmodellen er baseret på en hydrostratigrafisk model fra 2011 udarbejdet af Naturstyrelsen Aarhus (Naturstyrelsen Aarhus, 2011a) Der er ikke anvendt alternative konceptuelle modeller O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

13 9 4 Dataanalyse 41 Hydrostratigrafisk model Grundvandsmodellen er baseret på en hydrostratigrafisk model opstillet af Naturstyrelsen Aarhus og opbygningen af modellen er beskrevet i et notat (Naturstyrelsen, 2011a) Et nord-syd tværsnit gennem modellen er vist i Figur 4-1 Figur 4-1 Nord (venstre) - syd (højre) tværsnit gennem den hydrostratigrafiske model (Naturstyrelsen Aarhus, 2011a) Figuren viser, hvorledes modellen er opbygget med 15 lagflader samt tilhørende pixels (firkanter med farvekoder) mellem lagene Farven på de enkelte pixels angiver, hvorvidt området er tolket som havende akvifer (rød og lyserød), akvitard (brun) eller akviclude (blå) egenskaber Desuden ses boringer, geofysiske sonderinger og terrænfladen (øverste sorte streg) Det fremgår af figuren, at geologien i området er ganske heterogen og ikke lader sig opdele i en klassisk "lagkage"-geologi, hvilket også er hovedargumentet for, at der er anvendt en pixel tilgangsvinkel De enkelte pixels er klassificeret i 9 kategorier opdelt efter hydrauliske egenskaber og tolkningsgrundlag Tabel 4-1 viser en oversigt over kategorierne, mens Figur 4-2 viser et tværsnit gennem grundvandsmodellen Den sidste ko- O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

14 10 lonne i Tabel 4-1 angiver sikkerheden på de tolkede enheder Det er vurderet, at data, der er tolket automatisk ud fra geofysik har en høj sikkerhed, da det er kontrolleret/valideret mod boringsoplysninger Data fra boringer har ligeledes høj sikkerhed, mens sikkerheden er lav i områder uden data Tabel 4-1 Hydrogeologiske enheder i grundvandsmodellen Navnene i cellerne angiver de benævnelser, der er anvendt i grundvandsmodellen, jf Figur 4-2 Tolkningsgrundlag Automatisk ud fra geofysik Boringsoplysninger Ekstrapolering / ingen data Hydrauliske egenskaber Akvifer Akvitard Akviclude Sikkerhed Akvifer1 Akvitard1 Akviclude1 Høj Akvifer2 Akvitard2 Akviclude2 Høj Akvifer3 Akvitard3 Akviclude3 Lav Figur 4-2 Syd (venstre) - Nord (højre) tværsnit gennem grundvandsmodellen 25 gange overhøjde O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

15 11 Den hydrostratigrafiske model er ikke refereret til DK-modellen, da der er tale om en pixel-model og ikke en lagmodel 42 Grundvandssystemet Det fremgår af Figur 4-2, at der i grundvandsmodellen findes en kompleks variation mellem områder med akvifer-egenskaber og områder med akvitardegenskaber Der er foretaget en analyse af den hydrostratigrafiske model, niveauet for filtersætningen på boringerne i området samt pejlede trykniveauer og herigennem udført en opdeling af akvifererne i modellen i to overordnede niveauer betegnet M1og M2-M3 En grov afgrænsning af magasinernes horisontale udbredelse er illustreret i Figur 4-3 Figur 4-3 Udbredelse af magasinerne M1 (rød) samt M2-M3 (blå) Magasin M1 dækker overvejende områder med akvifer-egenskaber i beregningslag 7 og 8 svarende til mellem kote 50 og 65 m Magasinet kan underopdeles i hhv "M1-Lindved" og "M1-isolerede" M1-Lindved er et større sammenhængende magasiner lokaliseret i den nordlige del af modelområdet Magasinet er i den hydrostratigrafiske model tolket til overvejende af omfatte beregninglagene 5 til 8 Der er en del vandindvinding i området bla fra Holtum, Sdr Sindbjerg og Lindved vandværker (kun boring ) Boringer i området er typisk filtersat i beregningslag 7 og 8 Magasinet afdrænes bla gennem Solbæk mod sydøst og en sidegren af Fløjstrup bæk mod sydvest I størstedelen af den nordlige del af modellen findes både magasin M1-Lindved og M2-3 Der er typisk 3-4 m højere potentiale i M1-Lindved i forhold til M2-M3, hvilket indikerer, at den hydrauliske kontakt mellem de to magasiner er begrænset M1-isolerede omfatter en lang række magasiner i den centrale og sydlige del af modellen Pejledata fra boringer filtersat i magasinerne indikerer, at den hydrauliske kontakt mellem magasinerne er dårlig, hvorfor det vurderes, at der i O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

16 12 høj grad er tale om mindre, isolerede magasiner Magasinerne kan betegnes som sekundære magasiner underlejret af et primært magasin i form af M2-M3 Den hydrostratigrafiske model indikerer, at store dele af beregningslagene 10 til 14 består af områder med akviferegenskaber (M2-M3) Pejledata fra boringer filtersat i disse beregningslag indikerer, at der i den nordlige og centrale del af modelområdet i høj grad er tale om et stort sammenhængende grundvandsmagasin I den sydlige del af modelområdet tyder det på, at der kan findes et dybere selvstændigt magasin omfattende beregningslag 13 til 15 I den hydrostratigrafiske model er det antaget, at akviferområderne i beregningslag 10 til 12 (magasin M2) og akviferområderne i lag 13 til 15 (magasin M3) står i hydraulisk kontakt I den første udgave af grundvandsmodellen er de derfor slået sammen til et fælles magasin betegnet M2-M3 Under kalibreringen er der generelt ikke ændret på dette, dog er der i enkelte områder nær Vejle Fjord indarbejdet en større grad af adskillelse mellem de to magasiner i modellen Længst mod syd afdrænes magasinet af Vejle Fjord, mens det mod øst afdrænes gennem Grejs Å I afsnit 53 er foretaget en detaljeret gennemgang af den hydrauliske ledningsevnefordeling i de forskellige magasiner Da der er tale om en pixelmodel er det svært at lave en detaljeret vurdering af magasinforholdene i de forskellige grundvandsmagasiner Sammenholdes pejlet grundvandspotentiale med overfladen af magasinerne, så er M1-Lindved overvejende frit, mens M2-M3 overvejende er spændt Forholdene i M1-isolerede er meget blandede I modellen er det ikke muligt at lave forskelle i magasinforhold internt i et beregningslag Der blev under kalibreringen kørt en række tests, hvor det øverste beregningslag blev simuleret både som både spændt og variabelt Modellen havde svært ved at konvergere, hvilket vurderes at skyldes det heterogene beregningsnet, der i højere grad end i en klassisk "lagkage"-grundvandsmodel består af en blanding af celler med hhv høj og lav hydraulisk ledningsevne Testene viste, at definition af frit/spændt magasin kun havde minimal betydning på udformningen af indvindingsoplandene samt på den overordnede vandbalance I de resterende simuleringer med modellen blev alle lag derfor simuleret som spændte for at kunne få modellen til at konvergere Det skal bemærkes, at dette i GMS medfører, at der i alle celler beregnes et trykniveau, selv om cellerne reelt er tørre Det er vigtigt at have dette forhold in mente, når resultaterne efterfølgende tolkes og anvendes I forbindelse med optegnelse af potentialekort, kort for mægtighed af umættet zone og kort med grundvandsdannelse til forskellige magasiner er data fra beregningsceller, der reelt burde være tørre, derfor udeladt Rent praktisk er dette foretaget ved at udelade data fra alle beregningsceller, hvor GMS beregner et trykniveau, der ligger under bunden af beregningscellen Såfremt Hedensted og Vejle kommuner eller andre senere skal anvende modellen til andre beregninger, er det vigtigt, at de også husker at foretage denne efterbehandling af data Bilag 1a viser zoneringen af de 15 lag i den hydrostratigrafiske model O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

17 13 43 Hydrologiske afgrænsninger Modeloverfladen er som udgangspunkt fastlagt til terræn, hvor terrænkoten er baseret på oplysninger fra den hydrostratigrafiske model Baseret på oplysninger fra 1:25000 topografiske kort er der indlagt dræn i udvalgte områder i øverste aktive beregningslag i modellen Drændybden er fastlagt til 1 m under terræn, hvor terrænkoten er vurderet ud fra 20x20 m højdemodel Herudover er de største vandløb samt enkelte mindre søer i området indlagt som "drains", dvs de kan dræne vand, men ikke afgive vand Trykniveauet i vandløbene er fastlagt til at ligge ca 1 m under terræn, hvor terrænkoten er vurderet ud fra koter på 1:25000 kort Indlægning af vandløb med "drains"-pakken vurderes at være en god tilnærmelse, da der generelt ses artesiske forhold langs de større vandløb I den sydlige del af modellen er Vejle Fjord indlagt med fastholdt tryk (constant head) i øverste aktive beregningslag Selve modelafgrænsningen er placeret et stykke ude i Vejle Fjord for at simulere det forhold, at udstrømning fra de dybere magasiner ikke nødvendigvis sker lige i strandkanten men ofte foregår et stykke ude i fjorden I forbindelsen med opstillingen af modellen og fastlæggelse af modelranden er der udarbejdet magasinspecifikke potentialekort for M1 og M2-M3 Kortene er vist i bilag 2A-2B Kortet for M1 er udelukkende baseret på pejledata, mens der på kortet for M2-M3 er indlagt støttepunkter i Grejs Å, da boringer langs åen indikerer, at der er en god hydraulisk kontant mellem magasin M2-M3 og Grejs Å på strækningen fra Vejle Fjord og op til Grejs, hvor åen knækker mod vest Det skal bemærkes, at der kun er anvendt pejlinger inden for afgrænsningen af den hydrostratigrafiske model, da det kun i dette område har været muligt at opdele pejledata på de forskellige magasiner Dette medfører, at der specielt i den østlige del af modellen kan være en vis usikkerhed på kortene nærmest randen Kortene er som udgangspunkt baseret på pejlinger fra år (1) 2010, men er i datatynde områder i rækkefølge suppleret med data fra perioderne (2) , (3) , (4) og (5) ældre end 1980 Data fra gruppe (2) og (3) er generelt anvendt, hvis de lå mere end 250 meter fra en pejling fra gruppe (1), mens data fra gruppe (4) og (5) primært er anvendt, hvis de lå mere end 500 m fra en pejling fra gruppe (1) til (3) Kortet repræsenterer derfor helt overvejende strømningsforholdene i 2010 Potentialekortet for magasin M1 (bilag 2A) viser et meget fladt grundvandspotentiale i magasin M1-Lindved, dog med en svag strømningsretning mod syd I den sydlige del af modellen er der primært tale om mindre isolerede magasiner og forløbet af potentialelinjerne skal i denne del af området kun tillægges mindre vægt Potentialekortet for magasin M2-M3 (bilag 2B) viser en mere homogen fordeling af pejledata over hele modelområdet Der ses overordnet en grundvandsstrømning mod syd og sydvest styret af udstrømning til hhv Vejle Fjord og Grejs Å I forbindelse med kalibreringen af modellen simuleres der en større påvirkning af grundvandspotentialet på grund af afstrømning gennem Bybæk og Tirsbæk, end hvad der umiddelbart kan ses ud fra potentialekortet baseret på O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

18 14 pejledata I den nordlige del indikerer pejlingerne, at der findes et grundvandsskel, hvor vandet nord for skellet drænes af gennem Gudenå-systemet I den nordlige del af modellen, hvor M1-Lindved overlejrer M2-M3, ses der generelt 4-5 m højere tryk i M1-Lindved Dette indikerer, at den hydrauliske kontakt mellem de to magasiner er begrænset Modelranden af grundvandsmodellen er primært fastlagt ud fra potentialekortet for M2-M3, da dette magasin udgør det primære grundvandsmagasin i størstedelen af området Randen er fastlagt, så den mod vest, nord og øst følger mere eller mindre tydelige grundvandsskel i M2-M3, og der er i grundvandsmodellen derfor anvendt "no-flow" randbetingelse Bilag 2A viser, at modelranden også nogenlunde følger grundvandsskel i M1-Lindved Der er derfor også anvendt "no-flow" i dette magasin 44 Hydrauliske størrelser 441 Hydrauliske ledningsevner I Tabel 4-2 er vist en beskrivelse af aflejringerne i de tre hydrostratigrafiske enheder samt startgæt på hydrauliske ledningsevner Startgættene er baseret på erfaringsværdier, prøvepumpninger og sænknings-/ydelsesdata samt data fra eksisterende grundvandsmodeller i området Prøvepumpninger og sænknings- /ydelsesdata er beskrevet i afsnit 53 Tabel 4-2 Beskrivelse af de hydrostratigrafiske enheder i modellen Geologisk beskrivelse K H [m/s] K h / K V [-] Akviferer M1-Lindved 1* M1-isoleret 1* M2-M3 1* M2-M3_Bredal 3,3* M2-M3_Solekær 1,3* Akvitarder 1* Akvicluder 1* Vandløbskonduktans I Lindved modellen sker interaktionen mellem grundvand og overfladevand ved, at der sker en afstrømning gennem vandløb og dræn Størrelsen på af- O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

19 15 strømningen afhænger af (1) vandspejlet i vandløb og dræn og (2) konduktansen i vandløb og dræn Vandspejlet i vandløb og dræn er i Lindved modellen sat til 1 meter under terræn, hvor terrænkoten for vandløbene er vurderet ud fra 1:25000 topgrafiske kort, mens den for dræn er vurderet ud fra en 20x20 m højdemodel Vandløb og dræn er i modellen defineret vha GIS oplysninger Vandløbene er indlagt som linjestykker, og konduktansen er som udgangspunkt sat til 5*10-5 m 2 /s/m Drænene er ikke indlagt individuelt men er indlagt som polygoner, der repræsenterer større drænede områder Konduktansen er her sat til 1*10-6 m 2 /s/m 2 Når GIS-oplysningerne lægges ind i selve MODFLOW beregningsnettet, medfører de anvendte konduktanser, at der i modellen regnes med en værdi på 0,0025 m 2 /s, hvilket svarer til, at vandløbsbund og materiale omkring dræn består af groft sand/grus Naturstyrelsen Aarhus har leveret medianminimumsdata og oplysninger om to synkronmålerunder i hhv Grejs Å systemet (1997) og Gesager Å systemet (1974) Data er beskrevet i 453 Data fra Grejs Å systemet er anvendt i forbindelse med fastlæggelse af kalibreringskrav for vandføring Det har under kalibreringen ikke været nødvendigt at foretage en zonering af konduktansen i vandløb og dræn Flere i steder i modellen er afstrømningen gennem vandløbene dog øget ved at ændre de hydrauliske egenskaber omkring vandløbene fra ler til sand Dette er uddybet i afsnit Ind- og udstrømning/vandbalancen Afsnit 45 beskriver de forskellige komponenter i vandbalancen Dels beskrives grundvandsdannelsen, som er beregnet eksternt, dels beskrives ud- og indstrømning fra og til modelområdet gennem indvinding, grundvandssystemet og vandløb Figur 4-4 viser en oversigt over de tilgængelige klima- og vandføringsdata i området Der findes klimadata i form af standardkorrigeret nedbør samt DAISY beregnet grundvandsdannelse, samt vandføringsdata fra to stationer O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

20 16 jan-1989 jan-1992 jan-1995 jan-1998 jan-2001 jan-2004 jan-2007 jan-2010 Korrigeret nedbør DAISY grundvandsdannelse Estimeret grundvandsdannelse Vandføring 3205 Vandføring 3206 Indvinding Figur 4-4 Oversigt over tilgængelige vandførings- og klimadata i området For st 3205 findes kun data fra perioden Grundvandsdannelse Modellen anvender grundvandsdannelsen som drivende input Grundvandsdannelsen i modellen er estimeret på baggrund af en lineær regression for perioden mellem en arealanvendelsesafhængig grundvandsdannelse (Water- Tech, 2003) og standardkorrigeret nedbør fratrukket potentiel fordampning Regressionen er efterfølgende anvendt til at estimere grundvandsdannelsen i perioden WaterTechs beregning af grundvandsdannelsen blev udført for Vejle Amt Vejle Amts hensigt med WaterTechs beregninger af nettonedbøren var, at resultaterne skulle anvendes som input til fremtidige grundvandsmodeller Det har derfor været naturligt i dette projekt at basere nettonedbørsinputtet til grundvandsmodellen på anvendelse og fremskrivning af resultaterne af nettonedbørsberegningerne Grundvandsdannelsen er i WaterTechs rapport opgjort vha DAISY for 28 forskellige kombinationer af jordtyper og arealanvendelser Grundvandsdannelsen er opgjort for perioden på 200x200 m celler Der er foretaget en lineær regression for alle 28 kombinationer mod en standardkorrigeret nedbør fratrukket fordampning Nedbøren er baseret på data fra DMI grid og fordampningen er baseret på data fra DMI grid Data er udleveret af Naturstyrelsen Aarhus O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

21 Grundvandsdannelse [mm/år] DAISY Grundvandsdannelse [mm/år] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde y = 0409x R² = Standardkorr nedbør fratrukket potentiel fordampning [mm/år] Figur 4-5 Korrelation mellem DAISY beregnet grundvandsdannelse og standardkorrigeret nedbør fratrukket fordampning Figur 4-5 viser korrelation for kombination "GS_BYOMRA_2" Det fremgår af figuren, at der er en rimelig korrelation med en R 2 -værdi på 0,799 Korrelationsfaktoren for alle de 28 kombinationer ligger mellem 0,74 og 0,96, og der er således en fornuftig sammenhæng mellem alle kombinationer På baggrund af de 28 lineære regressioner er grundvandsdannelse efterfølgende estimeret for årene Grundvandsdannelsen for 2003 (valideringsperioden), 2010 (kalibreringsperioden) og gennemsnittet af hele perioden (anvendt i scenariekørsler) er vist i Figur Gennemsnit Figur 4-6 Grundvandsdannelser anvendt i grundvandsmodellen O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

22 18 Figur 4-6 viser, at grundvandsdannelsen i 2003 for alle kategorier er markant lavere end både i 2010 og gennemsnittet for hele perioden Grundvandsdannelsen for 2010 er omvendt tæt på gennemsnittet I forbindelse med oplandsberegningerne er der anvendt en gennemsnitlig grundvandsdannelse for hele perioden Det er valgt at anvende denne periode, da oplande derved repræsenterer et "gennemsnitsår" Fordelingen af de 6 vigtigste kombinationer i modelområdet er angivet i Tabel 4-3 Disse kombinationer dækker knap 80 % af det samlede modelområde Tabel 4-3 Primære grundvandsdannelseskombinationer i Lindved modellen Zoner nummeret angiver en nedbørszone fra (WaterTech, 2003) Kombination ID Andel Grundvandsdannelse [mm/år] Gns Lerjord, landbrug, zone 2 LE_LANDBR_2 30% Grovsandet jord, by, zone 4 GS_BYOMRA_4 12% Sandblandet lerjord, landbrug - vandet, zone 4 SL_LANVAN_4 10% Grovsandet jord, løvskov, zone 4 GS_LOEVSK_4 9% Sandblandet lerjord, landbrug - vandet, zone 3 SL_LANVAN_3 9% Grovsandet jord, løvskov, zone 3 GS_LOEVSK_3 8% Bilag 3A til 3C viser den geografiske fordeling af grundvandsdannelsen i hhv kalibrerings- (2010) og valideringsperioden (2003) samt grundvanddannelsen anvendt i scenarierne (gennemsnit ) Den gennemsnitlige vægtede grundvandsdannelse for hele modelområdet er hhv 362, 234 og 402 mm/år i de tre perioder Bilag 2A viser, grundvandsdannelsen i kalibreringsperioden i størstedelen af modelområdet ligger mellem 300 og 500 mm/år De laveste værdier ses typisk i tætbebyggede bymråder I valideringsperioden er grundvandsdannelsen i stort set hele modellen markant lavere og ligger typisk mellem 100 og 400 mm/år Der ses her en lav grundvandsdannelse i såvel by- som landområder Dette ses også tydeligt af Tabel 4-3 Det bemærkes, at det under valideringen af modellen var nødvendigt at øge grundvandsdannelsen Årsagen til dette vurderes at være, at det hydrogeologiske system ikke når at indstille sig på en ny og lavere ligevægtssituation efter blot et enkelt år med lav grundvandsdannelse O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

23 Øvrige kilder til grundvandsdannelse Der er i grundvandsmodellen ikke anvendt øvrige kilder til grundvandsdannelse end det beskrevet i 451 Det bemærkes, at markvanding er inkluderet i den DAISY-beregnede grundvandsdannelse på baggrund af oplysninger om markvandingstilladelser (WaterTech, 2003) I WaterTechs rapport er det angivet, at arealanvendelsen i 10,7 % af det samlede areal i Vejle Amt udgøres af vandede landbrugsarealer, mens 61,5 % udgøres af ikke vandede landbrugsarealer 453 Afstrømningsforhold Naturstyrelsen Aarhus har leveret medianminimumsdata og oplysninger om to synkronmålerunder i hhv Grejs Å systemet og Gesager Å systemet Placeringen af målestederne er vist i Figur 4-7, mens data er samlet i Tabel 4-4 Stationer startende med 28 er placeret i Gesager Å systemet, hvor synkronrunden blev foretaget i 1974 Stationer startende med 32 er placeret i Grejs Å systemet, hvor synkronmålerunden er fra 1997 Figur 4-7 Placering af målesteder, vandføringsstationer samt oplande Målestederne og er placeret uden for området vist på figuren Tabel 4-4 Medianminimumsdata Stednr Samlet opland Delopland Areal [km 2 ] medmin [l/s/km 2 ] Areal [km 2 ] medmin [l/s/km 2 ] ,7 0, ,6 1, ,0 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

24 , , , , , , ,68 9,3 4,38 23, ,3 0,7 7,3 0, ,1 8,6 3,69 15, ,3 8,98 2, ,9 13,0 24,9 13, ,45 7,7 13,35 3, ,02 2,0 12,02 2, ,41 8,2 5,83 6,3 Tabellen viser, at afstrømningen fra samlede oplande er ca fire gange større for de store oplande i Grejs Å ( og ) sammenlignet med afstrømningen fra de store oplande i Gesager Å ( og ) Dette indikerer, at afstrømningen i Grejs Å systemet er markant anderledes end i Gesager Å systemet Dette er ikke overraskende, da Grejs Å er eroderet langt dybere ned i terrænet end vandløbene i Gesager Å systemet Ses der nærmere på afstrømningen fra de enkelte deloplande, ses den største afstrømning generelt fra oplande, der dækker de dele af Grejs Å, der er eroderet dybest ned i terrænet (320018, og ), mens afstrømning fra oplande længst opstrøms i systemet typisk er markant lavere (320022, og ) Det er valgt ikke at inddrage synkronmåledata direkte i kalibreringsgrundlaget for grundvandsmodellen, da synkronmålinger typisk foretages i minimumsperioden i august og september måneder Af Figur 4-8 og Figur 4-9 fremgår det, at der er en stor forskel på medianminimumsvandføringen og den gennemsnitlige vandføring i vandløbene Data for medianminimum kan derfor ikke anvendes direkte til kalibrering af grundvandsmodellen, da den stationære model beregner en årlig middelafstrømning Data fra Grejs Å systemet er dog anvendt i forbindelse med fastlæggelse af kalibreringskrav for vandføring, Det har ikke været nødvendigt at foretaget en zonering af vandløbs- og drænkonduktanser, men flere i steder i modellen er afstrømningen gennem vandløbene dog øget ved at ændre de hydrauliske egenskaber omkring vandløbene fra ler til sand Dette er uddybet i afsnit 631 Der findes to vandføringsstationer i og omkring modelområdet begge placeret i Grejs Å Placeringen af stationerne samt deres oplande er vist i Figur 4-7, mens målt vandføring er vist i Figur 4-8 og Figur 4-9 Af figurerne fremgår det, at vandføringen varierer meget over året, og at den største afstrømning ved alle stationer sker i vinterhalvåret I sommerperioden er der dog også en høj minimumsvandføring på begge stationer og begge stationer har således en stabil baseflow-tilstrømning Dette er ikke overaskende, da Grejs Å er eroderet så dybt ned i terrænet, at der sker en afdræning af de dybe grundvandsmagasiner O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

25 Vandføring [l/s] Vandføring [l/s] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde 21 Der findes ikke tidsserier fra de øvrige vandløb i modelområdet, men da disse slet ikke er eroderet lige så dybt, må der her forventes en mindre baseflow afstrømning og dermed en højere variation over året 8,000 7, medmin Vingemålinger 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 jan-1980 jan-1981 jan-1982 jan-1983 jan-1984 Figur 4-8 Målt vandføring på station 3205 i Grejs Å 10,000 9,000 8, medmin Vingemålinger 7,000 6,000 5,000 4,000 3,000 2,000 1,000 0 jan-1984 jan-1988 jan-1992 jan-1996 jan-2000 jan-2004 jan-2008 Figur 4-9 Målt vandføring på station 3206 i Grejs Å Station 3206 har været aktiv i både kalibrerings- og valideringsperioden, mens der for st 3205 kun findes data fra perioden For begge stationer gælder desuden, at det kun er en mindre del af oplandet, der ligger i Lindved modellen Dette betyder, at der for begge stationer vil være en ganske stor usikkerhed på, hvilken værdi der skal kalibreres imod O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

26 22 Der sker en kunstig tilledning af vand til vandløbene i området i form af: (1) udledning fra rensningsanlæg, (2) udledning fra spredt bebyggelse og (3) regnvandsbetingede udløb Data for udledte vandmængder fra rensningsanlæg, leveret af Naturstyrelsen Aarhus, er samlet i Tabel 4-5 I forbindelse med kalibrering af modellen er den målte vandføring justeret for disse udledninger Der er ikke fundet præcise oplysninger omkring udledning fra spredt bebyggelse Naturstyrelsen Aarhus oplyser dog, at det drejer sig om ca 300 ejendomme i oplandet til Grejs Å Den samlede udledning herfra er anslået til m 3 /år svarende til ca 1,3 l/s Vandføringen ved st 3205 og 3206 er derfor korrigeret med hhv 1,3 og 1,0 l/s Det er ikke fundet oplysninger om regnvandsbetingede udløb Det er vurderet, at disse primært har betydning for vandføringen i maksimalsituationer og kun har mindre betydning for den årlige middelvandføring Der er derfor ikke korrigeret for disse udløb Tabel 4-5 Oplysninger om rensningsanlæg i området Anlæg Udledningsvandløb [m 3 /år] [l/s] [m 3 /år] [l/s] Jelling Grejs Å , ,9 Hørup Hørup Bæk ,3 33 0,0 Grejsdalen Grejs Å ,6 0 0,0 Jelling og Hørup Rensningsanlæg ligger opstrøms st 3206 Hørup er lukket i 2010 Grejsdalens Rensningsanlæg er beliggende opstrøms st 3205 Anlægget er lukket i 2004 Den gennemsnitlige vandføring efter korrektion for spildevand ved st 3205 er hhv 1669 og 1675 l/s i 2003 og 2010, hvilket med et oplandsareal på 80,45 km 2 svarer til en afstrømning på hhv 20,7 og 20,8 l/s/km 2 Det er imidlertid kun 21,1 km 2 af oplandet, der er indeholdt i Lindved modellen Antages en konstant afstrømning fra hele oplandet til st 3205, vil andelen fra Lindved modellen udgøre 26% eller omregnet hhv 439 og 440 l/s Antages en afstrømning vægtet i forhold til medianminimumsværdierne, findes en forventet samlet afstrømning på 269 l/s Den reelle værdi vurderes at ligge et sted mellem den arealvægtede og den medianvægtede værdi Det er derfor vedtaget at kalibrere modellen mod et gennemsnit af de to værdier, svarende til 353 l/s, og acceptere, at usikkerheden på værdien er høj Yderligere usikkerhed kommer fra det forhold, at vandføringsdata ikke er fra samme tidsperiode som grundvandsdannelsen i modellen I valideringsperioden er målet 351 l/s, da omfanget af spildevandsudledning er ændret O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

27 23 For station 3206 er den gennemsnitlige spildevandskorrigerede vandføring i 2003 og 2010 hhv 906 og 1185 l/s Dette svarer med et samlet oplandsareal på 63,4 km 2 til en afstrømning på hhv 14,3 og 18,7 l/s/km 2 Det er imidlertid kun 11,2 km 2 (17,7 %) af oplandet, der er med i Lindved modellen Antages en konstant afstrømning fra hele oplandet er afstrømning fra den, del ligger i grundvandsmodellen på 160 og 210 l/s Antages en medianminimumsvægtet afstrømning, er værdierne 50 og 65 l/s Den reelle afstrømning vurderes igen at ligge et sted mellem de to værdier, og modellen kalibreres derfor mod et gennemsnit svarende til hhv 105 og 137 l/s I Tabel 4-6 er samlet en række data for de to vandføringsstationer, mens Tabel 4-7 viser den vurderede usikkerhed for stationerne Tabel 4-6 Vandføringsdata for vandføringsstationer Station Opland Kalibreringsperiode Valideringsperiode km 2 l/s l/s/km 2 l/s l/s/km middel ,5 (1689) (21,0) (1689) (21,0) 3205 rensningsanlæg 11,9 18, spredt bebyggelse 1,3 1, u udledning 80, , , oplandskorrigeret 21, , , målt 63, , , rensningsanlæg 11,9 9, spredt bebyggelse 1,0 1, u udledning , , oplandskorrigeret 11, , ,4 I forbindelse med kalibrering af vandføringer er der i GEO-vejledning 7 (GEUS, 2010) angivet numeriske mål for, hvilken nøjagtighed mellem målt og simuleret vandføring, der skal opnås For stationer med vandføringer på mellem 100 og 500 l/s skal vandbalancen simuleres med en præcision på 10% I Lindved modellen er det imidlertid kun mindre dele af oplandene til de to vandføringsstationer, der ligger i modellen, ligesom der ses en meget stor forskel på afstrømning fra de enkelte delområde, hvilket medfører en større usikkerhed på O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

28 Indvinding [mio m3/år] Grundvandsdannelse [mm/år] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde 24 en arealkorrektion Desuden dækker tidsserien fra station 3205 ikke selve de simulerede perioder Usikkerheden på de to stationer er derfor øget og fastlagt til hhv 35% og 30% Tabel 4-7 Station Usikkerhed på vandføringsstationer anvendt i kalibrering og validering Usikkerhed på vandføring Kalibreringsperiode Valideringsperiode 3205 Høj (35%) Høj (35%) 3206 Middel (30%) Høj (30%) 454 Vandindvinding Grundvandsindvindingen i modellen er baseret på data fra PC Jupiter, downloadet 9 august 2011 Der er desuden modtaget oplysninger fra Vejle og Hedensted kommuner, da der var enkelte manglende og fejlbehæftede data i PC Jupiter Den samlede årlige indvinding i perioden fra 1983 til 2010 er vist i Figur 4-10 Indvindingen er opdelt på hhv vandværker og øvrige, hvor kategorien øvrige primært dækker indvinding til markvanding og industri Desuden er den vægtede grundvandsdannelse for modelområdet vist Vandværker Øvrige I alt Grundvandsdannelse Figur 4-10 Samlet årlig grundvandsindvinding i modelområdet Det fremgår af figuren, at vandværkerne står for den helt dominerende del af indvindingen i hele perioden Siden slutningen af 1980-erne ses en faldende indvinding, hvilket formentlig skyldes stigende vandpriser O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

29 Indvinding [m3/år] Indvinding [m3/år] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde 25 Sammenholdes indvindingen med grundvandsdannelsen ses ingen tydelig sammenhæng, hvilket sandsynligvis hænger sammen med den begrænsede markvanding i området Indvindingen på de aktive vandværker i modelområdet er vist i Figur ,500,000 3,000,000 *TRE-FOR, Grejsdalens Vandværk TRE-FOR, Lysholt Vandværk 2,500,000 2,000,000 1,500,000 1,000, , , , , ,000 Solkær Vandværk Grejs Vandværk Lindved Vandværk Holtum Vandværk 120, ,000 80,000 60,000 40,000 20, Figur 4-11 Indvindingsmængder for vandværkerne i området TRE-FOR Grejsdalens Vandværk er lukket i oktober 2009 og indvindingen er flyttet til TRE-FOR Lysholt Figuren viser, at indvindingsmængden på Lysholt har varieret noget siden år 2000, mens indvindingen på de fire små vandværker har været nogenlunde konstant O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

30 Grundvandspotentialer Der er udtrukket potentialedata fra en PC Jupiter database downloadet 9 august 2011 Efterfølgende er der optegnet tidsserier for udvalgte boringer, hvor der findes lange tidsserier med mange pejlinger Placeringen af de udvalgte boringer er vist i Figur 4-12, mens selve tidsserierne er vist i Figur 4-13 Figur 4-12: Placering af boringer med udvalgte pejletidsserier Det hydrostatigrafiske modelområde er vist med blåt og grunvandsmodellens modelområder er vist med rød Det fremgår af figuren, at der helt overvejende kun findes boringer med tidsserier fra den sydlige del af modelområdet, og det er derfor ikke muligt at foretage en detaljeret vurdering af den tidslige udvikling af forholdene i magasin M1- Lindved samt den nordlige del af magasin M2-M3 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

31 Grundvandspotentiale [kote m] Grundvandspotentiale [kote m] Grundvandspotentiale [kote m] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde (M1-Lindved, mut) (M2-M3, mut) (M1-iso, mut) 55 jan-70 jan-75 jan-80 jan-85 jan-90 jan-95 jan-00 jan-05 jan (M1-iso, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, 70-79,5 mut) 30 jan-70 jan-75 jan-80 jan-85 jan-90 jan-95 jan-00 jan-05 jan (M2-M3, mut) jan-70 jan-75 jan-80 jan-85 jan-90 jan-95 jan-00 jan-05 jan-10 Figur 4-13: Pejletidsserier fra udvalgte boringer i modelområdet Data i parentes angiver, hvilket magasin samt hvor mange meter under terræn filteret er placeret i O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

32 Grundvandspotentiale [kote m] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde 28 Figurerne viser, at grundvandspotentialet over en 30 årig periode er nogenlunde konstant i modelområdet bortset fra en række boringer i den midterste figur Alle disse boringer er placeret i nærheden af TRE-FOR Lysholt, og sammenholdes med Figur 4-11 ses en tydelig sammenhæng mellem faldende indvinding og stigende grundvandspotentiale fra slutningen af 1980'erne og frem I Figur 4-14 er vist et nærbillede af tidsserier fra området omkring Lysholt i perioden (M1-iso, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, mut) (M2-M3, 70-79,5 mut) 30 jan-95 jan-97 jan-99 jan-01 jan-03 jan-05 Figur 4-14: Pejletidsserier fra udvalgte boringer i modelområdet Data i parentes angiver, hvilket magasin samt hvor mange meter under terræn filteret er placeret i Figuren viser, at der generelt kun er en lille årstidsvariation i de pejlede filtre Datadækningen i store dele af modelområdet er ganske sparsom, og det kan derfor ikke udelukkes, at der i andre dele af modelområdet er en større variation Det er derfor i forbindelse med fastlæggelse af kalibreringsstatistikken generelt antaget, at årstidsvariationen i boringerne er på +/- 0,25 meter Figur 4-15 viser antallet af forskellige filtre i boringer i modelområdet, der er pejlet i perioden Denne tidsperiode er valgt, da data for grundvandsdannelse kun findes for perioden O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

33 Antal pejlede filtre Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde Figur 4-15 Antal pejlede filtre i modelområdet i perioden Det fremgår af figuren, at antallet af pejlede filtre i mange af årene er meget lavt Antallet af pejlede filtre er dog højt i 2010, bla pga en udført synkronpejlerunde, ligesom der findes forholdsvis mange data fra årene omkring 2003 Der findes derfor et godt pejledatagrundlag, der kan anvendes til kalibrering og validering 456 Vandbalance for området Til kontrol af vandbalancen er data for de vigtigste komponenter samlet i Tabel 4-8 Data for afstrømningen fra modelområdet er estimeret ud fra afstrømningen i l/s/km 2 fra st 32,06 Det er her antaget, at afstrømningen på 14,5 og 18,9 l/s/km 2 i validerings- og kalibreringsperioden også repræsenterer oplandene til st 3205 Tabel 4-8 Vandbalance for modelområdet i kalibrerings- og valideringsperioden Komponent Kalibreringsperioden, 2010 Valideringsperioden, 2003 mm/år Mio m 3 /år l/s/km 2 mm/år Mio m 3 /år l/s/km 2 Grundvandsdannelse ,4 11, ,5 7,2 Afstrømning, Grejs Å ,6 5, ,6 4,2 Indvinding 17 1,2 0,5 27 2,0 0,9 Restled ,6 5,1 68 4,9 2,2 Tabellen angiver, at ca halvdelen af grundvandsdannelsen i modelområdet i den sidste ende forlader modelområdet som afstrømning gennem Grejs Å Dette O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

34 30 til trods for, at oplandene til Grejs Å kun dækker knap en 1/3 af modelområdet Vandindvinding udgør kun en lille del af den samlede vandbalance Det fremgår af tabellen, at der er et restled på hhv 160 og 68 mm/år i de to perioder Restleddet dækker over afstrømning gennem de øvrige vandløb i modelområdet og udstrømning til Vejle Fjord I forbindelse med kalibreringen af modellen simuleres en udstrømning til Vejle Fjord på 46 mm/år og størstedelen af restleddet vurderes derfor at udgøres af afstrømning til øvrige vandløb og her specielt Tirsbæk og Bybæk i den sydøstlige del af modellen I forbindelse med validering af modellen har det været nødvendigt at øge grundvandsdannelsen Dette indikerer, at der ikke når at indstille sig stationære forhold i løbet af en enkelt sæson Dette er uddybet i afsnit Vandkvalitetsforhold Der er ikke foretaget en vurdering af vandkvalitetsforhold i dette projekt 47 Aldersdateringer Der er ikke fundet oplysninger om aldersdateringer fra Lindved området O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

35 31 5 Modelopstilling 51 Afgrænsning af modelområdet Det aktive modelområde dækker et areal på 72,3 km 2 og er beliggende mellem følgende UTM 32 Euref89 koordinater: UTMX: og UTMY: og I afsnit 52 er givet argumenter for den valgte afgrænsning af modelområdet Der er tale om en pixel model bestående af tre overordnede hydrostratigrafiske enheder; akvifer, akvitard og akviclude De forskellige enheder findes fordelt på modellens i alt 15 beregningslag Der er valgt at anvende en detaljeret diskretisering på 50x50 m over hele modelområdet for at kunne bestemme indvindings- og grundvandsdannende oplande til de små vandværker i området med god præcision Den vertikale diskretisering er fastlagt til at følge lagene i den hydrostratigrafiske pixel model Med den valgte diskretisering har modellen ca celler Mange celler er dog inaktive i de øverste 11 beregningslag, da de er placeret over terræn, og modellen har derfor kun ca aktive beregningsceller Erfaringsmæssigt er grundvandsmodeller meget tunge at arbejde med, hvis de har mere end 1 mio aktive celler, men med aktive celler ligger Lindved modellen klart under denne grænse 52 Randbetingelser 521 Ydre randbetingelser Figur 5-1 viser modelområdet og de valgte randbetingelser O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

36 32 Figur 5-1 Modelområde og valgte randbetingelser Blå linjer er indlagte vandløb, mens det røde polygon angiver område med fastholdt tryk i Vejle Fjord Modellens rand og valg af type af randbetingelser for randen er fastlagt ud fra de to magasinspecifikke potentialekort for hhv M1 og M2-M3, jf bilag 2A og 2B Det er vurderet, at det overordnede strømningsbillede er sammenligneligt i de to magasiner, og der er derfor anvendt samme modelrand og randbetingelse i alle beregningslag i modellen Mod syd er der anvendt et fastholdt tryk på 0 m i Vejle Fjord Randbetingelsen er kun anvendt i den øverste aktive celle i en given søjle af celler svarende til lag 11 eller 12 Mod nordvest, nord og øst er der anvendt en lukket rand (noflow), da det er vurderet, at randen følger grundvandsskel i magasinerne M1 og M2-M3 Mod sydvest er der anvendt fastholdt tryk langs modelranden de steder, hvor Grejs Å udgør randen I cellerne herunder er der brugt no-flow randbetingelser Strømningsforholdene er beskrevet mere detaljeret i afsnit Indre randbetingelser - Indvindingsboringer Grundvandsindvindingen i modellen er baseret på data fra PC Jupiter downloadet 9 august 2011 Der er i første omgang udtrukket årlige indvindingsmængder fra tabellen WRRCATCHMENT for alle anlæg i området For kalibrerings- og valideringsperioden er der efterfølgende foretaget en manuel kontrol og udfyldning af år uden data Desuden er Vejle og Hedensted kommuner kontaktet mht data, der er vurderet fejlbehæftede i PC Jupiter I den forbindelse er indvindingsmæng- O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

37 33 den på TRE-FOR Lysholt rettet En samlet liste over anlæg og indvindingsmængder med udfyldte værdier er samlet i bilag 4 Efterfølgende er data fra anlæggene koblet med information om tilknyttede boringer, hertil er anvendt information fra PC Jupiters tabeller DRWPLANTINTAKE, BOREHOLE og SCREEN Indvindingen er som udgangspunkt fordelt jævnt på anlæggenes aktive boringer Hvilke boringer, der er aktive er vurderet ud fra feltet USE i tabellen BOREHOLE samt oplysninger fra Naturstyrelsen Aarhus, Vejle og Hedensted Kommuner Ved indlæsningen i GMS angives indvindingsmængde og filtersætning GMS beregner ud fra den definerede filtersætning selv, hvilke lag i modellen filtret dækker Den totale indvinding fra filtret fordeles på de berørte lag vægtet efter lagenes hydrauliske ledningsevne, således at indvindingen er størst for de højpermeable lag For tre boringer (DGU nr , og ) mangler der imidlertid oplysning om filtersætning Der er her anvendt følgende antagelser Bund af filter svarer til boringsdybde (BOTTOM = DRILLDEPTH) Boringerne er filtersat med 5 m filter (TOP = BOTTOM - 5) Det bemærkes, at det ved indlæsning i modellen ikke har været nødvendigt at foretage en yderligere tilpasning af filtersætningen, for at undgå at filtrene ikke trækker vand fra over- og underliggende lerlag Bilag 5 viser en tabel med information om de indlagte indvindingsboringer med filtersætning og vandmængde og temakortet i bilag 6 viser indvindingsboringernes geografiske placering Det bemærkes, at der kun beregnes indvindingsog grundvandsdannende oplande for boringer tilhørende aktive offentlige og private fælles vandforsyningsanlæg (kode V01 og V02) Boringer, hvor der ikke beregnes oplande, udgøres af enkeltindvindingsboringer, markvandingsboringer eller indvinding til industri 523 Indre randbetingelser - Vandløb, søer og drænede områder Vandløb Figur 5-1 viser en oversigt over de større vandløb i området Vandløbene i modellen er indlagt på baggrund af GIS-data Det er kun åer og bække, markeret med blå i Figur 5-1, der er indlagt som reelle vandløbsstrækninger Vandløbsbunden er fastlagt til at ligge 1 m under terræn, og terrænkoten er vurderet ud fra 1:25000 topografiske kort Af de indlagte vandløb har specielt Grejs Å en tydelig påvirkning på strømningsbilledet i grundvandsmagasin M2-M3 I forbindelse med kalibrering af modellen er der gradvist indlagt dræn i mange områder af modellen I den endelige udgave af modellen er drænene, hvor den øverste beregningscelle i en given beregningssøjle består af ler Drænene er indlagt som polygoner, der definerer områder, hvor der sker dræning til 1 m O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

38 34 under terræn Dræningen sker generelt kun fra den øverste aktive beregningscelle i en given beregningssøjle Der er ikke foretaget en "a priori"-zonering af lækagekoefficient mellem vandløb og grundvandsmagasin Søer Der findes ingen større søer i modelområdet De små søer i området er vurderet at have en meget begrænset påvirkning på strømningsbilledet og de er derfor indlagt som dræn Drænede områder Udover vandløb og søer vil der under kalibreringen også blive indlagt områder med dræn i modellen Figur 5-2 viser beliggenheden af disse områder Figur 5-2 Drænede områder i grundvandsmodellen Det er vist hvor der er lagt drænpolygoner ind i beregningslag 1-6 Placeringen af drænene er fastlagt ud fra områder, hvor de øverste jordlag består af ler Da modellen er sat op som en pixel-model er drænene indlagt i forskellige lag i modellen Det ses, at der er lagt dræn ind mange steder i modellen, da det øverste jordlag oftest består af ler i den hydrostratigrafiske model O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

39 Frekvens [%] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde Zonering af hydrauliske ledningsevner Der er foretaget en søgning i PC Jupiter på pumpningsdata fra området Der findes ingen information fra boringer i tabellen PUMPING, mens der i tabellen DISCHARGE findes data fra både renpumpningsforsøg og reelle pumpeforsøg i området I alt findes der 165 forsøg indenfor det hydrostratigrafiske modelområde, hvor der er fyldestgørende information om ydelse, sænkning, varighed og diameter til at kunne estimere en transmissivitet Ud af disse er 60 pumpeforsøg udført i M1 og 105 er udført i M2-M3 Transmissiviteten er beregnet med følgende iterative formel: T(n) = (0,183*Q/s)*log(2,25*T(n-1)*t/(r 2 *s)) Hvor n er iterationsnummeret, Q er pumpeydelsen, s er sænkningen og r er boringens radius Endelig er der omregnet fra transmissivitet til horisontal hydraulisk ledningsevne Omregningen er foretaget ved at antage, at pumpningen effektivt har påvirket en højde i magasinet svarende til filterlængde plus 5 meter Denne metode er valgt, da mange data er baseret på kortvarige pumpninger af blot et par timers varighed, og for så korte varigheder, er det COWIs erfaring, at pumpningen sjældent vil nå at påvirke hele magasinet Hele 44 % af pumpetiderne er under 12 timer og kun 6 % er længere end to uger Frekvensdiagrammer for de beregnede K-værdier er vist i Figur % 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% M1 10% M2-M3 0% 000E E E E E E-04 Hydraulisk konduktivitet [m/s] Figur 5-3 Frekvensdiagram for beregnede horisontale hydrauliske ledningsevner i de forskellige grundvandsmagasiner Det er valgt at se bort fra de 20 % laveste og de 20 % højeste værdier, da disse vurderes (1) enten at være behæftet med stor usikkerhed eller (2) kun at repræsentere meget begrænsede dele af magasinet Det fremgår dermed af figuren, at der for K-værdierne i langt de fleste boringer er registreret sænkning og ydelse svarende til K-værdier på mellem ca 0, og 2, m/s Dette svarer til O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

40 36 intervallet fra fint til mellemkornet sand Fordelingen af K-værdier er nogenlunde ens i M1 og M2-M3, hvilket antageligt skyldes, at inddelingen af magasinerne i den hydrostratigrafiske pixel-model er baseret på hydrauliske egenskaber og ikke på specifikke aflejringsmiljøer De gennemsnitlige K-værdier samt median K-værdien ses i Tabel 5-1 Tabel 5-1 Gennemsnitlige K-værdier for magasinerne Magasin Gennemsnitlig K-værdi [m/s] Median K-værdi [m/s] M1 1, , M2-M3 1, , Den geografiske placering af data er vist i bilag 7 For M1 ses det, at data så godt som kun dækker den nordlige del af området, hvor M1-Lindved magasinet er til stede Kun få målinger repræsenterer M1-isolerede magasinerne For M2- M3 er data mere jævnt fordelt over modelområdet, dog med en noget ringere datatæthed i områdets nordvestlige hjørne Der observeres en tendens til højere densitet af lave K-værdier i modelområdets sydlige ende I to mindre områder nær Lindved og Bredballe observeres der en tendens til højere densitet af høje K-værdier Ellers vurderes der ikke umiddelbart at være områder, der er entydigt kendetegnet ved K-værdier, der er markant højere eller lavere I forbindelse med kalibreringen er kortet anvendt til at afgrænse udbredelsen af en lidt mere lavpermeabel zone i magasin M2-M3 mod Vejle Fjord Forud for nærværende opgave er der i 2008 blevet udført langtidspumpeforsøg med varigheder på mellem 10 og 30 dage i Bredal (DGU og ) og i Solekær (DGU og ), hvor det planlægges at oprette nye kildepladser (Orbicon, 2009a) og (Orbicon, 2009b) Alle pumpe- og observationsboringer ligger inden for modelområdet I Bredal er transmissiviteten ud fra stignings- og sænkningsdata tolket til i størrelsesordenen m 2 /s og i Solekær omkring 4, m 2 /s Ved begge lokaliteter er den totale magasintykkelse stor (> 70 m) og filterlængderne relativt korte (4-12 m) Det vurderes derfor, at pumpetestene ikke påvirker magasinet i hele dets vertikale udbredelse trods de længere pumpetider I stedet er det vurderet, at den påvirkede mægtighed er på 30 m og 35 m for hhv Bredal og Solekær Dette resulterer i K- værdier på hhv 3, og 1, Begge værdier repræsenterer M2-M3 magasinet og testene indikerer, at disse værdier er nogenlunde homogene i de respektive områder K-værdier baseret på langtidspumpeforsøg vurderes at være et pålideligt datagrundlag, og derfor tillægges disse høj vægtning i modellen Derfor indlægges to separate zoner ved Bredal og Solekær og der sættes et smallere parameterbånd i disse to zoner end i det øvrige sand Da der observeres sænkninger i op mod ca 1000 m ved begge lokaliteter, laves zonerne som cirkler med en radius på 1000 m O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

41 37 På baggrund af Figur 5-3, bilag 7 og erfaringsværdier er der fastlagt startgæt samt parameterbånd for magasiner og dæklag Data er vist i Tabel 5-2 Ved fastlæggelse af K-værdier for magasinerne er der lagt mest vægt på medianværdien i Tabel 5-1, da outliers har tendens til at skævvride middelværdien Tabel 5-2 Startgæt og variationsrammer for ledningsevner i de forskellige hydrostratigrafiske enheder Hydrostratigrafisk enhed K h [m/s] K h / K v Startværdi Variations-ramme Startværdi Variationsramme M1_Lindved M1_Isoleret M2-M M2-M3_Bredal 3, , , M2-M3_Solekær 1, , , Akvitard Akviclude Zonering af grundvandsdannelsen Grundvandsdannelsen i modellen er beregnet eksternt på baggrund af DAISY beregninger og standardkorrigeret nedbør fratrukket fordampning En detaljeret beskrivelse af beregningerne er givet i afsnit 451 Bilag 3A og 3B viser fordelingen af grundvandsdannelsen i hhv kalibrerings- og valideringsperioden, mens bilag 3C viser grundvandsdannelsen anvendt i forbindelse med oplandsberegningerne Det har under kalibreringen ikke været nødvendigt at zonere grundvandsdannelsen for at få vandbalancen til at gå op 55 Numeriske parametre I GMS er som flow package valgt "Layer Property Flow (LPF)", mens der som "solver" er valgt "Pre-Cond Conj Grad (PCG2)" Der er i PCG2 pakken valgt maksimalt 80 ydre og 120 indre iterationer, mens konvergenskriterierne er sat til 0,001 m og 0,0001 m 3 /s Det er valgt at skærpe konvergenskriterier i forhold til standardopsætningen for at minimere vandbalancefejl O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

42 38 6 Kalibrering 61 Kalibreringsmetodik 611 Kalibreringsmetode Modellen kalibreres og valideres i henhold til Håndbog i grundvandsmodellering (GEUS, 2005) samt GEO vejledning 7 (GEUS, 2010) Fastlæggelsen af kalibrerings- og valideringsperiode for det betragtede område er imidlertid ikke helt uproblematisk, hvilket skyldes, at grundvandssystemet dels er dynamisk fra år til år og dels kan antages at have en hvis sæsonvariation pga den omfattende markvanding Således kan der være stor forskel på nettonedbøren og omfanget af markvanding fra år til år, ligesom der er en års-cyklus i såvel infiltration som markvanding For en stationær model kan der opstilles fire grundlæggende kalibreringsstrategier: 1: Geografisk opdeling af data til kalibrering og validering 2: Tidsmæssig årsopdeling af data til kalibrering og validering 3: Tidsmæssig sæsonopdeling af data til kalibrering og validering 4: Ingen opdeling af data, kvantitativ validering ved scenariekørsler Naturstyrelsen Aarhus har som udgangspunkt ønsket modellen kalibreret mod data fra 2010 og valideret mod data fra 2003 svarende til metode nr 2 angivet ovenfor En af de primære årsager til at vælge 2010 som kalibreringsperiode er, at der dette år blev gennemført en omfattende synkronpejlerunde i området, hvorfor der findes et godt datagrundlag Det er under analysen af inputdata til modellen bekræftet, at valget af disse to metoder er fornuftigt, og modellen kalibreres og valideres derfor efter metode 2 Optimalt set, skal modellen kalibreres og valideres mod to perioder, der er markant forskellige mht indvinding og/eller infiltration Dataanalysen viser, at den gennemsnitlige grundvandsdannelse i 2003 og 2010 var på hhv 234 og 362 mm/år, mens den gennemsnitlige vandindvinding i de to perioder var på hhv 1,9 og 1,2 mio m 3 Der er således en stor forskel på såvel grundvandsdannelse som indvinding mellem de to perioder Endvidere er TRE-FOR Grejsdalen lukket i 2009, hvorfor der også er en stor forskel på indvindingsstrukturen i de to O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

43 39 perioder Modellen testes dermed mod to forskellige situationer, hvilket giver en bedre belysning af anvendeligheden og robustheden Endelig er der for begge perioder en fornuftig dækning med pejledata, jf afsnit 455 Det bemærkes, at GEUS i (GEUS, 2005) anbefaler, at kalibrerings- og valideringsperioderne har en længde på 5-8 år En gennemgang af tidsserier for pejledata viser dog, jf afsnit 455, at grundvandspotentialet i magasinerne i modelområdet er nogenlunde stationært set over en flerårig periode, og det vurderes derfor at være en acceptabel forsimpling, at der kun anvendes data fra et år Der findes tidsserie data fra to vandføringsstationer i Grejs Å Det er imidlertid kun mindre dele af de samlede oplande, der ligger inden for modelområdet, hvorfor der er en ret stor usikkerhed på afstrømningen Desuden dækker oplandene kun knap 1/3 af modelområdet, hvorfor det ikke er muligt at kontrollere vandbalancen for store dele af modellen 612 Kalibreringskrav Da modellen skal anvendes til simulering af grundvandsdannende oplande og indvindingsoplande, skal den mht simuleret potentiale og vandføring kalibreres til opfyldelse af GEUS' "high-fidelity"-krav til grundvandsmodeller (GEUS, 2010) For potentialer stilles kravene mht ME, MAE, RMS, SE og R 2, mens det for vandføring er vandbalancen, dvs Fbal High-Fidelity krav for vandføring er en afvigelse på maksimalt 10% Det er imidlertid besluttet at anvende en større usikkerhed på mellem 30 og 35% i dette projekt, da det, jf afsnit 453, kun er mindre dele af oplandene til vandføringsstationerne, der ligger indenfor modelområdet 62 Kalibreringsmål 621 Usikkerhedsberegning for pejledata Fastlæggelsen af usikkerheden på pejledata er udført som beskrevet i håndbogen for grundvandsmodellering (GEUS, 2005), og hver pejling er derfor blevet tilskrevet en samlet usikkerhed Størrelsen af denne er afhængig af, hvorvidt boringen er en indvindingsboring eller ej Idet de enkelte fejlkilder antages at være uafhængige, kan de enkelte bidrags varians (kvadratet på de tabulerede standardafvigelser) summeres, og den samlede standardafvigelse på observationsdata kan beregnes som kvadratroden af denne sum En grundig gennemgang af de forskellige usikkerhedskategorier kan findes i (GEUS, 2005) En samlet oversigt over usikkerheden på pejlingerne i Lindved modellen er givet i Tabel 6-1 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

44 40 Tabel 6-1 Oversigt over fejl og usikkerheder Værdierne er angivet i meter Andre effekter Samlet fejl Magasin GPS Pejlefejl Skalafejl Ikke stationaritet Målefejl Kotefejl Interpol Heterog M1- Lindved M1- isolerede M2-M3 Ja 0,1 0,02 0,15 1,5 0,25 0 1,53 Nej 0,1 1,5 0,15 1,5 0,25 0 2,14 Ja 0,1 0,02 0,21 1,5 0,25 0 1,54 Nej 0,1 1,5 0,21 1,5 0,25 0 2,15 Ja 0,1 0,02 0,21 1,5 0,25 0 1,54 Nej 0,1 1,5 0,21 1,5 0,25 0 2,15 Målefejl Denne fejltype beskriver usikkerheden på selve pejlingen og afhænger af aflæsningsfejl, usikkerhed på udstyr og indtastningsfejl GEUS angiver fejlen til at ligge mellem 5 og 30 cm I Lindved er anvendt 10 cm for alle kategorier, hvilket svarer til, hvad GES anvendte i Fyn og Sjællandsmodellen Kotefejl Kotefejlen angiver præcision på boringens indmåling Boringer er typisk kotesat ved aflæsning på et 4 cm-kort og kun i sjældne tilfælde er boringer indlæst med GPS eller totalstation Ifølge (GEUS, 2005) kan usikkerheden være på en aflæst boring være 1-2 m, mens den for GPS indmålte boringer kun er få centimeter I tabellen er anvendt hhv 1,5 m og 0,02 m Værdien på 1,5 m svarer til, hvad der i (GEUS, 2005) er oplyst anvendt for Fyn og Sjælland modellen Den høje værdi kan desuden retfærdiggøre ved, at terrænet har en stor hældning i store dele af området, hvorfor en fastlæggelse af den korrekte terrænkote bliver mere usikker Fastlæggelsen af, hvorvidt en boring er GPS indmålt eller ej er foretaget ved vurdering af den angivne terrænkote i PC Jupiter Hvis den er angivet med en eller to decimaler, er den antaget GPS-indmålt Undtagelsen er boringer med terrænkoter på 2,5, 7,5 og 12,5 m osv Disse er også antaget aflæst på 4-cm kort For en del af boringerne i området er det i BOREHOLE tabellen i PC Jupiter direkte angivet, hvordan boringerne er indmålt Hvis der er angivet, at boringerne er indmålt med GPS, nivelleret eller aflæst fra digital højdemodel med 1,6 m opløsning, er de tildelt en lav usikkerhed (ELEVAMETHOD = D, G, N eller P) Øvrige metoder er tildelt høj usikkerhed Interpolationsfejl Denne fejlkilde skyldes, at boringerne kun sjældent er placeret præcist i beregningscellernes centrum, og at det beregnede trykniveau derfor interpoleres mellem naboceller Fejlkilden afhænger af cellestørrelsen og gradienten på vandspejlet og kan beregnes som 0,5 * cellestørrelse * gradient Cellestørrelsen er O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

45 41 50x50 m, mens gradienten er vurderet ud fra potentialekortene for de to magasinniveauer Gradienten for de to magasiner er vurderet til hhv 0,0035 (M1- Lindved) og 0,0085 (M2-M3) Den højere værdi for M2-M3 skyldes primært de stejle gradienter ned mod Grejs Å Datamaterialet i M1-isolerede er for sparsomt til at vurdere gradienten Der er derfor anvendt samme værdi som i M2- M3 Fejlen ligger på hhv 0,15 og 0,21 m, hvilket er markant mindre, end der er anvendt i Fyn og Sjællandsmodellen Dette skyldes primært den mindre cellestørrelse i Lindved modellen Heterogenitetsfejl Denne fejlkilde er relateret til usikkerhed på den geologiske model Der er i GEUS Ståbi (GEUS, 2005) angivet en formel for, hvorledes fejlen kan beregnes ud fra oplysninger om K-værdifordelingen, afstrømningssystemet og den hydrauliske gradient Det angives dog også, at disse data sjældent er tilgængelige i praksis, og at der i stedet ofte kan anvendes erfaringsværdier fra sammenlignelige områder Det er for Lindved modellen valgt at anvende samme værdi som i GEUS' Fyn og Sjællandsmodeller, da de geologiske forhold her vurderes at være sammenlignelige med Lindved, da der i alle tre modeller er tale om morænelandskaber Ikke stationaritet Denne fejltype henviser til, at der med en stationær model skal simuleres ikke stationære data GEUS angiver, at fejlen kan beregnes som 0,5 * amplituden på sæsonvariationen Jf afsnit 455 viser de fleste tidsserier en årsvariation på ca 0,5 m, hvorfor det for alle magasiner er vurderet, at effekten for ikke stationaritet er 0,25 m Andre effekter Der er ikke vurderet usikkerhed fra andre kilder COWI har i tidligere projekter tillagt indvindingsboringer en større usikkerhed end pejleboringer, da der kan være tvivl om, hvorvidt indvindingsboringerne er pejlet i ro eller drift, ligesom der for indvindingsboringer i drift vil være et filtertab, som ikke kan simuleres med modellen I PC Jupiter findes data for såvel drift- som rovandspejl og forskellen kan her være adskillige meter, dels pga afsænkning pga pumpning og dels pga filtertab Det er vedtaget ikke at tildele indvindingsboringer en ekstra fejlkilde i Lindved området, da oplysninger om ro eller drift ofte ikke er angivet i PC Jupiter for de aktuelle pejleboringer I stedet er data for drift-vandspejl så vidt muligt udeladt fra kalibrerings- og valideringsgrundlaget 622 Nøjagtighedskrav til pejledata Da Lindved modellen skal anvendes til beregning af grundvandsdannende oplande og indvindingsoplande, skal den kalibreres til at opfylde GEUS "High- Fidelity" krav, jf Geo Vejledning nr 7 Disse er sammenfattet i Tabel 6-2 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

46 42 Tabel 6-2 Nøjagtighedskrav til pejledata Værdierne er angivet i meter Kriteriet for SE er kun gældende for samtlige kalibreringsdata Magasin GPS Krit1 Krit 2 Krit 3 Antal pejlinger ME RMS SE M1- Lindved M1- isolerede M2-M3 Ja 0,11 2,53-22 Nej 0,11 3,54-0 Ja 0,54 2,54-4 Nej 0,54 3,55-0 Ja 0,64 2,54-26 Nej 0,64 3,55-5 Alle data ,65 57 Fordelingen af pejledata er vist i bilag 8 Det ses her, at pejlinger i M1-Lindved udelukkende findes i den nordlige del af modellen, mens pejlinger fra M2-M3 findes i de sydligste 2/3 af modellen Sammenholdes med bilag 2A og 2B ses det, at langt størstedelen af de anvendte pejledata er pejlet i forbindelse med synkronpejlerunden i 2010 I den forbindelse blev boringerne også GPS indmålt, hvorfor størstedelen af data i Tabel 6-2 er placeret i kategorierne for GPSindmålte boringer 623 Nøjagtighedskrav til vandføringsdata I afsnit 453 er foretaget en gennemgang af afstrømningsforholdene i modelområdet Der er fundet to målestationer, hvor der er data, der er anvendelige til kalibrering og validering Data for disse stationer er samlet i Tabel 6-3 Det er, jf afsnit 453, besluttet at anvende en højere usikkerhed end de 10 % angivet som GEUS' high-fidelity krav fra Geo-Vejledning nr 7 (GEUS, 2010) Tabel 6-3 Nøjagtighedskrav til vandføringsdata Station Usikkerhed Kalibreringsperiode Valideringsperiode Kal Val Målt middel Interval Målt middel Interval l/s l/s l/s l/s % 35% % 30% O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

47 43 63 Kalibreringsjournal Modellen er opsat og kalibreret gennem en lang række trin, hvor modellen gradvist er gjort mere kompleks Den endelige model blev betegnet version 38 En række af de vigtigste ændringer fra tidligere versioner samt deres effekt på kalibreringen er beskrevet nedenfor Version Ændring V01-V04 Indlæste alle modellens input data og anvendte standard K- værdier Samlet RMS på 14,4 m V05 V06 V07 V08 V09-V14 V15-V16 V17-V24 V27-V29 Zonerne for Bredal og Solekær blev lagt ind med Khværdierne estimeret på baggrund af prøvepumpningerne Samlet RMS stiger til 15,0 m Den sydlige zone af akvifer M2-M3 blev lavet om til at have en lavere Kh-værdi fra L8-L14 Samlet RMS reduceres til 13,2 m Der blev skabt bedre hydraulisk kontakt til nogle af vandløbene i modellen Samlet RMS reduceres til 9,2 m Kh-værdien blev sat op i den nordlige del af M1 (L1-L9), hvilket stemmer godt overens med de beregnede Kh-værdier i Bilag 7 Det simulerede vandspejl var for højt i dette område og der kom for lidt vand til åerne, hvilket indikerede en for lav horisontal strømning Samlet RMS reduceres til 9,2 m Der blev lavet mindre strukturelle ændringer i modellen og den første automatiske kalibrering (PEST-kørsel) blev sat over Evaluering og diverse tests af resultaterne Udførelse af test af effekten af om beregningslag køres spændt eller frit Det blev konkluderet, at modellen kun kunne konvergere, når kun øverste beregningslag var frit Det havde minimal betydning for oplandene og den samlede massebalance Der kørtes derfor videre med spændte forhold i alle lag De strukturelle ændringer, som blev aftalt på arbejdsdagen mellem COWI og NST Aarhus blev gradvist implementeret Samlet RMS reduceres til 3,5 m Der blev udført kvalitetskontrol af modellen og enkelte småfejl blev rettet til Der blev indlagt zoner med lavere Khværdier i L10 for at sikre en større vertikal potentialeforskel mellem M1 og M2-M3 i området omkring Lindved Samlet RMS fortsat 3,5 m O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

48 44 V30 V35 V38 V31 V43 Der blev kørt endnu en PEST-kørsel for at optimere parametrene Der blev herefter kørt med de optimerede og færdigkalibrerede værdier Den samlede RMS reduceres til 2,9 m Magasinet omkring boring DGU nr gøres lidt mindre i L8 og Kh-værdien sænkes i L9 Den samlede RMS reduceres til 2,0 m Der blev kørt en endelig PEST-kørsel for at optimere parametrene Der blev herefter kørt med de optimerede og færdigkalibrerede værdier Massebalancer og kalibreringsstatistikker er trukket ud Den endelige samlede RMS reduceres til 1,7 m Udførelse af test af effekten spændt/frit øverste beregningslag Det blev draget samme konklusioner, som i V15 Valideringskørsel med kalibrerede parametre og indvindingsdata og infiltrationsdata fra valideringsperioden Massebalancer og valideringsstatistikker er trukket ud 631 Lokale ændringer i modellen Det er under kalibreringen erfaret, at der er en række områder i modellen, hvor den hydrostratigrafiske model ikke er i stand til at afspejle de hydrogeologiske forhold korrekt Dette ses typisk ved, at der enten er store trykforskelle mellem boringer filtersat i samme magasin og med kort afstand, eller at der er stort set identisk tryk mellem boringer filtersat i to magasiner adskilt af lerlag For at kunne simulere disse forhold korrekt, er der en række steder i modellen indlagt lokale zoner med sand og ler betegnet hhv retolket sand og retolket ler Der er i samråd med NST Aarhus aftalt ændringer i den hydrostratigrafiske model, der stemmer overens med de geofysiske og geologiske data, som modellen er baseret på Placeringen af de indlagte zoner er fastlagt ud fra geologiske oplysninger og resistivitet Zonernes placering og udbredelse er fastlagt i samråd mellem NST Aarhus og COWI I modellen er disse zoner markeret med en individuel farve, så det er let at se, hvor der er lavet ændringer i forhold til den oprindelige hydrostratigrafiske model Placeringen af zonerne er vist i bilag 1C Ved at sammenholde med bilag 1A er det muligt at se, hvor ændringerne er foretaget Zoneringerne, der udgør en opdateret hydrostratigrafisk model er eksporteret som GIS-filer, så at NST Aarhus kan arbejde videre med denne Hvor der er retolket ler og retolket sand har zonerne fået parameterværdier alt efter hvilken sand eller lerkode den retolkede zone støder op til i det pågældende lag Der er dog en undtagelse i lag 10, hvor retolket ler har fået tildelt en specifik parameterværdi (-232) For tre vandløb i modelområdet blev det erfaret, at det var nødvendigt at gøre tilstrømningen mod disse større, da pejlinger viste, at vandløbene står i hydraulisk kontakt med nærtliggende boringer I Ulkær er der fjernet ler nord for O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

49 45 vandløbet i L5, L6 og L7 for at skabe større dræning I Højstrup bæk er der ligeledes skabt større kontakt mod nord i L7 Der er taget højde for, at der er fundet ler i boring DGU nr og lige nord for åen og derfor er der kun fjernet ler helt mod modellens vestlige rand Ved Solbæk er der åbnet en anelse op i L5 og L6 baseret på de geofysiske middelmodstandskort I området omkring Bredal blev der simuleret et for højt vandspejl, og det blev derfor besluttet at øge kontakten ned til Møllekær ved at øge Kh-værdien i sandet i L9 og L10 Det vurderes fornuftigt at have en højere Kh-værdi i dette område, eftersom der blev tolket en høj transmissivitet i forbindelse med en prøvepumpning ved Bredal (Orbicon, 2009a) Magasin M1 I den hydrostratigrafiske model er der i boring DGU nr kontakt til vandløbet ved Ulkær, hvilket ikke stemmer overens med pejlingerne, og der er derfor lukket af i L8 og L9 På den måde er der kun kontakt til Højstrup bæk nord for boringen, hvilket afspejler de aktuelle pejlinger I boringerne DGU nr og er der i den hydrostratigrafiske model kontakt til det underliggende magasin M2-M3, hvilket er i modstrid med pejlingerne, der indikerer, at filtrene sidder i mindre isolerede magasiner For boring DGU nr var det muligt at lukke af for kontakten uden at gå i strid med det geofysiske modstandskort Dette var ikke muligt for boring DGU nr , og der er derfor ikke lavet nogle ændringer i dette område Magasin M1_Isolerede Boring DGU nr vurderes at være filtersat i et mindre, isoleret magasin I boringen blev der i den første udgave af modellen simuleret alt for lave værdier, eftersom det lille isolerede magasin stod i kontakt med det underliggende M2-M3 magasin For at afbryde kontakten blev mindre sandzoner i L3 og L4 gentolket som ler I boring DGU nr blev der ligeledes simuleret for lavt grundet kontakt med M2-M3 magasinet Igen blev kontakten forsøgt gjort mindre ved at lukke af i L5 Der var dog tegn på større strukturelle usikkerheder, da det ville have været nødvendigt, at ændre meget på modellen for at hæve potentialet tilpas meget Magasin M2-M3 Der er udpeget tre boringer, hvor det under kalibreringen er blevet vurderet, at de pejlede værdier er fejlbehæftede Derfor blev det besluttet, at ændre pejlingen i til 54 m og at slette pejlingerne i 11627G og Sidstnævnte boring er kun 3,5 m dyb og det antages, at det kan være en kloak, der fungerer som et dræn og trækker vandspejlet urealistisk langt ned Den hydrostratigrafiske model omkring boring DGU nr vil ikke kunne eftervise det observerede potentiale i denne boring, da kontakten til fjorden er alt for god i modellen Det er valgt ikke at lave nogle ændringer i grundvandsmodellen, da det er et meget datatyndt område, og en større strukturel ændring er nødvendig for at kun afspejle observationerne Ligeledes er det valgt, at udelade pejlingen i forbindelse med de inverse kalibreringer Der er under kalibreringen ligeledes skelet til pejledata foretaget udenfor kalibreringsperioden, for at se om yderligere strukturelle ændringer var nødvendige For boringerne DGU nr var det tydeligt, at de stod i et mindre isoleret magasin Dette var ikke tilfældet i den oprindelige hydrostratigrafiske model, og derfor blev der lukket af i L8-L10 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

50 46 I boreprofilet for boring DGU nr , der bruges til indvinding for Solkær Vandværk, ses det at der er ler i bunden af boreprofilet Da dette ikke var afspejlet i den hydrostratigrafiske model og da der blev simuleret for lavt i boringen, blev der lukket af i L8 og L9 og herved blev der dannet et mindre magasin, som ikke er i kontakt med M2-M3 I lag 9 lukkes der af med ler under boringen i et område hvor det geologiske og geofysiske datagrundlag er ringe Vertikal potentialeforskel Det blev under kalibreringen erfaret, at modellen ikke kunne simulere en tilfredsstillende vertikal potentialeforskel mellem M1 og M2-M3 i området omkring Lindved Der blev derfor indlagt en større zone i L10, hvor noget sand blev sat til at have en lav Kh-værdi, og andet blev gentolket som ler Denne zonering blev lavet efter aftale med NST Aarhus baseret på geologiske profiler lavet af naturstyrelsen 64 Kalibreringsresultat 641 Kalibrerede parametre Tabel 6-4 viser de endelige kalibrerede parametre fra modellen og Figur 6-1 viser disse sammen med 95% konfidensintervallerne og de fysisk bestemte parameterbånd Tabel 6-4 Kalibrerede modelparametre Hydrostratigrafisk lag Parameter ID K [m/s] 95% konfidensinterval Akvifer 1, M1_Lindved (L1- L10) Akvifer 1, M2-M3 (L11- L15) ,2*10-4 1,0* ,4* ,2*10-4 9,6* ,5*10-4 Akvifer 1, Solekær (L11) ,9*10-4 6,9* ,2*10-4 Akvifer 1, Bredal (L9-L11) ,1*10-3 6,7* ,5*10-1 Akvifer 1, M1_Nord (L1- L9) Akvifer 1, Bredal_Syd (L9- L10) ,0*10-4 4,3* ,9* ,5*10-4 5,9* ,2*10-3 Akvifer ,2* Akvifer ,2* Akvifer 3, M2-M3_Syd (L8- L15) ,0*10-5 8,5* ,2*10-5 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

51 47 Akvitard ,2*10-7 1,1* ,2*10-7 Akvitard ,2* Akvitard ,2* Akvitard, Nord (L10) ,7*10-5 5,7 * ,5*10-3 Akvitard, Nord_Ler (L10) ,9*10-7 1,4* ,6*10-7 Akviclude ,8* ,0* ,2*10 57 Akviclude ,8* Akviclude ,8* Anisotropi Drænkonduktans - 1,0*10-6 (m 2 /s)/m 2 - Vandløbskonduktans - 5,0*10-5 (m 2 /s)/m - Figur 6-1 De optimerede værdier for den kalibrerede model er vist sammen med de øvre og nedre 95 % konfidensintervaller Også den fysiske variationsramme vist Tabellen og figuren viser, at samtlige parametre er kalibreret til værdier, der ligger inden for de fastlagte parameterbånd, ligesom alle parametre har realistiske størrelser i forhold til den beskrevne geologi for den hydrostratigrafiske enhed Konfidensintervallerne er smalle for de fleste parametre, hvilket indikerer stor sikkerhed på disse Der ses dog konfidensintervaller uden for de fysiske O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

52 48 variationsrammer for parametrene -112, -113, -231 og For de tre sidstnævnte antages dette at skyldes, at der ikke er pejlinger inden for zonerne og parameterusikkerheden bliver derved stor Placeringen af de forskellige parameterzoner er vist i bilag 1C Det ses, at de generelle parametre for M1_Lindved og M2-M3 (-110 og -111) er ens med værdier på hhv 1,2*10-4 m/s Dette svarer i begge tilfælde nogenlunde til 70% fraktilen beregnet ud fra ydelse, sænkning og filterlængde, jf Figur 5-3 Således ligger de kalibrerede værdier fint inden for de centrale målte værdier De kalibrerede værdier ligger ca midtvejs mellem median K- værdierne på knap 0,9*10-4 og de gennemsnitlige K-værdier på 1,6*10-4 m/s beregnet for begge magasiner, se Tabel 5-1 Oprindeligt blev det besluttet, at dele M1_Lindved og M2-M3 op og beskrive dem med to individuelle parametre ud fra hypotesen om, at Kh-værdien i M2-M3 ville være højere end i M1 Figur 5-3 og de kalibrerede værdier har dog vist, at Kh-værdierne med stor sandsynlighed er sammenlignelige Parametrene for Akvifer 2 og 3 (-120 og - 130) har samme værdi som M1_Lindved, eftersom disse har været bundet til parameter -110 under den automatiske kalibrering Parametrene brugt omkring Solekær og Bredal (-112 og -113) er ikke ændret markant fra udgangspunktetparameteren -112, der repræsenterer Solekær, er dog stødt på den øvre variationsramme i den endelige inverse kalibrering Til trods herfor vurderes værdierne fundet ved analysen af langtidspumpeforsøgene at være repræsentative Den kalibrerede værdi for Bredal på 4,1*10-3 m/s er høj, men vurderes realistisk, da mange boreprofiler i området viser groft til mellemgroft sand De tre resterende parametre brugt til at lave zoneringer i akvifererne (-114, -115 og -131) ligger ligeledes inden for den acceptable variationsramme for sand I den sydlige zone i M2-M3 har parameteren -131 dog ramt den nedre værdi for sand Dette antages at skyldes store usikkerheder i den hydrostratigrafiske model i dette område, og det kunne indikere, at der er mere ler i området, end hvad den hydrostratigrafiske model angiver Det ses, at ledningsevnen for sand i den nordlige del af M1 (-114, M1_Nord) er forholdsvis høj Dette stemmer imidlertid godt overens med, at boreprofiler fra området angiver, at sandet typisk beskrives som mellem-groft eller som grus Akvitardparametrene (-210, -220 og -230) er kalibreret til 1,2*10-7 m/s og har dermed ikke ændret sig markant i forhold til udgangspunktet De to parametre og -232 er brugt i lag 10 til at opnå en større vertikal potentialeforskel mellem magasinerne M1_Lindved og M2-M3, og de er bestemt til hhv 3,7*10-5 m/s og 1,9*10-7 m/s, hvilket svarer til en blanding mellem ler og sand og som sandsynligt afspejler de faktiske forhold Parameterbåndet for -231er sat til den lavest mulige værdi for sand (1,0*10-5 m/s), da denne er brugt i områder, hvor boringer viser et indhold af sand i L10 Dette stemmer godt overens med, at parameteren ikke er stødt på sin nedre grænse Akvicludeparametrene (-310, -320 og -330) er kalibreret til 1,8*10-10 m/s og har dermed ikke ændret sig markant i forhold til udgangspunktet O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

53 49 I samtlige hydrostratigrafiske enheder er der anvendt en anisotropiværdi på 10 Følsomheden i PEST kørslerne har været meget lav, og anisotropien har derfor ikke været anvendt som kalibreringsparameter For dræn- og vandløbskonduktans er der anvendt værdier på hhv 1,0*10-6 (m 2 /s)/m 2 og 5,0*10-5 (m 2 /s)/m Ved at vægte, hvor store dele af drænene og vandløbene, der ligger i de enkelte beregningsceller omregner GMS selv disse værdier til en konduktans med enheden m 2 /s Hvis en celle er helt dækket af et drænpolygon bliver konduktansen 0,0025 m 2 /s, ligesom konduktansen bliver 0,0025 m 2 /s, hvis der ligger 50 m vandløb i en celle Der er ikke kalibreret på konduktanserne, da disse erfaringsmæssigt kun har en lille følsomhed i stationære grundvandsmodeller 642 Vandbalance Figur 6-2 og Figur 6-3 viser opgørelser over vandbalancen for de 15 beregningslag i modellen givet i hhv mm/år og mio m 3 /år Da Lindved modellen er sat op som en pixel-model skiller vandbalancen sig ud fra de sædvanlige Det er i samarbejde med NST Aarhus valgt at justere det almindeligt kendte vandbalance setup, således at længden af barerne indikerer omfanget af aktive celler i det pågældende beregningslag Ligeledes indikerer de røde og brune farver andelen af hhv sand og ler i beregningslaget I omregningen til mm/år er der i alle tilfælde brugt det samlede areal for modellen og ikke kun den del, som er aktiv Dette har den fordel, at vandbalancen stemmer for de enkelte delelementer og giver et bedre overblik over, hvorhen vandet strømmer Det har dog også den ulempe, at det kan give et misvisende billede i de øvre lag, hvor kun en mindre del af laget er aktivt O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

54 50 Infiltration 352 Dræn og Vandløb 289 Indvinding 17 Vejle Fjord L L L L4 L L L6 7 0, L7 24 0, L8 7 0, L9 46 0, L , L ,9 0,3 3 L , L13 0, L L15 Figur 6-2 Vandbalance for den kalibrerede Lindved model Værdier i mm/år Længden af barerne indikerer omfanget af aktive celler i det pågældende beregningslag Ligeledes indikerer de røde og brune farver andelen af hhv sand og ler i beregningslaget O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

55 51 Infiltration 25,5 Dræn og Vandløb 20,9 Indvinding 1,2 Vejle Fjord 3,3 7,1 L1 0,2 7,1 0,1 3,1 L2 0,3 3,2 L3 10,1 0,3 0,2 13,3 0,5 4,0 L4 L4 0,5 17,1 0,9 1,6 L5 0,4 19,0 1,5 1,4 L6 0,5 0,00 20,7 2,3 1,6 L7 1,7 0,01 22,6 4,4 0,9 L8 0,5 0,02 23,6 5,1 0,6 L9 3,3 0,04 22,3 6,5 0,9 L10 5,6 0,21 19,0 8,1 0,9 L11 6,6 0,86 0,02 0,2 L12 15,9 11,6 1,2 0,06 3,3 11,8 11,8 L13 0,02 8,3 8,3 L14 2,2 2,2 L15 Figur 6-3 Vandbalance for den kalibrerede Lindved model Værdier i mio m 3 /år Længden af barerne indikerer omfanget af aktive celler i det pågældende beregningslag Ligeledes indikerer de røde og brune farver andelen af hhv sand og ler i beregningslaget Der sker infiltration til og dræning fra lag 1 til lag 12 Dette skyldes, at modellen er sat op som pixel-model, og derfor sker der kun infiltration til og dræning fra den øverste aktive celle i en given beregningssøjle Den gennemsnitlige infiltration til modellen er 352 mm/år (25,5 mio m 3 /år) Det ses, at kun 98 mm/år infiltrerer til lag 1 Dette skal tolkes som, at der i gen- O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

56 52 nemsnit infiltrerer 352 mm/år i hver aktive beregningscelle, men tallet bliver mindre, eftersom der er divideret med det samlede areal af hele modelområdet Infiltrationen til de underliggende lag er styret af stigningen i antallet af aktive celler Således stiger strømningen mellem lagene støt nedad, fordi der kontinuerligt tilføres mere vand til modellen gennem grundvandsdannelse Den største nedadrettede strømning sker til lag 9 med 327 mm/år (23,6 mio m 3 /år) Herefter mindskes den nedadgående strømning grundet øget dræning og indvinding Da der hverken infiltrerer nyt vand, drænes eller indvindes betydeligt fra lag 13 til lag 15, cirkulerer vandet i disse lag grundet de lukkede rande Den mindste strømning ses i lag 15, hvor indholdet af lavpermeabelt ler er meget stort Ca 80 % af infiltrationen (289 mm/år / 20,9 mio m 3 /år) fjernes på et tidspunkt gennem dræn og vandløb Den største afdræning sker i lag 9 til lag 11 I lag 11 fjernes 91 mm/år (6,6 mio m 3 /år) gennem vandløb, hvilket svarer til ca en tredjedel af det nedadstrømmende vand Størstedelen af afstrømningen sker til den sydlige del af Grejs Å, Tirsbæk og Bybæk, som først skærer igennem modellen i lag 11 og dermed skaber kontakt til magasinet M2-M3 I de øvre lag sker der en mindre afstrømning gennem dræn, som hovedsageligt skyldes, at der er ler til terræn Der er foretaget en detaljeret opgørelse af den samlede afstrømning gennem vandløb og dræn for hele oplandet til Grejs Å frem til udløbet i Vejle Fjord Vandbalanceopgørelsen viser, at den samlede afstrømning er på 154 mm/år (112 mio m 3 /år), hvilket svarer til 53% af den samlede dræn- og vandløbsafstrømning Da der ikke forefindes median minimumsdata for Tirsbæk og Bybæk er det svært, at validere den beregnede fordeling Begge vandløb er eroderet dybt ned i terrænet og er placeret i sand i den hydrostratigrafiske model Derfor vurderes det, at de beregnede værdier, der viser at Tirsbæk og Bybæk dræner en stor del af modelområdets vand, er realistiske Afstrømningen til Vejle fjord grundet fastholdt tryk er 46 mm/år (3,3 mio m 3 /år) og sker næsten udelukkende fra lag 12 Oppumpningen i området har i kalibreringsperioden svaret til 17 mm/år, hvoraf størstedelen sker fra L10 og L11, som repræsenterer M2-M3 Der sker ligeledes en mindre oppumpning på 1,0 mm/år fra L7-L9, som hovedsageligt repræsenterer M1_Lindved og M1_isolerede 643 Massebalancefejl Massebalancefejlen for modellen er på 0,09 %, hvilket bla skyldes, at der er anvendt er lavt konvergenskriterium på 0,001 m og 0,0001 m 3 /s for ændringer i hhv tryk og flowresidual Den eneste ulempe, der er ved at anvende disse lave konvergenskriterier er, at det får modellen til at køre lidt langsommere 644 Kalibreringsstatistik Tabel 6-5 viser kalibreringsstatistikken for den kalibrerede model Det er valgt at dele statistikken op i to; en del, der inkluderer alle kalibreringspejlinger og en del, hvor fire pejlinger er udeladt De fire pejlinger er fordelt i de tre magasiner og har store residualer I Afsnit 631 er det beskrevet, hvorfor der fås store afvigelser De skyldes alle strukturelle usikkerheder i den hydrostratigrafiske O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

57 53 model, som det ikke har været muligt at råde bod på uden at lave for store ændringer Usikkerhederne i de områder, hvor pejlingerne udelades, omtales både i Afsnit 631og i Afsnit 8 Tabel 6-5 Kalibreringsstatistik for den kalibrerede model Værdierne er angivet i meter Kriteriet for SE er kun gældende for samtlige kalibreringsdata Grøn baggrundsfarve angiver, at kalibreringskriteriet er overholdt, mens rød baggrundsfarve angiver, at kriteriet er overskredet De overordnede tal repræsenterer statistik uden boringerne med DGU nr og filter ID (M1_Lindved), , (M1_Isolerede) og (M2-M3) Tallene i parentes repræsenterer statistik for samtlige pejlinger Magasin GPS Kalibreringsobjektiv Kalibreringsresultat Antal pejlinger Krit1 Krit 2 Krit 3 Krit1 Krit 2 Krit 3 ME RMS SE ME RMS SE M1- Lindved Ja 0,11 2,53 - Nej 0,11 3,54-0,08 (-0,21) 1,4 (1,9) (22) 0 M1- isolerede Ja 0,54 2, ,78 (-1,7) 0,78 (6,2) - 2 (4) Nej 0,54 3, M2-M3 Ja 0,64 2,54 - Nej 0,64 3, ,22 (-0,57) -1,59 (-1,59) 1,88 (2,57) 3,37 (3,37) - 24 (25) - 4 (4) Alle data ,65-0,17 (-0,55) 1,84 (2,89) 1,35 (1,68) 51 (55) Modellen er generelt god til at simulere de målte trykniveauer i magasinerne Der opnås en samlet RMS for kalibreringsdata på 1,84 m (2,89 m), mens SEværdien, der er et direkte udtryk for modellens evne til at reproducere de observerede data, er på 1,35 (1,68) I beregningen af SE-værdien indgår antallet af kalibreringsparametre Der er her anvendt 11 frie parametre, hvilket svarer til de hydrauliske konduktiviteter i Tabel 6-4 på nær de værdier, der er bundet til Akvifer 1, Akvitard 1 og Akviclude 1 (-120, -130, -220, -230, -320 og -330) Den samlede ME-værdi for modellen er på -0,17 m (-0,55 m) De bedste kalibreringsresultater opnås i M1_Lindved, hvor der ses lave værdier af både ME og RMS Der er dog en enkelt pejling, boring DGU nr , O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

58 Simuleret trykniveau [m] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde 54 som gør at kriteriet for ME ikke overholdes, hvis denne inkluderes i statistikken Modellen har større problemer med at simulere trykniveauet i M1_Isolerede Der i alt kun fire pejlinger i denne kategori; to af disse stammer fra samme boring DGU nr og rammer observationerne pænt inden for en meter, hvorimod de to resterende pejlinger viser store residualer Disse to udelades i statistikken, eftersom der er for god kontakt til hhv M2-M3 og Vejle Fjord, se Afsnit 631 Kalibreringskriterierne for ME nås dog hverken med eller uden de to outliers Eftersom der er så få pejlinger bag statistikken for M1_Isolerede, bør denne ikke tillægges stor vægt I M2-M3 overholdes kriterierne for både ME og RMS, når pejlingen, boring DGU nr udelades Det ses, at de største residualer ligger i den kategori af pejlinger, som ikke er GPS-indmålt Generelt vurderes modellen at overholde GEUS's krav til en high-fidelity undtaget i enkelte problemområder, hvor pejlingerne i realiteten repræsenterer mindre isolerede magasiner Dette uddybes i afsnit 645 Figur 6-4 og Figur 6-5 viser to præsentationer af modellens residualer som funktion af de observerede trykniveauer Alle kalibreringspejlinger inklusiv de fire problempejlinger er vist i de to figurer M1_Lindved M1_Isolerede M2-M Observeret trykniveau [m] Figur 6-4 Simulerede og observerede trykniveauer for den kalibrerede model O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

59 Residual trykniveau (obs-sim) [m] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde Observeret trykniveau [m] M1_Lindved M1_Isolerede M2-M3 Figur 6-5 Residualfordeling for den kalibrerede model Positive residualer indikerer, at modellen simulerer for lavt og omvendt med negative residualer Figur 6-4 viser, at data fra alle tre magasiner er jævnt fordelt omkring 1:1- linjen, som de skal være Det ses, at pejlingerne fra M1_Lindved generelt ligger tættest på linjen, og at de største afstikkere er fra M1_Isolerede Fra residualplottet i Figur 6-5 ses det, at størstedelen af data ligger inden for ±4 meter af den observerede værdi Der ses også en nogenlunde jævn fordeling omkring 0, dog med en lille drejning mod for lave simuleringer, hvilket understøttes af ME-værdien på -0,17 m (-0,55 m) Der ses for M1_Lindved en svag tendens til at de lave tryk simuleres for højt og at de høje tryk simuleres for lavt Dette vil resultere i et simuleret vandspejl, der er en anelse fladere end det observerede Konsekvenserne af dette diskuteres i Afsnit 645 De boringer, der stikker ud ved at have et residual større end ±5 meter er boringerne, der er blevet udeladt fra statistikken med DGU nr , , og Simulerede potentialer og fordeling af residualer Bilag 9 viser de simulerede grundvandspotentialer i beregningslag 7 og 11 svarende til magasinerne M1_Lindved og M2-M3 Kortene viser ligeledes størrelsen på residualerne, dvs forskellen mellem målt og simuleret potentiale Det skal bemærkes, at selv om kortene viser det simulerede billede fra ét beregningslag, så er der også medtaget data fra residualer, der i modellen beregnes i forhold til trykket i andre beregningslag Det er dog valgt at medtage alle residualer for at kunne få et overblik over alle residualer fra et givent magasin På kortet for beregningslag 7 er der således vist residualer fra beregningslag 5 til 10, mens der på kortet for beregningslag 11 er vist residualer fra beregningslag 8 til 13 At modellen er sat op som en pixel-model giver nogle visuelle udfordringer, når der skal laves potentialekort Det skyldes, at der opstår mange områder med store gradienter inden for det samme beregningslag, når der indgår både sand og ler i samme lag Kortene kan i teorien sammenholdes med potentialekortene i bilag 2, dog er de i praksis svært sammenlignelige grundet for- O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

60 56 skellene i produktionsmetode Det skal bemærkes, at fordi alle beregningsceller i GMS er defineret som spændte for at kunne få modellen til at konvergere, så beregner GMS også et trykniveau i alle celler, selv om mange af cellerne i specielt de øverste beregningslag reelt er tørre Således er der i potentialekortet for beregningslag 7 i bilag 9 vist potentialelinjer i alle celler, selv om hele den sydøstlige del af laget reelt er tørt Der er derfor foretaget en efterbehandling af data, hvor tørre celler er udeladt I bilag 10 er der derfor vist potentialekort for den kalibrerede model, hvor områder med tørre celler er markeret I forbindelse med det videre arbejde og herunder indsatsplanlægning i området, er det potentialekortene fra bilag 10, der bør anvendes I lag 7 er hele den sydlige del af modelområdet umættet, og det er derfor ikke helt korrekt at optegne et potentialekort for hele magasinet Det flade vandspejl i M1-Lindved ses tydeligt i modellens nordlige del, hvilket stemmer godt overens med bilag 2 Modellen simulerer generelt de målte potentialer med god præcision, dog er der enkelte problemområder: Der ses for M1-Lindved en svag tendens til, at de lave tryk simuleres for højt, og at de høje tryk simuleres for lavt Dette vil resultere i et simuleret vandspejl, der er en anelse fladere end det observerede Det er under kalibreringen blevet testet, at vandspejlets hældning ikke kan øges hverken ved at sænke Kh-værdien i sandet (parameter -114) eller ved at gøre kontakten nedadtil mindre (lavere værdi af parameter -231) Ligeledes vil en ændring af grundvandsdannelsen i området ikke påvirke hældningen på vandspejlet En mulig forklaring kunne evt være, at den relative fordeling i oplandet er anderledes end hvad der er beregnet i WaterTechs rapport (WaterTech, 2003) En test af dette er dog ikke afprøvet i modellen Placeringen af randen som no-flow rand kan ligeledes have en indflydelse, og det skal bemærkes, at det flade vandspejl i området gør denne placering usikker Strømningsretningen på det simulerede vandspejl stemmer dog fint overens med observationerne Derfor vurderes det, at den lille skævvridning kun vil kunne have en mindre effekt på bredden af indvindingsoplandene og ikke på retningen Usikkerheden på dette vil blive belyst under de stokastiske kørsler For boring DGU nr simuleres der 6,4 m for lavt, eftersom boringen er i kontakt med det underliggende M2-M3 magasin Pejlingerne indikerer, at filteret i realiteten sidder i et mindre isoleret magasin For boring DGU nr simuleres der 11,0 m for lavt, eftersom boringen er i kontakt med det underliggende M2-M3 magasin Pejlingerne indikerer, at filteret i realiteten sidder i et mindre isoleret magasin For boring DGU nr simuleres der i et enkelt filter 5,7 m for højt Dette skyldes, at modellen ikke har nok lag til at kunne adskille mange mindre magasiner O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

61 57 I lag 11 er der kun umættede forhold helt ned mod Vejle Fjord Ligeledes ses effekten af Bybæk, der dræner tilpas dybt til at skabe umættede forhold Magasinet er meget sammenhængende i dette beregningslag, og det simulerede potentialekort for M2-M3 afspejler på god vis potentialekortet i bilag 2B Den stejle gradient ned mod Vejle Fjord og Grejs Å ses tydeligt, og igen ses det, at vandspejlet er mere fladt i modellens nordlige del Stort set samtlige pejlinger i magasinet simuleres med god præcision, og der er kun to problemområder: Flertallet af boringerne tæt på Grejs Å simuleres mellem 1,8 og 3,8 m for lavt Det er testet, at drænniveauet for åen er korrekt og det vurderes, at afvigelsen skyldes en kombination af det meget store terrænfald, cellestørrelsen, og at de fleste af pejlingerne står placeret meget tæt på åen og dermed inde i dræncellen For boring simuleres der 9,0 m for lavt, da der i den hydrostratigrafiske model er antaget en meget god kontakt til Vejle Fjord Pejlingerne indikerer, at filteret i realiteten sidder i et mindre isoleret magasin, der kun har begrænset kontakt med Vejle Fjord Sammenfattende vurderes det, at Lindved modellen simulerer de observerede hydrogeologiske forhold tilfredsstillende Der er enkelte pejlinger, som skiller sig ud - oftest fordi de i realiteten tilhører boringer filtersat i mindre isolerede magasiner, men disse vurderes at have lille indflydelse på de beregnede indvindingsoplande Området omkring Grejsdalen ligger langt fra de indvindinger, som der skal bestemmes oplande for, og det vurderes derfor ikke at have indflydelse på de simulerede oplande, at der er en svag tendens til, at modellen simulerer for lavt her I forbindelse med gennemgangen af de enkelte indvindingsoplande og grundvandsdannede oplande i Afsnit 936 gives en mere detaljeret vurderet af sikkerheden på de enkelte oplande 646 Simulerede vertikale trykforskelle Der er i modelområdet to boringer med flere filtre, hvor der pejles både i M1- Lindved og M2-M3 Disse er brugt til at vurdere de simulerede vertikale trykforskelle og et overblik er givet i Tabel 6-6 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

62 58 Tabel 6-6 Observerede og simulerede potentialeforskelle i boringerne DGU nr og DGU Magasin Observeret potentiale [m] Simuleret potentiale [m] M2-M3 63,6 61, M2-M3 63,3 61, M1_Lindved 68,0 67, M2-M3 63,8 65, M2-M3 63,7 65, M1_Lindved 68,3 64, M1_Lindved 69,1 68,5 DGU Observeret potentialeforskel [m] Simuleret potentialeforskel [m] ,6 5, ,0 3,5 Det ses, at det med modellen er muligt at simulere en betydelig potentialeforskel mellem de to magasiner, som stemmer rimeligt overens med de observerede trykforskelle I boring DGU nr simuleres potentialeforskellen lidt for stor i forhold til det observerede og omvendt i boring DGU nr For at simulere potentialeforskellene mellem de to magasiner har det i modellen været nødvendigt at indlægge en lavpermeabel zone i modellens lag 10 Det skal bemærkes, at den eksakte placering såvel horisontalt som vertikalt af denne lavpermeable zone er behæftet med stor usikkerhed O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

63 Sensitivitet [-] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde Simuleret vandføring I Tabel 6-7 er der angivet observerede og simulerede vandføringer for de to stationer, der er anvendt til kalibrering af modellen Tabel 6-7 Observerede og simulerede vandføringsdata Station Usikkerhed Middelvandføring Observeret værdi Simuleret værdi Afvigelse i % l/s l/s % % % % % Det fremgår af tabellen, at begge simulerede vandføringer lever op til kalibreringskriterierne Dette antyder, at der overordnet set er styr på vandbalancen i modellen Det skal dog igen bemærkes, at vandløbsoplandene til de to stationer kun dækker mindre end halvdelen af modelområdet 65 Sensitivitetsanalyse og invers modellering Der er gennemført en følsomhedsanalyse af parametrene i den kalibrerede model Analysen er blevet udført på samtlige hydrauliske konduktiviteter og samtlige anisotropiforhold Analysen er udført med PEST, som beregner parametrenes følsomhed under den inverse kalibrering Sensitiviteten beregnes i forhold til alle pejledata anvendt i forbindelse med kalibreringen, og udtrykker således hvor meget potentialebilledet ændres som følge af ændringer i parametrene Sensitiviteten for parametrene er vist i Figur 6-6 Det skal bemærkes, at der ikke beregnes sensitivitet for -120, -130, -220, -230, -320 og -330 eftersom de er bundet til hhv -110, -210 og Parameter ID Figur 6-6 Sensitivitet beregnet med PEST for den endelige model Figuren viser, at der er seks parametre, der har markant større følsomhed end de øvrige; parametrene -110, -111, -114, -115, -131 og -210 Disse beskriver alle sandet, på nær én, der beskriver de adskillende akvitard-lithologier Ikke overraskende ses det, at -210 er meget følsom, eftersom denne parameter repræsenterer størstedelen af modellens akvitarder Ligeledes er parametrene -110 og - O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

64 meget følsomme, da de repræsenterer størstedelen af sandet i både M1_Lindved og M2-M3 Ligeledes giver det god mening, at -131 er meget følsom eftersom denne sydlige zone er styrende for afstrømningen til Vejle Fjord Størrelsen på sensitiviteten følger desuden antallet af pejlinger i magasinerne Således giver det god mening, at -114 er følsom, da næsten alle pejlingerne i M1_Lindved er placeret i denne zone Mere overraskende er det, at -115 også er ret følsom, eftersom zonen ikke er stor, og der heller ikke er placeret nogen pejlinger i den Følsomheden antages derfor at skyldes, at zonen åbner op til let afdræning gennem Møllekær og Tirsbæk Både -112 og -113 har lav følsomhed, da de begge repræsenterer små områder omkring Solekær og Bredal og kun få pejlinger Parametrene -231 og -232 har også lav følsomhed, hvilket vurderes at skyldes, at de er anvendt i ret begrænsede områder Akvicludeparameteren -310 har lav følsomhed, hvilket ikke er overraskende, da denne hovedsageligt er anvendt i modellens nederste lag, hvor der sker meget lille strømning og hvor der ikke findes nogen pejlinger i kalibreringsgrundlaget Alle anisotropi-forholdene har lav følsomhed, og de har derfor ikke været brugt i kalibreringen I forbindelse med beregning af stokastiske oplande foretages en opdeling af parametrene i to grupper med høj og lav følsomhed For Lindved modellen anvendes følgende opdeling: Høj sensitivitet: -110, -111, -114, -115, -131 og -210 Lav sensitivitet: -112, -113, -231, -232, -310, -1100, -2100, O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

65 61 7 Modelvalidering 71 Valideringsmetode Modellen er valideret ved at anvende indvindingsdata og nedbørsdata fra 2003 og sammenholde med pejlinger og målt vandføring fra samme periode Under valideringen er grundvandspotentialet fortsat simuleret som stationært Efter første valideringskørsel var det tydeligt, at data ikke stemte overens, og der blev simuleret markant for lavt i samtlige boringer 2003 var kendetegnet ved at have den klart laveste grundvandsdannelse i perioden Årsagen til, at der opnås en dårlig overensstemmelse med observerede potentialer, når der anvendes grundvandsdannelse fra 2003 vurderes derfor at skyldes, at det hydrologiske/hydrogeologiske system ikke når at komme i ligevægt inden for blot et enkelt år med lav nedbør og grundvandsdannelse I samråd med NST Aarhus blev det derfor besluttet, at bruge infiltrationsdata fra en længere periode I stedet for at anvende grundvandsdannelsen fra 2003, er valideringen derfor udført med en gennemsnitlig grundvandsdannelse for perioden 2002 og 2003 I 2003 var den gennemsnitlige grundvandsdannelse 234 mm/år og i mm/år Gennemsnittet af de to år på 386 mm/år blev i stedet brugt, og grundvandsdannelsen fra 2003 blev således opskaleret til at svare til dette, hvorefter valideringskørslen blev kørt på ny 72 Kvantitativ bedømmelse af valideringstesten 721 Valideringsstatistik Tabel 7-1 viser statistikken for den validerede model Valideringsstatistikken er beregnet på samme måde, som for kalibreringen De boringer, der under kalibreringen er udeladt grundet strukturelle usikkerheder, er også udeladt for valideringen To af boringerne er ikke pejlet i valideringsperioden, og derfor er det blot boringerne med DGU nr (M1-Lindved) og (M1-Isolerede), der er udeladt Statistikken er igen sammenlignet med kalibreringskriterierne, men det bør bemærkes, at der ikke er sat nogle deciderede krav til valideringsstatistikken O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

66 62 Tabel 7-1 Statistik for den validerede model Værdierne er angivet i meter Grøn baggrundsfarve angiver, at kalibreringskriteriet er overholdt, mens rød angiver, at kriteriet er overskredet De overordnede tal repræsenterer statistik uden boringerne med DGU nr (M1-Lindved) og (M1-Isolerede) Tallene i parentes repræsenterer statistik for samtlige pejlinger Magasin GPS Kalibreringsobjektiv Valideringsresultat Antal pejlinger Krit1 Krit 2 Krit 3 Krit1 Krit 2 Krit 3 ME RMS SE ME RMS SE M1- Lindved Ja 0,11 2,53 - Nej 0,11 3,54-0,92 (0,14) 0,37 (0,37) 2,02 (2,90) 0,37 (0,37) - 9 (10) - 2 (2) M1- isolerede Ja 0,54 2, ,13 (-6,99) 6,13 (7,05) - 1 (2) Nej 0,54 3, M2-M3 Ja 0,64 2,54 - Nej 0,64 3,55-1,42 (1,42) 0,56 (0,56) 3,01 (3,01) 2,47 (2,47) - 17 (17) - 14 (14) Alle data ,65 0,55 (0,45) 2,94 (3,09) 2,07 (2,32) 43 (45) Det fremgår af tabellen, at statistikken for valideringsperioden med hensyn til RMS overordnet set er blevet en anelse ringere, men at den stadig lever tilfredsstillende op til kriterierne Kriterierne mht RMS er fortsat overholdt for alle datasæt bortset fra GPS-indmålte boringer i M2-M3 Dette datasæt overskrider kriteriet med små 20% En stor del af overskridelsen kan henføres til, at der er to boringer, udover de to, der blev udeladt i kalibreringen, der har residualer over ± 6 m Statistikken for ME er for de fleste af magasinerne forringet (på nær de ikke-gps-indmålte boringer i M2-M3), og ingen af magasinerne lever op til kriteriet Statistikken for M1-Isolerede er kun baseret hhv på to og en pejlinger, og den bør derfor ikke tillægges stor vægt Derfor er disse værdier markeret med grå i tabellen SE-værdien for samtlige pejlinger overskrider kriteriet med en værdi på 2,07 m (2,32 m) Dette vurderes igen, at skyldes de enekelte outliers med store residualer Den samlede ME-værdi på 0,55 m (0,45 m) indikerer, at der generelt simuleres en anelse for højt Dette vil blive diskuteret nærmere i afsnit 73 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

67 Simuleret trykniveau [m] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde 63 Der ses stort set altid en dårligere statistik for valideringsdata end for kalibreringsdata, da modellen er optimeret mod sidstnævnte Samlet set vurderes valideringsstatistikken for Lindved modellen at være god, hvilket indikerer, at modellen er robust og i stand til på god vis at beskrive forskellige hydro- og hydrogeologiske forhold 73 Semi-kvantitativ/kvalitativ vurdering af valideringen Figur 7-1 og Figur 7-2 viser to præsentationer af den validerede models residualer som funktion af de observerede trykniveauer Bilag 11 viser simulerede potentialekort og geografisk fordeling af residualer i beregningslag 7 og 11, der repræsenterer hhv M1_Lindved og M2-M Figur 7-1 M1_Lindved M1_Isolerede M2-M Observeret trykniveau [m] Simulerede og observerede trykniveauer for den validerede model O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

68 Residual trykniveau (obs-sim) [m] Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde Observeret trykniveau [m] M1_Lindved M1_Isolerede M2-M3 Figur 7-2 Residualfordeling for den validerede model Positive residualer indikerer, at modellen simulerer for lavt og omvendt med negative residualer Det ses fra de to figurer, at data fra M1-Lindved og M2-M3 er jævnt fordelt omkring 1:1-linjen, som de skal være, hvorimod der simuleres for lavt i begge pejlinger i M1-isolerede Igen ligger langt størstedelen af pejlingerne inden for ±4 meter af den observerede værdi I M1-Lindved er tendensen med et for fladt simuleret vandspejl mindre udtalt i valideringen end i kalibreringen I Bilag 11 ses det, at der i M2-M3 står mange boringer meget tæt på hinanden ved Bybæk Disse simulerer alle omkring 2 m for højt og det er blandt andet disse, der forårsager, at valideringsstatistikken viser, at der simuleres for højt Disse boringer ses i Figur 7-2, som klyngen af pejlinger ved observeret trykniveau på 40 m Da disse boringer står meget tæt bør de reelt opfattes som et enkelt datapunkt Med dette in mente ses det på Figur 7-1 og Figur 7-2, at residualerne generelt ligger jævnt fordelt omkring 0 Derfor vurderes valideringen at være bedre, end hvad valideringsstatistikken ved første øjekast fortæller Sammenholdes de to potentialekort fra valideringsperioden, Bilag 11A-11B, med de to kort fra kalibreringsperioden, Bilag 9A-9B, ses det, at der kun er små forskelle Dette stemmer overens med, at tidsserier fra området kun viser små ændringer, jf Figur 4-13 og Figur 4-14, ligesom der kun var lille forskel på afstrømningen fra området i de to perioder I Tabel 7-2 er der angivet observerede og simulerede vandføringer for de to stationer, der er anvendt til kalibrering af modellen En nærmere analyse af nedbørsfordelingen i de forskellige år og specielt fordelingen af nedbør i vinterperioden, hvor den største grundvandsdannelse typisk foregår, viser, at det anvendte grundvandsdannelse i valideringsperioden, baseret på et simpelt gennemsnit for 2002 og 2003, sandsynligvis overestimerer den reelle grundvandsdannelse Gennemsnittet for på 386 mm/år er således højere, end den værdi på 352 mm/år, der er anvendt i kalibreringsperio- O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

69 65 den, hvilket står i modstrid med, at den potentielle vinternedbør (1 oktober - 31 marts) var lavere i 2002/2003 end i 2009/2010 En mere korrekt grundvandsdannelse for 2003 ville således sandsynligvis ligge lavere, end hvad der er anvendt Der er ikke udført en ny validering med en lavere grundvandsdannelse, da en korrekt analyse af dette reelt ville kræve en dynamisk model Problemstillingen ændrer desuden ikke på hovedkonklusionen fra valideringen, nemlig at det hydrologiske/hydrogeologiske system ikke når i ligevægt på blot et enkelt år med meget lav eller meget høj grundvandsdannelse I beregninger bør der i stedet for anvendes en gennemsnitlig grundvandsdannelse set over en længere periode Dette er en af årsagerne til, at der i forbindelse med scenarieberegninger i Afsnit 9 anvendes en gennemsnitlig grundvandsdannelse for hele perioden Afsluttende kan det bemærkes, at problemet med, at systemet ikke når i ligevægt ikke giver et problem i kalibreringsperioden, da grundvandsdannelse i 2010 på 352 mm/år ligger tæt på den gennemsnitlige grundvandsdannelse for hele perioden på 390 mm/år Tabel 7-2 Observerede og simulerede vandføringsdata for valideringsperioden Station Usikkerhed Middelvandføring Observeret værdi Simuleret værdi Afvigelse i % l/s l/s % % % % % Det fremgår af tabellen, at modellen igen på fornuftig vis er i stand til at simulere den målte vandføring ved de to stationer I valideringen simuleres der lidt for meget flow ved station 3206, hvor der i kalibreringen blev simuleret lidt for lidt Årsagen til den simulerede høje afstrømning er formentligt, at der er anvendt en højere grundvandsdannelse 74 Opsummering af validering Hovedkonklusionen fra valideringen er, at det hydrologiske/hydrogeologiske system ikke når i ligevægt mht grundvandspotentialer på blot et enkelt år med enten meget høj eller meget lav grundvandsdannelse Beregninger af oplande mm bør derfor udføres med en grundvandsdannelse baseret på data fra en længere periode Valideringen af Lindved viser, at der ved anvendelse af en grundvandsdannelse alene for 2003 simuleres alt for lave potentialer Anvendes i stedet en gennemsnitlig grundvandsdannelse for opnås et meget bedre resultat Med disse data opnås en lidt dårligere statistik for valideringsdata end for kalibreringsdata, hvilket kan forklares ved, at modellen er optimeret mod sidstnævnte Der er lidt færre pejledata i valideringsperioden end i valideringsperioden, men den geografiske spredning er nogenlunde ens Modellen simulerer i de fleste O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

70 66 områder de målte potentialer med god sikkerhed Ved Grejs Å, hvor der i kalibreringen generelt blev simuleret for lavt, simuleres der i valideringen mere jævnt fordelte residualer Der er i M2-M3 et område nord for Bybæk, hvor der generelt simuleres et par meter for højt Det skal bemærkes, at grundvandsdannelse baseret på et simpelt gennemsnit for sandsynligvis overestimerer den reelle grundvandsdannelse i 2003 Dette ændrer dog ikke på den generelle vurdering af, at modellen på god vis kan simulere tryk og afstrømning i valideringsperioden, hvilket viser, at der er tale om en robust grundvandsmodel O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

71 67 8 Begrænsninger i modellen Der er, som beskrevet i kalibrerings- og valideringsafsnittene, opnået en overensstemmelse mellem målte og simulerede trykniveauer, der svarer til "highfidelity" niveau, for stort set alle kategorier af pejledata og vandføringer Modellen vurderes derfor at danne et godt grundlag for at kunne udpege indvindings- og grundvandsdannende oplande for såvel vandværker beliggende i Lindved Indsatsområde som for de øvrige vandværker i modelområdet Når der arbejdes videre med modellen og resultaterne fra denne, er der dog nogle forhold, som det er vigtigt at have in mente under arbejdet Der er enkelte områder, hvor modellen har problemer med at simulere de målte værdier Der er enkelte områder i modellen, hvor der simuleres for lavt, fordi pejlingerne i realiteten repræsenterer mindre isolerede magasiner og ikke er i kontakt med det underliggende M2-M3 magasin, som antaget i den hydrostratigrafiske model Det er forsøgt at beskrive de hydrogeologiske forhold mere korrekt ved manuelt at ændre på zoneringerne i samråd med NST Aarhus Der er dog fortsat områder, hvor det ikke er muligt at simulere potentialebilledet korrekt, ligesom placeringen af og Kh-værdien i de indlagte zoner er usikker Ned ad mod Vejle Fjord er magasinet M2-M3 tolket som sammenhængende i den hydrostratigrafiske model I dette sydlige område vurderes det, at systemet mere korrekt afbilledes ved en isoleret nedre del, M3, der er beliggende dybere end kote +5 m Ved Vejle Fjord indikerer pejledata, at forholdene er meget mere komplekse og at der i høj grad er tale om mindre magasiner, der står i dårlig hydraulisk kontakt med hinanden Dette gælder specielt for området sydvest for en linje mellem Store Grundet og Bredballe Strand Det har i modellering ikke været muligt at køre modellen, hvis ikke alle lag var sat op som spændte Dette repræsenterer ikke det virkelige system, hvor store dele af specielt magasin M1-Lindved er frit og ofte helt tørt Problemet er specielt stort i en pixel-model, som Lindved modellen, hvor der kan være umættede celler helt ned i de dybeste beregningslag Der er blevet lavet tests, hvor det første lag er kørt som frit Her løber de fleste celler i lag 1 tør Det er herefter verificeret, at dette ikke har nogen indvirkning på indvindingsoplandene Desuden er det COWIs erfaring fra andre modeller, at definitionen af magasinforhold ikke medfører betydelig forskel for indvindingsoplandenes form Det skal dog bemærkes, at definitionen i GMS af alle lag som spændte medfører, at der i alle celler beregnes et trykniveau, selv om cellerne reelt er tørre Det er vigtigt at have dette forhold in mente, når resultaterne efterfølgende tolkes og anvendes Typisk vil der således være brug for en efterbehandling af data i forbindel- O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

72 68 se med feks optegnelse af potentialekort, kort for mægtighed af umættet zone og kort med grundvandsdannelse til forskellige magasiner Med hensyn til overfladevandssystemet er det vigtigt at bemærke, at der er tale om en stationær model, hvorfor de simulerede vandføringer er middelvandføringer for hele året Det gælder for alle stationære grundvandsmodeller, at de ikke er velegnede til at vurdere påvirkninger på vandføringerne i minimumsperioder For at give et overblik over modellens usikkerheder er der lavet en usikkerhedsmatrice efter forskrifterne i håndbogen for grundvandsmodellering (GEUS, 2005) og i GEUS (2010b) Usikkerhedsmatricen er vist i Bilag 15 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

73 69 9 Modelsimuleringer og usikkerhedsanalyser 91 Præsentation af referencekørsel og simuleringsscenarier Der er simuleret seks forskellige scenarier med den kalibrerede grundvandsmodel og på baggrund heraf bestemt oplande for vandværkerne i området En oversigt over scenarierne er vist i Tabel 9-1 Forskellen mellem scenarierne ligger i anvendt grundvandsdannelse, anvendte indvindingsmængder og indvindingsstruktur Den nuværende indvinding er baseret på oplyste mængder fra 2010, mens de tilladte indvindinger svarer til den forventede situation for 2011 I alle scenarier bortset fra scenarie 2 er det således antaget, at de to planlagte kildepladser ved Bredal og Solekær er startet I scenarierne er der derfor anvendt en indvinding på 0,5 mio m 3 /år ved hver af de tre kildepladser ved hhv Bredal, Solekær og Lysholt Grundvandsdannelsen i scenarierne er baseret på et gennemsnit fra perioden , således at årlige variationer er udjævnet, jf diskussionen i valideringsafsnittet Tabel 9-1 Scenarie-oversigt Scenarie nr Beskrivelse Grundvandsdannelse Indvindingsmængde Scenarie 1 Tilladt indvinding Gns Tilladt 2011 Scenarie 1, stokastisk Tilladt indvinding, stokastiske oplande Gns Tilladt 2011 Scenarie 2 Nuværende indvinding Gns data Scenarie 3 Ingen indvinding Gns Ingen indvinding Scenarie 4 Mindre nettonedbør Gns * 75% Tilladt 2011 Scenarie 5 Større nettonedbør Gns * 125% Tilladt 2011 Scenarie 6 Alternativ indvinding på Lindved og Lysholt vandværk Gns Tilladt 2011 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

74 70 Referencescenariet for modellen er scenarie 1 Referencescenariet er baseret på de tilladte indvindingsmængder og svarer til den forventede indvindingsstruktur fra 2011 og frem, dvs en situation, hvor de planlagte kildepladser ved Bredal og Solekær er startet op Referencescenariet udgør også grundlaget for de stokastiske usikkerhedsberegninger 92 Anvendte metoder 921 Indvindingsoplande Der er bestemt indvindingsoplande til alle almene og private vandværker (anlægstype V02) Tabel 9-2 viser oplysninger om vandværkerne samt de anvendte indvindingsboringer Tabel 9-2 Oplysninger om vandværker og indvindingsboringer, som der bestemmes oplande for Indvindingsmængderne er opgivet for referencescenariet Værdierne i parentes angiver fordelingen i scenarie 6 Vandværk Boringer Magasin Indvindingsmængde [m 3 /år] Del af total [%] Solkær M M M2-M M Grejs M2-M M2-M Lindved M M2-M (50000) 90 (50) Lindved_Ny M2-M3 (50000) (50) O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

75 71 Vandværk Boringer Magasin Indvindingsmængde [m 3 /år] Del af total [%] Lysholt M2-M (106250) 14 (21) M2-M (106250) 14 (21) M2-M (25000) 14 (5) M2-M (25000) 14 (5) M2-M (106250) 14 (21) M2-M (106250) 14 (21) M2-M (106250) 14 (21) Sindbjerg M Bredal M2-M M2-M Solekær M2-M M2-M Indvindingsoplandene er bestemt på baggrund af "backward particle tracking" Der er indlagt partikler i alle celler, hvor der findes aktive indvindingsboringer tilhørende vandværkerne Partiklerne er herefter fulgt tilbage til det sted, hvor de kom ind i modellen som grundvandsdannelse til den øverste aktive beregningscelle i en given beregningssøjle Efterfølgende er der foretaget databehandling på resultatfilerne I hver aktuel celle er der indlagt et forskelligt antal partikler estimeret på baggrund af indvindingsmængde, infiltration og antallet af boringer, som der pumpes fra I alt blev der indlagt hele 7887 partikler i modellen, se Tabel 9-3 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

76 72 Tabel 9-3 Vandværk Oversigt over de indlagt partikler i modellen For Lindved vandværk er der indlagt et forskelligt antal celler i boringerne grundet forskellige indvindingsmængder i referencescenariet Det første tal angiver antallet af partikler for og Lindved_Ny I parentes er der angivet antallet af partikler for Indvinding [m 3 /år] Antal celler med pumpning Partikler pr celle Bredal Sindbjerg Solkær Grejs Lindved (125) Lysholt Solekær Total 7887 Dette antal partikler er valgt som et kompromis mellem præcision og beregningstid Det er testet for alle vandværkerne, at der ikke tilføres yderligere præcision, da oplandene ikke ændrer form, hvis flere partikler indlægges Derfor vurderes det, at det valgte antal partikler beskriver oplandene meget godt Først er der eksporteret filer med selve partikelbanerne og data for disse er gemt i excelark, Partikelbaner_ScXxlsx, hvor X er scenarienummeret Disse ark kan bruges af NST Aarhus i den efterfølgende analyse til at adskille partikelbanerne i de forskellige oplande fra hinanden Der er ikke vist partikelbaner for scenarie 3, da der ikke indvindes i dette scenarie De enkelte partikelbaner er ligeledes eksporteret som GIS-filer, Partikelbaner_ScX_arcsshp, hvor X er scenarienummeret Efterfølgende er selve indvindingsoplandet udpeget ved at undersøge, hvilke celler i modellens beregningsnet, partikelbanerne passerer Disse celler er grupperet i sammenhængende polygoner og indvindingsoplandene er afsluttende gemt som GIS-filer navngivet Indv_Opland_ScXshp, hvor X er scenarienummeret For referencescenariet er der ligeledes foretaget stokastiske beregninger til vurdering af oplandenes usikkerhed Der er først kørt 200 modelrealisationer, hvor de hydrauliske ledningsevner og anisotropien er tilladt at variere Spændet på variationsintervallet er fastlagt ud fra parametrenes følsomhed, jf Figur 6-6 De O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

77 73 mest følsomme parametre er tilladt at variere med en faktor 2 og parametre med lille følsomhed med en faktor 5 Alle anisotropifaktorerne har lille følsomhed, men er dog kun tilladt at variere mellem 8 og 12 for at holde dem på et realistisk niveau Efterfølgende er der sorteret i realisationerne, således at de mest urealistiske modeller er forkastet Sorteringen er foretaget ud fra RMS for samtlige pejlinger Der er udvalgt 50 realisationer, hvor RMS er under 2,76 m, hvilket er +50% i forhold til RMS for referencescenariet på 1,84 m For samtlige udvalgte realisationer er der efterfølgende kørt en "backward"- kørsel som beskrevet ovenfor Resultaterne herfra er samlet, og det er beregnet, hvor mange gange hver enkelt beregningscelle i modellen gennemstrømmes af vand Der er her projiceret op på terræn, således at der ikke er skelnet mellem, hvilket lag i modellen strømningen foregår i Resultatfilen hedder Indv_stokastisk_regionshp 922 Grundvandsdannende oplande De grundvandsdannende oplande er ligeledes bestemt ved "backward particle tracking" Der er taget udgangspunkt i "backward particle tracking" kørslerne anvendt til bestemmelse af indvindingsoplande, hvor de grundvandsdannende oplande er bestemt ud fra partiklernes endepunkter Selve endepunkterne er først gemt som Endepunkter_Modpath_eptxlsx, med et underark for hvert scenarie Dette ark kan bruges af NST Aarhus i den efterfølgende analyse til at adskille endepunkterne i de forskellige oplande fra hinanden Der er ikke vist endepunkter for scenarie 3, da der ikke indvindes i dette scenarie Data er efterfølgende indlæst i et GIS program, og det er undersøgt, hvilke celler i modellens beregningsnet, der indeholder endepunkter Disse celler er grupperet i sammenhængende polygoner, og de grundvandsdannende oplande er afsluttende gemt som GIS-filer navngivet Gvd_opland_scXshp, hvor X er scenarienummeret Der er foretaget en aldersbestemmelse på de grundvandsdannende oplande Der er taget udgangspunkt i ovennævnte endpoint filer, og alderen er beregnet som transporttiden fra indvindingsboringerne og tilbage til øverste vandspejl I de beregningsceller, hvor der ender flere partikler, er alderen beregnet som alderen på den yngste partikel Resultaterne er gemt som GIS filer og navngivet Gvd_alder_opland_sc1_region Aldersberegningen er kun udført for scenarie 1 Til anvendelse i forbindelse med usikkerhedsvurderingen på resultaterne er der ligeledes anvendt backward tracking Der er igen indlagt partikler, som beskrevet i Tabel 9-3 i alle de celler, der repræsenterer vandværksboringer Partiklerne er herefter fulgt baglæns til terræn For de 50 udvalgte kørsler er der foretaget en optælling af, hvor mange kørsler, der har endepunkter i de forskellige celler, og dette er omregnet til, hvor mange procent af kørslerne, der har grundvandsdannelse fra de forskellige celler i modellen Resultatfilen hedder Gvd_stokastisk_regionshp Usikkerhedsvurderingen er kun udført på scenarie 1 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

78 Mægtighed af umættet zone Der er foretaget en beregning af mægtigheden på den umættede zone i modelområdet Beregningen er foretaget på den kalibrerede grundvandsmodel, og svarer således omtrent til forholdene i scenarie 2 Mægtigheden af den umættede zone er beregnet som afstanden fra terræn til øverste vandspejl I beregningen er der foretaget en efterbehandling af data, således at data fra celler, der reelt er tørre, ikke er inkluderet Øverste vandspejl er således beregnet som vandspejlet i den øverste celle i en given beregningssøjle, hvor trykniveauet ikke ligger under bunden af beregningscellen Resultatet af beregningerne er vist i bilag 12 Til validering af resultaterne er den reelle observerede mægtighed af den umættede zone også vist på bilaget Den observerede mægtighed er bestemt ud fra pejledata fra 2010 fra boringerne i området Såfremt boringerne har flere filtre, er der kun anvendt data fra øverste filter 924 Grundvandsdannelse til magasiner Der er foretaget en beregning af den geografiske fordeling af grundvandsdannelse hhv (1) fra øverste aktive våde beregningscelle i en given beregningssøjle, (2) til aktive våde celler i magasin M1_Lindved (beregningslag 7) og (3) til aktive våde celler i magasin M2-M3 (beregningslag 11) Beregningsmetoderne er skitseret i Figur 9-1, hvor grundvandsdannelse (1) er vist som Figur 9-1a og grundvandsdannelse (2) og (3) som Figur 9-1b Figur 9-1 Skitse af beregning af grundvandsdannelse Grundvandsdannelsen til grundvandsspejlet er estimeret ved at tage eksfiltrationen fra den øverste aktive våde celle, hvorved drænene er fratrukket Grundvandsdannelsen til de to magasiner er estimeret ved at beregne infiltrationen fra den overliggende beregningscelle, når denne er aktiv og våd Ellers er der brugt nettonedbøren til at beskrive grundvandsdannelsen Data er udtrukket i m3/s for beregningscellerne i modellen og er efterfølgende omregnet til mm/år Alle beregningerne er baseret på den kalibrerede model Resultaterne er vist i Bilag 14A-14B O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

79 75 93 Resultater af simuleringsscenarier 931 Mægtighed af umættet zone Mægtigheden af den umættede zone er vist i bilag 12 Kortet viser, at den umættede zone i størstedelen af området har en stor mægtighed og nogle steder i den sydlige del når over 50 m Områder med lille mægtighed af umættet zone ses hovedsageligt i områder omkring vandløb og specielt Grejs Å, hvor der typisk er opadrettet gradient og vandspejl nær terræn eller i områder med ler i de øverste jordlag, hvor vandtrykket i modellen drænes til 1 m under terræn For at kunne vurdere validiteten af beregningerne er den observerede umættede zone baseret på pejledata fra 2010 også vist på kortet Det ses, at der generelt er en særdeles god overensstemmelse mellem simuleret og observeret mægtighed af umættet zone Den eneste større uoverensstemmelser ses syd øst for Lysholt, hvor der er simuleret en mægtighed på m, men hvor der er observeret en mægtighed på 18 m i boring DGU nr Dette skyldes, at det kun er det øverste filter, der vises på bilaget I det nederste filter er der observeret en mægtighed på 48 m Det vurderes derfor, at der er et mindre øvre hængende vandspejl, og at den simulerede mægtighed derfor er repræsentativ 932 Grundvandspotentialer Bilag 16 viser de beregnede grundvandspotentialer for beregningslag 7 og 11 for referencescenariet Det skal igen bemærkes, at GMS fejlagtigt angiver beregnede potentialelinjer i hele modelområdet, selv om store dele af specielt beregningslag 7 er tørt, jf bilag 10 For M1-Lindved er der kun optegnet potentiale linjer mellem 60 og 70 m, for at kunne optegne disse med halv-meters kurver Dette gør det lettere at sammenligne potentialekortet for M1-Lindved med Bilag 10A Det ses, at potentialet ligger mellem 0,5-1 m højere i referencescenariet Sammenlignes potentialet i M2-M3 med Bilag 10B ses det igen, at potentialet generelt ligger en lille smule højere i referencescenariet end i kalibreringsperioden I M2-M3 ses den største ændring i den nordlige del af modelområdet Der observeres et højere potentiale i referencescenariet på trods af den højere indvinding, da grundvandsdannelsen i denne periode ligeledes er højere 933 Vandbalance for referencescenariet Figur 9-2 og Figur 9-3 viser en vandbalance for hele Lindved-modellen for referencescenariet Forskellen på figurerne er, at værdierne er angivet i hhv mm/år og mio m 3 /år Sammenholdes figurerne med Figur 6-2 og Figur 6-3, der viser vandbalancen for kalibreringsperioden, ses det, at infiltrationen er 10 % større i referencescenariet, og at indvindingen næsten er fordoblet i forhold til kalibreringsperioden Den øgede infiltration medfører en stigning på 8 % i afdræningen og 4 % i grundvandsstrømningen til Vejle Fjord Det ses fra figurerne, at den øgede indvinding hovedsageligt sker fra beregningslag 10 og 11 Den nedadrettede strømning mellem lagene er betydeligt større i referencescenariet grundet den større infiltration og indvinding Dette udlignes af den øgede ind- O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

80 76 vinding, og den opadrettede strømning er derfor nogenlunde ens i kalibreringsperioden og i referencescenariet Infiltration 390 Dræn og Vandløb 314 Indvinding 30 Vejle Fjord L L L L4 L L L6 9 0, L7 27 0, L8 8 0, L9 48 0, L , L ,8 0,3 3 L , L13 0, L L15 Figur 9-2 Vandbalance for referencescenarier i Lindved modellen Værdierne er angivet i mm/år O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

81 77 Infiltration 28 Dræn og Vandløb 23 Indvinding 2 Vejle Fjord 4 8,0 L1 0,3 7,8 0,1 3,4 L2 0,4 3,6 L3 11,1 0,3 0,3 14,5 0,5 4,4 L4 L4 0,7 18,5 0,9 1,8 L5 0,5 20,5 1,5 1,5 L6 0,6 0,00 22,3 2,4 1,7 L7 2,0 0,01 24,0 4,5 0,9 L8 0,6 0,03 25,0 5,1 0,6 L9 3,5 0,05 23,3 6,3 1,0 L10 5,8 0,61 19,7 8,1 1,0 L11 6,9 1,22 0,02 0,2 L12 16,3 11,8 1,2 0,07 3,5 12,0 12,0 L13 0,02 8,4 8,4 L14 2,2 2,2 L15 Figur 9-3 Vandbalance for referencescenariet i Lindved modellen Værdierne er angivet i mio m 3 /år 934 Vandbalancer for alle scenarier For at kunne vurdere påvirkningen på vandbalancen ved de forskellige scenarier, er der i Tabel 9-1vist en række centrale komponenter i vandbalancen for modellen O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

82 78 Tabel 9-4 Beregnede vandbalancer for hele modelområdet Vandmængderne er angivet i mm/år baseret på et areal på 72 km 2 For grundvandsdannelsen er værdierne dog baseret på arealet af hhv beregningslag 7 og 11 Vandmængderne er ligeledes angivet i mio m 3 /år og disse værdier er angivet i parentes Oppumpningen i M1 er taget fra L6-L9 og i M2-M3 fra L10-L13 Grundvandsdannelsen til M1 og M2-M3 er taget, som det vand, der løber ud af cellebundene i hhv L6 og L10 plus det vand der infiltrerer til L7 og L10, hvor de øvre lag ikke er aktive Scenarie Ind- Netto nedbør vin- ding Klima Vandløb/dræn Vejle Fjord Oppumpning Grundvandsdannelse M1 M2-M3 M1 M2-M3 1 Tilladt Aktuel 390 (28,2) 315 (22,8) 48 (3,5) 1,39 (0,1) 26,5 (1,9) 405 (24,0) 303 (20,7) 2 Aktuel Aktuell 390 (28,2) 326 (23,6) 48 (3,5) 0,95 (0,1) 15,8 (1,1) 403 (23,9) 303 (20,8) 3 Ingen Aktuel 390 (28,2) 342 (24,7) 49 (3,5) 0 (0) 0 (0) 401 (24,0) 299 (20,5) 4 Tilladt -25% 292 (21,2) 223 (16,2) 41 (3,0) 1,39 (0,1) 26,5 (1,9) 327 (19,4) 264 (18,1) 5 Tilladt +25% 488 (35,3) 406 (29,4) 54 (3,9) 1,39 (0,1) 26,5 (1,9) 461 (27,3) 331 (22,7) 6 Tilladt* Aktuel 390 (28,2) 315 (22,8) 48 (3,5) 1,28 (0,1) 26,7 (1,9) 405 (24,0) 303 (20,7) * Indvinding på Lindved vandværk er fordelt 50/50 på boring DGU nr og en ny boring placeret 300 m vest for denne og en alternativ indvindingsstruktur på Lysholt Vandværk er benyttet Det ses, at oppumpningen for alle scenarier er meget lille i forhold til grundvandsdannelsen Det ses, at det udelukkende er scenarie 4 og 5, der har en betydelig effekt på størrelsen af grundvandsdannelsen Dog ses det, at der i scenarie 3 er en mindre grundvandsdannelse til begge magasiner Dette skyldes, at der ikke er nogen indvinding til at drive vandet ned gennem systemet I stedet for ses der i scenarie 3 en lidt større afstrømning (ca 5 %) til vandløb og dræn Ændringerne i afstrømningen til Vejle Fjord er begrænset de forskellige scenarier i mellem Den største ændring ses på 14 % i scenarie 5, hvor nettonedbøren øges med 25 % Det er ligeledes værd at bemærke, at afstrømning i vandløb/dræn afhænger meget af det anvendte klima Således vil 25% mindre nettonedbør betyde en ændring i afstrømningen på ca 29 % Tilsvarende vil en stigning i nettonedbør på 25% betyde en ændring i 29 % på afstrømningen O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

83 Grundvandsdannelse Bilag 14A-C viser grundvandsdannelsen hhv fra øverste aktive våde beregningscelle i modellen, til M1_Lindved magasinet (beregningslag 7) og til M2- M3 magasinet (beregningslag 11) Det fremgår af Bilag 14A, at grundvandsdannelsen varierer fra mellem negative værdier til mere end 500 mm/år Da modellen er sat op som en pixelmodel, og grundvandsdannelsen derfor er taget fra flere forskellige lag, er det svært direkte at sammenholde størrelsen på grundvandsdannelsen med lerede dæklag Bilaget viser, at der er en tydelig sammenhæng mellem områder med negativ grundvandsdannelse, dvs opadrettet grundvandsstrømning, og beliggenheden af vandløb og drænede områder Dette viser, at overfladevandssystemet har en betydelig effekt på grundvandsstrømningen og grundvandsdannelsen Effekten er specielt tydelig for Grejs Å, Ulkær, Solbæk, Møllekær og Bybæk Ligeledes ses der, som forventet, en tydelig opadrettet strømning til Vejle Fjord I den nordlige del af modelområdet er grundvandsdannelsen relativt homogen og har en gennemsnitlig værdi på omtrent mm/år I den sydlige del af modelområdet er grundvandsdannelsen mere heterogen Dette stemmer godt overens med den overordnede grundvandsdannelse vist i Bilag 3C I Bilag 14B er der kun vist de celler i beregningslag 7, som ikke er tørre De steder, hvor beregningslag 6 er tørt, er der i stedet vist grundvandsdannelsen fra Bilag 3C, og områderne er markeret med en sort afgrænsning I de fleste af disse områder, ses der en noget større grundvandsdannelse, end den beregnet baseret på beregningslag 6 Dette er forventeligt, da grundvandsdannelsen bliver mindre ned gennem modellens beregningslag Der ses i modellens nordvestlige hjørne steder med høj grundvandsdannelse, hvilket stemmer godt overens med udbredelsen af M1_Lindved Omkring Agersbøl ses der en meget lav grundvandsdannelse, hvilket stemmer godt overens med, at der et tykt dæklag i dette område Enkelte steder er der endda opadrettet strømning, hvilket skyldes dræning af ler, der når helt til terræn I Bilag 14 C er der igen kun vist de celler i beregningslag 11, som ikke er tørre Hvor beregningslag 10 er tørt er grundvandsdannelsen fra bilag 3C i stedet vist Den største grundvandsdannelse ses i modellen sydlige del, hvilket giver god mening, eftersom terræn ligger lavt her, og vandet derfor kun skal strømme kort, inden det når lag 11 Derfor ligner både grundvandsdannelsens størrelse og geografiske spredning den vist i Bilag 14A Samtidig ses der adskillige områder med negativ grundvandsdannelse I modellens nordlige del er grundvandsdannelsen betydeligt mindre end det ses i Bilag 14A, hvilket giver god mening, da grundvandsstrømningen bliver mindsket ned gennem adskillige lag indeholdende ler 936 Gennemgang af oplande Bilag 13A-B viser de simulerede indvindings- og grundvandsdannende oplande for vandværkerne i modelområdet Oplandende er både vist for alle scenarierne og som stokastiske oplande for referencescenariet Ligeledes er alderen for de grundvandsdannende oplande vist for referencescenariet Det er i samråd O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

84 80 med NST Aarhus besluttet, at oplandene er vist for alle vandværkerne samtidig For at give et bedre overblik viser Bilag 13A de nordlige oplande (Sindbjerg, Lindved, Grejs og Solekær) og Bilag 13B de sydlige oplande (Solkær, Bredal og Lysholt) Generelt kan det siges om indvindingsoplandene, at partikelbanerne kun for de færreste vandværker danner en klassisk dråbeform Dette vurderes at skyldes, at modellen er sat op som en pixelmodel, hvor mindre lerlinser og vinduer kan sprede partiklerne Ydermere er modellen fint diskretiseret med 50x50 m 2 celler For Lysholt vandværk danner partikelbanerne dog tilnærmelsesvist den klassiske dråbeform Som en naturlig konsekvens af det ovenstående, er de grundvandsdannende oplande nogle steder lidt usammenhængende, og de noget spredte partikelbaner har også resulteret i lave sandsynligheder i oplandenes yderområder Fra Bilag 13A-B ses det, at oplandene i de scenarier, hvor der bruges tilladt indvinding, for Lindved og Solekær rammer modellens øvre nordlige no-flow rand Dette er uhensigtsmæssigt, da det indikerer, at oplandene reelt strækker sig ud over modelområdet i nogen grad Fastlæggelsen af den øvre rand har været noget usikker grundet det relativt flade vandspejl i området I scenarie 2, der repræsenterer den aktuelle indvinding, ses det dog, at oplandene ligger meget bedre inden for modelranden Da modelranden er fastsat efter de faktiske forhold, tyder det derfor på at modelranden er fastsat fint efter disse Det er beregnet, at grundvandet sænkes ca 40 cm ved den nordlige modelrand, når der bruges tilladte indvindingsmængder i forhold til de nuværende, hvor Solekær og Bredal kildepladser ikke er aktive Grundet det relativt flade vandspejl i området vurderes det, at et fremtidigt vandskel vil blive forskudt mod nord Baseret på erfaring vurderes det, at vandskellet kan blive flyttet med op til omkring 500 m For Solekær vurderes dette at medføre, at oplandene kan strække sig ca 500 m længere mod nord og for Lindved op til ca 200 m For Solekær ses det, at det er omtrent 20 % af partiklerne, der ligger ved randen Det er altså kun denne del af indvindingen, der har et opland, der eventuelt strækker sig ud over modelranden For Lindved vandværk er der tendens til, at partiklerne standser tæt på randen men dog ikke helt langs med randen Dette vurderes at medføre, at der er større sikkerhed på Lindved Vandværk oplandet end Solekær Kildeplads oplandet, samt at Lindved oplandet vil blive påvirket mindre af, at grundvandsskellet forskydes mod nord Baseret på ovenstående vurderes det, at modellen fint kan bruges til at definere indvindingsoplande og grundvandsdannende oplande for vandværker beliggende i Lindved Indsatsområde Det bør dog overvejes, om der ved den endelige udpegning af oplande for Lindved vandværk, skal tænkes en bufferzone på ca 200 m mod nord ind i forhold til de beregnede oplande for at have en stor sikkerhed for at have hele oplandet med For de øvrige vandværker og kildepladser i modelområdet vurderes det ligeledes, at modellen er velegnet til at beregne indvindings- og grundvandsdannende oplande Dog bør det for Solekær Kildeplads overvejes, om der ved den endelige udpegning af oplande skal indtænkes en bufferzone på ca 500 m mod nord i O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

85 81 forhold til de beregnede oplande for at have en større sikkerhed for at have hele oplandet med Grundvandsaldrene for referencescenariet ligger generelt mellem 0 og 100 år Enkelte vandværker viser grundvandsaldre på mellem 100 og 200 år Og i enkelte mindre områder i modellens nordlige del er der observeret grundvandsaldre på over 200 år Det er forskelligt, i hvor høj grad de forskellige scenarier har en effekt på de individuelle oplande Dette vil blandt andet blive beskrevet i det følgende, hvor hvert af vandværkernes oplande for referencescenariet bliver gennemgået For at beskrive de individuelle opland er der tegnet tværsnit igennem alle oplande og placeringen af disse er skitseret i Figur 9-4 Figur 9-4 Oversigtskort over hvor der er lagt tværsnit gennem oplandene Som baggrund er indvindingsoplandet for Scenarie 1 vist Sindbjerg Vandværk Sindbjerg vandværk indvinder fra M1-Lindved (DGU nr ) Et tværsnit gennem indvindingsoplandet er vist i Figur 9-5 Tværsnittet er trukket således, at det løber gennem midten af indvindingsoplandet O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

86 82 Indvindingsoplandet ligger nord-nordøst for indvindingsboringen Grundet den lave indvindingsmængde er indvindingsoplandet ikke ret stort Grundvandsalderen er relativ ensartet og ligger mellem år Det blev i Afsnit 645 beskrevet, at der blev simuleret et lidt for fladt grundvandsspejl i M1-Lindved Et for fladt grundvandsspejl kan resultere i for brede oplande Dette ser dog ikke ud til at være tilfældet for Sindbjerg, hvor oplandet er relativt smalt og både indvindingsopland og grundvandsdannende opland er blevet bestemt med relativ stor sandsynlighed under de stokastiske beregninger Ligeledes ses det, at oplandene er relativt ens i de forskellige scenarier Grundvandsdannelsen sker noget tættere på vandværket i scenarie 2 end i de resterende scenarier Figur 9-5 Tværsnit gennem indvindingsoplandet for Sindbjerg Vandværk Figuren er vist med 3 gange overhøjde Det ses fra figuren, at grundvandet infiltrerer gennem det øverste relativt tynde dæklag, hvorefter det strømmer mod indvindingsboringen i M1-Lindved Lindved Vandværk Lindved Vandværk indvinder i scenarie 1 fra boringer i hhv M1-Lindved og M2-M2 (DGU nr og ) Indvindingsoplandet for DGU nr forgrener sig i to; en del hvor vandet kommer fra øst og en del hvor vandet kommer fra den nordlige del Det er valgt at vise et tværsnit, der følger vandet fra nord, se Figur 9-6 O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

87 83 Figur 9-6 Tværsnit gennem indvindingsoplandet for Lindved vandværk Figuren er vist med 8 gange overhøjde Oplandet for Lindved Vandværk er meget bredt, hvilket skyldes stor geologisk heterogenitet i området De fundne grundvandsaldre er relativ høje for Lindved på mellem 50 og 200 år Grundvandet infiltrerer gennem det øverste dæklag mod nord eller øst relativt langt fra indvindingsboringerne og strømmer derefter mod indvindingsboringen i M1-Lindved indtil et geologisk vindue tillader det at løbe ned i M2-M3 Der ses en tydelig effekt af den lavpermeable zone, der er lagt ind i beregningslag 10 for at opnå en højere vertikal gradient mellem de to magasiner Grundet den store heterogenitet bliver det grundvandsdannende opland for Lindved meget spredt og endepunkterne danner en lang tynd stribe De stokastiske beregninger viser relativt lave sandsynligheder, og det vurderes derfor svært at afgrænse det grundvandsdannende opland for Lindved En betydelig del af den horisontale strømning foregår i M1-Lindved, og det kan derfor ikke afvises, at det for fladt simulerede vandspejl i M1-Lindved under kalibreringen kan have en betydning Som forventet ses der en betydelig ændring i scenarie 6, hvor der er taget en ny indvindingsboring i brug for Lindved vandværk I scenarie 4 ses der også et meget anderledes indvindingsopland, der er noget mere spredt og bredere, specielt mod nord-vest Grejs Vandværk Grejs Vandværk indvinder fra to boringer i M2-M3 (DGU nr og ) Et tværsnit gennem indvindingsoplandet er vist i Figur 9-7 Oplandet har en mindre "afstikker" mod øst, men ellers indvindes der fra nordøst til vandværket Profilet er tegnet gennem midten af oplandet mod nordøst O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

88 84 Figur 9-7 Tværsnit gennem indvindingsoplandet for Grejs vandværk Figuren er vist med 10 gange overhøjde Det ses, at det grundvandsdannende område ligger tæt på selve indvindingsboringerne Grundvandet infiltrerer først gennem et tykt lerlag, hvorefter det strømmer langs leret over M2-M3 indtil det indvindes i det noget isolerede sandmagasin På figuren ses også tydeligt de partikelbaner, som udgør "afstikkeren" mod øst Grundvandets alder er relativt ensartet og ligger mellem år Det ses dog, at grundvandet fra "afstikkeren" generelt er ældre med aldre på over 100 år De stokastiske beregninger viser, at oplandene er relativt velbestemte tæt på vandværket Dog ses der et område nord for det opland bestemt for referencescenariet, hvor der er en 0-20 % sandsynlighed for at vandet strømmer igennem Dette viser, at parameterusikkerheden kan resultere i et noget større opland end det set i referencescenariet I scenarie 4 ses det ligeledes, hvordan enkelte partikelbaner ligger som lange "afstikkere" mod nord Solekær Kildeplads Solekær Kildeplads indvinder fra to boringer i M2-M3 (DGU nr og ) Indvindingsoplandet for Solekær kildeplads har meget langt fra den klassiske dråbeform grundet heterogene forhold Indvindingsoplandet strækker sig hovedsageligt mod nord, men har adskillige mindre "afstikkere" Et tværsnit gennem indvindingsoplandet er vist i Figur 9-8 Profilet er tegnet gennem midten af oplandet mod nord O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

89 85 Figur 9-8 Tværsnit gennem indvindingsoplandet for Solekær Kildeplads Figuren er vist med 12 gange overhøjde Det er svært, at analysere strømningsbilledet ud fra figuren grundet de komplekse forhold Figur 9-9 viser tydeligt, hvordan udbredelsen af ler i beregningslag 11 har stor betydning for indvindingsoplandets form Nogle af partiklerne har fundet vej gennem et geologisk vindue tæt på indvindingen fra et ovenover liggende mindre isoleret magasin Dette giver et meget spredt grundvandsdannende opland i dette område Andet grundvand dannes længere nordpå, hvor det enten infiltrerer lodret gennem det relativt tykke lerlag eller strømmer gennem geologiske "skorstene" ned til M2-M3 Figur 9-9 Partikelbanerne for Solekær Kildeplads i Scenarie 1 Beregningslag 11 er vist og det ses tydeligt, at lerlinserne i dette lag er vigtige for formen at indvindingsoplandet O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

90 86 Det ses fra aldersfordelingen, at den hurtigste grundvandsdannelse sker gennem det geologiske vindue relativt tæt på vandværket Fra de stokastiske beregninger ses det tydeligt, at der er stor usikkerhed på det grundvandsdannende opland Dog er der en del af det i midten, der er bestemt med over 80 % sandsynlighed Solkær Vandværk Solkær Vandværk indvinder fra tre boringer i M1-Lindved (DGU nr , og ) og en i M2-M3 (DGU nr ) Boring DGU nr er placeret langt vest for de tre andre og indvindingsoplandet for de tre andre boringer har to "arme", der strækker sig hver sin vej rundt om en større lerstruktur Et tværsnit gennem indvindingsoplandet for de tre boringer er vist i Figur 9-10 Profilet er tegnet gennem midten af oplandet og dermed imellem de to "arme" Figur 9-10 Tværsnit gennem indvindingsoplandet for Solkær vandværk Figuren er vist med 3 gange overhøjde Den større lerstruktur ses tydeligt på figuren Det ses hvordan grundvandet infiltrerer lodret gennem lerlaget for dernæst at strømme mod indvindingsboringerne Boringerne, der repræsenterer M1-Lindved, modtager det grundvand, der infiltrerer tættest på kildepladsen, og boringen i M2-M3 modtager grundvandet, der infiltrerer længere nordpå Det ses fra de stokastiske beregner, at oplandene for alle fire boringer er relativt velbestemte Der ses heller ikke den store forskel på oplandene i de forskellige scenarier Grundvandsalderen er relativt lav og i særdeleshed for DGU boring nr , hvor alderen er mindre end 20 år Bredal Kildeplads Bredal Kildeplads indvinder fra to boringer i M2-M3 (DGU nr og ) De to indvindingsboringer danner to smalle parallelle indvindingsoplande Et tværsnit gennem indvindingsoplandet er vist i Figur 9-11 Profilet er tegnet gennem midten af oplandene O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

91 87 Figur 9-11 Tværsnit gennem indvindingsoplandet for Bredal Kildeplads Figuren er vist med 15 gange overhøjde Helt mod nord infiltrerer grundvandet til M1-Lindved, hvor det gennem mindre "sandskorstene" strømmer ned i M2-M3 mod boringerne I midten af indvindingsoplandet infiltrerer grundvandet lodret gennem dæklaget og andre mindre "sandskorstene" De stokastiske beregninger viser, at indvindingsoplandet er yderst veldefineret, hvorimod det grundvandsdannende opland er mere usikkert Det grundvandsdannende opland er dog stadig relativt smalt, og usikkerheden ligger derfor mest i, hvor på den nord-syd dannede linje partiklerne kan komme gennem leret Det ses desuden, at oplandene ikke varierer meget i de forskellige scenarier Aldrene for det dannede grundvand er mellem 9 og 100 år Det bør noteres, at Bredal Kildeplads ligger meget tæt på modelranden, hvilket er med til at styre strømningsmønstret og dermed udformningen af oplandene Usikkerheden på modelrandens placering medfører derfor en lavere sikkerhed på udpegningen, da indvindingen højst sandsynligt vil flytte randen noget mod øst Lysholt Vandværk Lysholt Vandværk indvinder fra syv boringer i M2-M3 (DGU nr , , , , , og ) Et tværsnit gennem indvindingsoplandet er vist i Figur 9-12 Profilet er tegnet gennem midten af oplandet til den sydlige kildeplads O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX

92 88 Figur 9-12 Tværsnit gennem indvindingsoplandet for Lysholt vandværk Figuren er vist med 12 gange overhøjde Det ses af figuren, at grundvandsdannelsen til Lysholt vandværk sker over hele indvindingsoplandet, også helt tæt på indvindingsboringerne Den udbredte grundvandsdannelse resulterer i en varieret grundvandsalder fra et par år tæt på indvindingen og op til 200 år i den nordligste del af det grundvandsdannende opland Vandet infiltrerer langt de fleste steder lodret gennem et øvre lerlag, hvorefter det ledes mod indvindingsboringerne gennem M2-M3 Begge indvindingsoplande løber parallelt i en nordlig retning og er relativt smalle Partikelbanerne laver en bue mod øst, og fra Figur 9-13 ses det, at det er lerstrukturerne i beregningslag 10, der i høj grad er styrende for strømningen Figur 9-13 Partikelbanerne for Lysholt vandværk i Scenarie 1 Beregningslag 10 er vist og det ses tydeligt, at lerlinserne i dette lag er vigtige for formen at indvindingsoplandene De stokastiske beregninger viser et ganske velbestemt indvindingsopland, dog med enkelte "afstikkere" mod nord Det ses, at indvindingsoplandet er noget O:\A015000\A019359\3_Pdoc\DOC\Blok 3 rapport\lindved grundvandsmodel - COWI- Delrapport4_ver01_KSDOCX