Sprækker og bioporer, hydraulisk sammenhæng. Peter R. Jørgensen, PJ-Bluetech

Transkript

1 Sprækker og bioporer, hydraulisk sammenhæng Peter R. Jørgensen, PJ-Bluetech

2 SAMMENFATNING 1. Biologisk betingede kanaler i sprækker kan spille en hovedrolle for strømning og forureningstransport til sekundært grundvand. 2. Stor sandsynlighed for at overse forureningstransporten i kanalerne med moniteringsboringer.

3 INDHOLD 1. Sprækkemodel, sprækkestørrelser, forureningstransport 2. Sprækkestørrelse med og uden rodkanaler 3. Monitering af forureningstransport i sprækker med boringer.

4 FYSISK SPRÆKKEMODEL OG STRØMNING 2b sprækkeapertur

5 FYSISK SPRÆKKEMODEL OG STRØMNING 2b sprækkeapertur Ydelse (m 3 /s) = konst. x (2b) 3

6 FYSISK SPRÆKKEMODEL OG STRØMNING 2b sprækkeapertur Ydelse (m 3 /s) = konst. x (2b) 3 Strømningshastighed (m/s) = konst. x (2b) 2

7 0,0 10 % GENNEMBRUD AF KILDESTYRKE 1,0 0,9 0,8 Relativ Konc. (C/Co) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Ringe A2 A2_sim A4 A4_sim A5 A5_sim B1 B1_sim B5 B5_sim C4 C4sim C5 C5sim ,0 Tid (dage) 0,9 0,8 Relativ Konc. (C/Co) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Ringe D1 D1sim D4 D4sim D5 D5sim F4 F4sim F5 F5sim 0, Tid (dage) (O Hara et al., WRR 2002 )

8 0,0 10 % GENNEMBRUD AF KILDESTYRKE Relativ Konc. (C/Co) 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0, år Ringe A2 A2_sim A4 A4_sim A5 A5_sim B1 B1_sim B5 B5_sim C4 C4sim C5 C5sim ,0 Tid (dage) 0,9 0,8 Relativ Konc. (C/Co) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Ringe D1 D1sim D4 D4sim D5 D5sim F4 F4sim F5 F5sim 8 µm 0, Tid (dage) (O Hara et al., WRR 2002 )

9 0,0 10 % GENNEMBRUD AF KILDESTYRKE Relativ Konc. (C/Co) 1000 år 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Ringe 20 år 0, Tid (dage) 1,0 A2 A2_sim A4 A4_sim A5 A5_sim B1 B1_sim B5 B5_sim C4 C4sim C5 C5sim 0,9 0,8 Relativ Konc. (C/Co) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Ringe D1 D1sim D4 D4sim D5 D5sim F4 F4sim F5 F5sim 8 µm 20 µm 0, Tid (dage) (O Hara et al., WRR 2002 )

10 BESTEMMELSE MED FELT- OG LABORATORIEFORSØG Laboratorieforsøg 2b sprækkeapertur Feltforsøg

11 LABORATORIEMÅLING MED LUC

12 LABORATORIEMÅLING MED LUC Højde: 0.5 m Diameter: 0.5 m

13 LABORATORIEMÅLING MED LUC

14 LABORATORIEMÅLING MED LUC 0 1 Calculated fracture aperture [my m] Havdrup Overordnet aftagende sprækkeapertur med dybden 2 Skælskør1 Dep th [ m ] Skælskør2 Ringe Grundfør Hinnerup 6 Flakkebjerg 7

15 LABORATORIEMÅLING MED LUC 0 Calculated fracture aperture [my m] Men. Dep th [ m ] Havdrup Skælskør1 Skælskør2 Ringe Grundfør Hinnerup Flakkebjerg 7

16 0,0 10 % GENNEMBRUD AF KILDESTYRKE Relativ Konc. (C/Co) 1000 år 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 Ringe 20 år 0, Tid (dage) 1,0 A2 A2_sim A4 A4_sim A5 A5_sim B1 B1_sim B5 B5_sim C4 C4sim C5 C5sim 0,9 0,8 Relativ Konc. (C/Co) 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1 Ringe D1 D1sim D4 D4sim D5 D5sim F4 F4sim F5 F5sim 8 µm 20 µm 0, Tid (dage) (O Hara et al., WRR 2002 )

17 FORURENINGSTRANSPORT I DYBE RODKANALER Feltobservationer?

18

19 KONTROLLERET FELTFORØG grundvandsmagasin

20

21 FARVETRACER

22 FARVETRACER KUN I DELE AF SPRÆKKER HORISONTALT SNIT

23 FARVETRACER KUN I GENNEMGÅENDE SPRÆKKER HORISONTALT SNIT

24 FARVETRACER KUN I GENNEMGÅENDE SPRÆKKER VERTIKALT SNIT grundvandsmagasin

25 FARVETRACER KUN I RODKANALER (3-5 mu.t.)

26

27 FARVETRACER I GRUNDVANDSMAGASIN grundvandsmagasin

28 FARVETRACER I GRUNDVANDS- MAGASIN FRA KANALUDMUNDINGER VANDRET SNIT I OVERFLADE AF MAGASIN, 4,5 mu.t.

29 FARVETRACER I GRUNDVANDS- MAGASIN FRA KANALUDMUNDINGER Sprækkeplan VANDRET SNIT I OVERFLADE AF MAGASIN, 4,5 mu.t.

30 RODKANALERNE OG FLOW 1% af flow i matrix VANDRET SNIT I OVERFLADE AF FORSØGSFELT 3 mu.t.

31 RODKANALERNE OG FLOW 1% af flow i matrix 2b= 10 µm 4% af flow i sprækker uden rodkanaler VANDRET SNIT I OVERFLADE AF FORSØGSFELT 3 mu.t.

32 RODKANALERNE OG FLOW 2b= µm 95% af flow i sprækker med rodkanaler 1% af flow i matrix 2b= 10 µm 4% af flow i sprækker uden rodkanaler VANDRET SNIT I OVERFLADE AF FORSØGSFELT 3 mu.t.

33 FARVETRACER KUN I RODKANALER (3-4,5 mu.t.) Hinnerup, Grundfør og Flakkebjerg

34 FORURENINGSTRANSPORT I SPRÆKKER Rodkanalerne kan være gamle/udbredte? Dybden ser ud til at være styret af første vandførende lag i morænen.

35 BETYDENDE SPRÆKKESTØRRELSER IFHT. ØVRE GRUNDVAND????

36 KONCEPTUEL MODEL M. DYBE RODKANALER Bioporer til markdræn Blinde bioporer Bioporer til gl. rodkanal Bioporer til dybe sprækker Dybe sprækker Rodkanaler i dybe sprækker Grundvandsmagasin

37 KONCEPTUEL MODEL M. DYBE RODKANALER Bioporer til markdræn Blinde bioporer Bioporer til gl. rodkanal Bioporer til dybe sprækker Store sprækkestørrelser (rodkanaler) knyttet til gennemgående sprækker og dermed repræsentative for beskrivelsen af forureningsrisiko. Dybe sprækker Rodkanaler i dybe sprækker Grundvandsmagasin

38 MONITERING AF FORURENINGSTRANSPORT Hvad er sandsynligheden for at ramme de gennemgående/drænede sprækker med moniteringsboringer?

39

40 SPRÆKKEOPMÅLINGER I UDGRAVNINGER (Målinger af Knud E. Klint)

41 MONITERING AF FORURENINGSTRANSPORT Middelafstand mellem vandførende/drænede sprækker i feltforsøg = 5 m.

42 SANDSYNLIGHED FOR SKÆRING AF SPRÆKKER MED VERTIKALE MONITERINGSBORINGER Middelafstand mellem drænede sprækker 4-5 m

43 STOR VARIATION INDEN FOR SAMME MARK grundvandsmagasin

44 BETYDNING AF MANGLENDE SPRÆKKESKÆRING FOR EFFEKTIVITETEN AF MONITERING 0 m fra rodkanal 25 cm fra rodkanal 2 m fra rodkanal grundvandsmagasin

45 BAM gennembrud i rodkanal

46 BAM gennembrud 25 cm fra rodkanal

47 BAM gennembrud 2 m fra rodkanal

48 BAM gennembrud 2 m fra rodkanal 85% sandsynlighed

49 BUDSKABERNE Rodkanaler i udgravninger til mindst 5 meters dybde. Litteraturen rapporterer om 15 m. Rodkanalerne kan står for næsten hele strømningen og forureningstransporten til sekundært grundvand. Lille strømning og forureningstransport i dybe sprækker uden rodkanaler. Store sprækkestørrelser knyttet til gennemgående sprækker og dermed repræsentative for modellering af forureningsrisiko. Lille sandsynlighed for at ramme sprækker med rodkanaler med moniteringsboringer.

50 TAK FOR OPMÆRKSOMHEDEN