POTENTIALE FOR NEDSIVNING AF REGNVAND INTEGRERET HYDROLOGISK MODELLERING

Transkript

1 Til Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune Dokumenttype Rapport Dato November 2013 POTENTIALE FOR NEDSIVNING AF REGNVAND INTEGRERET HYDROLOGISK MODELLERING

2 POTENTIALE FOR NEDSIVNING AF REGNVAND INTEGRERET HYDROLOGISK MODELLERING Revision 01 Dato 20. november 2013 Udarbejdet af Kristian Bitsch, Britt Stenhøj Baun Christensen, Johanne Urup, Helle Ugilt Sø Kontrolleret af Marianne Marcher Juhl Godkendt af Marianne Marcher Juhl Beskrivelse Vurdering af potentialet for nedsivning af regnvand i Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune Ref. Rambøll Hannemanns Allé 53 DK-2300 København S T F

3 INDHOLD 1. Resumé 1 2. Indledning 2 3. Dataindsamling og databearbejdning Dræn og kloakker Dræn omkring bygninger Veje og vejkasser Kloakker Det øvre grundvandsspejl Databeskrivelse inkl. kilder Klargørelse af data Analyse af data Geologi Tolkning og fordeling af datapunkter Grundvandskemi og forurenede lokaliteter Grundvandskemi Forurenede lokaliteter Modelopstilling og kalibrering Modelkode Modelopstilling Modelafgrænsning og valg af randbetingelser Klimadata Terrænmodel Vandløbssystem Arealanvendelse, herunder vegetation og befæstede arealer Jordbundsforhold Drænopsætning Geologisk model og beregningslag Vandindvindingsdata Kalibrering Modelscenarier Opsætning af scenarier Modelresultater Det øvre grundvandsspejl Grundvandspotentiale i kalken Ændring i drænmængder Nedsivningspotentiale Vandbalance Nedsivnings- og afkoblingkort Risikovurdering af grundvandet Grundvandsmagasinets sårbarhed Forurenede lokaliteter Nikkel Klorid Nuværende kloridkoncentrationer Risikovurderinger i forhold til nedsivning af regnvand Konklusion Referencer 42

4 Kortfortegnelse Kort 3.1 Potentialekort på alle terrænnære pejlinger Kort 3.2 Boringer med pejleserier Kort 3.3 Dybden til vandspejlet Kort 3.4 Dybden til vandspejlet -Sammenligningskort Kort 4.1 Udsnit af arealanvendelseskortet BASEMAP Kort 4.2 Befæstelsesgrader Kort 4.3 Øvre vandspejl: Sammenligning af observerede og simulerede potentialer Kort 5.1 Mulighedskort for nedsivning ved maksimumsscenariet Kort 5.2 Mulighedskort for nedsivning ved minimumsscenariet Kort 5.3 Forskel i hydraulisk trykniveau i lag 1 mellem scenarie 4 og 1 Kort 5.4 Forskel i hydraulisk trykniveau i lag 1 mellem scenarie 5 og 1 Kort 5.5 Forskel i hydraulisk trykniveau i lag 1 mellem scenarie 6 og 1 Kort 5.6 Forskel i hydraulisk trykniveau i kalken mellem scenarie 4 og 1 Kort 5.7 Forskel i hydraulisk trykniveau i kalken mellem scenarie 5 og 1 Kort 5.8 Forskel i hydraulisk trykniveau i kalken mellem scenarie 6 og 1 Kort 5.9 Forskel mellem terræn og hydraulisk trykniveau i lag 1 i scenarie 1 Kort 5.10 Forskel mellem terræn og hydraulisk trykniveau i lag 1 i scenarie 4 Kort 5.11 Forskel mellem terræn og hydraulisk trykniveau i lag 1 i scenarie 5 Kort 5.12 Forskel mellem terræn og hydraulisk trykniveau i lag 1 i scenarie 6 Kort 5.13 Forskel i drænmængder mellem scenarie 4 og 1 Kort 5.14 Forskel i drænmængder mellem scenarie 5 og 1 Kort 5.15 Forskel i drænmængder mellem scenarie 6 og 1 Kort 5.16 Nedsivningspotentialet ved scenarie 5 Kort 5.17 Nedsivningspotentialet ved scenarie 6 Kort 5.18 Afkoblingspotentialet ved scenarie 5 Kort 5.19 Afkoblingspotentialet ved scenarie 6 Kort 6.1 Gradientforhold mellem lag 1 og øvre kalk, scenarie 1 Kort 6.2 Gradientforhold mellem lag 1 og øvre kalk, scenarie 5 Kort 6.3 Lækagekort Kort 6.4 V1 og V2 samt forskel mellem terræn og trykniveau for scenarie 1, lag 1 Kort 6.5 V1 og V2 samt forskel mellem terræn og trykniveau for scenarie 4, lag 1 Kort 6.6 V1 og V2 samt forskel mellem terræn og trykniveau for scenarie 5, lag 1 Kort 6.7 V1 og V2 samt forskel mellem terræn og trykniveau for scenarie 6, lag 1 Kort 6.8 Risikoområder ift. forurenede grunde, scenarie 5 Kort 6.9 Risikoområder ift. forurenede grunde, scenarie 6 Kort 6.10 Frit magasin i kalken, scenarie 4 Kort 6.11 Frit magasin i kalken, scenarie 5 Kort 6.12 Frit magasin i kalken, scenarie 6

5 Integreret hydrologisk modellering 1 1. RESUMÉ Denne tekst afventer godkendelse af rapportens indhold.

6 Integreret hydrologisk modellering 2 2. INDLEDNING Københavns Kommune og Frederiksberg Kommune har i 2012 udarbejdet henholdsvis skybrudsplaner og klimatilpasningsplaner, der overordnet beskriver, hvordan byen skal sikres mod risiko for skader som følge af oversvømmelser i forbindelse med kraftig nedbør. En af konklusionerne i skybrudsplanen er, at det ud fra et samfundsøkonomisk perspektiv er fordelagtigt at kombinere overfladeløsninger og traditionelle rørløsninger, når regnvandet fra skybrud skal ledes væk. Københavns og Frederiksberg kommuner har i 2013 samarbejdet om at konkretisere skybrudsplanen, og der er udarbejdet forslag til masterplaner for, hvordan regnvandet kan håndteres mere lokalt i de enkelte skybrudsoplande ved hjælp af forskellige virkemidler som skybrudsveje, kanaler, centrale forsinkelsesområder, nedsivning af regnvand og andre LARmetoder (LAR - Lokal Afledning af Regnvand). Nedsivning af regnvand vil være med til at mindske belastningen på kloaksystemerne, og samtidig kan LAR-anlæg være med til at give grønnere og mere rekreative områder. Omvendt kan nedsivning af regnvand hæve grundvandsspejlet, så der kan blive problemer med vand på terræn eller indtrængning af vand i kældre. Endvidere kan nedsivning af regnvand påvirke grundvandets kvalitet, der på Frederiksberg bruges til drikkevandsindvinding. Formålet med opgaven er derfor at undersøge og give et overblik over, hvilke konsekvenser nedsivning af regnvand har på omgivelserne, så resultaterne kan benyttes i den videre planlægning af skybruds- og klimatilpasningsløsningerne. Følgende emner er undersøgt: Ud fra beregninger med en hydrologisk model beskrives konsekvenserne for grundvandsspejlet og vandbalancen under både nuværende og fremtidige klimatiske forhold. Områder, hvor det er muligt at nedsive regnvand, kortlægges og det angives, hvor meget regnvand, der kan nedsives i de enkelte områder. Der tages hensyn til, at nedsivningen skal kunne ske uden gener, samt at der er taget højde for afstandskrav og jordforurening. Ikke alt regnvand kan nedsives, og muligheden for at tilbageholde og forsinke regnvandet i lavninger vurderes, så der opnås et samlet overblik over, hvor store regnmængder, der kan håndteres lokalt enten ved nedsivning eller forsinkelse. Grundvandsdannelsen i området opgøres med henblik på en mulig fremtidig indvinding. Der foretages en generel vurdering af, om nedsivningen af regnvand påvirker grundvandskvaliteten med hensyn til miljøfremmede stoffer, vejsalt og nikkel. Opgaven omfatter hele Københavns og Frederiksberg kommuner, der har et samlet areal på ca. 100 km 2. Håndteringen af regnvand foregår ofte på matrikelniveau og beregningerne og vurderingerne er derfor udført på et detaljeret niveau svarende til 1 eller få matrikler. Rapportens indhold I rapportens kapitel 3 beskrives det anvendte datagrundlag for dræn og kloakker, vandstandspejlinger, geologi, grundvandskemi og forurenede lokaliteter. Kapitel 4 indeholder en beskrivelse af den anvendte hydrologiske model, modelopstillingen og modelkalibreringen. I kapitel 5 beskrives modelberegningerne, og resultaterne heraf vurderes og diskuteres i forhold til nedsivningsmulighederne, vandbalancer mv. Kapitel 6 indeholder en vurdering af risikoen for at påvirke grundvandets kvalitet ved nedsivning af regnvand. I kapitel 7 samles konklusioner og anbefalinger.

7 Integreret hydrologisk modellering 3 Som en del af afrapporteringen og til præsentation af resultaterne er der udarbejdet en række kort, der er vedlagt rapporten.

8 Integreret hydrologisk modellering 4 3. DATAINDSAMLING OG DATABEARBEJDNING 3.1 Dræn og kloakker Dræn omkring bygninger Kælderdybder og dræn omkring bygninger spiller en afgørende rolle for hvor meget vand der ønskes nedsivet. Fra Københavns Kommune er der modtaget en tabel med oplysninger om drænforhold omkring bygninger. Tilsvarende findes ikke hos Frederiksberg Kommune. Københavns Kommune Oplysningerne om drænforhold ligger på matrikelniveau. Indledningsvis er denne tabel koblet med matrikelkort og bygningstabel for Københavns Kommune, således drænkoten angives for bygningerne på den givne matrikel. Hvis bygning oplyst drænet anvendes drænkote alternativt kældergulvskote (hvis oplyst). Hvis bygning oplyst ikke drænet anvendes kældergulvskote (hvis oplyst) Flere matrikler har ikke oplyst en drænkote eller kældergulvskote, hvorfor der er foretaget en analyse af drænkoten på baggrund af BBR-oplysninger om antal etager samt hvorvidt bygningen har kælder eller ej. På Figur 3.1 ses et eksempel på fordelingen af drænniveau for lav bebyggelse (antal etager 2) med kælder. Analysen viser, at drænniveauet for denne type bebyggelse ligger i 1 1,5 m u.t. % Dybde af dræn, m.ut Figur 3.1 Eksempel på analyse af drænniveau for lav bebyggelse med kælder. Analysen har resulteret i angivelse af et estimeret drænniveau for 4 kategorier: 1. Lav bebyggelse (antal etager 2) uden kælder dræn: 1,0 m u.t. 2. Lav bebyggelse (antal etager 2) med kælder dræn: 1,5 m u.t. 3. Høj bebyggelse (antal etager >2) uden kælder dræn: 2,0 m u.t. 4. Høj bebyggelse (antal etager >2) med kælder dræn: 2,0 m u.t. Såfremt der ikke er oplyst dræn-/kældergulvskote, er den estimerede drænniveau anvendt. Frederiksberg Kommune

9 Integreret hydrologisk modellering 5 Der findes generelt ikke oplysninger om drænede bygninger på Frederiksberg. Rambøll har tidligere lavet et stykke arbejde vedr. kælderdybder, men dette arbejde fokuserer primært på udvalgte store bygninger. Disse oplysninger overføres til matrikelkort for Frederiksberg. På matrikler uden oplysninger anvendes samme estimerede drænniveauer, som anvendes i Københavns Kommune. BBR-oplysninger for Frederiksberg Kommune er anvendt som kobling mellem bygninger og drænniveau. Som for Københavns Kommune, er drænkoten angivet for de enkelte bygninger. Som det fremgår af gennemgangen er der forskel på kvaliteten af de data, der findes i Københavns Kommune og de data, som findes i Frederiksberg. En indsamling af oplysninger af om der findes dræn og i hvilken dybde for matriklerne på Frederiksberg vil forbedre kvaliteten af det input, som er indlagt i modellen. Dette gælder tilsvarende for de matrikler, som mangler oplysninger i Københavns Kommune Veje og vejkasser Det tidligere arbejde som Københavns Kommune har fået lavet i den nordøstlige del af København anvendes for både Københavns og Frederiksberg Kommuner /1/. På Figur 3.2 er vist et eksempel på hvordan en vej opbygges med dræn og på Figur 3.3 er vist hvordan vejkassen typisk opbygges. Som det fremgår af Figur 3.3 er vejkassen som regel cm tyk. Rambøll har på baggrund af dette valgt at veje opbygges med dræn 0.5 m u.t. som input i modellen. Figur 3.2 Eksempel på tværsnit af ved med dræn /2/. Figur 3.3 Eksempel på vejkassens opbygning /3/.

10 Integreret hydrologisk modellering Kloakker Fra både Hofor og Frederiksberg Forsyning er der modtaget GIS-temaer med placering af kloakker. Nogle kloakker kan tænkes at være utætte, hvilket først og fremmest vil være de kloakker, der ikke er renoveret. I GIS-lagene er der oplysninger om sanering. Her oplyses det, om der er udført strømpeforing. Det må antages at en strømpeforet ledning er tæt og derfor ikke har drænende effekt. Bundkoterne på ledningsstrækningerne er angivet i GIS-lagene, hhv. start og slut. Det fremgår ikke af GIS-laget, hvad der er start og slut på en ledningsstrækning. Derfor er der valgt at anvende middeldybden for hele ledningsstrækningen. Fejlen vurderes at være lille, da de enkelte ledningstrækninger er relativ korte. Ledninger der ikke er strømpeforet antages drænende. Bundkoterne på ledningsstrækninger overføres til et 10 m x 10 m modelnet til anvendelse i den hydrologiske model. 3.2 Det øvre grundvandsspejl En beskrivelse af det øvre grundvandsspejl er essentiel i forhold til at kunne udpege egnede lokaliteter til øget nedsivning. Ligeledes er en kortlægning af de eksisterende potentialeforhold et stærkt udgangspunkt for den hydrologiske model, når denne skal kalibreres. Det øvre grundvandsspejl er sjældent velbeskrevet og der findes kun få data, der er indhentet med det formål for øje. Nedenfor beskrives, hvorledes det øvre grundvandsspejl er kortlagt med udgangspunkt i eksisterende data Databeskrivelse inkl. kilder Primære data til beskrivelsen af det øvre grundvandsspejl er pejlinger fra terrænnære filtre. Supplerende information til beskrivelse af vandspejlet kan være vandstandsmålinger i søer og vandløb. Beliggenheden af dræn afspejler ligeledes områder, hvor vandspejlet sandsynligvis har stået højt og nu holdes under terræn ved dræning. Endelig kan placering af vådområder og jordartskortet give supplerende viden om, hvor der er eller har været et højtliggende vandspejl. Pejledata fra terrænnære filtre kan benyttes til at konturere et potentialekort, der viser koten til det øvre vandspejl og viser de overordnede strømningsmønstre. En anden måde at bruge pejlingerne på er at visualisere dybden til vandspejlet. Mægtigheden af denne såkaldte umættede zone er et udtryk for den potentielle infiltrationskapacitet, der dog også vil være stærkt afhængig af, om de umættede forhold optræder i sand eller ler. Kontureringen af potentialekortet og kortet, der viser dybden til vandspejlet, afhænger af datatætheden og den geografiske fordeling af datapunkter. Størst sikkerhed fås ved mange data med en homogen fordeling i det område, der kontureres. Områder med mange data er derfor mere sikkert bestemt end data med få punkter. Der er indhentet, behandlet og sammenstillet pejledata fra: Jupiter-databasen på GEUS Rambølls egen GeoGIS-databaser (data indsamlet i forbindelse med anlægsprojekter og miljøundersøgelser) Region Hovedstadens GeoGIS-database Alectias potentialekort (KKLAR) Til brug for den dynamiske kalibrering af den hydrologiske model har der i databehandlingen også været fokus på at finde egnede pejleserier fra de øvre vandførende lag.

11 Integreret hydrologisk modellering Klargørelse af data Der er generelt anvendt pejledata fra 2002 eller senere. Alle Jupiterdata inden for modelområdet er udtrukket fra GEUS boringsdatabase (udtræksdato ). Herfra er alle boringer med filtertop mindre end 15 m under terræn udvalgt. Det giver 532 mulige boringer med pejlinger fra 2002 og frem. Alle boringer fra Frederiksberg er gennemgået manuelt og fordelt på boringer med filter i sand, ler eller kalk. Mange geotekniske boringer har ingen geologisk information, men disse kan ofte findes i borerapporten der er scannet ind og kan tilgås fra Jupiter-databasen. Ca. halvdelen af boringerne i København er tilsvarende gennemgået og fordelt på sand, ler og kalk. Blandt de boringer, der er gennemgået manuelt, er der 169 boringer filtersat i sand og 80 i ler. Derudover er 108 boringer filtersat i kalk. I boringer, hvor der er pejledata fra to filtre, er data fra det øverste filter valgt. Alle boringsdata der ligger i GeoGIS databaser (Region Hovedstanden og Rambølls GeoGISdatabaser) er samlet i en tabel. Herefter er boringer inden for modelområdet udvalgt. Der er i alt 1127 boringer med pejlinger i de øvre lag, defineret ved filtertop mindre end 10 m under terræn. Det har ikke været muligt at automatisere en kobling mellem de geologiske lag og filterdybder. Der er beregnet vandstand og dybde til grundvandstand for alle boringer. Boringsdata fra GeoGIS-database med miljøboringer og Region Hovedstadens database er derudover gennemgået manuelt og fordelt på pejlinger i sand, ler og kalk. Blandt disse boringer er der fundet 38 pejlinger i sand og 13 i ler. Alectia har i 2012 udarbejdet et kort over dybden til det øvre grundvandsspejl i Københavns Kommune /4/. Dette datagrundlag er gennemgået, og det består af data fra Jupiter samt data fra en masse digitaliserede geotekniske boringer. Desværre var de benyttede data fra Jupiter mangelfuldt angivet i tabellerne, så Jupiter-data er i stedet inkluderet direkte i datamaterialet fra Jupiter-databasen, som beskrevet ovenfor. De geotekniske boringer er anvendt til konturering og indledningsvis gennemgået manuelt på baggrund af beskrivelsen i den medsendte tabel. Boringerne er opdelt efter om filtret er sat i henholdsvis sand, ler eller kalk. Enkelte boringer er udeladt, da de har en blandet geologi på filterstrækningen. I det modtagne datagrundlag mangler oplysninger om terrænkoten på alle de geotekniske boringer. Vandspejlskoten kan således ikke beregnes fra det oplyste nedstik. Dette er løst ved at hente information om terrænkote fra den højdemodel, der benyttes i grundvandsmodellen, og herefter knytte den til boringerne. Herefter er vandspejlskoten beregnet. I Alectias datagrundlag er der fundet 98 pejlinger i sand, 92 i ler og 28 i kalk. Derudover var der 26 boringer med blandet geologi og 61 uden geologiske oplysninger. Da pejleserier udgør det bedste kalibreringsgrundlag for grundvandsmodellen, er der udarbejdet en tabel, der viser antallet af pejlinger for det øverste pejlbare filter i hver boring. Der er fundet 189 pejleserier med 5 eller flere pejlinger. Blandt disse er der 4 serier i kalk, 10 serier i ler og 18 serier i sand. Langt hovedparten af serierne kommer fra boringer i GeoGIS-databaser Analyse af data Der er foretaget en automatisk konturering af potentialet og af dybden til vandspejlet på baggrund af de 2109 boringer med pejlinger. Til konturering er der anvendt en gennemsnitsværdi for vandstandskote og dybde til vandspejlet baseret på pejlinger fra 2002 og frem. Der er ligeledes lavet en automatisk konturering af data fra boringer filtersat i henholdsvis sand og ler. Disse kort giver et noget andet kurveforløb, end når alle data anvendes, idet datamængden er betragtelig mindre og kun findes i delområder. En analyse af potentialekortet optegnet kun på pejlinger i sand giver et fint billede af det høje grundvandspotentiale under Valby Bakke, men mangler helt det høje potentiale, der findes i de lerede boringer nord for Brønshøj. Tilsvarende gælder det, at potentialet i de lerede boringer ikke beskriver det høje

12 Integreret hydrologisk modellering 8 potentiale under Valby Bakke, men fint fanger det høje potentiale nord for Brønshøj. I Frederiksberg-området er ler og sand boringer blandet mellem hinanden. Det vurderes på baggrund af ovenstående, at det ikke giver mening at konturere potentialet på baggrund af om der pejlet i sand eller ler. Potentialekortet baseret på alle terrænnære pejlinger er vist i Kort 3.1. Som det fremgår af kortet, er der områder, som har mange data og områder med få. Det er typisk de store anlægsprojekter som giver mange boringer. F.eks. kan konturen af Metro Cityringen anes samt baneudvidelsen mellem København-Ringsted i Hvidovre. Mod nordvest findes kun få boringer og langt de fleste er kun repræsenteret ved en enkelt pejling. Derfor vil de konturerede kort have størst usikkerhed i dette område. Betragtes pejleserierne med 5 eller flere pejlinger er der generelt en meget uensartet fordeling, se Kort 3.2. Hovedparten af pejleserierne findes i forbindelse med større anlægsarbejder, f.eks. Nordhavnsvej, København-Ringsted forbindelsen, samt kloakforbedringer i Hvidovre og den eksisterende Metro. På Frederiksberg findes enkelte lange pejleserier, der knytter sig til overvågningsprogrammet i forbindelse med Frederiksberg Vands indvinding. Nordøst for Frederiksberg (Husum og Brønshøj) fra Damhussøen i syd til Utterslev mose i nord findes ingen pejleserier. Ligeledes findes ingen pejleserier i det centrale København, på Østerbro og Nørrebro eller i Valby-området. Det første indtryk af potentialekortet i Kort 3.1 er, at det er mere uroligt end potentialekort fra dybereliggende lag som f.eks. kalken. Det er forventet, da det øvre vandspejl i højere grad vil afspejle terrænforholdene. Således er Valby bakke meget tydelig med et potentiale-toppunkt på 29,4 m, idet det øvre vandspejl er fundet blot få meter under terræn. Lige nord for Valby bakke findes Frederiksberg Vands indvindingsboringer og indvindingen i den underliggende kalk forplanter sig til også at give en sænkning i det øvre vandspejl i området omkring indvindingsboringerne. Ved Brønshøj findes også et potentiale-toppunkt, der afspejler at terrænnet også her har et toppunkt. Generelt falder potentialet mod kysten og på Amager er potentialet fladt og ligger omkring kote 0 eller under. Betragtes kortet i Kort 3.3, der viser dybden til vandspejlet, har kurverne her et helt andet forløb. Kortet er ganske uroligt med mange små cirkler, der viser lokale ændringer i tykkelsen af den umættede zone. Mest i øjnefaldende er den dybe umættede zone ved Bellahøj, hvor vandspejlet er fundet i 15 meters dybde. De tørre forhold bekræftes at to boringer fra Alectias kort (B329 mod nord og b342 mod syd), hvor filteret har været tørt ved pejleforsøget /4/ samt fra undersøgelse af muligheden for at etablere en boring til det unge grundvand, som blev forsøgt uden held i 2004 /5/. Frederiksberg Vands indvindingsboringer påvirker ligeledes dybden til vandspejlet, som lokalt sænkes op til ca. 10 m under terræn. Vest for Fælledparken findes vandspejlet også dybt, ned til 10 m under terræn. Også dette bekræftes af tørre boringer fra Alectias datamateriale. Generelt er den umættede zone 2-3 m dyb i det centrale København, langs kysten og på store dele af Amager, der i flere områder er drænet under kote 0 m. Mod nord synes tykkelsen af den umættede zone at være stigende ligesom et område nord for Fælledparken også har umættede tykkelser på 7-8 m. I området sydvest for Utterslev mose synes den umættede zone at være begrænset til 2-3 m, men der er få pejlinger, der bekræfter dette. Der er foretaget en sammenligning med det dybdekort som Alectia har udarbejdet 2012 /4/ på baggrund af ca. 300 digitaliserede geotekniske boringer og ca. 500 boringer fra Jupiter. Dette datamateriale udgør en delmængde af de ca boringer, der er benyttet til konturering i denne opgave. Sammenligningen kan ses på Kort 3.4. Der er fin overensstemmelse på Amager hvor dybden til vandspejlet generelt er lav. Der er også fin overensstemmelse ved Frederiksberg Forsyning, hvor der er en øget dybde til vandspejlet. Også det forholdsvis terrænnære vandspejl ved Valby Bakke er beskrevet af begge kort. Ligeledes viser begge kort at vandspejlet nærmer

13 Integreret hydrologisk modellering 9 sig en dybde på 1-2 m langs kysten. Begge kort synes at have en kurveorientering der er SØ-NV. Den er mest tydelig på Alectias kort. Alectias kort beskriver ikke den store umættede zone på Bellahøj og vest for Fælledparken, men begge steder fremgår det af Alctias datamateriale, at der er fundet tørre filtre, hvilket bekræfter at vandspejlet ligger dybere end de filtre der er pejlet. I alt 40 pejleserier med tilstrækkelig antal pejlinger inden for et år er gennemgået, og der er foretaget en vurdering af årstidsvariationerne i området, se Tabel 3.1 Udvalgte boringer til analyse af årstidsvariation.tabel 3.1. Der er lavet en statistisk analyse af pejleserierne, og som et udtryk for årstidsvariation er den gennemsnitlige årlige standardafvigelse beregnet og fremgår af Tabel 3.1. I Figur 3.4 ses standardafvigelsen på henholdsvis 8 pejleserier i sand og 7 i ler samt den gennemsnitlige værdi blandt disse. Tabel 3.1 Udvalgte boringer til analyse af årstidsvariation. Boring Antal Middel årlig DGU nr. Kaldenavn pejlinger std afvigelse Geologi _2 Rambøll_ _NHV-K sand _2 Rambøll_ _NHV-OV sand _2 Rambøll_ _NHV-OV sand _ sand _ sand sand sand sand Rambøll_445407F_V26_ tørv _2 Rambøll_ _NHV-OBS1_ ler ler ler ler ler ler ler RAMBØLL_ C_T12_1 (2.4 mut, kote -0.55) 1433 kalk _1 Rambøll_ _NHV-OBS1_ kalk _1 Rambøll_ _NHV-OV2S kalk RAMBØLL_231191_P H30_ Kalk RAMBØLL_231191_G/PE H10_ kalk RAMBØLL_231191_G/PE H2_ kalk RAMBØLL_231191_G/P V13_ kalk RAMBØLL_231191_P V18_ kalk RAMBØLL_231191_PE H100_ kalk GEO_35580_PE H514_ kalk GEO_35580_PE H151_ kalk RAMBØLL_231191_G/PE H4_1 626 kalk RAMBØLL_847309I_MØ3_ kalk Rambøll_847309I_AM kalk Rambøll_847309I_AM kalk Rambøll_847309I_AM kalk Rambøll_847309I_AS Sand/kalk Rambøll_847309I_AS Sand/kalk Rambøll_847309I_AS kalk Rambøll_847309I_KV kalk Rambøll_847309I_KV kalk

14 Integreret hydrologisk modellering Rambøll_847309I_KV kalk _2 Rambøll_ _NHV-OV Sand _3 Rambøll_ _S04_ Sand 1.2 Middel årlig standardafvigelse på pejlinger Sand Middel sand Ler Middel ler Figur 3.4: Midlet værdi af årlig standardafvigelse på pejlinger fra filtre sat i hhv. ler og sand. Grundet det ganske lille datamateriale, der er fundet egnet til analysen, er det ikke muligt at konkludere andet end at variationen i årstidsvariationen er langt større på ler end i sand. Standardafvigelsen på sand ligger mellem 0,1 og 0,3 m, hvorimod standardafvigelsen er mellem 0,2 og 1 m på boringer filtersat i ler. Pejlinger i terrænnære filtre udgør grundlaget for fastlæggelsen af det øvre vandspejl. Desværre er der mange fejlkilder, der kan påvirke kvaliteten af pejledata. Blandt disse er målefejl, der beskriver aflæsnings- og indlæsningsfejl og kotefejl, der angiver præcisionen af indmålingen og fastlæggelse af terrænkoten og/eller referencekoten. Grundet det store antal datapunkter er kvalitetssikring af pejledataene foretaget som stikprøvekontrol og kontrol af afvigelser fra pejledata i nærheden eller iøjnefaldende kurveforløb på potentialekortet. Det har ført til fund af pejledata med især indlæsningsfejl og kotefejl, som herefter er udeladt af datamaterialet. Generelt er der ved beregning af vandspejlskote fra nedstik anvendt referencekoten, hvis den var angivet. Alternativt er terrænkoten anvendt. Det har været forsøgt kun at anvende data med oplyst referencekote, men det reducerede datagrundlaget for meget. Tilsvarende er det forsøgt kun at anvende data, hvor geologien var kendt, men også det gav for lille et datamateriale til en fornuftig konturering. En anden kilde til usikkerhed er variationen på vandspejlet over året. Højest står vandspejlet i vinter og forårsmånederne, hvor grundvandsdannelsen primært finder sted. Det øvre vandspejl vil i langt højere grad variere med større regnhændelser samt lange våde/tørre perioder, og derfor kan det også stå højt i sommer og efteråret. Da der ofte kun har været én pejling til rådighed i et datapunkt, har det ikke været muligt at inddrage årstidsvariationer i analysen. Som det er nævnt tidligere er en forholdsvis homogen datadækning det bedste udgangspunkt for en konturering. I datatynde område vil en konturering have øget usikkerhed og kurveforløbet kan ændre drastisk bare ved et enkelt nyt datapunkt. Generelt er området omkring Utterslev Mose

15 Integreret hydrologisk modellering 11 dækket af få datapunkter. Tilsvarende er området vest og syd for Frederiksberg, omkring søerne og store dele af Amager dårlig dækket. En forbedring af datagrundlaget kan foretages ved at indsamle pejledata, gerne serier, i de datatynde områder omtalt ovenfor. Hvis ikke der er egnede boringer kan der etableres pejleboringer og installeres dataloggere. Fokus bør være på lokale områder, som har kapacitet til yderligere nedsivning, hvilket vil være områder, hvor der er en hvis dybde til vandspejlet. Det kunne være området ved Bellahøj og vest herfor, ved Frederiksberg have, områder ved Fælledparken og nordvest herfor. 3.3 Geologi Mulighederne for nedsivning af regnvand er afhængig af de terrænnære geologiske forhold. Jo mere sand desto nemmere er det at nedsive regnvand. Den nuværende geologiske model består af fyldlag, 4 sandlag og 1 kalklag. På baggrund af viden fra tidligere grundvandsundersøgelser har det været noteret, at der er et behov for opdatering i flere område i København og Frederiksberg i forhold til beliggenhed og omfang af de øverste sandlag. Datagrundlaget som er indgået ved opdateringen har været: Geologiske data fra Jupiter-databasen Geologiske data fra boringsdatabaser, som Rambøll løbende opdaterer. Disse databaser indeholder primært data fra anlægsarbejder som Metro Cityring, Nordhavnsvej, København- Rinsted-banen samt data i forbindelse med andre typer af undersøgelser som etablering af GRUMO-boringer til det unge grundvand, etablering af moniteringsboringer til grundvandsovervågning. Den geologiske model for Frederiksberg og København er gennemgået ved optegnelse af profilsnit i GeoScene 3D, og den geologiske model er opdateret i forhold til de 2 øverste sand/gruslag. De opdaterede lag med nye udbredelserne er efterfølgende implementeret i grundvandsmodellen Tolkning og fordeling af datapunkter Som det også fremgår af datagrundlaget for pejlinger beskrevet i afsnit 3.2 er fordelingen af punkter med oplysninger ikke ligeligt fordelt i projektområdet. Der findes generelt flere boringer med oplysninger om geologi i forhold til boringer med pejlinger, men de datatomme områder er stort set sammenfaldende. Dvs. i den nordvestlige del af projektområdet, jf. Figur 3.5. Jo flere datapunkter, som indgår i tolkningen desto mere sikker vil tolkningen af udbredelserne af de forskellige sandlag være. De geologiske lag indgår i modellen i både 100 m og 10 m grid. Kun meget få delområder har en datatæthed, som tilsvarer dette. En forbedring af datagrundlaget kan være: Indberetning til Jupiter af geologiske informationer fra geotekniske boringer, som GEO besidder Fladekortlægning med geofysiske metoder, som er gode til terrænnære lag Etablering af et antal korte (10-20 m) boringer i de datatynde områder. Fokus bør være på lokale områder, hvor man ønsker yderligere nedsivning i den nordvestlige del af projektområdet.

16 Integreret hydrologisk modellering 12 Figur 3.5: Boringsgrundlag som er indgået i opdateringen af den geologiske model. 3.4 Grundvandskemi og forurenede lokaliteter Til brug for vurdering af mulige områder, hvor nedsivning er uproblematisk og til brug for risikovurderingen af øget nedsivning i forhold til forurenede lokaliteter, salt grundvand og evt. sekundær nikkelfrigivelse er indhentet data fra forskellige databaser og grundvandsundersøgelser Grundvandskemi Grundvandskemiske data er indhentet fra Jupiter-databasen (udtræk 17/7-2013), fra Region Hovedstadens GeoGIS-database, fra Frederiksberg Kommunes grundvandsovervågningsprogram, fra grundvandsovervågningsprogrammer i forbindelse med Metro Cityring, Nordhavnsvej, København-Ringstedbanen samt kloakledning i Hvidovre. Data er blevet samlet og bearbejdet efter behov i forhold til de forskellige typer af risikovurderinger.

17 Integreret hydrologisk modellering 13 På sigt er det hensigtsmæssigt, at alle grundvandskemiske data i både Frederiksberg og Københavns kommuner indberettes til Jupiter, så det i fremtiden er nemmere at skabe et samlet overblik Forurenede lokaliteter Kortlagte grunde på vidensniveau 1 og 2 inden for København og Frederiksberg Kommune er gennemgået med henblik på, hvorvidt det er muligt at nedsive på disse lokaliteter. Der er dels trukket data fra DK Jord (geografisk placering af de kortlagte grunde) og dels fra JARdatabasen (bl.a. oplysninger om branche og hvilke stofgrupper, der er påvist). Dataudtræk fra DK Jord er fra På baggrund af branche er de kortlagte lokaliteter tildelt et forureningsindeks (FI). Forureningsindekset er som udgangspunkt bestemt ud fra tabellerne i GISP-databasen (Danske Regioner, 2007). Dog er forureningsindekset opjusteret for enkelte brancher i henhold til Miljøstyrelsen (2012). Intervallet for forureningsindekset går fra 0 til 10 og beregnes ved: Branchescore * Grundvandsscore / 100, hvor branchescore angiver sandsynligheden for, at branchen har givet anledning til forurening (0-100) og grundvandsscore angiver sandsynligheden for, at det anvendte mest kritiske miljøfremmede stof genfindes i grundvandet (0-10). I Tabel 3.2 er listet brancherne på de kortlagte lokaliteter inden for Frederiksberg og København kommuner samt tilhørende forureningsindeks. For brancher, hvor FI er større end eller lig med 7, er det vurderet, at risikoen for at grundvandet er forurenet, er så stor, at det ikke anbefales, at der foretages nedsivning. For brancher, hvor FI er mindre end 7, er det generelt ikke anbefalet, at der foretages nedsivning, hvis der er tale om fremstilling. For en række brancher vil nedsivning måske være mulig. Dette kræver dog en nærmere gennemgang af den enkelte lokalitet. Disse er angivet som måske. For fire brancher er nedsivning vurderet muligt, idet forureningen i høj grad vurderes immobil (eksempelvis tjære eller tungmetaller). Tabel 3.2 Brancher for kortlagte lokaliteter indenfor Frederiksberg og København Kommuner. For branchen er angivet forureningsindeks (FI) i henhold til Miljøstyrelsen (2012), fund af mest kritiske stofgruppe, samt hvorvidt nedsivning anbefales. For brancher, der ikke er listet i Miljøstyrelsen (2012) er FI angivet som -. Nedsivning Stofgruppe Prøve_ Branche FI mulig resultat_ Sukkerfabrikker og -raffinaderier - Nej Klorerede opløsningsmidler 19 Læderindustri - Nej BTEX'er og lignende 22 Grafisk industri - Nej Olie-benzin 22.2 Trykning og servicevirksomhed i forbindelse med trykning - Nej Olie-benzin Andre trykkerier - Nej Bogtrykkerier og offsettrykkerier - Nej Klorerede opløsningsmidler Andre trykkerier i øvrigt - Nej Klorerede opløsningsmidler Anden virksomhed i forbindelse med trykning - Nej Klorerede opløsningsmidler Sæbe- og vaskemiddelfabrikker - Nej Klorerede opløsningsmidler Limfabrikker - Nej -

18 Integreret hydrologisk modellering Fremstilling af håndværktøj - Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af andre motorer og turbiner - Nej Olie-benzin 31 Fremstilling af andre elektriske maskiner og apparater - Nej Olie-benzin 31.4 Akkumulator- og tørelementfabrikker - Nej Klorerede opløsningsmidler Elektromekaniske værksteder - Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af andet elektrisk og elektronisk udstyr i øvrigt - Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af apparater til måling eller kontrol af elektriske størrelser - Nej Klorerede opløsningsmidler Guld- og sølvvarefabrikker - Nej Klorerede opløsningsmidler Skoler med industri- og håndværkeruddannelser - Nej BTEX'er og lignende Renovation, snerydning mv. - Nej Klorerede opløsningsmidler 98 Uoplyst - Nej Klorerede opløsningsmidler ikke specificeret - Nej Klorerede opløsningsmidler industrigrund - Nej Cyanider 19.1 Garverier 9 Nej Klorerede opløsningsmidler 23.2 Fremstilling af raffinerede mineralolieprodukter 9 Nej Klorerede opløsningsmidler 24 Kemisk industri 9 Nej Klorerede opløsningsmidler 24.3 Fremstilling af maling, lak, trykfarver mv. samt tætnings-materialer 9 Nej Klorerede opløsningsmidler Overfladebehandling af metal 9 Nej Klorerede opløsningsmidler 29 Maskinindustri 9 Nej Klorerede opløsningsmidler 36 Møbelindustri og anden industri 9 Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af gas 9 Nej Cyanider Autolakererier 9 Nej Klorerede opløsningsmidler Engroshandel med træ, byggematerialer, lak og maling 9 Nej Olie-benzin Renserier 9 Nej Klorerede opløsningsmidler Asfalt- og tagpapfabrikker 8 Nej Klorerede opløsningsmidler Autoreparationsværksteder 8 Nej Klorerede opløsningsmidler 50.5 Servicestationer 8 Nej Klorerede opløsningsmidler Servicestationer uden kiosksalg 8 Nej Olie-benzin Engroshandel med motorbrændstof, brændsel, smøreolie mv. 8 Nej Klorerede opløsningsmidler Gartnerier og planteskoler 7 Nej Tjære Fremstilling af sprængstoffer mv. 7 Nej Tjære 25.2 Fremstilling af plastprodukter 7 Nej Klorerede opløsningsmidler 31.3 Fremstilling af isolerede ledninger og kabler 7 Nej Klorerede opløsningsmidler 17 Tekstilindustri 2.4 Nej Olie-benzin 17.3 Færdigbehandling af tekstiler 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af boligtekstiler 2.4 Nej BTEX'er og lignende Fremstilling af filt og andre tekstiler i øvrigt 2.4 Nej Fremstilling af pesticider og andre agrokemiske produkter 2.4 Nej BTEX'er og lignende Vulkanisering 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler 27 Fremstilling af metal 2.4 Nej Olie-benzin 27.5 Støbning af metalprodukter 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler Støbning af jernprodukter 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler 28 Jern- og metalvareindustri 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler 28.1 Fremstilling af metalkonstruktioner 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af metalkonstruktioner og dele heraf 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af radiatorer og kedler til centralvarmeanlæg 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af bolte, skruer, møtrikker, kæder og fjedre 2.4 Nej Fremstilling af andre færdige metalprodukter 2.4 Nej Andre halogenerede alifater Fremstilling af metalskilte 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler Bygning og reparation af skibe 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler 35.2 Fremstilling af lokomotiver og jernbanevogne mv. 2.4 Nej Andre metaller Autoservice i øvrigt 2.4 Nej Olie-benzin 60.1 Jernbaner 2.4 Nej Klorerede opløsningsmidler 25.1 Fremstilling af gummiprodukter 2 Nej Klorerede opløsningsmidler

19 Integreret hydrologisk modellering Reparation af maskiner til land-, have- og skovbrug 2 Nej Klorerede opløsningsmidler 34 Fremstilling af biler mv. 2 Nej BTEX'er og lignende 35 Fremstilling af andre transportmidler 2 Nej Olie-benzin Engroshandel med kemiske produkter 2 Nej - 15 Fremstilling af fødevarer og drikkevarer 1.6 Nej Klorerede opløsningsmidler Savværker 1.6 Nej Klorfenoler 21 Papirindustri 1.6 Nej BTEX'er og lignende Fremstilling af papir og pap 1.6 Nej Klorerede opløsningsmidler Medicinalvarefabrikker 1.6 Nej Klorerede opløsningsmidler 36.1 Fremstilling af møbler 1.6 Nej Klorerede opløsningsmidler 36.6 Anden fremstillingsvirksomhed i øvrigt 1.6 Nej Klorerede opløsningsmidler Fremstilling af kunstgødning mv. 2.4 Måske Andre metaller Vognmandsvirksomhed 2.4 Måske Olie-benzin 40 El-, gas- og varmeforsyning 2 Måske Olie-benzin 40.1 Elforsyning 2 Måske Gasforsyning 2 Måske BTEX'er og lignende 40.3 Varmeforsyning 2 Måske Olie-benzin Bus- og S-togstrafik mv., rutefart 2 Måske Klorerede opløsningsmidler Bustrafik 2 Måske Olie-benzin Brandvæsen og redningskorps 2 Måske BTEX'er og lignende boligejendom 2 Måske BTEX'er og lignende kontor- og erhvervsejendom 2 Måske - parcel- og rækkehus 2 Måske Olie-benzin 15.5 Fremstilling af mejeriprodukter 1.6 Måske Olie-benzin 15.8 Fremstilling af andre fødevarer 1.6 Måske Klorerede opløsningsmidler Forarbejdning af te og kaffe 1.6 Måske Træskofabrikker 1.6 Måske Fremstilling af andre træprodukter 1.6 Måske Klorerede opløsningsmidler 21.2 Fremstilling af papir- og papvarer 1.6 Måske Olie-benzin 24.4 Fremstilling af farmaceutiske råvarer; medicinalvarefabrikker 1.6 Måske BTEX'er og lignende Fremstilling af andre keramiske produkter 1.6 Måske Olie-benzin Lægelaboratorier 1.6 Måske Diverse alifatiske forbindelser Beklædningsindustri i øvrigt - Måske Olie-benzin 26 Sten-, ler- og glasindustri mv. - Måske Olie-benzin Fremstilling og bearbejdning af glas i øvrigt - Måske Betonvarefabrikker - Måske Olie-benzin Fremstilling af cykler - Måske Genbrug af metalaffaldsprodukter - Måske Olie-benzin Tømrer- og bygningssnedkerforretninger - Måske Klorerede opløsningsmidler 60.2 Anden landtransport - Måske BTEX'er og lignende 71.1 Biludlejning - Måske Olie-benzin Religiøse institutioner og foreninger - Måske Anden forlystelsesvirksomhed i øvrigt - Måske Fremstilling af bygningstømmer og snedkeriartikler 1.6 Ja Tarmrenserier - Ja Andre metaller Bygge- og anlægsentreprenører (bortset fra nedrivnings- og jordarbejdsentreprenører) - Ja Tjære 92.7 Andre aktiviteter i forbindelse med fritid - Ja Tjære På baggrund af usikkerhederne i vurderingen er det besluttet som udgangspunkt ikke at nedsive på forurenede lokaliteter. Det vil kræve en mere detaljeret sagsbehandling for hver lokalitet inden beslutning om evt. nedsivning kan besluttes.

20 Integreret hydrologisk modellering MODELOPSTILLING OG KALIBRERING Vurderingen af potentialet for nedsivning i Københavns og Frederiksberg kommuner er primært baseret på beregninger udført med en hydrologisk model. Der er tidligere opstillet modeller dækkende Københavns og Frederiksberg kommuner, herunder de to modeller som i daglig tale kaldes København-Frederiksberg modellen /10/ og Vestegn 2010 modellen /11/. Opstillingen af nærværende hydrologiske model har taget udgangspunkt i ovennævnte to modeller, men er væsentlig anderledes på en række punkter, hvilket beskrives nærmere i det følgende. For uddybende information om de dele, der er bibeholdt fra de tidligere modelopstillinger henvises til referencerne nævnt ovenfor. Den væsentligste forskel fra de tidligere anvendte modeller, er opløsningen på modellens beregningsceller, som er blevet en faktor mindre, idet modellen er opstillet i et 10 x 10 meter modelnet. Den meget lille skala har afgørende betydning for, at der i modelopstillingen kan drages nytte af et detaljeret datainput, som muliggør at modellen kan udføre pålidelige beregninger på en skala, der har relevans for nedsivningsproblematikken. 4.1 Modelkode Modellen er opstillet i modelkoden MIKE SHE, som er et deterministisk, fysisk baseret og fuldt distribueret modelsystem. MIKE SHE er opbygget med en række moduler, der tilsammen kan beskrive den landbaserede del af det hydrologiske kredsløb. Modellen er i dette tilfælde opstillet med anvendelse af samtlige moduler, således at der opnås en fuldt integreret model. Dvs. at modellen inkluderer beregning af fordampning, afstrømning på overflade og i vandløb/søer/hav samt strømning i umættet og mættet grundvandszone herunder drænafstrømning og vandindvinding. Modellen er opstillet som en dynamisk model, hvilket betyder, at den beskriver variationer i vandkredsløbet over tid og således fx regner på daglige ændringer i klimainput. 4.2 Modelopstilling Modelafgrænsning og valg af randbetingelser En model opstillet i et 10 x 10 meter modelnet for et område dækkende Københavns og Frederiksberg kommuner vil indeholde flere millioner beregningsceller, og dermed kræve meget lange beregningstider, hvilket er upraktisk at skulle håndtere. Modellen er derfor opdelt i 7 delmodeller, der tilsammen dækker et areal svarende til Københavns og Frederiksberg kommuner. Delmodellerne på den fine gridskala egner sig bedst til at se på forhold, der især er afhængige af lokale forhold, dvs. fx beregning af det øvre grundvandsspejl og potentialet for nedsivning. For at kunne skabe fornuftige randbetingelser til delmodellerne er der også gennemført beregninger med en model opstillet i et 100 x 100 meter modelnet. Denne model har en afgrænsning svarende til den tidligere opstillede København-Frederiksberg model, hvilket vil sige, at den dækker et område, der er større end Københavns og Frederiksberg kommuner. Modellen egner sig således bedre til at se på regionale forhold så som effekterne på den primære grundvandsressource i kalken. Afgrænsningen af de enkelte modeller fremgår af Figur 4.1.

21 Integreret hydrologisk modellering 17 Figur 4.1: Modelafgrænsning for 10 x 10 meter delmodeller (farvefyldte felter) og 100 x 100 meter model (rød streg). Randbetingelserne for den store regionale model følger dem, der har været anvendt i de tidligere modelopstillinger, dvs. noflow i de kvartære modellag, mens der i kalken anvendes en kombination af noflow og fastholdt tryk alt efter om randen følger grundvandsskel eller ej. I delmodellerne er det valgt at anvende noflow langs randen i de øverste kvartære lag, mens der langs randen i de nederste kvartære lag samt i kalken er anvendt et trykniveau udtrukket fra den regionale model. For alle modeller gælder at trykket i det øverste lag er fastholdt i kote 0 m i Øresund og Københavns havn Klimadata Klimadata fra de tidligere modelopstillinger er blevet opdateret, således at der nu er daglige værdier for nedbør, potentiel fordampning og temperatur fra begge år inklusive. Klimadataene kommer fra DMI i klimagrid, der for nedbør er i en opløsning på 10 x 10 km og for potentiel fordampning og temperatur er på 20 x 20 km Terrænmodel Eftersom det er de terrænnære forhold, der er i fokus, er det vigtigt, at der anvendes en detaljeret terrænmodel. Fra download.kortforsyningen.dk, der er Geodatastyrelsens selvbetjeningsløsning til download af geodata, er hentet en digital terrænmodel i en gridopløsning på 10 x 10 meter. Terrænmodellen har således sammen opløsning, som modellens beregningsceller Vandløbssystem Der er ved opsætningen af de tidligere modeller i området brugt meget tid på beskrivelse af vandløbssystemet. Denne vandløbsopsætning er derfor bibeholdt med meget få ændringer. Vandløbsafstrømningen simuleres i MIKE 11, som er koblet til MIKE SHE, hvorved udveksling mellem vandløb og grundvandszonen kan finde sted.

22 Integreret hydrologisk modellering Arealanvendelse, herunder vegetation og befæstede arealer Til at beskrive arealanvendelsen er anvendt BASEMAP /12/, der kombinerer oplysninger fra diverse tematiske kort af arealanvendelse og type i ét landsdækkende GIS kort med en gridopløsning på 10 x 10 meter. De bagvedliggende data rummer knap 500 forskellige betegnelser af arealanvendelse, som i BASEMAP er aggregeret til 36 arealtyper (se kort 4.1) For det aktuelle modelområde er mange af de 36 arealtyper meget små eller ikke eksisterende. Ved beskrivelse af vegetationen i modellen, er det derfor valgt at aggregere de 36 arealtyper til 5: Byområde, græsarealer, skov, landbrug og vand (se Tabel 4.1). Parametrene LAI (bladarealindekset) og K c (afgrødekoefficienten), der er med til at styre fordampning fra vegetationen, er fastsat ved at se på dem, der er anvendt i DK-modellen for Sjælland /13/, mens rodzonedybden er indgået i kalibreringen. Implementering af de befæstede arealer bygger ligeledes på 10 x 10 meter griddataene i BASEMAP kombineret med tal for graden af befæstelse per arealtype. Data for graden af befæstelse er så vidt muligt taget fra /15/. De arealtyper, der ikke umiddelbart kan findes i denne beskrivelse, har fået et bedste bud på en befæstelsesgrad (se Tabel 4.1 og kort 4.2). Da funktionen 'Paved areas' i MIKE SHE ikke fungerer efter hensigten, er det valgt at implementere effekten af befæstede arealer ved at fjerne en fraktion af nedbøren svarende til befæstelsesgraden i de enkelte modelceller. Tabel 4.1 Oversigt over anvendte vegetationstyper og befæstelsesgrader per arealtype. Arealtype i BASEMAP (object_name) Vegetation Befæstet areal (%) Baseret på 00_undefined Græs 10 /15/ 01_building Byområde 100 Bedste bud 02_track Byområde 0 Bedste bud 03_tank_track Byområde 0 Bedste bud 04_fire_line Byområde 0 Bedste bud 05_road Byområde 70 /15/ 06_rail Byområde 20 /15/ 07_runway Byområde 70 /15/ 08_city_centre Græs 80 /15/ 09_high_buildings Græs 50 /15/ 10_low_buildings Græs 35 /15/ 11_industry Byområde 60 /15/ 12_parking_lot Byområde 70 Bedste bud 13_technical_area Byområde 10 /15/ 14_harbour Byområde 70 Bedste bud 15_bassin Vand 70 Bedste bud 16_receration Græs 5 /15/ 17_sport_facility Græs 10 /15/ 18_cemetary Græs 0 /15/ 19_ressource_extraction Græs 0 /15/ 20_stream Vand 0 /15/ 21_sea Vand 0 /15/ 22_forest Skov 0 /15/ 23_rock - 0 Bedste bud 24_wetland Vand 0 /15/ 25_coast Byområde 0 Bedste bud 26_Landbrug_undefined Landbrug 0 /15/ 27_Landbrug_intensive Landbrug 0 /15/

23 Integreret hydrologisk modellering 19 28_Landbrug_extensive Landbrug 0 /15/ 29_lake Vand 0 /15/ 30_dune_sand Græs 0 /15/ 31_heather Græs 0 Bedste bud 32_dry_grassland Græs 0 /15/ 33_bog Vand 0 /15/ 34_coastal_meadow Græs 0 /15/ 35_wet_meadow Græs 0 /15/ Jordbundsforhold Til beskrivelse af den umættede zone anvendes information om jordbundsforholdene. Det er valgt at overføre inddelingen i jordbundstyper fra Vestegn 2010 modellen, mens parameterværdier for vandindhold og mættet hydraulisk ledningsevne er taget fra henholdsvis /14/ og /13/ Drænopsætning Ud fra de indsamlede data (se afsnit 3.1) om drænforhold ved bygninger og veje samt beliggenhed af kloaker er placering og niveau af dræn indlagt i modellen i et 10 x 10 meter grid. Beliggenhed af veje er for hele modelområdet beskrevet ved anvendelse af arealanvendelseskortet BASEMAP (omtalt i afsnit 4.2.5) med et drænniveau på 0,5 m.u.t. BASEMAP er ligeledes anvendt til at bestemme placering af bygninger uden for Københavns og Frederiksberg kommuner, hvor dræn er lagt 1,5 m.u.t Geologisk model og beregningslag Som beskrevet i afsnit 3.3 er der i forhold til de tidligere modelopsætninger foretaget en opdatering af de terrænnære sandlag. Lagene blev indledningsvis tolket i en 100 m gridopløsning, og siden interpoleret om til en 10 m gridopløsning. Da der kun undtagelsesvis er data til at beskrive geologien med 10 x 10 meter grid, vil der være en del usikkerhed forbundet med at anvende den geologiske beskrivelse på så fin en skala. Den vertikale diskretisering af modellen i modellag følger dem anvendt i København- Frederiksberg model. Modellen indeholder således 4 kvartære lag efterfulgt af kalken, som i delmodellerne er holdt i ét beregningslag, mens den i den regionale model er opdelt i et øvre og nedre beregningslag. Parameterværdier for specifik ydelse og magasintal er taget fra de tidligere modelopstillinger, mens de hydrauliske ledningsevner har indgået i kalibreringen Vandindvindingsdata Ved implementering af vandindvindingsmængder og boringsoplysninger, er der taget udgangspunkt i data fra de tidligere modelopstillinger. Der er foretaget en opdatering til og med år 2012 for de væsentligste indvindinger herunder dem til Frederiksberg Vandforsyning. 4.3 Kalibrering Der er udført en dynamisk invers kalibrering ved anvendelse af værktøjet AUTOCAL, som er designet til bl.a. MIKE SHE. I kalibreringen foretages en justering af modellens parametre, så modellen bedst muligt bliver i stand til at simulere de observerede forhold. I dette tilfælde har formålet være at simulere det hydrauliske trykniveau. Der har således indgået tidserier for observeret trykniveau fra både de sekundære og primære grundvandsmagasiner i kalibreringsprocessen. Herunder dem der er bearbejdet i afsnit 3.2. Sammenligning af observerede og simulerede værdier for trykniveauet er sket ved at se på den statistiske størrelse RMS (root mean squared error). Jo lavere RMS værdi desto bedre sammenfald er der mellem målte og simulerede værdier. Forud for kalibreringen er foretaget en sensitivitetsanalyse, hvor de modelparametre som er mest følsomme og dermed har størst indflydelse på afvigelsen mellem observeret og simuleret