Fra opland til søer og vandløb: Udveksling af grundvand og næringsstoffer og betydningen af randzoner

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Fra opland til søer og vandløb: Udveksling af grundvand og næringsstoffer og betydningen af randzoner"

Anders David Nielsen
7 år siden
Visninger:

1 Fra opland til søer og vandløb: Udveksling af grundvand og næringsstoffer og betydningen af randzoner Peter Engesgaard, Institut for Geografi og Geologi, KU

2 INDHOLD Eksempel: Hampen sø et hydro/bio/kemisk studie Perspektivering: Effekt af randzoner på udvaskning ved vandløb og søer?

3 Opland og N koncentrationer (µm)( Hampen sø 20 (I2) 0.3 (O2) 1100 (I3) 21 2 Gennemstrømningssø (flow-through) Ingen større ind/udløb 76 ha Øvre sandet frit magsin Dybt (øst) og lavvandet (vest) basin Max. Dybde på 13 m Omkranset af landbrug og skov 56 3

4 Nitratfane fra landbrug NO 3 (µm) m

5 Bufferzonen Bufferzone Seepagemeter Jacob Sachin Wells in lake bed sediment

6 Nitratfane fra landbrug til søs DX6 (July 09) ler ~ 17 mut

7 Hydrokemi (DX6 boring) Nitrat og iltprofiler Total Reduktionscapacitet (TRC)..meget kunne tyde på lille nitratreduktion

8 Nitratprofil i søbunds 0.5 m..men måske i søbunden (Sediment-Water-Interface, SWI) TRC typisk > 100 meq/l

9 Batchforsøg: Nitratfjernelse AQUIFER SEDIMENT Nitrate concentration [mg/l] Data > 62 cm depth Data = 30 cm depth Half-life~2days Half-life~100days ~ 4-7 m inde fra søbred Alle forsøg: T ½ ~ dage Top dybere Time [days] Nitrate concentration [mg/l] C(core3) 1-7 cm 7-13 cm cm Time [days] SØSEDIMENT ~ 1 m ude Halveringstid=2 d Alle forsøg i øverste få cm: T ½ ~ 2 dage

10 Kan planter danne en hydraulisk barriere? Op mod planter/m 2

11 Planter - seepage - næring Udplantning af 7 stks. m. Littorella uniflora Relative Growth Rate: RGR=[ln(w 1 )-ln(w 0 )]/t

12 Konceptuel hydrogeologisk model Lake water K z ~0.4 m/dag Low-permeable plant-sediment zone Road Water table Elevation, in meters K~25 m/day K~70 m/day Deep well K x (middel)=25 m/dag Kx: Elevation, m Distance from mean shore line, in meters Distance relative to shoreline, m

13 Konceptuel buffer zone model Zone 3 Lots of TRC, warm/cold, Low-permeable The action is here Zone 1 Lots of TRC, O 2 < 0.5 mg/l Zone 2 Lots of O 2, little TRC Cold (8 o C) 6 SENSORS TRC: Total Reduktionskapcitet

14 Simuleret grundvand-sø interaktion 85 Elevation, in m Head (m): Distance relative to shore line, in m Opholdstid ~ 5 uger fra landbrug til søbred (45 m)

15 Målt og simuleret udsivning 5 4 Groundwater discharges near shore-line Groundwater discharges after low K zone Discharge [cm/day] FeFlow June 2007 December 2007 February 2007 Offshore June Off shore distance from shore line [m] 0

16 Simuleret nitratfane 85 Elevation, in m Nitrate (mg/l): Distance relative to shore line, in m ~ ½ af N fra landbrug er reduceret (men mest i søbund)!! Søbunden aktiv på to måder: (i) Effektiv fjernelse af nitrat (T ½ ~ 0.8 dage) (ii) Transport af nitrat forbi plantezonen og ud i søen (ingen fjernelse!)

17 EFFEKT AF RANDZONER: Oplevelser fra vandløb- og søstudier Lokalitet Randzone Stof Effektivitet % Effektivitet SWI L (m) Opholdstid Hampen sø 45 ~ 5 uger Nitrat 0 Måske høj

18 EFFEKT AF RANDZONER: Oplevelser fra vandløb- og søstudier Lokalitet Randzone Stof Effektivitet % Effektivitet SWI L (m) Opholdstid Hampen sø 45 ~ 5 uger Nitrat 0 Måske høj Væng sø ?? Fosfor? (lille) Lav Holtum (Skjern å) 50 ~ 9 uger Nitrat 0? Voldby (Gjern å) 70 ~ 7 måneder Isoproturon 50? Brynemade (Odense å) 200 ~ 6 år Nitrat Pesticider ? Skallebanke (Odense å) 70 ~ 1 år Nitrat Pesticider 0 100?

19 KONKLUSION Undersøgte randzoner ikke speciel effektive overfor nitratudvaskning - Ilt til stede (godt for nedbrydning af mange pesticider) - Lav reaktivitet? - Kort opholdstid (ofte kun uger/måneder) Måske dirigere opmærksomheden hen på SWI?

20 Tak til; IGG/KU: Sachin Karan (PhD stud.), Jannick Jensen (PhD stud.), Jakob Kidmose (nu GEUS), Rikke Pedersen (nu Mærsk), Jolanta Kazmierczak (PhD stud) GEUS: Bertel Nilsson, Mette Frandsen (PhD Stud.), Troels Laier, Vibeke Erntsen, Mette Dahl, Anders Johnsen, Jens Aamand Biologisk Institut/KU: Ole Pedersen Biologisk Institut/SDU: Daniella Ommen (PhD stud.), Frede Ø. Andersen, Mogens Flindt DMU: Carl Christian Hoffmann, Frank Landkildehus Og tak til den nuværende finansiering; HOBE: Center for hydrology ( CLEAR: Center for sørestaurering ( AQUAREHAB: EU projekt (

21 GOI-typologi Diffus strømning: Opholdstid ~ uger til år * Diffus strømning: 10-97% nitratreduktion * * Dahl et al, Videreudvikling af ådalstypologi Grundvand-Overfladevandsinteraktion (GOI), arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen, 16, 2004.

22 Sø-typologi

23 Grundvandsalder

24 Simuleret og målt m ind/udsivning

25 Gennemstrømningss mningssø (flow-through lake)

26 Hydraulisk barriere? 18 O profiler (diffusionssampler) δ 18 K z ~0.4 m/d K x ~25 m/d K x /K z ~ 60

27 Simuleret nitrat profil 0 Depth below surface [m] MLW4 Model Nitrate concentration [mg/l]

28 .. og i søbunds Første-ordens fjernelse: rate = 0.86/dag T ½ ~ 0.8 dage Fjernelse: både nitratreduktion og planteoptag

Relaterede dokumenter

FRA OPLAND TIL SØER OG VANDLØB: UDVEKSLING AF GRUNDVAND OG NÆRINGSSTOFFER OG BETYDNINGEN AF RANDZONER

FRA OPLAND TIL SØER OG VANDLØB: UDVEKSLING AF GRUNDVAND OG NÆRINGSSTOFFER OG BETYDNINGEN AF RANDZONER Lektor Peter Engesgaard Seniorforsker Bertel Nilsson Institut for Geografi og Geologi, Københavns Universitet