Måling og modellering af transport, spredning og iltforhold i vandløb

Størrelse: px

Starte visningen fra side:

Download "Måling og modellering af transport, spredning og iltforhold i vandløb"

Jens Toft
7 år siden
Visninger:

1 Måling og modellering af transport, spredning og iltforhold i vandløb Projektformål Temaet for det første delprojekt er måling og modellering af iltforhold og stoftransport og - spredning i vandløb. Gennem måling og modellering er det formålet at bestemme en række af de parametre og forudsætninger, som oftest skønnes i forbindelse med modelarbejde. For iltforholdenes vedkommende vil projektarbejdet omhandle måling og modellering af ilts døgnvariation, herunder beregning og modellering af primærproduktion, respiration, geniltning samt forhold ved øget organisk belastning. Til dette formål benyttes bl.a. ECO Lab, en modeludvidelse til DHI Water & Environment programpakke MIKE 11. Modelleringen af stoftransport- og spredning fokuseres på bestemmelse af vandløbets longitudinale dispersionskoefficient, samt hvorledes det er mest hensigtsmæssigt at beskrive dynamikken mellem forskellige zoner af vandløbet. Desuden foretages i denne del en sammenligning mellem en kommerciel model (MIKE 11) og en numerisk boksmodel opstillet af gruppen selv. Til bestemmelse af hydrauliske parametre foretages vandføringsmålinger, som modellerne baseres på. Projektlokaliteten Delprojektet tager udgangspunkt i Østerå (tidligere Kjærs Mølleå), som udspringer nordøst for Støvring i Himmerland, nærmere bestemt i Mjels ved Ellidshøj. Den er ca. 15 km fra udspringet til Gl. Kjærs Mølle i Aalborg, hvor den løber sammen med Østre og Vestre Landgrøft og bliver rørlagt, for at løbe ud i Limfjorden i Aalborg Havn efter ca. 2 km, jf. figur 1. Åen har et oplandsareal ca. 100 km 2 og har i perioden en middelafstrømning på 6,6 l s -1 km -2 [ Nordjyllands Amt, 2003a]. Der findes ét større tilløb til åen, Guldbækken. Nordjyllands Amt har målsat Østerå som B2/B3 (Opvækst- og opholdsvand for laksefisk/karpefiskevand) fra udspringet til rørlægningen, herefter er åen målsat som B3 (karpefiskevand). Åen var indtil slutningen af det 19. århundrede åben og løb gennem Aalborg centrum, senere blev den ledt øst om centrum og overdækket med beton. Det er planen at der i forbindelse med bygningen af Musikkens Hus på havnefronten i Aalborg, at Østerå skal fritlægges. På kan læses en række artikler om dette emne. Samtidig med rørlægningen blev en stor del af åen reguleret til en lige kanal og åen er i dag inddæmmet på strækningen fra Over Kæret til Gl. Kjærs Mølle (ca.1,5 km). I de senere år er man ved at lave om på dette igen. Strækningen mellem Indkildevej og Over Kæret blev i 90 erne naturgenoprettet, således at åen igen fik slyngninger (figur 2). Der er i november og december

påbegyndt naturgenopretning på en ca. ½ km lang strækning af åen nord for Dall Villaby. Klik her for at læse mere om naturgenopretningen af Øster Å.

2 påbegyndt naturgenopretning på en ca. ½ km lang strækning af åen nord for Dall Villaby. Klik her for at læse mere om naturgenopretningen af Øster Å. Figur 1 Kort over Østerå fra udspring til udløb, samt tilløbende vandløb og grøfter. Det lille kortudsnit (projeklokaliteten) er gengivet i forstørret form på figur 2. Dette projekt koncentrerer sig fortrinsvist om forholdene fra Indkildevej og indtil rørlægningen ved Gl. Kjærs Mølle. På denne strækning er der i to foretaget tværsnits- og vandføringsmålinger. Yderligere er der blevet indhentet data fra Nordjyllands Amt for et tredje tværsnit. På strækningen er indlagt to målestationer, hvor iltforhold og stofspredning er blevet målt. Tværsnit og målestationer ses på figur 2. 2

Figur 2 Projektlokalitet. Tværsnit 0 er et tværsnit opmålt af amtet, mens tværsnit 1 og 2 er opmålt af projektgruppen, hvor der endvidere er målt vandføring.

3 Figur 2 Projektlokalitet. Tværsnit 0 er et tværsnit opmålt af amtet, mens tværsnit 1 og 2 er opmålt af projektgruppen, hvor der endvidere er målt vandføring. I station A og B er iltens variation over døgnet målt samt udført stoftransportforsøg. Klik på stationerne for at se et 360 graders billede af hver enkelte station. 3

4 Projektets struktur En bestemmelse af åens vandføring er grundlæggende for modellering af iltforhold og stofspredning, så denne bestemmes først. Vandføringen er målt og beregnet i tværsnit 1 og 2. Næste del er en gennemgang af de foretagede ilt-målinger, samt efterfølgende modellering af vandløbets iltforhold. Efter bestemmelse af modelparametre udføres en simpel beregning på et scenarie med et spildevandsudslip. Sidste del omhandler måling og modellering af stofspredning. I denne del foretages parameterbestemmelse, vurdering af modelkompleksitet samt modelsammenligning. Vandføringsmålinger i Østerå Iltforhold i Østerå Måling og modellering af stoftransport i Østerå Sammenfatning af resultater i 1. delprojekt Målinger Vandføringen den 3. september 2003 blev målt i to tværsnit, og bestemt til den samme værdi, 0,45 m 3 /s, og det er ikke forventeligt at vandføringen kunne have målt bedre ved en anden metode eller ved brug af andet udstyr. Dog ville en måling i et tredje tværsnit eller en dobbeltbestemmelse af de to målte give endnu mere sikkerhed for bestemmelsen af vandføringen i åen. Det ville også have været at foretrække hvis vandføringen var blevet målt den 5. september 2003, hvor sporstofforsøgene blev udført. Målingen af døgnvariationen i iltkoncentration forløb også tilfredsstillende, dog ville en døgnmåling mere kunne verificere beregningerne af respiration, geniltning og iltproduktion yderligere. Dette blev forsøgt vha. en iltlogger, men denne blev stjålet, og derfor haves der ingen resultater fra dette. Resultatet fra en logger kunne have mindsket de usikkerheder der er ved at foretage enkeltmålinger. Sporstofmålingerne med Rodamin er foretaget tilfredsstillende, dog er der et problem i manglende opblanding i åen, grundet doseringsproceduren, og i at måle for tæt på ikastningsstedet. Et yderligere sporstofforsøg med rodamin ville have været at foretrække. 4

5 Modellering Modellering af døgnvariationen i iltkoncentration viser et tilfredsstillende resultat ved modellering i MIKE11 ECO-lab, modelleringen understøtter ikke til fulde de beregnede værdier af respiration, geniltning og iltproduktion, men dog indenfor et acceptabelt niveau. I modelleringen af stoftransporten har der været en del problemer, idet den målte middelhastighed i åen ikke har været anvendelig til beskrivelse af den målte placering af tyngdepunktet for sporstoffet, dog ses et forholdsvist godt resultat ved implementering af dødzoner i siderne af vandløbet. Det har ikke været muligt at bestemme en nøjagtig værdi for den longitudinale dispersionskoefficient i Østerå, dels på grund af for dårlige og for få målinger og dels på grund af ovenstående hastighedsproblematik. 5

Relaterede dokumenter

Øvre rand ilt. Den målte variation, er antaget at være gældende på randen i en given periode før og efter målingerne er foretaget.

Øvre rand ilt. Den målte variation, er antaget at være gældende på randen i en given periode før og efter målingerne er foretaget. MIKE 11 model til beskrivelse af iltvariation i Østerå Formål Formålet med denne model er at blive i stand til at beskrive den naturlige iltvariation over døgnet i Østerå. Til beskrivelse af denne er der