5.6 Lertykkelser over grundvandsmagasinerne

Transkript

1 Redegørelse for grundvandsressourcerne i -området 5.6 Lertykkelser over grundvandsmagasinerne Generelt Lerdæklag oven over grundvandsmagasinerne har stor betydning for grundvandsmagasinernes naturlige beskyttelse. Jo dybereliggende magasiner jo vanskeligere kan det være at beskrive de lerlag, der findes oven over magasinerne, da antallet af boringsoplysninger pr. km 2 i de fleste områder aftager (dramatisk) med dybden. Detaljeringsgraden i tolkningerne fra geofysiske målinger aftager ligeledes gennemgående med dybden. I Miljøstyrelsens Vejledning Nr. 3, 2000: Zonering er nærmere beskrevet, hvilke overvejelser der ligger til grund for anbefalingen af, at der udarbejdes lertykkelseskort i forbindelse med kortlægningen af grundvandets sårbarhed, hvilket er én af hovedopgaverne i forbindelse med udarbejdelsen af grundlaget for indsatsplaner til sikring af den fremtidige drikkevandsforsyning. I et område som kan en kortlægning af den samlede lerlagstykkelse inden for de øverste 30 m under terræn yde et væsentligt bidrag til karakteriseringen af den naturlige beskyttelse af grundvandsmagasinerne i området. En vurdering af de øverste lerlags mægtighed kan således give en indikation på, hvor i området de største grundvandsdannelser kan forventes, samt på, hvor der kan forventes at være de største oxidationsdybder og dermed mulighed for nedtrængning af eksempelvis nitrat til større dybder i grundvandsmagasinerne. Lertykkelseskortet vil derfor i denne kortlægning blive benyttet som betegnelse for et kort, der afbilder den samlede tykkelse af lerlag inden for de øverste ca. 30 m under terræn. Kortet viser således ikke noget om forekomsten af dybereliggende lerlag. I det følgende omtales det væsentligste datagrundlag for udarbejdelsen af et lertykkelseskort. Slæbegeoelektriske målinger. Som tidligere nævnt i kapitel 5.2 er der i -området foretaget en analyse af modstandsfordelingen for hvert lag i 3-lagstolkningen for en række delområder. På baggrund af disse analyser er det vurderet, at tolkede modstande på under 50 ohmm repræsenterer lag, der rent lithologisk må betegnes som lerlag, mens tolkede modstande på over 70 ohmm må forventes at repræsentere overvejende sandede lag. I intervallet mellem 50 og 70 ohmm kan der vanskeligt sættes en specifik lithologisk etikette på de tolkede lag. Inden for dette modstandsinterval, udregnes den ækvivalente lerlagstykkelse ved, at den tolkede lagtykkelse vægtes med en faktor på mellem 1 (ved 50 ohmm) og 0 (ved 70 ohmm). Håndtering af lag med elektriske modstande mellem 50 og 70 ohmm på denne måde har bla. til formål at tage højde for den situation, at et enkelt geofysisk tolket lag inden for dette modstandsinterval meget vel kan repræsentere en serie af vekslende ler- og sandlag, som det ikke er muligt at se i detaljer med den slæbegeoelektriske kortlægningsmetode. Paces lertykkelser 0-10 m m m m m m Pacep lertykkelser 0-15 m m >30m ikke kortlagt Figur 5.6.a. Kortet her viser den beregnede geofysiske lerlagstykkelse for -området baseret udelukkende på slæbegeoelektriske målinger. 52

2 Delrapport II - detailkortlægning Basisudgaven af lertykkelseskortet er baseret på PACES i hovedparten af området, jf. figur 5.6.a. For Truelsbjerg-Elsted-kortlægningsområdet øst for Randersvej og syd for landevejen over mod Todbjerg (Hæstvej) er det vurderet, at en erstatning af de lidt ældre PACEP-målinger med nye 8-kanals-målinger ikke ville bidrage med afgørende ny information og dermed ville en sådan indsats ikke stå mål med omkostningerne. Antallet af boringer er temmeligt stort her og udgør derfor sammen med PACEPmålingerne et godt grundlag for udarbejdelsen af et lertykkelseskort. Allerede i 1998 blev der for store dele af Århus Kommune udarbejdet et lertykkelseskort, og for dette område har en revurdering ikke medført væsentlige ændringer af lertykkelseskortet fra Ud fra Paces- og Pacep-målingerne fås et geofysisk lertykkelseskort, der udgør det basale grundlag for et egentligt lertykkelseskort. På kortet over den geofysiske lertykkelse opereres der primært med en to-deling af Århus Nord-området i henholdsvis arealer med en samlet lerlagstykkelse på under 15 m og i arealer med en samlet lerlagstykkelse på over 15 m inden for de øverste 30 m under terræn. Der er gennemgående tale om meget markante og veldefinerede grænser mellem områder med store, samlede lerlagstykkelser og områder med kun beskedne lerlagstykkelser. Arealer, hvor den samlede lerlagstykkelse ligger og svinger omkring de 15 m, udgør således ikke de store sammenhængende områder inden for. For -området gælder, at der både er store sammenhængende områder, hvor den geofysiske lertykkelse er under 15 m og store områder, hvor den er over 15 m. Nogle steder finder man moræneler med stor, samlet tykkelse og et stærkt præg af den underliggende tertiære ler. Andre steder afspejler de beregnede, geofysiske lerlagstykkelser derimod, at der kun er kort afstand ned til den tertiære leroverflade, som derfor observeres af den slæbegeoelektriske målemetode og derfor kommer til at tælle med i den beregnede lertykkelse. Endelig er der visse steder i lavningerne, hvor de postglaciale tørveaflejringer giver anledning til en overvurdering af lertykkelsen, idet tørvelag oftest viser sig at have en ret lav elektrisk modstand, som sjældent kan skelnes fra den, man observerer hos lerede aflejringer. Et af de mest udbredte og sammenhængende områder med lertykkelser over 15 m findes vest for Foldby, henholdsvis ned mod Lading og op mod Vitten. Et andet område med betydelige lertykkelser findes omkring Kasted, hvor dog lertykkelsen visse steder, som f.eks ved Kastedværket, overvurderes noget på grund af de lave elektriske modstande i de postglaciale tørveaflejringer i mosen og langs vandløbet. Det skal dog bemærkes, at de overvurderede lerlagstykkelser også i et vist omfang skyldes interpolation mellem målelinier, der på grund af terrænmæssige forhold ikke har kunnet lægges helt så tæt her, som det var ønskeligt. TEM-målinger TEM-målingerne er ikke udført specielt med henblik på at kortlægge de terrænnære lag, der er tale om i forbindelse med lertykkelseskortet. Alligevel kan målingerne bidrage kvalitativt til vurderingen af øvrige oplysninger, især når der er tale om at vurdere meget store lerlagstykkelser. Først og fremmest har kortet over den TEM-baserede, horisontale middelmodstand for dybdeintervallet m under terræn været anvendt til at verificere de store lerlagstykkelser fra det PACES-baserede lertykkelseskort. Allerede en simpel visuel sammenligning af dette kort, figur 5.6.c med kortet i figur 5.6.a, indikerer omfattende mønstersammenfald. Også kortet over den TEM-baserede middelmodstand for dybdeintervallet 0 til 15 m under terræn har været benyttet i vurderingen af de PACESbaserede lertykkelsesberegninger. Dette kort er dog anvendt med stor forsigtighed og kun i forbindelse med vurdering af indikationer på store tykkelser af lavmodstandslag, da TEMsonderingsmetoden giver en betydelig mindre sikkerhed på bestemmelsen af lagparametre for dette dybdeinterval. Jordartskort mv. Fra jordartskortene (se figur 4.2.a) har det først og fremmest været informationer om forekomsten af ferskvandsaflejringer (postglaciale tørvedannelser) i dalstrøgene, der har været interessante i denne sammenhæng. Disse jordlag udviser normalt en ret lav elektrisk modstand, hvilket kan føre til forveksling med lerlag. Dette er bl.a. andet tilfældet omkring Kasted-boringerne. Imidlertid medfører denne type forveksling sjældent de helt store problemer, idet tørvelag normalt besidder en stor reduktionskapacitet i forhold til eksempelvis nitratudvaskning, og derfor kan tages til indtægt for beskyttende egenskaber, der er mindst lige så udtalte, som dem man finder i tætte lerlag. I denne forbindelse skal man iøvrigt også være opmærksom på, at det i engområder ofte kan være vanskeligt at få placeret de slæbegeoelektriske målelinier med den ønskede tæthed på grund af vanskelige jordbundsforhold. Dette kan give anledning til, at der må interpoleres mellem målepunkter, som ligger relativt langt fra hinanden, og dermed ikke afslører helt lokale variationer i lerdæklagstykkelsen. Boringer Oplysninger fra de 764 boringer i boringsarkivet, hvorom det gælder, at de 53

3 Redegørelse for grundvandsressourcerne i -området Figur 5.6.b viser den elektriske, horisontale middelmodstand for dybdeintervallet 0 til 15 m under terræn, baseret på TEM-målinger. Figur 5.6.c viser den elektriske, horisontale middelmodstand for dybdeintervallet 15 til 30 m under terræn, baseret på TEM-målinger. ligger inden for -området, har været inddraget i det her beskrevne kortlægningsarbejde med henblik at supplere, kontrollere og korrigere den geofysiske lerlagstykkelse. Det er imidlertid vigtigt at tage i betragtning, at kvaliteten af beskrivelserne af de gennemborede lag i alle disse boringer er stærkt svingende. Dette skyldes bl.a. at boringerne er udført over en meget lang periode på 75 år, at der har været vidt forskellige formål med at udføre boringerne, og at boringerne er udført af mange forskellige brøndborere med vidt forskellige typer boreudstyr. En del af boringerne, ofte de lidt ældre, har derfor desværre ikke kunnet bidrage med særligt detaljerede oplysninger i relation til bestemmelsen af den samlede lerlagstykkelse inden for de øverste ca. 30 m under terræn. Desuden er det også værd at fremhæve, at næsten halvdelen af alle 54

4 Delrapport II - detailkortlægning boringer er mindre end 30 m dybe og derfor ikke har kunnet bidrage med fuld information om det aktuelle dybdeinterval. Den betydelige afstand mellem boringerne mange steder i -området medfører, at grænsedragningen mellem områder med over eller under 15 m ler hovedsageligt må baseres på de geofysiske målinger. En sammenstilling af de samlede lerlagstykkelser bestemt ud fra boringsoplysninger og de geofysiske lerlagstykkelser viser, at der er meget stor overensstemmelse mellem resultaterne af de to uafhængige beregningsmetoder. Stedvis kan der af forskellige grunde være enkeltstående boringer, som afviger fra det generelle billede. Oxidationsdybder, meter under terræn < >30 Figur 5.6.d. Oxidationsdybder baseret på farvebeskrivelse af jordlagene i områdets boringer. Kun omkring Kasted-kildepladsen er der som allerede nævnt fundet et sammenhængende antal afvigelser mellem den observerede, samlede lerlagstykkelse i boringer og den beregnede geofysiske lerlagstykkelse bestemt ud fra slæbegeoelektrik. De steder, hvor der er fundet flere boringer, som udgør en samlet enhed og som er velbeskrevne og hvor der er væsentlige afvigelser mellem den boringsbaserede bestemmelse af lerlagstykkelser og den geofysiske lerlagstykkelse, har de boringsbaserede oplysninger fået den udslagsgivende indflydelse på den endelige fastlæggelse af lerlagstykkelsen. Oxidationsdybder i boringer Alle boringer i -området er gennemgået med henblik på at vurdere, til hvilke dybder jordlagene er oxiderede (iltede). Vurderingen har været baseret på angivelse af farven af de beskrevne jordlag fra boringerne. Desværre har en del boringer ikke været forsynet med angivelse af jordlagenes farve, og de har således ikke kunnet bidrage til denne del af undersøgelsen. Oxidationsdybden i en boring er her blevet defineret som det dybeste niveau, i hvilket der er beskrevet jordlag med farver som rødlige, rødbrune, brunlige, gulbrune, gullige og tilsvarende nuancer, mens nuancerne grålige, grønlige, sorte har indikeret ikkeoxiderede (reducerede) forhold. På figur 5.6.d er vist et kort over de fundne oxidationsdybder i boringer i -området. Det kan konstateres, at der er områder med forekomst af meget store oxidationsdybder, hvilket indikerer, at der kan transporteres ilt og nitrat til lige så store dybder, idet Oxidationsdybder, meter under terræn >30 Figur 5.6.e. Oxidationsdybder på mere end 7 m under terræn baseret på farvebeskrivelse af jordlagene i områdets boringer. 55

5 Redegørelse for grundvandsressourcerne i -området Figur 5.6.f. Sammenstilling af henholdsvis geofysiske lerlagstykkelser og oplysninger om oxidationsdybder på mere end 7 m baseret på farvebeskrivelse af jordlagene i områdets boringer. reduktion af nitrat og ilt først sker under redoxgrænsen. På grund af store lokale variationer i de geologiske forhold kan det være svært at få et overblik over, hvor der er mere udbredte områder som enten har store eller små oxidationsdybder. Ser man på oxidationsdybder på mere end 7 m, fås et billede som vist på figur 5.6.e. Det er her tydeligt, at de større oxidationsdybder er koncentreret til visse centrale strøg og områder i Århus Nord-området. Imidlertid vil det være vanskeligt på dette grundlag alene at foretage en afgrænsning af områder med større oxidationsdybder, fordi der er temmelig langt mellem boringerne mange steder. Beskrivelsen af boringernes oxidationsdybder er foretaget uafhængigt af de geofysiske undersøgelser, men en sammenstilling af den samlede geofysiske Lertykkelseskort - samlet tykkelse af ler i de øverste 30 meter under terræn over 15 m under 15 m Figur 5.6.g. Kort for -området over den samlede lerlagstykkelse i dybdeintervallet fra 0 til 30 m under terræn. 56

6 Delrapport II - detailkortlægning lerlagstykkelse inden for de øverste 30 m under terræn og boringer med oxidationsdybder på mere end 7 m under terræn viser, at der er et meget stort sammenfald mellem lerlagstykkelser på under 15 m og store oxidationsdybder baseret på boringsbeskrivelser, jf. kortet i figur 5.6.f. Dette kan tages som udtryk for, at de områder, hvor den samlede lerlagstykkelse inden for de øverste 30 m under terræn er under 15 m, også er de områder, hvor redoxfronten ligger dybest og hvor stoffer som nitrat derfor vil kunne trænge længst ned. Disse forhold beskrives yderligere i kapitel 6 om de grundvandskemiske forhold og i kapitel 9 om grundvandets sårbarhed. Baseret på en sammenvejning af alle de foranstående oplysninger har kortet over den samlede tykkelse af lerlag i dybdeintervallet fra 0 til 30 m under terræn fået et udseende som vist i figur 5.6.g. 5.7 Referenceliste I dette afsnit ses en oversigt over baggrundsmateriale i form af undersøgelses-, analyse- og datarapporter, som har dannet grundlag for beskrivelsen i de foregående afsnit i kapitlet. For flere detaljer, end der har været plads til her, henvises til dette baggrundsmateriale. Boringer og borehulslogs Århus Amt: Borehulslogging ved Trige. Dansk Geofysik A/S, oktober Århus Amt: Borehulslogging, Ristrup M2, DGU nr Dansk Geofysik A/S, juli Århus Amt: Borehulslogging, geologisk prøvebeskrivelse og GPS-indmåling, 11 undersøgelsesboringer, Århus Nord 02. Dansk Geofysik A/S, november Århus Amt, Natur og Miljø: Hinnerup, Snegleboringer, 02, Carl Bro as, november Århus Amt, Natur og Miljø: Etablering af ellogboringer, Indsatsområder 02. Carl Bro as, november Århus Amt: Spektral gammalogging, Ristrup, DGU nr Dansk Geofysik A/S, november Århus Amt: Spektral gammalogging ved DGU nr e: , , og Dansk Geofysik A/S, december Århus Amt:, Boring DGU nr og Rapport nr. 03AA-01, Afdeling for Sediment-Geologi, Geol. Inst., Aarhus Universitet, januar Århus Amt:, Boring DGU nr og Rapport nr. 03AA-2, Afdeling for Sediment-Geologi, Geol. Inst., Aarhus Universitet, februar Århus Kommunale Værker: Vurdering af indvindingsmulighederne i Spørring - Todbjerg området. Notat om undersøgelsesboring DGU nr ved Spørring - Todbjerg. WaterTech a/s, November Geofysiske undersøgelser TEM: Transiente elektromagnetisk opmåling ved Elev. Universitet, juli Slæbetransient kortlægning ved Søften Dataafrapportering. Rapport nr , Universitet, december Transiente elektromagnetiske opmålinger ved Haldum Dataafrapportering. Rapport nr , Universitet, februar Slæbetransiente elektromagnetiske opmålinger ved Spørring Dataafrapportering. Rapport nr , Universitet, april Transiente elektromagnetiske sonderinger ved Vitten Dataafrapportering, Rapport nr , Universitet, december