DEN NORDJYSKE GRUNDVANDSRESSOURCE PETER ANDREAS BRUN BACHELOR PROJEKT 2011 GEOGRAFI AALBORG UNIVERSITET

Transkript

1 DEN NORDJYSKE GRUNDVANDSRESSOURCE PETER ANDREAS BRUN BACHELOR PROJEKT 2011 GEOGRAFI AALBORG UNIVERSITET

2 Titel: Den nordjyske grundvandsressource Tema: Mennesket og ressourcerne Projektperiode: Forår 2011 Projektgruppe: 1 Deltager: Peter Andreas Brun Vejleder: Morten Lauge Pedersen Oplagstal: 6 Sideantal: 51 Bilagsantal og -art: 3 dokumenter Synopsis: Dette projekt søger at give svar på hvilke nordjyske vandværker der i fremtiden vil kunne forvente kvalitetsproblemer forårsaget af nitratforurening. Indledningsvist gives der en generel introduktion til ressourcen vand, hvordan denne udnyttes og hvad der truer ressourcen. På denne måde præsenteres den indledende viden, som problemformuleringen bygger på. Værktøjet der benyttes hertil er en multikriteriumanalyse, hvor de forskellige forhold der er afgørende for problematikken tildeles værdier alt efter disses forstærkende eller formindskende påvirkning. Tildelingen af værdierne finder sted i projektets teoriafsnit, hvor relevante litterære kilder og interviews inddrages for kvalitativt at argumentere for værdierne. Herefter udføres den føromtalte multikriteriumanalyse i computerprogrammet ArcGIS, ved hjælp af det forskellige analyseværktøjer der er tilgængelige heri. Det direkte analyseresultat, samt bearbejdninger her af og forskellige udtræk præsenteres i projektet. Slutteligt diskuteres analysens resultater, hvor der analyseres på vandboringsrapporterne for et udsnit af de vandværker som analysen fremhævede som enten lidt eller meget udsatte overfor nitratforurening. På denne måde sættes analysens resultater i perspektiv og eventuelle fejlkilder i analysen bliver tydelige. Efter diskussionen sammenfattes hele projektet i konklusionen, der udover at besvare projektets problemformulering ligeledes besvarer de arbejdsspørgsmål der blev opstillet i forbindelse hermed. Disse omhandler den benyttede model til vurdering af den fremtidige risiko for nitratforurening, hvilken tendens der fremadrettet vil kunne forventes og den overordnede situationen for grundvandet i Nordjylland. Afsluttet: 30. maj 2011 Rapportens indhold er frit tilgængeligt, men offentliggørelse (med kildeangivelse) må kun ske efter aftale med forfatteren. Geografi på Aalborg Universitet Fibigerstræde Aalborg Øst

3 Forord Denne rapport er et bachelorprojekt udarbejdet på 6. semester af Geografiuddannelsen ved Aalborg Universitet. Projektet tager udgangspunkt i semester temaet Mennesket og ressourcerne og omhandler den Nordjyske grundvandsressource og den potentielle risiko for nitratforurening af denne. Denne forurening stammer hovedsageligt fra landbrugssektoren og projektet kommer således indirekte til at beskæftige sig med interessekonflikten mellem samfundets langsigtede interesse i at bevare en grundvandsressource af høj kvalitet, og landbrugets mere kortsigtede interesse i at dyrke en stor mængde afgrøder af høj kvalitet. Formålet er imidlertid ikke at vurdere hvilken part i denne interessekonflikt der har mest ret, men blot at undersøge hvilke Nordjyske vandværker der i fremtiden ville kunne forvente kvalitetsproblemer forårsaget af nitrat. I forbindelse med udarbejdelsen af dette projekt, og stor behjælpelighed gennem hele projektperioden vil jeg gerne rette en særlig tak til følgende personer: Malene Vingborg For korrekturlæsning og generel sparring gennem hele projektperioden. Bernd Möller For stor hjælp med de GIS relaterede problemer i forbindelse med projektets analyse. Johan Bisgaard For en meget hjælpsom bibliotekarservice, især mht. hjemlån af bøger og fornyelse af disse lån. Hans Estrup Andersen og Thøger Dige For gode kvalitative interviews. Jens Thimm Valsted For fotografier Lars Michael Brun og Kasper Albrektsen For opsætning og layout Fjerritslev Gymnasium For tryk og indbinding af projektet. Herudover vil jeg ligeledes rette en tak til de øvrige personer, der på forskellig vis har medvirket i forbindelse med udarbejdelsen af denne rapport. God fornøjelse Peter Andreas Brun

4 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet Indhold: 1. Indledning Ressourcen vand Den globale drikkevandsressource Den danske drikkevandressource Dansk vandforsyning Grundvand Vandets kredsløb Grundvandet Trusler mod grundvandsressourcen Pesticider Nitrat Opsamling Forvaltning af det danske grundvand Problemformulering Problemformulering og arbejdsspørgsmål Metode Videnskabsteori Multikriteriumanalyse Data og dataindsamling GIS metode Metode- og kildekritik Analysens kriterier Indvindingsoplande Nitratsårbarhed Drikkevandsressourcens kvalitet Egenskaber ved grundvandsmagasin Egenskaber ved dæklag Strømningsforhold Vurdering af nitratsårbarhed Argumentation for kvantificering Nitrat Nitratbelastende arealanvendelse Nitratbeskyttende arealanvendelse Øvrig arealanvendelse Aftale om miljøvenlige jordbrugsforanstaltninger Opsamling Nordjyske vandværker truet af nitratforurening Diskussion Konklusion Perspektivering Bibliografi Side 1

5 Den nordjyske grundvandsressource 1. Indledning De fleste mennesker, der sætter deres glas under en vandstråle, tænker sjældent over det store privilegium, det er at have drikkevand i rigelige mængder og af en høj kvalitet. Man bliver dog mindet om det, når man besøger andre lande og oplever behovet for at købe rent vand på flaske eller at koge vandet fra hanen. Årsagen til, at sådanne foranstaltninger ikke er nødvendige i Danmark er, at næsten alt Danmarks drikkevand hentes op fra grundvandet der findes i jorden. Dette grundvand er almindeligvis af en høj kvalitet og behøver ikke, eller i meget begrænset omfang, at blive behandlet før brug. Men i de senere årtier er grundvandets kvalitet imidlertid dalet på grund af forskellige forurenende stoffer. Disse stoffer ender i grundvandet, da vandet på sin vej hertil kan medtage disse forurenede opløste kemiske stoffer. Den danske politik på drikkevandsområdet er, at sådanne kemiske stoffer ikke bør forekomme i drikkevandet, og derfor må mange danske vandværksboringer lukke. Det er dog blevet klart, at lukning af de forurenede vandværker ikke alene kan afhjælpe problematikken, da mængden af den anvendelige ressource således hele tiden begrænses. Derfor griber landets myndigheder ind over for de forhold, der forurener grundvandet for dermed at bremse den negative udvikling. Ét af de områder, hvor der er vedtaget lovgivning til beskyttelse af grundvandsressourcen, er landbruget. Danske landmænd spreder hvert år gødning på og sprøjter markerne. Formålet herved er, at stofferne på forskellig vis skal hjælpe planterne med at forbedre deres vækst. Men i mange tilfælde bliver disse stoffer ikke opbrugt, hvorfor de efterlades på jordoverfladen. Her kan nedbøren opløse stofferne og føre dem med til grundvandet, der dernæst bliver forurenet. Siden 80 erne er der blevet vedtaget megen lovgivning for at begrænse denne fladeforurening fra landbruget og for at allerede indtruffen forurening skal mindskes mest muligt. Men på trods heraf lukkes der stadig vandboringer rundt omkring i landet som følge af nitrat- og pesticidforurening. Grunden til, at det kan være svært at aflæse de direkte resultater af disse handlinger, er, at omsætningstiden for en række af forurenende stoffer kan være meget lang. Derfor vil den forurening, der finder sted i dag, typisk først kunne registreres en gang længere ude i fremtiden. Dette er omdrejningspunktet for dette projekt, der har til formål at påvise, hvilke nordjyske vandværker der i fremtiden ville kunne forvente kvalitetsproblemer forårsaget af nitratforurening. Som det bliver klart gennem projektet, er forureningsrisiko en kompleks størrelse, for hvilken det er svært at opstille en helt nøjagtig model, da mange faktorer spiller ind. Derfor forsøger dette projekt sig med at benytte en multikriteriumanalyse til belysning af problemstillingen. Projektet vil derfor, udover at svare på selve problemformuleringen, forholde sig kritisk til den valgte model og diskutere fordele og ulemper i forbindelse hermed. Herudover søges den generelle tilstand for den nordjyske grundvandsressource belyst, ligesom der gisnes om, hvilken fremadrettet tendens der ville kunne forventes. I de følgende afsnit gives der en bred introduktionen til projektets overordnede problemstilling omhandlende generel forurening af grundvandet. I den proces foretages der en række afgrænsninger frem til problemformuleringen, der udelukkende omhandler nitratbelastningen fra landbrugets fladeforurening i Nordjylland. I afsnittet efter problemformuleringen præsenteres de metodiske overvejelser i forbindelse med projektet, ligesom metodik og kildekritik inddrages. Herefter et afsnit, hvori de forskellige kriterier til analysen præsenteres og tillægges værdier, ud fra argumentation baseret på kilder af forskellig karakter. Dette leder naturligt op til et afsnit omhandlende analysens resultater, der præsenteres som kort og tabeller. Disse resultater diskuteres efterfølgende ved hjælp af forskellige kvalitative data for på den måde at forholde sig kritisk hertil. Kildehenvisninger er i hele projektet opgivet efter GOST metoden, hvilket i teksten ser således ud (efternavn, udgivelselsesår, s. sidetal). Bilag, der i rapporten henvises til, er vedlagt bagerst i rapporten i den rækkefølge, hvori der henvises til dem. Side 2

6 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 2. Ressourcen vand Uden vand ville der ikke kunne eksistere nogen former for liv her på Jorden. I hver eneste levende celle findes der vand, og den menneskelige krop består cirka af 70 % vand fordelt på både blod, knogler og muskler. I kroppens vand foregår transport af livsnødvendige stoffer i opløst form, som sætter menneskekroppen i stand til at bevæge sig, indtage næring, fjerne affaldsstoffer osv. Disse processer forbruger vand, og derfor mister et menneske cirka 2½ liter vand om dagen. For at opretholde disse livsnødvendige processer har mennesket behov for at få erstattet det tabte vand ved at indtage nyt. Et menneske vil derfor ikke kunne opretholde livet uden vand i mere end 2 til 3 dage (Henriksen, 2004). Vand er altså en vital naturressource, hvis tilstedeværelse og tilgængelighed er afgørende for stort set alle aktiviteter, som mennesker eller andre levende organismer foretager. Udover at være livsnødvendigt for mennesker, og alt andet levende, er vand ligeledes en ressource i forbindelse med mange andre forhold. Vand kan blandt andet skabe forudsætning for opretholdelse af livskvalitet og sundhed, fremme og bevare velstand og slutteligt til forskellige rekreative aktiviteter. På baggrund heraf har mennesker gennem historien arbejdet målrettet for at få adgang til og kontrol over vandressourcer. Og i historisk perspektiv er rige og højt udviklede civilisationer opstået i områder med let adgang til vand, eksempelvis Ægypten og Mesopotamien (Hansen, 2005 s. 3). Vand er således også en ressource i forhold til andet end levende organismers blotte overlevelse. Idet vandressourcen tjener flere forskellige formål, både husholdning, landbrug og industri, kan udnyttelsen heraf give anledning til konflikter, og især hvis vandressourcen er begrænset. Eksempler på sådanne konflikter kunne være anlægning af dæmninger eller intensiv dyrkning af afgrøder i områder, hvor der indvindes drikkevand. I begge tilfælde er der en tilgængelig vandressource, men spørgsmålet er, hvordan og hvem den skal udnyttes af. Mennesker vil som udgangspunkt altid søge at finde den mest rentable og rationelle udnyttelse af en given ressource. Men hvad der synes rationelt og rentabelt for ét individ, kan sagtens være det modsatte for et andet eller samfundet som helhed. For den enkelte kunne intensiv dyrkning af jorden i områder med drikkevandsindvinding være det mest rentable på grund af øget udbytte på markerne. Men for samfundets øvrige individer ville denne udnyttelse ikke være hverken rationel eller rentabel, idet den intensive dyrkning ville kunne forringe drikkevandets kvalitet og kvantitet og skabe behov for rensning eller import af vand. Sådanne foranstaltninger vil alt andet lige være mere omkostningsfulde end at hive en passende mængde rent drikkevand op fra undergrunden, og omkostningerne for samfundet må ligeledes kunne forventes at være større end den enkeltes fordele. Det modsatte eksempel kunne være anlægning af dæmninger, hvor de store vandreservoirer bag dæmningen vil kræve permanent oversvømmelse af bagvedliggende landområder. I et sådant tilfælde er det ikke rentabelt eller rationelt for individet, som er bosiddende på netop dette landområde, hvilket det derimod er for samfundet som helhed. Konflikter som disse forebygges og varetages af lovgivningen, som har til formål at fremme en rationel og rentabel vandressourceforvaltning i samfundet. Mere om begreberne lovgivning og forvaltning i afsnit 5. Vandressourcen kan, som det fremgår af de to foregående afsnit, udnyttes i et utal af sammenhænge og på forskellig vis. I dette projekt fokuseres der på den del af ressourcen vand, der i det danske samfund anvendes til at tilfredsstille de basale menneskelige behov, nemlig drikkevandet. Følgende afsnit omhandler denne del af vandressourcen. Side 3

7 Den nordjyske grundvandsressource 2.1. Den globale drikkevandsressource Omkring 70 % af Jordens overflade er dækket af vand, hvor det findes i alle dets tre tilstandsformer. Men denne samlede vandmængde er imidlertid ikke tilgængeligt som drikkevand, da det som udgangspunkt kun er ferskt vand, der kan anvendes til drikkevandsformål 1. Derfor danner 3 % af den samlede vandmængde på jorden, som estimeres til at være omkring 1,4 milliarder kubikkilometer vand, basis for den potentielle indvinding af drikkevand. Men cirka 68 % af ferskvandet er ligeledes utilgængeligt som drikkevand, da dette ligger bundet i istapper og gletsjere. De resterende cirka 32 % (1 % af den samlede vandmængde) af ferskvandet vil det som udgangspunkt være muligt at udnytte i drikkevandsforsyningen. (USGS, 2011) Se Figur 1 og 2. Fordelingen af den 1 % af jordens vand, som er tilgængeligt for mennesker, er meget skæv set i et globalt perspektiv. Dette bevirker, at der i nogle områder er stor mangel på drikkevand, hvorimod andre har rigeligt. En halv milliard mennesker lever således i lande med en begyndende vandmangel. Hvis udviklingen skulle fortsætte som hidtil, og jordens befolkningstilvækst fortsætter, forventes dette tal at nå op på tre milliarder i 2025 (Jønch-Clausen, 2005 s. 10). Resultatet af denne vandmangel er, at stadig flere konflikter opstår lande og områder imellem, fordi drikkevandsressourcen i nogle områder er så begrænset. I Mellemøsten, som i forvejen er en politisk ustabil region, er fordelingen af den meget begrænsede vandressource medvirkende til at skabe flere politiske spændinger landene imellem. (Potter, et al., 2008 s. 238). På trods af at drikkevandsressourcen kun udgør en lille del af jordens samlede vandmængde, skaber den forudsætning for tilstrækkelige mængder drikkevand til hele jordens befolkning. Udfordringen ligger derfor i at forbedre fordeling og forvaltning af jordens vand. Nogle kilder argumenterer således for, at vandkrisen snarere er en forvaltningskrise. (Jønch-Clausen, 2005 s. 10)I det efterfølgende afsnit redegøres der for den danske drikkevandressource. Figur 1. Jordens fordeling af vand (USGS, 2011). 1 Det er muligt at udnytte saltvand i drikkevandsforsyningen ved gennem destillation at separere vand og salt. Figur 2. Vand tilgængelig for mennesker (USGS, 2011). Side 4

8 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 2.2. Den danske drikkevandressource Som nævnt i foregående afsnit oplever nogle steder på jorden en stor mangel på drikkevand til de mennesker, som er bosat i områderne. En sådan situation befinder Danmark sig imidlertid ikke i. Dette skyldes de klimatiske forhold, der gør sig gældende i Danmark, som bevirker at der i gennemsnit falder cirka 700 mm per kvadratmeter årligt i Danmark. Dog er der forskel på, hvor meget vand der er til rådighed, alt efter hvor i Danmark man befinder sig, da fordelingen af nedbør, som det ses på Figur 3, er skævt fordelt over landet. I Vestjylland falder der i gennemsnit cirka 600 mm nedbør om året, hvorimod der på Sjællandfalder cirka 200 mm (Hansen, 2005 s. 3) (GEUS, 2003). Dette bevirker, at en mindre mængde vand ender som tilgængeligt drikkevand på Sjælland end i Vestjylland. Denne skæve fordeling giver anledning til problemer, da befolkningstætheden og dermed også vandforbruget er større på Sjælland end i Vestjylland. Dette har betydet, at den primære kilde for den danske drikkevandsforsyning, grundvandet, ikke har været tilstrækkeligt stor til at tilfredsstille behovet for drikkevand i disse områder. Derfor udnyttes i stedet andre dele af drikkevandsressourcen, såsom overfladevand. En sådan udnyttelse af overfladevand til drikkevandsformål er ikke udbredt i Danmark, og kun cirka 1 % af den samlede danske vandforsyning. De resterende 99 % udgøres af indvinding fra grundvandet (Duus, et al., 2000 s. 213). Årsagen til, at det primært er grundvandet, der udnyttes til drikkevand i Danmark, skyldes en politisk beslutning og en generel institution i det danske samfund om, at drikkevand kommer fra grundvandet, og skal kunne drikkes mere eller mindre urenset, mere herom i afsnit 6. Baggrunden for dette ønske om at basere drikkevandsforsyningen på netop denne del af drikkevandsressourcen skyldes, at grundvand som oftest er af en meget høj kvalitet, det omtales ligeledes i et senere afsnit 4.2. En sådan fordeling er ikke typisk for andre europæiske lande, hvor overfladevand i større eller mindre grad benyttes. Herudover er rensning af vand ligeledes udbredt i disse lande. Dette tydeliggør, at kun en lille del af den danske drikkevandsressource i dag udnyttes, idet kun den del af ressourcen med den højeste kvalitet benyttes. Et eksempel her på kunne være et tilfælde, hvor en dansk vandboring overstiger maksimum indholdet af et givent stof. I så fald ville boringen typisk blive lukket, og indvindingen herfra ville ophøre. I andre europæiske lande ville problemet typisk blive imødegået med eventuel rensning eller fortynding indtil maksimum ikke længere overskrides. I dette projekt defineres den danske drikkevandressource som værende baseret på grundvandsressourcen. Figur 3. Årlig gennemsnitsnedbør i Danmark (GEUS, 2003) Side 5

9 Den nordjyske grundvandsressource Overordnet set findes der to typer af ressourcer fornybare og ikkefornybare. Forskellen på disse to typer er, at fornybare ressourcer regenereres, hvorimod ikke-fornybare ressourcer enten ikke regenereres, eller har et meget langsigtet regenereringens perspektiv. Uanset hvilken type ressource der udnyttes, er det relevant at betragte, hvor stor en del af ressourcen, der er tilgængelig og vil være det i den følgende periode efter udnyttelse. Nedenfor ses udtryk, som beskriver dette for henholdsvis ikke-fornybare og fornybare ressourcer. (Field, 2001 s. 31). Ikke-fornybare ressourcer S 1 = S 0 Q 0 + Q 0 trods af at grundvandet løbende regenereres, kan den tilgængelige ressource i fremtiden være påvirket af, hvor stor en del af den nuværende der udnyttes. Således vil et forbrug, der er større end tilvæksten og genanvendelsen (Q 0 > S + Q 0 ), medføre, at udnyttelsen ikke vil være bæredygtig, da den fremtidige mængde vil være mindre end den nuværende. En sådan ubæredygtig udnyttelse af grundvandet finder sted i visse områder i Danmark. Figur 4 nedenfor viser, hvor i Danmark vandindvindingen overstiger den bæredygtige ressource - altså hvor der forbruges mere vand end der gendannes (GEUS, 2003). Årsagen til, at en sådan overindvinding lader sig gøre i længere perioder, skyldes, at hovedparten af grundvandet, som indvindes, er mellem 5 og 50 år gammelt. (Marcussen, 1998 s. 12) Fornybare ressourcer S 1 = S 0 Q 0 + S + Q 0 S 1 = Tilgængelige ressourcer i næste periode S 0 = Tilgængelige ressourcer i nuværende periode Q 0 = Forbrug i nuværende periode S = Tilvækst i nuværende periode Q 0 = Genanvendelsesratio i nuværende periode (Lindegaard, 2011) Udtrykkene viser, hvordan den tilgængelige ressource i den fremtidige periode 1 er afhængig af, hvor stor ressourcen er i den nuværende periode 0, og hvor meget af denne der udnyttes og genanvendes. I forbindelse med de fornybare ressourcer er parameteret tilvækst også inkluderet i udtrykket, da der finder en regenerering sted. Tilvækst kan også indsættes i udtrykket for de ikke-fornybare ressourcer, men som nævnt ovenfor finder der ikke regenerering sted i relevant skala, så her vil tilvæksten repræsentere mulighed for at udnytte tidligere uudnyttelige ressourcer (Field, 2001 s. 30). Den danske drikkevandsressource er en fornybar ressource, da grundvandet løbende regenereres, idet en del af nedbøren infiltrerer i jorden og løber til grundvandet, mere herom senere i afsnit 4.2. På Figur 4. Grundvandsressourcens udnyttelse i Danmark. (GEUS, 2003) Side 6

10 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet En sådan overindvinding kan ikke alene have konsekvenser for kvantiteten af den fremtidige ressource, men også kvaliteten, omtales senere i afsnit 5.2. Dette leder op til vigtigheden af at skelne mellem kvantitet og kvalitet, da tilgængeligheden af fremtidige ressourcer ikke kun er afhængig af kvantiteten, men i høj grad også kvaliteten. Set i forhold til drikkevandsressourcen kan mængden af tilgængeligt vand være underordnet, hvis dette er forurenet og derfor uegnet til drikkevandsformål. Derfor er det nødvendigt at have et mere nuanceret syn på begreberne fornybare og ikke-fornybare ressourcer. Et sådan differentieret syn på fornybarhed ses illustreret Figur4, som viser forskellige ressourcer og deres mulighed for at blive fornyet. kvalitet, som i fremtiden ville kunne benyttes i samme omfang som nu, at der investeres i beskyttelse og bevarelse af ressourcen. I dette afsnit er der blevet redegjort for den danske drikkevandsressource, som næsten udelukkende er baseret på grundvandsressourcen. Da den årlige nedbør er ulige fordelt henover landet, er grundvandsdannelsen, og dermed drikkevandsressourcen, således større i nedbørrige områder end i nedbørsfattige områder 2. Dette er problematisk, da befolkningstætheden er høj i områderne med en lille drikkevandsressource, hvilket i visse tilfælde resulterer i en overindvinding af vand i forhold til, hvor meget der regenereres, en såkaldt ubæredygtig vandindvinding. Herudover er der blevet argumenteret for, at drikkevandsressourcen i kvantitativ sammenhæng er en fornybar ressource. I kvalitativ sammenhæng derimod er drikkevandsressourcen ikke direkte fornybar, idet der i forbindelse med det menneskelige forbrug kan opstå kvalitetsproblemer, som kun kan afhjælpes ved en form for investering. I det kommende afsnit redegøres der for, hvordan den danske drikkevands ressource har været udnyttet og udnyttes den dag i dag. Figur 5. Ressourcers fornybarhed (Mather, 1996 s. 16). Ressourcerne til venstre er ikke-fornybare, mens ressourcerne til højre er naturligt fornyende, og dermed ikke kan opbruges. Vand i kvantitativ forstand er afbildet som en naturligt gendannende ressource, da vand befinder sig i en konstant cyklus og ikke kan forsvinde. Vandets kvalitet er imidlertid ikke klassificeret som værende naturligt fornybart. Fornybarheden af vand med god kvalitet er således afhængigt af det menneskelige forbrug og investeringer. Årsagen hertil er, at kvaliteten, i modsætning til kvantiteten, kan forringes ved eksempelvis forurening eller overforbrug. Vandet vil i en sådan situation stadig være til rådighed, men ville ikke kunne udnyttes til drikkevandsformål, da kvaliteten ville være for dårlig. Derfor kræver en vandressource af god Billede 1. Mindre privat vandværk til udnyttelse af grundvandsressourcen. (Eget billede) 2 Andre forhold, så som jordtype, har også betydning for mængden af grundvand der dannes. Side 7

11 Den nordjyske grundvandsressource 3. Dansk vandforsyning Vand er som tidligere nævnt en vital ressource for alle mennesker og dermed det menneskelige samfund. Derfor har en rigelig og god vandforsyning til alle tider været prioriteret højt, helt tilbage fra de ældst kendte vandforsyninger i deltaområder mellem Eufrat og Tigris, over Rom s imponerende aquadukter til nutidens vandforsyningsanlæg. Danmark påbegyndte imidlertid først en systematisk indvinding af vand i 1853, hvor Odense som den første by i Danmark fik et egentligt vandværk. Dette vandværk bestod af en dampmaskine, der drev to pumper, et filteranlæg og et net af jernrør lagt i byens gader. Senere i 1854 fik Aalborg et vandværk og København i Kilden til disse anlæg var overfladevand, men da datidens meget intensive landbrugsdrift efterhånden forurenede overfladevandet så stærkt, at det ikke kunne betale sig at rense dette, etableredes egentlige vandboringer fra 1876 og frem (Karlby, 1998 s. 38, 39). Herefter skete der meget udvikling i forhold til boringer og vandtårne frem mod den vandforsyning, som kendes i dag. Som tidligere nævnt er der i Danmark en politisk målsætning om, at drikkevandsforsyningen skal baseres på oppumpning af grundvand, der kun må gennemgå en simpel rensning inden det når forbrugeren. Denne stammer fra Vandforsyningsloven fra 1978 og omhandler, hvordan de danske vandforekomster udnyttes hensigtsmæssigt og sikrer en tilfredsstillende vandforsyning. Loven er siden 1978 blevet revideret og ændret mange gange. Nedenfor ses formålet med loven: Vandforsyningsloven, 1: Loven har til formål at sikre: 1) At udnyttelsen og den dertil knyttede beskyttelse af vandforekomster sker efter en samlet planlægning og efter samlet vurdering af de hensyn der er nævnt i 2, 2) En samordning af den eksisterende vandforsyning med henblik på hensigtsmæssig anvendelse af vandforekomsterne, 3) En planmæssig udbygning og drift af en tilstrækkelig og kvalitetsmæssig tilfredsstillende vandforsyning (Christensen, 2000 s. 94) Dette formål opfyldes ved, at 155 kommunale samt 2500 private almene vandværker foretager indvinding og distribution af over 600 millioner kubikmeter vand hvert år (GEUS, 2010). Almene vandværker er fælles vandværker for mindst 10 husholdninger. Herudover findes der mange ikke-almene vandforsyningsanlæg med 3 til 9 tilsluttede husholdninger og små enkeltindvindere med og uden vandindvindingstilladelser (Christensen, 2000 s. 99). Vandforsyningsstrukturen i Danmark er således meget decentral, da de danske vandværker er vidt spredt udover landet. Årsagen hertil kunne være, at det indtil videre ikke har været besværligt for vandværkerne at finde velegnet drikkevand i nærområder, men eftersom grundvandsressourcen forurenes mere og mere vil udviklingen måske gå i retningen af en mere centraliseret struktur. Store centraliserede vandværker ville sandsynligvis kunne håndtere forureningstruslen bedre, da de ville have de økonomiske midler til at etablere dybe boringer godt beskyttet mod forurening, og det ville være muligt at indgå aftaler om eksempelvis ekstensiv landbrugsdrift i vandværkets indvindingsopland. Således en kort introduktion til hvordan grundvandsressorucen udnyttes til drikkevandsformål i Danmark, og hvilken lovgivning der ligger bag. I det følgende afsnit redegøres der for de forhold, der er afgørende for opretholdelsen af en vandforsyning i Danmark, nemlig vandets overordnede kredsløb. Herudover ses der på de forhold der specifikt gør sig gældende i forhold til grundvandsdannelsen. Side 8

12 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 4. Grundvand Som nævnt i afsnit 2.2. er den danske drikkevandsforsyning næsten udelukkende baseret på grundvandsressourcen. Ligeledes er den cyklus, al jordens vand befinder sig i, omtalt overfladisk flere gange. I dette afsnit redegøres der for disse forhold, først for vandets kredsløb, og siden en mere indgående beskrivelse af netop den del af kredsløbet, som er afgørende for grundvandsdannelsen Vandets kredsløb Al jordens vand er i konstant bevægelse og skifter løbende fra én tilstandsform til en anden. Disse bevægelser sker i en overordnet cyklus, der kaldes den hydrologiske cyklus eller vandets kredsløb. Det overordnede kredsløb kan udskilles i et kort, langt og længste kredsløb alt efter, hvor lang tid recirkuleringen tager. Det korteste kredsløb finder sted over havet, hvor vanddamp stiger til vejrs, kondenserer og falder som nedbør i havet igen. I det lange kredsløb falder nedbøren, i modsætning til det korte, på landjorden. Her kan vandet enten afstrømme overfladisk eller underjordisk tilbage til havet, hvor det igen fordamper. Alternativt kan vandet fordampe direkte fra jorden eller gennem planter, og på den måde indgå i kredsløbet igen. Det længste kredsløb finder sted, når skyerne afgiver nedbør i kolde egne, hvor vandet kan blive fanget som fast form i gletsjere i flere tusind år. En anden måde, hvor recirkulationen af vand kan finde sted over så lang en periode, er, hvis den mængde vand, der ikke afstrømmer til havet eller fordamper til atmosfæren, via nedsivning gennem jordlagene kan tilgå grundvandsmagasinerne. Her kan vandet, ligesom i gletsjerne, forblive i op til flere tusinder af år inden vandet igen recirkuleres (Duus, et al., 2000 s. 214). Det er denne del af vandets kredsløb, der hovedsageligt betragtes i dette projekt, da nedbøren, der lander på jordoverfladen og siver ned gennem jordlagene, kan medtage stoffer af forskellig karakter. Disse stoffer kan under gunstige forhold nå helt til grundvandsmagasinerne og forurene disse. Dette er problematisk, da den danske drikkevandsressource, som tidligere nævnt, er baseret på grundvandsressourcen. Elementerne i vandets kredsløb kan over en længere periode indenfor et afgrænset område opstilles i udtrykket vandbalanceligningen, der beskriver forholdet mellem de forskellige elementer og deres indbyrdes afhængighed. Vandbalanceligningen ser i forenklet form ud som nedenfor: = + + Her svarer N til elementet nedbør i vandet kredsløb, F til fordampningen og A til afstrømningen. R er et udtryk for den tilvækst eller reduktion af vandindholdet som kan foregå i jordlagene og grundvandsmagasinerne (Gravesen, et al., 2001 s. 14, 15). Således vandets kredsløb og vandbalanceligningen. Som det blev klart her, er det nedbøren, der er afgørende for, hvor meget grundvand der kan dannes, men også fordampningens betydning for mængden af nedbør, der kan nedsive. Derfor beskrives den mængde nedbør, der er tilgængelig til nedsivning, som nettonedbøren, der er et udtryk for nedbørsmængden fratrukket den aktuelle fordampning. Herudover spiller en række andre forhold ind på mængden og kvaliteten af vand, der kan sive ned til grundvandsmagasinerne. I det følgende afsnit redegøres der for disse forhold. Side 9

13 Den nordjyske grundvandsressource 4.2. Grundvandet Nettonedbøren er som nævnt på foregående side afgørende for, hvor stor vandmængden, der til tilgængelig til nedsivning, er, men udover denne har en række andre forhold også påvirkning på mængden og ikke mindst kvaliteten af dannet grundvand. I den forbindelse spiller især de geologiske forhold i undergrunden en afgørende rolle for, hvor meget vand der kan sive ned til grundvandet. Grundvandsspejlet ligger typisk et stykke under terrænoverfladen, og zonen ned til grundvandsspejlet kaldes den umættede zone, herunder findes grundvandet i den mættede zone. Jordtypen i den umættede zone har stor betydning for, hvor meget vand der når den mættede zone og dermed grundvandet. Sandede jordtyper, som der eksempelvis findes i Vestjylland, vil have en højere nedsivning end andre områder, hvor lerede jordtyper er dominerende i de øverste jordlag (Gravesen, et al., 2001 s. 15). Årsagen hertil skal findes i de to typers forskellige porøsitet og permabilitet. Porøsiteten er et udtryk for mængden af hulrum i jorden, hvorimod permabiliteten er jordtypens evne til at lade vand passere fra hulrum til hulrum og igennem jorden. Permabilitetens størrelse er imidlertid ikke direkte afhængig af porøsiteten, da andre forhold som sprækkevariation, sortering og form af kornene ligeledes har betydning. Derfor skelnes der mellem primær og sekundær permabilitet og porøsitet. Den primære findes mellem de enkelte korn, hvorimod den sekundære findes i sprækker og lignende. Finkornede jordtyper, som ler og kalk, vil ofte have en høj porøsitet og en lav permabilitet gennem de primære pore. Men sekundært langs sprækker er permabiliteten høj. Mere grovkornede jordtyper, som sand og grus, har en høj porøsitet og høj permabilitet, primært og sekundært. Således findes der jordtyper, der lader vand passere, og jordtyper der er vandstandsende (Gravesen, et al., 2001 s. 16). Disse jordtyper er ligeledes afgørende for, hvilke typer grundvandsmagasiner der findes i undergrunden. Findes grundvandsspejlet således i sand, har dette som oftest åben forbindelse til atmosfæren, fordi der ikke ligger vandstandsende lag over. Et sådan grundvandsmagasin siges at have et frit vandspejl. Hvis grundvandsmagasinet derimod ligger under vandstandsende lag, er disse artesiske. I Vest- og Nordjylland har de fleste grundvandsmagasiner et frit vandspejl. De grundvandsmagasiner der hovedsageligt indvindes vand fra i Danmark ligger i kalk og sand lag fra forskellige geologiske tidsaldre (Gravesen, et al., 2001 s. 18). Jordtyperne i undergrunden har således afgørende betydning for mængden af grundvand, der dannes. Men også i forhold til kvaliteten af det dannede grundvand har jordtyperne betydning, da jordtypen har indflydelse på mængden af stoffer, der udvaskes til grundvandet. I sandet jord sker der ofte en større udvaskning af forurenende stoffer, som nitrat, end på leret jord. Årsagen hertil er, at denne jordtype, som tidligere nævnt, er let gennemtrængelig. På lerjorde vil vandet typisk have sværere ved at nå grundvandet, da dette vil ende i vandløb og lignende ved overfladisk afstrømning. Derfor vil grundvand med et dæklag af ler typisk være af en højere kvalitet, både fordi leret bremser vandet, men ligeledes fordi det har en rensende effekt i forhold til visse forurenede stoffer, såsom nitrat på grund af partikelladning. Sand- og kalkjorde har ikke disse egenskaber og er derfor mere udsatte for forurening (Nielsen, 2001 s. 23, 24). Således kan forskellige stoffer ende i grundvandsmagasinerne. Da det danske drikkevand stort set stammer fra urenset grundvand, påvirker disse stoffer derfor drikkevandskvaliteten. I det følgende afsnit præsenteres et udpluk af de stoffer, som medvirker til at true grundvandet, ligesom der er given en introduktion til forurening af grundvandet generelt. Billede 2. Markmødding. Stor udvaskningsrisiko i nitratsårbare områder. (Eget billede) Side 10

14 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 5. Trusler mod grundvandsressourcen Som nævnt i foregående afsnit er mængden af grundvand dannet og kvaliteten heraf afhængig af hvilke fysiske og kemiske processer regnvandet udsættes for ved infiltrationen gennem jordlagene til grundvandsmagasinerne. Afgørende for om disse naturlige processer forløber er eksempelvis jordens opbygning og sammensætning. Da områder kan være vidt forskellige, er der derfor forskel på, hvilke og hvor mange processer der forløber, og dermed ligeledes stor forskel på potentialet for en brugbar grundvandsressource. Herudover har menneskelige aktiviteter ligeledes stor indflydelse på mængden og kvaliteten af grundvandressourcen, idet de naturlige forhold i mange tilfælde påvirkes. De naturgivne processer vil i nogle tilfælde neutralisere denne ændring, men i områder, hvor de naturgivne forhold ikke er gunstige, vil der være stor risiko for, at ændringerne medfører en påvirkning af miljøet (Rambøll Danmark A/S, 2010 s. 12). Forurening kan som udgangspunkt opdeles i tre forskellige typer, alt efter hvilken kilde den stammer fra. Disse er punkt-, linje- og fladekilder. Punktkilder er typisk meget specifikke og let identificerbare, og kan eksempelvis være rensningsanlæg eller industri, hvor der produceres forurenende stoffer, som udledes fra den enkelte kilde. Linjekilder er mindre specifikke og knap så identificerbare at se påvirkningen af. Disse kan være jernbaner eller veje, hvor der anvendes pesticider i forbindelse med ukrudtsbekæmpelse. Slutteligt findes faldekilderne, som er diffuse kilder, som er svært identificerbare. Eksempler på fladekilder er byområder og landbrugsarealer. Landbruget kan gennem produktionen utilsigtet komme til at udlede en række forurenende stoffer til vandmiljøet, som eksempelvis kvælstof, som et resultat af overforbrug af kunst- og husdyrgødning (Nixon, et al., 2000 s. 25). Nedenfor i Tabel 1. ses en oversigt over typiske forureningstrusler kategoriseret efter om de er punkt-, linje-, eller fladekilder og om forureningskilden er kendt eller udgør en risiko for forurening. Figur 7. Risiko for miljøpåvirkning (Rambøll Danmark A/S, 2010 s. 10). Den menneskelige påvirkning kan have forskellig karakter. I dette projekt redegøres der udelukkende for den menneskelige påvirkning forurening (Nixon, et al., 2000 s. 25). Det er vigtigt at nævne, at eksempelvis saltvandsindtrængning i grundvandsmagasiner ligeledes er følgende af menneskelig påvirkning, forårsaget af overindvinding, men sådanne trusler mod grundvandsressourcen behandles altså ikke i dette projekt. I det følgende præsenteres de forskellige former for forureningskilder som findes, og herefter redegøres der for de stoffer som forurener grundvandsressourcen, og dermed udgør en trussel herfor. Kilde Flade Linje Punkt Kendt Risiko Landbrugets arealanvendelse X Nitrat Pesticid Pesticider: Opbevaring samt påfyldnings og vaskepladser X X Opbevaring af husdyrgødning X X Olietanke X X Erhverv X X Private grusveje, gårdspladser og haver X X X Opfyldning / oplag af affald X X X Nye vejanlæg X X Saltning af veje X X Tabel 1. Uddrag af menneskelige forureningstrusler kategoriseret efter type. (Villumsen, et al., 2008 s. 20) Side 11

15 Den nordjyske grundvandsressource 5.1. Pesticider Pesticider er kemiske stoffer, som hovedsageligt landmænd benytter til at bekæmpe forskellige skadevoldere, der forringer høstudbyttet på markerne. Disse skadevoldere kan være både insekter, andre planter (ukrudt) og svampe. Da pesticider som regel er kunstigt fremstillede, er disse ikke hjemhørende i miljøet, og dette vil således kunne blive påvirket. Og denne påvirkning finder sted, da landmanden, i forsøget på at bekæmpe skadevoldere, utilsigtet er årsag til, at pesticiderne kommer andre steder hen, end der hvor det er hensigten. Her vil de organismer, der lever i og på jorden, blive udsat for stoffer de normalt ikke udsættes for i naturen og vil typisk dø som følge heraf (Hedemand, et al., 2009 s. 9, 10). Herudover er der risiko for at pesticiderne med regnvandet udvaskes til grundvandet og ophobes her. Dette er problematisk, da grundvandet i nogle tilfælde benyttes til drikkevandsformål, og påvirkningerne, som de giftige pesticidrester har på mennesker, ikke kendes (Christensen, 2000 s. 107). Anvendelsen af pesticider i det danske landbrug har gennem de sidste 25 år gået fra at være udbredt anvendt med højdosis til at være behovsbaseret, hvor doseringen sker på baggrund af behovsvurderinger. Årsagen til ændringen skyldes eksempelvis strengere krav til godkendelse af produkter og bedre muligheder for at vurdere behovet (Hansen, 2004 s. 33, 34). Dette har medført, at pesticidforbruget i Danmark fra 1981 og frem til i dag er faldet, og er i dag på et niveau, hvor regelret anvendelse formodes ikke at udgøre nogen uacceptabel risiko for drikkevandets kvalitet (Hansen, 2004 s. 37). På trods heraf betyder ændringer i forbruget af pesticider på jordoverfladen nødvendigvis ikke direkte påvirkning af grundvandet, da dette dannes over lang tid. Herudover vil forureninger forårsaget af tidligere anvendte stoffer stadig påvirke grundvandets kvalitet på grund af langsomt nedbrydning. Derfor er miljøfremmede stoffer, herunder pesticider, stadig årsag til lukkede vandværksboringer, idet grænseværdierne overskrides (Hansen, 2004 s. 34). Vandværksboringer lukkes, hvis indholdet af pesticider i det grundvand, som benyttes til drikkevand, overstiger 0,1 milligram pr. liter. Dette er en meget lille tilladt koncentration, som svarer til cirka to dråber i et 25 meters bassin i svømmehallen (Hedemand, et al., 2009 s. 36). Årsagen hertil er, som tidligere nævnt, at de sundheds- og miljømæssige konsekvenser ikke er fuldt ud kendt, og derfor er grænseværdien sat ud fra et forsigtighedsprincip, for at afhjælpe potentielle skader, som pesticidresterne kan forvolde. Pesticidresternes forurening af grundvandet er et udbredt problem i den danske drikkevandsforsyning (Overgaard, 1998 s. 256). Figur 8 nedenfor viser pesticidfund i vandforsyningsboringer i perioden fra 1993 til Figur 8. Fund af pesticider I vandforsyningsboringer (GEUS, 2010 s. 81) Side 12

16 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 5.2. Nitrat Nitrat er en kvælstofforbindelse, som af forskellige årsager anses som værende et problem i drikkevandet. Nitraten ender i grundvandet, når uudnyttet kvælstof på jordoverfladen udvaskes med regnvandet ned gennem jordlagene. Mængden af kvælstofforbindelser, der ikke udnyttes på jordoverfladen, er afgørende for, hvor meget nitrat der udvaskes og dermed tilgår grundvandet. Op gennem 1900-tallet er den danske landbrugsproduktion blevet intensiveret, hvilket har medført, at kvælstof balancerne er blevet forskubbet. Dette har påvirket hele vandmiljøet, her under grundvandet. Først omkring 1980 erne blev det tydeligt, at grundvandet var alvorligt belastet af nedsivende nitrat fra de intensivt dyrkede landbrugsarealer (Overgaard, 1998 s. 256). Disse landbrugsarealer er næsten udelukkende årsag til forureningen af grundvandet (Nielsen, 2001 s. 23). Årsagen til, at nitratudvaskningen er meget højere på dyrkede marker end i naturområder, skyldes, at markerne tilføres store mængder kvælstof ved gødskning for at kompensere for den næring, som fjernes ved høst af afgrøder. Dette kvælstof udnyttes ikke altid optimalt, da planterne eksempelvis kun har et veludviklet rodnet om sommeren. Herudover frigives der store mængder kvælstof i jorden om efteråret, når døde planterødder, rester af husdyrgødning og andet pløjes ned og nedbrydes, uden der er planter på marker til at optage næringen igen (Nielsen, 2001 s. 23). Problemet med nitrat i grundvandet og dermed i drikkevandet er, at nitrat i mavesækken kan omdannes til nitrit, der kan reagere med blodets hæmoglobin og danne methæmoglobin, hvilket medfører at blodets evne til at binde og transportere ilt nedsættes (Nielsen, 2001 s. 25). Hos voksne og større børn når nitraten typisk ikke fordøjelsessystemet og bliver omdannet til nitrit, men hos spædbørn er der større risiko for, at nitraten når mavesækken og der dannes nitrit, og derfor kan nitratholdigt vand forårsage fænomenet blå børn. Herudover kan nitrat omdannes til nitrosaminer, der i forbindelse med dyreforsøg har vist sig at være kræftfremkaldende (Knudsen, et al., 2000 s. 15). Disse problemer forårsaget af nitrat i drikkevand har medført, at der i den forbindelse er opstillet en grænseværdi for den maksimalt tilladte mængde nitrat i vandet. Denne er i Danmark er 50 milligram per liter, og det tilstræbes at indholdet ikke overstiger 25 milligram per liter, da dette er det fastsatte vejledende maksimum. På verdensplan har verdens sundhedsorganisation, WHO, fastlagt den højest tilladelige mængde nitrat på 100 milligram per liter og et vejledende maksimumindhold på 50 milligram per liter (Knudsen, et al., 2000 s. 15, 16). Overordnet set er drikkevandets indhold af nitrat lavt, og 73 % af de danske vandværker leverer vand med et indhold på under 5 milligram per liter. Men nogle områder, hvor grundvandet er særligt følsomt over for forurening, oplever, at drikkevandet indeholder store mængder nitrat, tæt på eller over grænseværdien, og derfor kan det være nødvendigt at få landbruget til at indføre mere skånsomme dyrkningsmetoder for at afhjælpe forureningstruslen (Knudsen, et al., 2000 s. 18). Sådanne særligt udsatte områder kan findes eksempelvis i det såkaldte nitratbælte, der har en vid geografisk udbredelse især i Jylland. Her har grundvandet et højt indhold af nitrat, hvilke blandt andet skyldes undergrunden (Knudsen, et al., 2000 s. 18). I perioden fra skete der overordnet set en forbedring af drikkevandets indhold af nitrat. Dette var dog imidlertid ikke et udtryk for, at grundvandets indhold af nitrat var faldet, men blot et resultat af en omlægning af vandindvindingen til områder med mindre nitratbelastning (Overgaard, 1998 s. 262). Grundvandets nitratindhold følges løbende og i en overvågningsrapport fra 2010 af GEUS konkluderes det, at det på nationalt plan lader til at gå den rigtige vej med at nedbringe grundvandets nitratindhold. Dog konstateres der fortsat stigninger flere steder, også i helt ungt grundvand der er dannet efter miljøplanernes ikrafttræden. Kun få vandværker oppumper vand, som ligger over drikkevandskvalitetskravet på 50 milliliter per liter, men dette skyldes, at boringer, der overskrider denne grænseværdi, lukkes og erstattes af dybere boringer. De bevirker at nitrat således begrænser omfanget af den anvendelige ressource. (GEUS, 2010 s. 6) Side 13

17 Den nordjyske grundvandsressource Figur 9 nedenfor viser nitratindholdet i aktive vandforsyningsborings i perioden fra 2005 til En rød plet viser en vandforsyningsboring med en nitratindhold på over 50 milligram per liter, en gul plet angiver at nitratindholdet ligger mellem 25 og 50 milligram per liter. De resterende to prikker illustrerer vandværker, hvor nitratindholdet per liter ligger mellem 1 og 25 milligram og slutteligt under Opsamling I dette overafsnit er der blevet redegjort for de trusler, der er mod den danske grundvandsressource. Fokus er blevet lagt på den forurening, der er forårsaget af menneskelige aktiviteter. Forureningskilderne og typen kan være vidt forskellige fra punkt- over linje- til faldeforurening. I den forbindelse foretages der endnu en afgrænsning, idet der kun fokuseres på den forureningstrussel fladeforureningen fra landbruget udgør for grundvandsressourcen. Af denne fladeforurening er det især nedsivning af pesticider og nitrat årsag til lukkede vandboringer, hvilket fremgår af Tabel 2. Lukningsårsag Før Total Naturskabte og tekniske årsager Pesticider Andre miljøfremmede stoffer Nitrat Anden årsag eller ukendt I alt Tabel 2. Årsager til lukkede vandboringer (Miljøstyrelsen, 2005). Figur 9. Nitratindhold i aktive vandforsyningsboringer (GEUS, 2010 s. 31) Udviklingen med hensyn til forurening af grundvandet med disse stoffer har generelt været positiv for grundvandsressourcen, men der lukkes stadig vandboringer, og forureningstruslen er stadig til stede. Derfor er det til stadighed nødvendigt at planlægge og lovgive på området. I det kommende afsnit redegøres derfor den historiske forvaltning af den danske grundvandsressource, ligesom den nuværende lovgivning inden for drikkevandsområdet præsenteres. På Figur 9, kan påvirkningerne af det føromtalte nitratbælte ses, da boringerne med et indhold på over 50 milligram per liter hovedsageligt findes i dette område. Således en præsentation af stoffet nitrat, hvis øgede udledning i naturen er et resultat af menneskelige aktiviteter foretaget på store flader. I det følgende afsnit gives der en opsamling på hele afsnittet omhandlende truslerne mod grundvandsressourcen. Side 14

18 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 6. Forvaltning af det danske grundvand Grundvandets kvalitet er i høj grad afhængig af de aktiviteter, der finder sted på jordoverfladen, da de stoffer der findes her føres med regnvandet til grundvandet. Dette er, som før nævnt, problematisk, da den danske drikkevandsressource er baseret på oppumpet urenset grundvand. De stoffer der efterlades på overfladen, og derfor udvaskes til grundvandet, stammer ofte fra den danske landbrugssektor, der tilfører markerne gødning og sprøjtemidler for at optimere udbyttet. Ved disse aktiviteter kan den enkelte landmand uforvarende komme til at forurene grundvandsressourcen på bekostning af større udbytte fra markerne. Dette er et såkaldt optimeringsproblem, idet både samfundet og den enkelte landmand begge ønsker rent drikkevand og et produktivt landbrug, men begge ting er ikke opnås. Der er forskellige meninger, om det er et produktivt landbrug eller en grundvandsressource af høj kvalitet, der skal prioriteres højest, men der er imidlertid enighed om at den ene interesse ikke udelukkende skal favoriseres på bekostning af den anden. Set i historisk perspektiv har prioriteringerne indenfor dette område ændret sig. Op til 1980 erne spillede landbruget en stor samfundsøkonomisk rolle i Danmark, og de direkte konsekvenser af den intensive dyrkning var ikke tydelig i miljøet. Derfor prioriteredes landbrugets produktivitet højere end grundvandets kvalitet. I slutningen af 1980 erne medvirkede en række iltsvinds situationer i de danske fjorde til, at vandmiljø og forurening heraf kom på den politiske dagsorden. Samtidig med var landbrugets betydning for Danmark dalende, derfor ændredes prioriteringerne. Den udvikling er fortsat frem til i dag på grund af grundvandets fald i kvalitet og landbrugets faldende betydning for Danmarks økonomi (Andersen, et al., 1999 s. 69, 70). Også internationalt i EU har udviklingen gået denne vej, hvor senest Vandrammedirektivet fra 2000 søger at sætte fælles europæiske standarder for vandmiljøet. Interessekonflikten mellem det produktive landbrug og det rene grundvand, søges afhjulpet gennem planlægning og lovgivning på området. Tabel 3 nedenfor og Tabel 4 på næste side viser den lovgivning der er blevet vedtaget med det formål at begrænse forureningen af vandmiljøet. Der gøres opmærksom på, at love som kemikalieaffaldsdepotloven, der ikke omhandler landbruget, er medtaget. Handlingsplanerne er sorteret efter, hvorvidt deres primære fokus er miljøfremmede stoffer eller næringsstoffer. Nedenstående viser handlingsplaner for miljøfremmende stoffer og formålene hermed. Handlingsplaner miljøfremmede stoffer Kemikalieaffalds depotlov (1983) Affaldsdepotloven (1990) Pesticidhandlings plan I (1986) Pesticidhandlings plan II (2000) Formål Hindre praksis med ukontrolleret nedgravning og deponering af farligt affald uden forudgående vurdering. Blev i 1990 afløst af: Skærpet indsats mod punktkilder i form af lossepladser og forurenede grunde som følge af industri Mål om at nedsætte behandlingshyppigheden og mængden af pesticider med 50 % Krav om fortsat reduktion af behandlingshyppigheden. Herudover indførsel af beskyttelseszoner ved vådområder og andre følsomme områder Yderligere nedbringelse af behandlingshyppigheden Pesticidplan (2003) Tabel 3. Handlingsplaner for miljøfremmedestoffer (Jørgensen, 2004 s. 21). Side 15

19 Den nordjyske grundvandsressource Handlingsplaner næringsstoffer NPohandlingsplanen (1985) Vandmiljøplan I (1987) Handlingsplan for Bæredygtig Landbrug (1991) Vandmiljøplan II (1998) Vandmiljøplan III (2004) (Grøn Vækst) (2010) Formål Opbevaring af gylle, krav om møddinger samt harmonikrav Over 5 år skulle udledningen af næringsstoffer til vandmiljøet reduceres. 50 % af kvælstofudledningen og 80 % af fosforudledningen. Fosfor opnået men ikke kvælstoffet, afløst af: Restriktioner for udbringningstidspunkt på markerne, bedre udnyttelse af husdyrgødning. Mulighed for braklægning med EU-støttemidler. Var heller ikke tilstrækkelig og blev afløst af: Implementering af EU-direktivet om Nitrat. Yderligere stramning af kvælstofnormer, afgifter på handelsgødning og krav om efterafgrøder. Virkemidler som SFL, vådområder og skovrejsning blev introduceret. Kvælstofudvaskningen skulle reduceres med yderligere 13 % ligesom der også var fokus på fosforoverskuddet. EU s vandrammedirektiv er i øjeblikket under implementering i Danmark. Dette forsøges gennemført med en ny miljøhandlingsplan kaldet Grøn Vækst. Oplever dog imidlertid problemer. Tabel 3. Miljøhandlingsplaner i Danmark. (Jørgensen, 2004 s. 21). Der er, som det fremgår af figurerne, blevet gennemført mange handlingsplaner, og der er investeret milliarder af kroner. Dette har medført, at mange forhold i landbrugssektoren har forbedret sig markant, og investeringer i gyllebeholdere, grønne marker og braklægning har haft en målbar effekt. Men på trods af den bevidste og aktive indsats fra politikere og landmænd lukkes der til stadighed danske vandværksboringer på grund af forureningen fra landbruget. Derfor fortsætter debatten om interessekonflikten, og selv hvis den meget omdiskuterede Grøn Vækst handlingsplan gennemføres, vil denne med stor sandsynlighed blive fulgt op af flere handlingsplaner og restriktioner for landbruget (Andersen, et al., 1999 s. 70). Alternativt vil udviklingen gå den anden vej med en accept af, at drikkevandsressourcen måske ikke udelukkende kan baseres på grundvandet. Således vil grundvandet kunne renses for de skadelige stoffer, og landbruget ville kunne undgå de stramme restriktioner. De stigende fødevarepriser, som verden fortiden oplever, vil med stor sandsynlighed virke fordrende for netop denne udvikling. I forhold til dette projekts problemformulering, der præsenteres i det følgende afsnit, forholder denne sig ikke til interessekonflikten mellem landbruget og grundvandsressourcen. Her fokuseres der udelukkende på at udpege de vandværker, der i fremtiden vil kunne forvente kvalitetsproblemer forårsaget af nitrat, og dermed ikke at diskutere hvilken part i konflikten, som projektet mener skal tilgodeses. Sådan er der på overordnet plan igennem de seneste år blevet lovgivet i forbindelse med interessekonflikten mellem landbruget og grundvandet. Men også på lavere niveau kan der lovgives og planlægges inden for området. Kommuner og de enkelte vandforsyninger kan eksempelvis indgå dyrkningsaftaler med lokale landmænd for på den måde at beskytte grundvandet. Landmændene kan så få erstatning for tabt indtjening, og vandværkerne slipper for at tage forbehold for kvalitetsforringelser (Miljøstyrelsen, 2003 s. 10). Side 16

20 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 7. Problemformulering De foregående afsnit har hver især redegjort for de forhold, der er relevante i forbindelse med ressourcen vand. Herudover beskrives det, hvordan ressourcen udnyttes, trues af forurening og forvaltes. Alt det leder frem til, at der i dette afsnit opstilles en problemformulering med tre arbejdsspørgsmål, som resten af projektet har fokus på at besvare. Inden problemformuleringen og arbejdsspørgsmålene præsenteres, foretages der en kort opsamling af problemanalysens centrale dele, ligesom projektets afgrænsninger præsenteres. Indledningsvist betragtes ressourcen vand i et globalt perspektiv, hvorefter der lægges fokus udelukkende på de danske forhold. I disse afsnit bliver det klart, at vandet er en vigtig ressource for det enkelte menneske og samfundet generelt, både globalt set og i Danmark. Herudover redegøres derfor den danske drikkevandsressource, der stemmer overens med grundvandsressourcen, da 99 % af Danmarks drikkevand stammer fra drikkevandet. I forlængelse heraf beskrives dannelse af grundvandet, og hvordan grundvandet indvindes til drikkevandsformål. Herefter præsenteres de forhold, der udgør en trussel for grundvandet. Her afgrænses der indledningsvist til kun at være fokus på den forurening mennesket skaber, og herunder kun faldeforureningen fra landbruget. Forureningen herfra er henholdsvis pesticider og nitrat, der på forskellig vis forringer kvaliteten af grundvandet. I problemformuleringen foretages der endnu en afgrænsning i forhold hertil, da denne kun forholder sig til nitratforureningen af grundvandsressourcen. Slutteligt redegøres der for forvaltningen af grundvandsressourcen, og den interessekonflikt der er mellem en grundvandsressource af en høj kvalitet og en intensiv landbrugssektor. Som der nævnes, forholder dette projekt sig upartisk til denne interessekonflikt, og har som eneste formål at besvare projektets problemformulering, der ikke forholder sig til denne. I følgende underafsnit præsenteres projektets problemformulering samt arbejdsspørgsmål Problemformulering og arbejdsspørgsmål Som tidligere nævnt har projektet indtil videre givet en generel og bred introduktion til vand som ressource, samt truslerne denne natur og samfundsressource står over for. Projektets primære problemformulering opstilles inden for disse rammer, og omhandler den specifikke udnyttelse af grundvandsressourcen gennem de almene Nordjyske vandværker. Mange forhold peger i retningen af at flere af disse vandværker i fremtiden ville kunne forvente kvalitetsforringelser blandt andet forårsaget af nitrat. Da der i mange tilfælde er en tæt årsagssammenhæng mellem nedsivning af nitrat og det kultiverede landskab, vil dette projekt rummeligt søge at redegøre for, hvilke vandværker i Nordjylland der i fremtiden ville kunne forvente problemer forårsaget af nitrat. Disse tanker udmønter sig i nedenstående problemformulering. Hvilke nordjyske vandværker vil i fremtiden have størst risiko for kvalitetsproblemer, som følge af nitratforurening af den grundvandsressource, som indvindingen af drikkevand er baseret på? Udover denne primære problemformulering, søges følgende tre arbejdsspørgsmål besvaret: 1. Hvordan er den rumlige fordeling af truede vandværker, og er der et mønster i denne fordeling? 2. Hvor truet er den samlede nordjyske grundvandsressource, og hvilken overordnet tendens vil fremadrettet kunne forventes? 3. Er den multikriteriumanalyse der benyttes i projektet en brugbar model til vurdering af nitratforureningsrisikoen i Nordjylland og generelt? Side 17

21 Den nordjyske grundvandsressource 8. Metode I dette afsnit redegøres derfor, hvilke metoder der er benyttet for at besvare projektets problemformulering og arbejdsspørgsmål. Indledningsvist præsenteres dele af den videnskabsteori, som har været styrende for projektets videnskabssyn, og herefter gives der en kort introduktion til analysemetoden der benyttes, en såkaldt multikriteriumanalyse. Da denne multikriteriumanalyse foretages ved hjælp af IT værktøjet GIS, redegøres der ligeledes for de anvendte metoder heri. Slutteligt omtales indsamling og behandling af data og metodekritik Videnskabsteori Dette projekt omhandler konsekvenserne af sameksistens mellem naturen og samfundet. Menneskelige aktiviteter forårsager, i forbindelse med udnyttelse af en naturlig ressource, forringelser af en anden naturlig ressource. Da projektet således beskæftiger sig med sammenhængen mellem natur- og samfundsvidenskabelige processer, anvendes der i dette projekt i et vist omfang både natur- og samfundsvidenskabelige videnskabssyn. I de følgende afsnit redegøres der for, hvordan disse videnskabssyn benyttes gennem projektet. Projektet indledes af en problemanalyse, som leder op til den egentlige problemformulering. Her redegøres der for naturressourcen vand, de forhold som skaber forudsætning for den, udnyttelsen, truslerne imod den og slutteligt forvaltningen heraf. I disse afsnit benyttes en positivistisk tilgang, da formålet er at forklare forhold i naturen gennem forskellige årsagsforbindelser. Som eksempelvis i afsnit 4.1., hvor vandets kredsløb præsenteres med fokus på grundvandsdannelsen og ligeledes i forhold til, hvordan dette grundvand kan forurenes i afsnit 5. Positivismen benytter sig i vid udstrækning af kvantitative data, da fokus er på at finde resultater, som er kvantificerbare (Hansen, et al., 2007 s. 24). Denne tilgang skinner ligeledes igennem i selve analysen, hvor kvantitative data benyttes og kvantificeres efter den forureningstrussel de udgør for grundvandsressourcen. Udover den positivistiske tilgang benyttes den kritiske realisme i forbindelse med besvarelsen af selve problemformuleringen. Den fastslår i korte træk, at der findes en virkelighed, der ikke er tydelig og er uafhængig af iagttageren. Strukturerne i denne utydelige virkelighed søges afdækket, således de bliver til erfarede begivenheder (Hansen, et al., 2007 s. 34). På samme måde erkender dette projekt, at der er flere forhold, som har afgørende betydning for, hvorfor vandboringer lukker i Nordjylland, men der forsøges ud fra viden om nitratforureningen fra landbruget at præsentere, hvilke vandværker der i fremtiden ville kunne forvente problemer i den forbindelse. I erkendelse af risikoen, for at denne afdækning ikke er tilstrækkelig, undersøges de kvantitative resultater kvalitativt i afsnit 11, for på den måde at give en mere tydelig afdækning af de skjulte strukturer og verificere analysen. Slutteligt benyttes udover den kritiske realisme den hermeneutiske tilgang og i særdeleshed den hermeneutiske cirkel, der er et udtryk for sammenhængen mellem del og helhed. Cirklen argumenterer for, at den specifikke tolkning af delen, afhænger af tolkningen af helheden, som igen afhænger af hvordan delen forstås. Dette er relevant, da mennesker, i modsætning til objekter i naturen, har en egen forståelse (Hansen, et al., 2007 s. 119). Således vil en geografistuderende have et anderledes syn på delen og helheden i forhold til beskyttelse af drikkevandet, end en studerende ved en landbrugsskole ville. Derfor lægges der i projektets sidste del vægt på, at problematikken udelukkende beskues fra grundvandsressourcens side, og forureningen fra landbruget er ikke søgt forsvaret af eksempelvis socioøkonomiske forhold. Årsagen hertil er, at dette projekt er forfattet af en person, som har en opfattelse af virkeligheden, og i høj grad benytter sig af kilder og konsulenter med lignende opfattelser. Således en kort præsentation af de videnskabsteoretiske overvejelser der ligger til grund for projektet. Det er vigtigt at nævne, at projektet på igen måde er søgt tilrettelagt efter én eller flere videnskabsteoretiske retninger. Derfor stemmer fremgangsmåden ikke overens med hverken de positivistiske og kritiske realistiske tilgange eller hermeneutikken. Videnskabsteoretiske overvejelser er derfor blevet benyttet ad hoc, løbende gennem projektet. Side 18

22 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 8.2. Multikriteriumanalyse Dette projekts problemformulering, som omhandler, hvilke nordjyske vandværker, der ville kunne forvente nitratforurening i fremtiden, bliver besvaret ved hjælp af en såkaldt multikriteriumanalyse. Multikriteriumanalyser benyttes i komplekse situationer, hvor flere forskellige forhold har påvirkning på en given problemstilling. Alle forhold, der påvirker problemet, er såkaldte kriterier, og disse kan både være kvantitative og kvalitative (Hansen, 2005 s. 4). Multikriteriumanalysen i dette projekt er deterministisk, idet den kvantitativt søger at simulere alle de faktorer, der er afgørende for problematikken. En forudsætning for at have et sådan deterministisk udgangspunkt, er have en god forståelse af de underliggende processer og tilgængelige data af høj kvalitet. For at kunne sammenligne de forskellige kriterier, normaliseres disse så de følger samme målestok (Hansen, 2011 s. 11, 13). I dette projekt argumenteres der kvalitativt i form af litterære og verbale data for den normalisering, som de forskellige kriterier undergår. Figur 10 nedenfor viser en simpel beskrivelse af baggrunden for dette projekts multikriteriumanalyse. Figur 10. Forureningspåvirkning på marker og i skov. (Rothenborg, et al., 2010) Som det ses på figuren udgør arealanvendelsen landbrug en trussel, hvorimod eksempelvis skove virker beskyttende for grundvandet og dermed den nordjyske drikkevandsressource. Derfor tildeles de arealanvendelsestyper, der forbindes med landbrug, positive værdier alt efter, hvor meget de enkelte typer vurderes at true grundvandet med nitratforurening. I modsætning hertil tildeles nitratbeskyttende arealanvendelse negative værdier afhængigt af, hvor god beskyttelse de yder. De arealanvendelsestyper, der yder bedst beskyttelse, får de højeste negative værdier, ligesom de arealanvendelsestyper, der udgør den største trussel, tildeles de højeste positive værdier. Denne klassificering finder udelukkende sted inden for de områder, hvor de nordjyske vandværker indvinder vand, da det vurderes, at arealanvendelsen udenfor disse områder ikke direkte påvirker kvaliteten af vandet der indvindes. Ligeledes betragtes og klassificeres de øvrige kriterier, som er aftaler om miljøvenlig landbrugsdrift og nitratsårbarhed, kun i vandværkernes indvindingsoplande. I forhold til disse kriterier benyttes samme fremgangsmåde, som i forbindelse med arealanvendelsen, idet områder der eksempelvis har stor nitratsårbarhed tildeles høje positive værdier, hvorimod områder med mindre nitratsårbarhed tildeles høje negative værdier. Alle disse værdier ligger nu som lag over hinanden, og ved hjælp af aritmetiske operatorer lægges alle lagene sammen, hvor efter der foretages en vægtning. Denne proces ender ud i et billede, som afspejler hvor udsat det enkelte område i indvindingsoplandet er, idet alle de forhold som har betydning for nitratforureningen, netop her er inkluderet og tillagt en værdi. Dette er det direkte resultat af multikriterium-analysen, og det enkelte vandværk kan herudfra se, hvor i indvindingsopladet de ville kunne forvente problemer. Det er dog imidlertid svært at få et overordnet billede af, hvor truet det enkelte vandværker er, idet nogle områder i indvindings- oplandet kan være meget truede, hvorimod andre kan være godt beskyttede. Derfor udregnes gennemsnitsværdien for alle områderne i vandværkernes indvindingsoplande, således den samlede trussel kendes. Herudover er det nu muligt at sammenligne vandværkerne på tværs, og dermed finde de mest truede. Side 19

23 Den nordjyske grundvandsressource 8.3. Data og dataindsamling Der benyttes i dette projekt både kvantitative og kvalitative data og dataindsamlingsmetoder. Der benyttes især visuelle kvantitative data i form af informationer om eksempelvis vandværkers indvindings- oplande, nitratsårbarheden heraf og arealanvendelsen over. Disse data anvendes hovedsageligt i projektets analyse. I projektets tidligere dele og i diskussionen af analysens resultater benyttes der i vid udstrækning kvalitative data. Dette er først og fremmest litterære data, såsom bøger og rapporter og disse benyttes til indledningsvist at redegøre for de processer, der har betydning for grundvandsressourcen og forureningen, samt forvaltningen heraf. Disse litterære data benyttes ligeledes i de senere afsnit, hvor de i teoriafsnittet fungerer som en del af argumentationen for de værdier, som de forskellige kriterier i multikriterium-analysen tildeles. Udover de litterære data benyttes der ligeledes verbale data i argumentationen for tildelingen af værdier. Disse se verbale data har begge været kvalitative interviews med henholdsvis en tofags kandidat i biologi og geografi og en medarbejder ved Danmarks Miljøundersøgelser (DMU), som beskæftiger sig med ferskvands økologi. Interviewet med tofags kandidaten, Thøger Dige, blev foretaget inden tildelingen af værdierne til de enkelte kriterier og havde derfor en eksplorativ karakter. Dette interview dannede sammen med de litterære data grundlaget for tildelingen af værdierne. Herefter udførtes de sidste interview med Hans Estrup Andersen, der arbejder ved DMU. Her havde interviewet en anden karakter, da analysen her var udført og kriterierne var tillagt værdier. Hans Estrup Andersen blev via tilsendt en præsentation af projektet og tabellerne, der viste, hvilke værdier der blev tildelt. Herefter kommenterede Hans Estrup Andersen kort på tildelingen af værdierne, og påpegede visse forbehold, der præsenteres i et senere afsnit, se Bilag C. Formålet med disse interviews var at underbygge dette projekts centrale del, nemlig multikriterium-analysen. Værdierne, det enkelte kriterium tillægges i teori afsnittet, er af afgørende betydning, derfor havde det en høj prioritet at have grundig dataindsamling til denne del af projektet. Denne triangulering under projektets bærende dele er medvirkende til at reliabiliteten og validiteten i projektet stiger. I projektets afsluttende del følger en diskussion af analysens resultater i afsnit 11, hvor der også benyttes kvalitative litterære data. Her fremskaffes og analyseres der på de, jævnfør analysen, mest truede vandværkers vandanalyserapporter fra de senere år. Formålet hermed var at undersøge, om de vandværker, som der i analysen blev udpeget som værende meget truede overfor nitratforureningen, oplevede problemer i den retning. Og ligeledes om de vandværker, som analysen kom frem til, ikke burde have problemer, havde det. Denne beslutning blev truffet for at undersøge, hvor effektiv analysemetoden var, og for at kunne identificere eventuelle fejlkilder og uoverensstemmelser heri. I forbindelse med dataindsamlingen er denne mestendels foregået i projektets indledende fase med hjemlån af bøger, indsamling af data til analysen, eksplorativt interview osv. Senere blev interviewet med Hans Estrup Andersen udført, ligesom vandanalyserapporterne fra de forskellige vandværker blev indsamlet. Indsamlingen af disse vandanalyserapporter var meget besværlig, og det var i mange tilfælde ganske enkelt ikke muligt at få adgang til disse på trods af, at de jævnfør den danske lovgivning skal være tilgængelige. Figur 11 nedenfor viser dataindsamlingen til dette projekt. Kvalitative data Litterære data Bøger o.lign Dataindsamling Verbale data Interviews Figur 11. Projektets dataindsamling. Figur efter (Ovesen, 2010 s. 29) Kvantitative data Visuelle Til kortlægning af kriterier Side 20

24 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 8.4. GIS metode Som nævnt tidligere i dette metodeafsnit er dette projekts analyse en såkaldt multikriteriumanalyse. Denne analyse foretages udelukkende ved hjælp af Geografiske Informations Systemer; GIS. GIS er overordnet set et it-værktøj, der bruges til at præsentere og bearbejde forskellig data med en geografisk relation. Typisk interageres der mellem forskellige lag indeholdende forskellige information for at få påvist ukendte mønstre. For at finde disse mønstre foretages forskellige analyser på de forskellige lag (Ormsby, et al., 2001 s. 2). En grundlæggende forudsætning for at foretage analyserne er, at alle data har samme referenceramme. Da jorden kan afbilledes på mange forskellige måder, er det derfor vigtigt, at alle anvendte datasæt benytter samme projektion og koordinatsystem. Alle datasæt i denne analyse er projekteret efter det fælles europæiske referencesystem ETRS89, der af Kort- og Matrikel Styrelsen benævnes EUREF89. GIS programmerne, der benyttes i dette projekt, er alle fra programpakken ArcGIS fra det amerikanske firma ESRI. Analyser og præsentation af data foretages i programmet Arcmap, mens håndteringen af data sker i programmet ArcCatalog. Al data, der er hentet ind til multikriteriumanalysen, er såkaldt vektordata, der enten er punkter, linjer eller polygoner. Disse data importeres alle ind i samme arbejdsområde, hvorefter de alle klippes til efter den form, som vandværkernes indvindingsopland har, da disse er rammen for analysen. Dette gøres ved hjælp af en clip-analyse, hvor det oprindelige lag klippes ud fra et givent omrids, der ender ud i et nyt lag (Balstrøm, et al., 2006 s. 174). Denne analysetype hedder clip og fremgangsmåden er illustreret på Figur 12 nedenfor. Disse analyser er de eneste, der foretages i dataformatet vektor. De resterende analyser foretages i formatet raster, da det til netop denne analyse form er mest hensigtsmæssigt. I rasterformatet erstattes de mere eller mindre nøjagtige linjer, polygoner eller punkter af celler, eller pixels om man vil. Opløsningen af disse celler kan justeres, og dermed kan man ved en meget lille cellestørrelse, gengive de præcist opgivne data fra vektor datasættet. Rasterformatet er fordelagtigt, da hver celle kan tildeles en værdi i modsætning til vektorformatet, hvor kun hele polygonen, linjen eller punktet kan have en værdi. Analysen, hvorved vektordatasættet konverteres til raster, hedder feature to raster, og på Figur 13 nedenfor kan resultatet af en sådan analyse ses. Figur 13. Konvertering fra vektor til raster (Hansen, 2011 s. 26). Da datasættene senere skal kombineres, er det vigtigt, at der i konverteringen benyttes samme cellestørrelse for alle datasæt. Cellestørrelsen, der benyttes i dette projekt, er 100 gange 100 meter, hvilket som bekendt svarer til en hektar. Årsagen til, at det er netop denne cellestørrelse, er at opløsningen bliver tilfredsstillende nøjagtig, og analyserne kan foretages indenfor overskuelige tidsrum. Herudover har det selvfølgelig ligeledes spillet en rolle, at denne cellestørrelse på en hektar er meget nem at forholde sig til og nem at analysere ud fra. Figur 12. Clip-analyse (ESRI). Side 21

25 Den nordjyske grundvandsressource Efter alle datasættene er konverteret til rasterformatet, tildeles kriterierne til multikriteriumanalysen værdier alt efter, hvor nitratbelastende eller beskyttende de er. Områder der er nitratbelastende tildeles positive værdier, eksempelvis 10 for meget belastende områder og 1 for lidt belastende områder. På samme måde tildeles beskyttende områder negative værdier alt efter, hvor beskyttende de er. Områder, der udøver stor beskyttelse, tildeles høje negative værdier eksempelvis 10 hvorimod mindre beskyttende områder tildeles lavere negative værdier, eksempelvis - 1 eller 2. Alt dette sker ved hjælp af en reklassifikation af de værdier, som rastertemaet blev tildelt ved konverteringen. Dette analyseværktøj kaldes reclassify, og fremgangsmåden herfor kan ses i Figur 14 nedenfor. gang for at fjerne de såkaldte No data værdier, som blev tildelt datasættene for at kunne kombinere dem. Dette er det direkte resultat af multikriteriumanalysen. Nedenfor ses fremgangsmåde i forbindelse med addition og division af forskellige datasæt. Figur 15. Addition og division af forskellige datasæt. Efter (Hansen, 2011 s. 50) Figur 14. Reklassificering af værdier i et raster datasæt (Hansen, 2011 s. 31). Herefter er datasættene klar til at blive kombineret med hinanden gennem brug af såkaldte forskellige aktioner. Første aktion der foretages er, at datasættet indeholdende informationer om arealanvendelsen adderes med datasættet indeholdende informationer om MVJ-aftaler på landbrugsjord. Resultatet heraf adderes herefter med datasættet indeholdende informationen om nitratsårbarheden af indvindingsoplandene. Herefter er alle datasættene nu kombineret, og den enkelte celle er nu et udtryk for, hvor nitratbelastet eller beskyttet den pågældende hektar er i virkeligheden. Resultatet er dog imidlertid ikke præsentabelt, da spredningen af værdierne er meget bred, og ikke stemmer overens med den tidligere normalisering. Derfor divideres alle celler med en faktor to, således parametrene bliver vægtet i forhold til hinanden, og resultatet ligger i intervallet fra 10 til 10. Herefter klippes det samlede datasæt efter omridset af indvindingsoplandene endnu en De operationer, der er præsenteret på denne side, er alle såkaldte lokale operationer, da kombinationerne udelukkende finder sted de overlappende celler imellem. I den senere behandling af det direkte analyseresultat benyttes zonale operationer, hvor værdierne af alle cellerne i vandværkernes indvindingsopland summeres og divideres med antallet af celler i indvindingsoplandet. Ligeledes inkluderes der i den senere behandling af det direkte analyseresultat et datasæt indeholdende et punkttema om vandværkernes lokalisering, deres navn og informationer om ejerforhold. Dette benyttes til at undersøge, hvilket vandværk et givent indvindingsopland tilhører. Hermed er de GIS metoder, der er benyttet i projektets analyse, præsenteret. På den følgende side ses en oversigtsfigur, der viser de anvendte metoder, og hvordan de forskellige datasæt kombineres. Side 22

26 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet Figur 16. Oversigtsfigur over anvendte GIS metoder og forskellige typer datasæt. Figur 16 ovenfor viser fremgangsmåden, der leder frem til det direkte analyseresultat. De blå ovaler viser de originale datasæt, der er indsamlet forskellige steder fra, som eksempelvis Aalborg Universitets Geodatabibliotek. Gule firkanter repræsenterer de forskellige analyser, som de oprindelige datasæt indledningsvist udsættes for. Grønne ovaler er datasæt, som er resultater af og fremkommet gennem analyse af tidligere datasæt. Pilene viser relationer og forbindelser mellem analyser, oprindelige og bearbejdede datasæt. I det følgende gives der en kort præsentation af de oprindelige datasæt. Alle data omkring arealanvendelse stammer fra det fælles europæiske kortlægningsprojekt Corine Landcover startet omkring 1994 (European Enviromental Agency, 2004). Dataene, der benyttes i projektet, er fra en opdatering i Årsagen til, at dette data sæt blev udvalgt, var, at dette indeholdte meget differentierede arealanvendelsestyper, og skov var således ikke bare skov, men derimod opdelt i flere forskellige underinddelinger, hvilket var fordelagtigt i forhold til multikriteriumanalysen. Corine datasættet stammer Aalborg Universitets Geodatabibliotek. Herudover stammer datasættet, indeholdende angivelser af de nordjyske vandværkers indvindingsoplande, ligeledes fra Geodatabiblioteket, ligesom datasættet indeholdende informationer om de nordjyske vandværkers lokalisering, navn og ejerforhold også stammer herfra. De datasæt, der i øvrigt benyttes, stammer fra det Danske Miljøministerium, der i samarbejde med By- og Landskabsstyrelsen har en side med et bredt udvalg af GIS data omhandlende det danske miljø og de forhold, der kan påvirke dette. Herfra stammer både datasættet omhandlende nitratsårbarhed af forskellige områder i Danmark, herunder de almene vandværkers indvindingsoplande, og datasættet vedrørende gældende MVJaftaler. Denne kilde er en henvisning til webstedet (By- og Landskabsstyrelsen, 2010). Side 23

27 Den nordjyske grundvandsressource 8.5. Metode- og kildekritik I dette afsnit diskuteres den valgte metode og det valgte data. Indledningsvist diskuteres analyseformen multikriteriumanalyse, ligesom der knyttes kommentarer til de vurderinger og argumentationer, der finder sted i forbindelse hermed. Slutteligt foretages der kildekritik af kilderne benyttet i projektet og herunder særligt de anvendte GIS data. Et problem i forbindelse med multikriteriumanalysen er risikoen for, at tildelingen af værdier bliver subjektiv og usaglig. Dette søges på flere måder afhjulpet ved blandt andet to grundige kvalitative interviews og inddragelse af relevant data. Det var dog imidlertid kun i forbindelse med tildeling af værdier for den nitratbelastende arealanvendelse, at der kunne findes specifikke data for, hvor nitratbelastende de forskellige arealanvendelsestyper i datasættet Corine er. De resterende værdier er alle tildelt ud fra de kvalitative interviews og forskellig litteratur. Derfor ville det være optimalt at underbygge værdierne med empirisk materiale indsamlet i feltet. Et andet problem i forhold til multikriteriumanalysen er, at den er meget generel og ligeledes bygger på generelle data. Dette forstærkes af, at cellestørrelsen i forbindelse med analyserne svarer til en hektar. På denne måde tages der ikke forbehold for små lokale påvirkninger. Herudover er der ikke inddraget punktkilder i forhold til nitratforurening, hvilket ligeledes er problematisk. Slutteligt er det problematisk, at det i multikriteriumanalysen grundlæggende forudsættes at forureningstruslen mod grundvandet har en lineær tendens og følger opstillede intervaller gående fra 10 til 10. Forureningstruslen et givent vandværk udsættes for kan næppe gøres lineært op, da den forureningsudvikling et vandværk oplever fra en værdi 3 til 4, med stor sandsynlighed vil være værre end den forringelse, der finder sted fra 9 til 10. Men på trods af disse forbehold vurderes det, at multikriteriumanalyse er et anvendeligt redskab til at undersøge, hvor udsatte vandværker er for nitratforurening. Ifølge denne kilde (Andersen, et al., 2001 s. 12) er multikriteriumanalyse ofte den eneste reelt anvendelige metode i forbindelse med kompleks risikoanalyse. Kilden nævner dog ligeledes, at sådanne analyser ikke bør stå alene, men kombineres med andre vurderinger. Og sådanne vurderinger foretages der i forbindelse med dette projekts multikriteriumanalyse. I forhold til de kilder og data, der benyttes i projektet, kan det overordnet siges, at nyere data i flere tilfælde ville have været at foretrække. I forhold til det redegørende giver det ikke anledning til de store problemer, men i de mere analyserende afsnit er det beklageligt, at det til tider ikke har været muligt at finde nyere information. Dette kommer især til udtryk i forbindelse med GIS datasættet fra Corine omhandlende arealanvendelsen fra Der analyseres i projektet således på fem år gamle data, hvilket er problematisk, idet arealanvendelsen i dette tidsrum kan have ændret karakter op til flere gange. Herudover skal der ligeledes tages forbehold for, at indvindingsoplande i dette datasæt er repræsenteret som en flad polygon. Dette er fejlagtigt, da grundvand har en tredimensionel strømning mod boringen og polygonen er derfor blot en projektion af virkelighedens indvindingsopland (Sørensen, 1998 s. 179). Også i forbindelse med nitratsårbarheden er der problemer, da denne ikke er undersøgt for enkelte af vandværkernes indvindingsoplande. Udover disse forbehold kunne det have været fordelagtigt at inddrage yderligere relevante forhold for nitratforureningen. For på den måde at få en mere grundig og fyldestgørende multikriteriumanalyse. Af relevante data kan nævnes: Omridset af vandværkers grundvandsdannende oplande Husdyr tryk og husdyr arten Dominerende afgrøde type Antallet af økologiske bedrifter På trods af at det kunne være relevant at medtage mange andre datasæt, vil der dog i den forbindelse kunne opstå det problem, at det ville være svært at finde en rationel vægtning alle forholdene imellem. Derfor vurderes det, at de benyttede kilder er brugbare til multikriteriumanalyse, idet disse er de vigtigste forhold i forhold til nitratforurening overordnet set. Mere lokale undersøgelser ville i højere grad kunne drage fordel af at inddrage yderligere data. Side 24

28 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 9. Analysens kriterier I følgende afsnit præsenteres teorien, som i analysen benyttes til at besvare projektets problemformulering. Som det fremgår af metodeafsnittet, er baggrunden for projektets analyse en såkaldt multikriterium analyse, hvor forskellige kriterier oplistes, kvantificeres og slutteligt sættes i relation til hinanden. Teorien bag og selve argumentationen for kvantificeringen præsenteres for hvert kriterium i de følgende underafsnit Indvindingsoplande Som nævnt i afsnit 3 udnyttes den danske drikkevandsressource ved hjælp af et stort antal vandværker jævnt fordelt udover Danmark. Alle disse vandværker har et indvindingsområde, som svarer til det område, hvorfra grundvandet strømmer hen til boringen. Det grundvandsdannende opland er nødvendigvis ikke lig indvindingsoplandet, idet geologiske forhold, såsom et såkaldt sandvindue omgivet af moræneler, kan medføre, at kun en del af indvindingsoplandet er grundvandsdannende. I realiteten er det dog ofte tilfældet, at hele indvindingsoplandet er grundvandsdannende, og især når der er tale om frie grundvandsmagasiner. (Sørensen, 1998 s ) Drikkevandsindvindingen foregår, som bekendt, dybt nede i jorden, og derfor er det umiddelbart problematisk at afgøre den eksakte størrelse og afgrænsning af indvindingsoplandet. I forhold til afgrænsning af oplandet er der flere forskellige principper, som anvendes, hvorimod der i forbindelse med størrelsen af indvindingsoplandet kun benyttes én metode. Baggrunden for kortlægningen af indvindingsoplandene er præsenteret nedenfor i punktform. Metode til bestemmelse af indvindingsoplandets størrelse: Indvindingsoplandets størrelse afhænger af to parametre, oppumpningen og infiltrationen. Disse to danner basis i formelen for udregning af indvindingsoplandets areal, som lyder: = Å Å Imidlertid er der i forbindelse med det udregnede areal altid tilknyttet en sikkerhedszone, hvilket bevirker at indvindingsoplandet tegnes for stort i forhold til de konkrete vurderinger og beregninger. Der findes ingen faste regler for omfanget af sikkerhedszonen, men generelt siges den at forstørre det beregnede areal med en faktor to. (Sørensen, 1998 s. 179, 182). Figur 17. Vandværkers indvindingsopland (Sørensen, 1998 s. 178) Side 25

29 Den nordjyske grundvandsressource Metode til bestemmelse af form og beliggenhed. Cirkelomrids: Den simpleste måde at afbilde indvindingsoplandets form og beliggenhed på er ved at tegne en cirkel med centrum i vandværker. Cirkelens radius bestemmes ud fra det beregnede areal, således at =π r. Denne afbildningstype tager ikke hensyn til forskelligheder i grundvandsmagasinernes opbygning (Sørensen, 1998 s. 180). Hydrogeologisk tolket omrids: Denne afbildningstype benytter den tilgængelige viden om de hydro- og geologiske forhold, som gør sig gældende i området. Der tages blandt andet hensyn til grundvandets strømningsretning og hydraulisk ledningsevne af jordlagene. Omridset tilpasses manuelt det beregnede areal, forholdet mellem indvinding og infiltration. (Sørensen, 1998 s. 180) Disse fremgangsmåder kan resultere i, at indvindingsoplande kan se meget forskellige ud alt afhængigt af, hvilke geologiske lag grundvandsmagasinet består af, hvordan vandet strømmer heri og slutteligt hvor meget der årligt oppumpes og infiltrerer. Over tid er der ligeledes en variation i både indvindingsoplandenes form og størrelse, da eksempelvis strømingsforhold og nedbør kan ændre sig. (Sørensen, 1998 s. 179). I datasættet indeholdende de nordjyske vandværkers indvindingsoplande benyttes begge metoder, se Figur 18 nedenfor. s I forhold til beskyttelse af drikkevandsressourcen i et givent område er det af afgørende betydning, at det grundvandsdannende opland og indvindingsoplandet er kendt. (Sørensen, 1998 s. 179). Herudover er indvindingsoplandet ligeledes vigtigt at kende i forbindelse med kortlægning af en forurening konstateret i grundvandsmagasinet, da en forurening i indvindingsoplandet før eller siden altid vil kunne genfindes heri (Miljøstyrelsen, 2000 s. 23). Derfor benytter dette projekt de tilgængelige data for, hvor de nordjyske vandværkers indvindingsoplande er lokaliseret, ligesom et punkttema med vandværkernes navne benyttes, se afsnit 8.4 for specifikationer for datasættene. Inden for disse indvindingsoplande foretages multikriterium analysen med inddragelse af forskellige parametre, der har betydning for drikkevandskvaliteten i det pågældende område. Sammenfatningen af de enkelte analyser præsenterer et bud på, hvor udsat det pågældende vandværker er overfor fremtidige kvalitetsforringelser. Billede 3. Et vandværk med en del af det omkringliggende indvindingsopland. Indvindingsoplandet er præget af landbrug. (Eget billede) Figur 18: Indvindingsoplande. Henholdsvis cirkeliomrids (t.v.) og hydrogeologisk tolkning (t.h.). Side 26

30 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 9.2. Nitratsårbarhed Områder, som er kultiveret af landbruget, har potentiale for at forurene grundvandet gennem udvaskning af nitrat. Nogle områder har dog imidlertid større risiko for en sådan forurening end andre, som måske slet ikke er truet. I tilfælde, hvor vandværkers indvindingsoplande og dermed grundvandsdannende opland ligger under arealer med en nitratbelastende aktivitet, er det relevant at vide, hvor sårbart overfor nitrat de enkelte indvindingsoplande er. I 1999 blev de daværende amter pålagt at udarbejde en detaljeret kortlægning af de almene vandværkers indvindingsoplandes følsomhed overfor forskellige stoffer. (Miljøstyrelsen, 2000) Zoneringsvejledningen (Miljøstyrelsen, 2000) danner grundlag for denne udpegning af og selve vurderingen af sårbarheden (Nielsen, et al., 2009 s. 13). Dette afsnit tager udgangspunkt i kortlægningen af indvindingsoplandenes sårbarhed overfor nitrat - nitratsårbarheden. Figur 19 viser, hvordan de forskellige datasæt sammentolkes og danner basis for en vurdering af nitratsårbarheden. I de følgende afsnit redegøres der for de ovenstående parametres betydning og indvirkning på vurderingen af nitratsårbarheden. En given lokalitets nitratsårbarhed er et resultat af en sammentolkning af kompleks information om af forskellige parametres betydning for grundvandets kvalitet og dannelse. Denne sammentolkning skal afgøre, hvorvidt området er nitratsårbart eller ikke-nitratsårbart. I forhold til nitratsårbarhed skelnes der mellem stor og nogen nitratsårbarhed. Ikkenitratsårbare områder er, hvor nitratsårbarheden er lille (Nielsen, et al., 2009 s. 13). Nitratsårbarheden vurderes ud fra følgende parametre: Drikkevandsressourcens kvalitet Egenskaber ved dæklag Egenskaber ved grundvandsmagasin Grundvandets strømningsforhold (Nielsen, et al., 2009 s. 19) Figur 19. Vurdering af nitratsårbarhed (Nielsen, et al., 2009 s. 20) Ud fra disse parametre vurderes nitratsårbarheden efter en afvejning af den aktuelle betydning. Således sker der en vægtning, som er baseret på de enkelte parametres betydning for nitratsårbarheden. Afgørende for denne vægtning er de lokale, eksempelvis geologiske forhold. Det er dog af afgørende betydning, at informationer om alle fire parametre indgår i vurderingen. (Nielsen, et al., 2009 s. 14) Side 27

31 Den nordjyske grundvandsressource Drikkevandsressourcens kvalitet Nitratindholdet og dermed den nuværende kvalitet af grundvandsressourcen er første forhold, som skal tages i betragtning for at bestemme nitratsårbarheden. Vandprøver udtages fra både indvindingsboringerne og grundvandsmagasinet, og koncentrationen af nitrat bestemmes. En indikator på om indvindingsoplandet er nitratfølsomt eller ej, er hvor vidt nitratkoncentrationerne overstiger 25 mg/l, eller om nitratkoncentrationen er over 5 mg/l, og indholdet har været stigende over en årrække. (Nielsen, et al., 2009 s. 22). Vandets nuværende kvalitet afspejler den påvirkning, som grundvandet allerede har været udsat for, og til stadighed udsættes for. Derfor må områder med høje nitratkoncentrationer være nitratsårbare, uanset hvilke øvrige informationer der måtte gælde. Typisk vil nitratindholdet være højere i de øvre dele af grundvandsmagasinet og lavere i de dybere. Under sådanne forhold udpeges nitratsårbarheden ud fra, hvilke dele af magasinet der forventes at udgøre grundlaget for den fremtidige vandforsyning. (Miljøstyrelsen, 2000 s. 31, 37) Egenskaber ved grundvandsmagasin Grundvandsmagasinerne i Danmark er geologisk set vidt forskellige. Over hele landet findes og indvindes der fra de kvartære grundvandsmagasiner, som består af sand og grus, og de prekvartære magasiner, som ligeledes består af sand og grus eller kalk. På mindre skala findes og udnyttes sen- eller postglaciale grundvandsmagasiner. Disse er overfladenære magasiner, som findes ned til 30 meters dybde. De øvrige grundvandsmagasiner er alle dybtliggende og findes fra 30 meter og ned til 300 meters dybde. De overfladenære grundvandsmagasiner vil typisk have størst risiko for enten at være eller kunne blive nitratforurenet. Vandets transport er kort, og der vil forløbe begrænsede eller ingen nitratreducerende processer, inden vandet når grundvandsmagasinet, idet nitratfronten 3 ikke nås og vandet udelukkende opholder sig i den iltede zone. (Nielsen, et al., 2009 s ) Egenskaber ved dæklag Jordlagene og dermed dæklagene varierer meget i blandt andet sammensætning, tykkelse og nitratbeskyttende effekt. Derfor er dæklagenes egenskaber ligeledes afgørende for vurderingen af nitratsårbarheden. Dæklag defineres som værende alle lag, der ligger over et grundvandsmagasin, og beliggenheden af dette er afgørende for, hvor langt ned dæklaget strækker sig. Det kan medvirke, at der eksempelvis godt kan ligge dæklag under et overfladenært magasin, som yder beskyttelse for et dybereliggende magasin. Dæklagene kan være både sand- og lerdominerede aflejringer og lag i både den umættede og mættede zone. Et godt beskyttet grundvandsmagasin har en meget begrænset nedsivning, og i forhold hertil er tykkelsen af dæklagene afgørende. Tykkelsen af dæklagene inddeles i intervallerne < 5 meter (Stor sårbarhed), 5 15 meter (Nogen sårbarhed) og > 15 meter (Lille sårbarhed). Men den beskyttelse, som dæklagene yder, er ikke kun afhængig af tykkelsen, men i høj grad også af de forskellige dæklags nitratreducerende egenskaber og permabilitet. Sandede dæklag har eksempelvis en markant mindre nitratreducerende effekt og en højere hydraulisk ledningsevne end lerede dæklag. Derfor vil nitratholdigt vand løbe hurtigt og upåvirket mod grundvandsmagasiner med udelukkende sandede dæklag. Dæklag med nitratreducerende egenskaber medvirker således til, at grundvandsmagasinet har lille nitratsårbarhed, og omvendt vil dæklag uden nitratreducerende effekt medvirke til, at grundvandsmagasinet har stor nitratsårbarhed. Samme procedure gør sig gældende i forbindelse med permabiliteten (Nielsen, et al., 2009 s. 26). 3 Område i jorden hvor udvasket nitrat kan omdannes til luftformigt kvælstof, ved denitrifikation. Side 28

32 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet Strømningsforhold Sidst parameter, som er nødvendigt for at kunne vurdere nitratsårbarheden, er et områdes hydrologiske forhold. De data, som nitratsårbarhedsvurderingen er baseret på, er grundvandets strømningsretning og grundvandsdannelsen. Disse fysiske forhold er afgørende for grundvandets bevægelse og dermed transporten af nitrat. Grundvandets strømning afgøres af grundvandsspejlets gradient. Nedadrettet gradient bevirker, at vandet strømmer ned i jorden til grundvandsmagasiner, og således dannes der grundvand. En opadrettet gradient vil medføre, at der ikke dannes grundvand, og derfor vil der ikke forekomme nogen form for nedsivning af nitrat i sådanne områder. Udover strømningsforholdene, der som nævnt ovenfor er afgørende for grundvandsdannelsen, er den overordnede grundvandsdannelse ligeledes relevant at medregne, da en nedadrettet gradient alene vil kunne medføre stor grundvandsdannelse, hvis der rent faktisk infiltrerer megen nedbør. Grundvandsdannelsen er den del af vandet, som faktisk tilgår magasinet, men denne afhænger af mange forhold som eksempelvis nedbøren, fordampning, bevoksning og dræning (se afsnit 4). En stor eller middel grundvandsdannelse (cirka mm/år) skaber forudsætning for, at et grundvandmagasin må vurderes som værende nitratsårbart. En begrænset grundvandsdannelse vil derimod medføre, at grundvandsmagasinet vurderes som ikke-nitratsårbart (Nielsen, et al., 2009). Informationerne om grundvandsdannelse og strømningsforhold skal selvfølgelig sammentolkes med de øvrige parametre inden vurderingen, da eksempelvis gunstige strømningsforhold ikke nødvendigvis vil medføre nitratsårbarhed Vurdering af nitratsårbarhed Nitratsårbarheden vurderes, som det fremgår, af en række forhold som er afgørende for om, hvorvidt et grundvandsmagasin er nitratsårbart eller ej. Overordnet set er det tydeligt, at nitratsårbare indvindingsboringer findes i områder med nogen eller stor grundvandsdannelse og en ikke opadrettet grundvands gradient. Herudover skal nitratkoncentrationen overstige 25 mg/l eller være over5 mg/l og have en stigende tendens over en årrække. Slutteligt skal dæklagene og grundvandmagasinet yde en ringe geologisk beskyttelse overfor nitrat. Men alle parametrene peger nødvendigvis ikke i samme retning, og der er forskellige principper efter, hvilke sårbarheden defineres. Disse såkaldte principskitser er vedlagt i bilag og kan findes i bilag A. I systematiseret form kan parametrene, som er afgørende for nitratsårbarhed, opstilles, som det ses nedenfor i Figur 20. nedenfor. Figur 20. Faktorer til vurdering af nitratsårbarhed (Nielsen, et al., 2009) På Figur 20 er nitratsårbarheden både klassificeret efter oprindelig og ny metode. Den nye vurdering af nitratsårbarheden adskilles ikke i lille, nogen og stor sårbarhed, men udelukkende om områder er nitratsårbare eller ej. Både den oprindelige og nye metode benyttes i datasættet, og derfor præsenteres begge vurderinger i dette teoriafsnit. Side 29

33 Den nordjyske grundvandsressource Argumentation for kvantificering Data om indvindingsoplandenes nitratsårbarhed indgår, som en central del af dette projekts multikriterium analyse, som har til formål at fastslå, hvor udsatte de nordjyske vandværker er overfor fremtidig nitratforurening. I den forbindelse udnyttes opdelingen af nitratsårbarheden i forskellige klasser til at give de forskellige klasser en værdi alt efter, hvor følsomt indvindingsoplandet er. Sårbare områder tillægges høje værdier over nul, hvorimod områder med lille og dermed ikke-sårbare områder tillægges lavere værdier under nul. Klassificeringen af nitratfølsomheden ses i tabellen nedenfor. Nitratfølsomhed Værdi Lille sårbarhed - 10 Nogen sårbarhed 6 Nitratsårbart 8 Stor sårbarhed 10 Tabel 4. Klassificering af nitratsårbarhed Datasættet, der benyttes, indeholder, som tidligere nævnt, både den oprindelige og nye klassificering af nitratsårbarhed. Da nitratsårbart jf. den nye vurdering er enten nogen eller stor sårbarhed jf. den gamle vurdering tildeles nitratsårbart middel værdien af disse to, 8. Argumentationen for at lille sårbarhed er tildelt værdien - 10 er at sådanne områder, som udgangspunkt vil være stort set upåvirkede af arealanvendelsen, og da ingen værdier af værdierne for denne overstiger + 10, vil området derfor være upåvirket. Stik modsatte argumentation er grundlaget for områder med stor sårbarhed. I disse områder er der stor risiko for nitratudvaskning til grundvandet, og arealanvendelsen er derfor af stor betydning. Beskyttende eller ligefrem nitratreducerende arealanvendelse vil medvirke til at afhjælpe den store nitratsårbarhed. Derimod vil nitratbelastende arealanvendelse virke forstærkende og medvirke til, at området slutteligt vurderes som værende yderligere udsat for forurening. Områder med nogen sårbarhed er i mindre grad udsatte for nitratforurening, og er derfor tildelt en lavere værdi end områder med stor sårbarhed. Værdien er imidlertid stadig positiv, da arealanvendelsen stadig har betydning. Udpegningen af nitratfølsomme områder er helt uafhængig af arealanvendelse i de pågældende områder, og er udelukkende udvalgt på baggrund af de forskellige eksempelvis hydrologiske kriterier, som blev præsenteret i dette afsnit (Miljøstyrelsen, 2000 s. 12). Vurderingen af hvilke vandværker, der i fremtiden ville kunne forvente kvalitetsproblemer forårsaget af nitratforurening, er i dette projekt ikke udelukkende baseret på informationer om, hvor udsatte de forskellige områder er. Projektets vurdering suppleres ligeligt med informationer om arealanvendelsen over vandværkernes indvindingsoplande, for dermed at give et billede af både indvindingsoplandenes sårbarhed og trusselsniveau overfor forurening. Teorien omkring de forskellige typer arealanvendelse præsenteres i det næste afsnit, ligesom der ligeledes argumenteres for kvantificeringen af parametrene i datasættet. Billede 4. Overgang mellem to arealanvendelsestyper. (Eget billede) Side 30

34 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 9.3. Nitrat Som det fremgår af tidligere afsnit og af projektets problemformulering, fokuseres der på grundvandes kvalitetsforringelser forårsaget af nitrat. Derfor præsenteres der i dette afsnit teori omkring kvælstofkredsløbet og udvaskningen af nitrat. Herudover argumenteres der i forskellige underafsnit for, hvilke typer arealanvendelse der er henholdsvis nitratbelastende og ikke. I disse underafsnit præsenteres der ligeledes argumentation for en kvantificering af, hvor stor en trussel eller beskyttelse arealanvendelsen er for grundvandsressourcen. Kvælstof i form af forskellige forbindelser cirkulerer konstant mellem jord, luft og vand, i det såkaldte kvælstofkredsløb som kan ses skitseret i meget overordnet form på Figur 21 nedenfor. Således ser det naturlige og uforstyrrede (lukkede) kvælstofkredsløb ud, hvor kvælstoffet hele tiden omsættes eksempelvis fra plante til planteæder til rovdyr, der dør og nedbrydes og igen kan udnyttes af en plante. Men så simpelt er cirkulationen af kvælstof imidlertid ikke den dag i dag, hvor de naturlige økosystemer er åbne og i høj grad manipuleret på forskellige vis. Landmænd dyrker forskellige typer monokultur med det formål at føde mennesker og dyr. Dette bevirker, at kvælstof fjernes fra jorden og dermed det lokale kredsløb. For at kunne opretholde et højt høst udbytte er landmanden således nødt til at erstatte den fjernede mængde kvælstof. Dette kan finde sted enten ved tilbageførsel af slam og kompost fra byerne, som indeholder en stor del af kvælstoffet fjernet fra markerne. En sådan recirkulation finder dog kun sted i et meget ringe omfang. Derfor er landmanden som regel nødsaget til at supplere med handelsgødning, indeholdende uorganiske forbindelser af kvælstof for at opretholde sin produktion (Knudsen, et al., 2000 s. 11, 12). Denne tilførsel medfører dog ikke kun en øget produktion på landbrugsarealerne, også de omkringliggende arealer, som nødvendigvis ikke er præget af landbrugsproduktion, påvirkes. Herudover kan grundvandsressourcen påvirkes af den potentielt stigende udvaskning fra de dyrkede og dermed gødskede arealer (Knudsen, et al., 2000 s. 13). En stor udvaskning af nitrat medfører nødvendigvis ikke en stor forureningen af grundvandet, da en række, blandt andet geologiske, forhold er afgørende for, om nitrat forbindelserne ender i grundvandet, men en intensiv landbrugsproduktion skaber forudsætning herfor. Figur 21. Nitratkredsløbet (Wulff, et al., 1971 s. 85) Side 31

35 Den nordjyske grundvandsressource Nitratbelastende arealanvendelse Som udgangspunkt medfører alle former for arealanvendelse en vis udvaskning af nitrat. Men på trods heraf er nogle arealanvendelsestyper markant mere nitratbelastende for grundvandsressourcen end andre. Figur 22 nedenfor viser hvordan kvælstofomsætningen principielt ser ud i et naturligt økosystem, her en skov, og for landbrug. Nitratindholdet i jorden er ikke det samme gennem hele året. Om foråret, hvor planternes vækstsæson begynder, tilføres der gødning. Planterne optager løbende kvælstoffet og suger jorden næsten tom for nitrat om sommeren. Den store fordampning medvirker, at vand ikke forlader rodzonen, og der derfor ikke finder nogen udvaskning sted. Ved sommerens afslutning, hvor der høstes, er der derfor næsten ingen nitrat i jorden. Om efteråret vil der på bare marker blive frigjort kvælstof fra planterester og lignende, og da der ingen planter vil være til at optage næringen, vil det medføre stigende nitratindhold. I tilfælde hvor markerne ikke er bare, og der eksempelvis er plantet efterafgrøder, vil dette optage en stor del af det frigivne kvælstof og nitratindholdet vil forblive lavt. Om vinteren vil en større eller mindre del af den mængde nitrat, som jorden indeholder, blive udvasket alt afhængig af nedbørmængde og jordtype, og derfor falder jordens indhold af nitrat igen (Knudsen, et al., 2000 s. 43). Figur 23 nedenfor viser forløbet. Figur 22. Forskel på naturligt økosystem og landbrug (Knudsen, et al., 2000 s. 11) Som det fremgår af figuren og foregående, forandrer landbruget den naturlige balance, hvorved kvælstof cirkulerer i økosystemet og forårsager en betydelig stigning i N-udvaskningen. Men det er meget forskelligt i hvor stort omfang arealanvendelsen landbrug forstærker udvaskningen, hvilket ligeledes kan ses på figuren. Årsagen hertil er, at det er af stor betydning hvad og ikke mindst hvordan der dyrkes på markerne, og herudover er årstiden ligeledes afgørende. Figur 23. Nitratindhold i jorden henover året (Knudsen, et al., 2000 s. 43). Side 32

36 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet Udover årstiden har følgende forhold ligeledes afgørende indflydelse på, hvor meget nitrat der udvaskes til grundvandet: Afgrødetypen Hvor meget kvælstof der er tilført over året (og tidligere). Hvor meget af den høstede afgrøde der fjernes. Om afgrøderester er fjernet, nedbragt i jorden eller står tilbage. Jordbehandlingen om efteråret. Hvornår der er tilført husdyrgødning Om jorden er bevokset om efteråret og med hvad (Knudsen, et al., 2000 s. 71) Det er derfor vanskeligt at sige præcist, hvor stor en udvaskning arealanvendelsen landbrug medfører, og derfor også hvor meget grundvandsressourcen trues. Landbrug vil dog imidlertid altid, jf. principskitsen på foregående side, bevirke en øget nitratudvaskning set i forhold til det naturlige økosystem. I forbindelse med multikriteriumanalysen benytter dette projekt sig af et arealanvendelseskortet Corine Landcover. I dette datasæt er det angivet, hvilken type arealanvendelse der finder sted i et givent område. Ud fra disse informationer er de arealanvendelsestyper, der er udvalgt, jævnfør den netop præsenterede teori, de mest nitratbelastende. Herudover er de forskellige typer tillagt en positiv værdi alt efter, hvor meget de vurderes at true de underliggende indvindingsoplande for almene vandværker. Arealanvendelsestyper og tillagte værdier kan ses i tabellen nedenfor. Arealanvendelse Værdi Blandet landbrug/natur 4 Græsmarker 5 Dyrket, ikke kunstvandet 9 Kompleks dyrkningsmønster 10 Frugt- og bærplantager 6 Tabel 5. Klassificering af nitratbelastende arealanvendelse Argumentationen for tildelingen af værdierne beror dels på kvalitative interviews med en tofags kandidat i geografi/biologi og en medarbejder ved DMU, og herudover en tekniskrapport fra det Europæiske Miljøagentur, hvor nitratoverskud fra forskellige arealanvendelsestyper er beregnet. Rapporten benytter ligesom dette projekt arealanvendelseskortet fra Corine Landcover. Ifølge rapporten fra det Europæiske Miljøagentur har kun seks af arealanvendelsestyperne i Corine et nitratoverskud og dermed øget udvaskning. Disse er Dyrket, ikke kunstvandet (211), Frugt- og bærplantager (222), Græsmarker (231), Kompleks dyrkningsmønster (242), Blandet landbrug/natur (243) og agro-skovbrugs områder (244) (Crouzet, 2000 s. 37). Agroskovbrugsområderne findes ikke i området, som dette projekt behandler. Dette projekts udvælgelse af nitratbelastende arealanvendelse understøttes således af rapporten. Herudover bekræftede de to interview personer denne udvælgelse. I forbindelse med tildelingen af de eksakte værdier, er de samme kilder som ovenfor benyttet. Interviewpersonerne blev bedt om at tildele de forskellige arealanvendelsestyper værdier alt efter, hvor nitratbelastende de med deres viden vurderede dem. Herudover bygger tallene også delvist på rapporten fra EMA, hvor der er en oversigt over, hvilke af de nitratbelastende arealanvendelsestyper der har størst nitratoverskud. Nedenfor ses tabellen, som viser hvordan nitratoverskuddet er fordelt på arealanvendelsestyper i rapportens caseområde. Figur 24. Nitratoverskud fra arealanvendelsestyper i Corine. (Crouzet, 2000 s. 37) Side 33

37 Den nordjyske grundvandsressource Som det fremgår af Figur 24 er Græsmarker (231) mindst nitratbelastende, idet næsten alt denne arealanvendelsestypes overskud ligger fra 0 til 10 kg/ha/år. Men på trods heraf tildeles græsmarker ikke den laveste nitratbelastende værdi, da begge interview personer vurderede dem som værende mere nitratbelastende. Herudover skal det tages i betragtning, at dyretrykket på græsmarker har stor indflydelse på, hvor stor risiko der er for nitratudvaskning. Og der er derfor mulighed for, at rapporten fra EMA er baseret på et område med en lavt dyretryk, hvorimod der i Danmark typisk er et højt dyretryk på afgræsningsmarker (Knudsen, et al., 2000 s. 75). På Figur 24 er det ligeledes tydeligt at arealanvendelsestypen Kompleks dyrkningsmønster (242) er mere nitratbelastende end Dyrket, ikke kunstvandet (211), idet over halvdelen af overskuddet fra 242 er 50 til 100 kg/ha/år, hvorimod 211 har hvad der svarer til over halvdelen i 10 til 50 kg/ha/år. Derfor tildeles 242 en højere værdi end 211, hvilket stemmer overens med interview personernes udsagn. Arealanvendelsestyperne Frugt- og bærplantager (222) og Blandet landbrug/natur (243) ligger ligeledes også højest i intervallet fra 10 til 50 kg/ha/år, men de vurderes for begges vedkommende at ligge lavere end 211 og 242 baseret på interviewpersonernes tilkendegivelser. Billede 5. To nitratbelastende arealanvendelsestyper. (Eget billede) Nitratbeskyttende arealanvendelse I foregående afsnit blev de arealanvendelsestyper, som var nitratbelastende og dermed en trussel for grundvandsressourcen, præsenteret. I modsætning hertil findes der arealanvendelse, som virker nitratbeskyttende for grundvandet. Overordnet kan det siges, at alle disse arealanvendelsestyper ikke er kultiverede og er næsten konstant dækket af forskellige former for vegetation, som i større eller mindre grad omsætter næringsstoffer. I Tabel 6 nedenfor ses de arealanvendelsestyper, som dette projekt vurderer som havende nitratbeskyttende effekt. Arealanvendelse Værdi Nåleskov - 7 Løvskov - 9 Blandet skov - 8 Blandet krat/skov - 6 Hede - 10 Naturlige græsarealer - 5 Tyndt vegetationsdække - 1 Tabel 6. Klassificering arealanvendelse med nitratbeskyttende effekt I modsætning til arealanvendelsestyperne med nitratbelastende effekt tildeles disse nitratbeskyttende arealanvendelsestyper negative værdier, idet de reducerer risikoen for udvaskning af nitrat til grundvandet. Tildelingen af værdierne er ligesom tidligere baseret på konkrete kvalitative interviews, hvor interviewpersonerne blev bedt om at vurdere de forskellige arealanvendelsestyper nitratbeskyttende effekt i forhold til hinanden. Årsagen til, at de forskellige typer skov er tildelt høje værdier, er, at skovbunden det meste af året er dækket af en stor mængde planter, og jorden da ikke bearbejdes. Derfor suger planterne al den tilgængelig kvælstof til sig over hele året, og udvaskningen er derfor minimal. Skove har generelt en meget lav nitratudvaskning på mellem 0 10 N kg/ha/år. Derfor benyttes skovrejsning også ofte som middel mod forurening af grundvandet ved at sårbare grundvandsmagasiner beskyttes (Naturstyrelsen, 2008). Skovbunden i løvskove er mere planterig end skovbunden i nåleskove, derfor sættes Side 34

38 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet løvskovenes negative værdi (-9) lavere end nåleskovenes (-7). Blandet skov vurderes som værende middelværdien mellem løv- og nåleskov (- 8). Heder er meget næringsfattige områder, hvilket bevirker at alt tilgængeligt kvælstof udnyttes af vegetationen, og der næsten ingen udvaskning finder sted. Derfor tildeles arealanvendelsestypen Hede den laveste værdi -10. De øvrige nitratbeskyttende arealanvendelsestyper er tildelt lavere nitratbeskyttende værdier, da evnen til at tilbageholde og forbruge kvælstof, som udgangspunkt er mindre end i skove og på heder. Billede 6. Skovbund i nåleskov (øverst) og i løvskov (nederst). (Eget billede) Øvrig arealanvendelse Datasættet fra Corine Landcover indeholder også arealanvendelsestyper, som hverken har nitratbelastende eller beskyttende effekt, og som ikke medtages i dette projekt. Disse arealanvendelsestyper tilskrives derfor værdien 0, og har derfor ingen påvirkning på analyseresultatet. Arealanvendelsestyper, som er tildelt værdien 0, kan ses i tabellen nedenfor. Arealanvendelse Generalisering Værdi Strandeng og sump Sand/strand/klit ubevokset Vade Råstofgrave Åben bebyggelse Lufthavne Industri og handel Sports- og fritidsanlæg Tæt bebyggelse Byparker Lossepladser Havneområder Mose og kær Fersk sump Åbent vand Søer Kystlaguner Naturlige overflader m. saltpåvirkning. Kunstige overflader hvis nitratreducerende eller belastende effekt ikke beregnes Vandmættede overflader Vandoverflader 0 Tabel 7. Klassificering af øvrig arealanvendelse Strandeng og sump, Sand/strand/klit ubevokset og vade er tildelt værdien 0, da disse områder er saltpåvirkede, og derfor ikke kan benyttes i vandforsyningen. Herudover er alle vandoverflader og alle vandmættede ligeledes ikke medregnet, da grundvand ikke indvindes herfra. Slutteligt er alle kunstige flader udeladt på trods af eventuel belastende eller beskyttende effekt, da denne problemstilling ligger udenfor projektrammen Side 35

39 Den nordjyske grundvandsressource 9.4. Aftale om miljøvenlige jordbrugsforanstaltninger Miljøvenlige jordbrugsforanstaltninger (MVJ-aftaler) er en frivillig tilskudsordning for landmænd, som er i besiddelse af arealer, som ligger i særligt følsomme landbrugsområder (SFL-områder). Disse SLFområder er udpeget for at beskytte naturområder og oplande samt områder med drikkevandsinteresser. Herudover benyttes MVJ-aftalerne ligeledes i forbindelse med randzoner langs vandløb og såkaldte økologiske korridorer. MVJ-aftalerne indeholder en række forskellige ordninger, hvoraf fokus ligges forskelligt alt efter hensigten med aftalen. Nogle vil eksempelvis sigte efter at reducere tabet af næringsstoffer til vandmiljøet, mens andre har til formål at sikre pleje af beskyttede naturtyper. Ordningerne kan også deles op efter, hvorvidt de retter sig mod arealer med jord i omdrift eller arealer med vedvarende græs. Aftalerne indgås på markblok niveau, og reducerer dermed eksempelvis kvælstof udvaskningen fra den enkelte mark (Nordjyllands Amt, 2006 s. 1-2). I dette projekt benyttes data om MVJ-aftaler i multikriteriumanalysen, således at områder med disse aftaler og landbrug tillægges lavere nitratbelastende værdi end de samme områder uden MVJ-aftaler. Den nitratbeskyttende værdi MVJ-aftaler er tildelt, er vurderet ud fra den udvaskningsmindskende effekt disse har på landbrugsjorden, hvor de er indgået, som fremgår af (Nordjyllands Amt, 2006 s. 2). Tabel 8 nedenfor viser værdien som MVJ-aftaler tillægges i analysen. Indsatsplan Værdi MVJ- aftale - 2 Tabel 8. Klassificering af MVJ-aftale 9.5. Opsamling I dette afsnit er den teori, som benyttes i projektets analyse blevet præsenteret. Hvert underafsnit har repræsenteret et parameter i analysen, og alle disse er blevet tillagt en værdi alt efter den belastende eller beskyttende effekt. I forbindelse med arealanvendelsen er nogle typer tillagt værdien nul og påvirker derfor ikke analysen. Værdierne, som de forskellige parametre er tildelt, kan ses i Tabel 9 herefter. Type Værdi MVJ- aftale - 2 Nåleskov - 7 Løvskov - 9 Blandet skov - 8 Blandet krat/skov - 6 Hede - 10 Naturlige græsarealer - 5 Tyndt vegetationsdække - 1 Blandet landbrug/natur 4 Græsmarker 5 Dyrket, ikke kunstvandet 9 Kompleks dyrkningsmønster 10 Frugt- og bærplantager 6 Lille sårbarhed - 10 Nogen sårbarhed 6 Nitratsårbart 8 Stor sårbarhed 10 Tabel 9. Analysens kriterier og værdier heraf I det følgende afsnit inddrages alle kriterier og værdier heraf i multikriteriumanalysen, som har til formål at besvare projektets problemformulering, der omhandler, hvilke nordjyske vandværker der i fremtiden ville kunne forvente kvalitetsproblemer forårsaget af nitratforurening. Side 36

40 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 10. Nordjyske vandværker truet af nitratforurening Som tidligere nævnt er analysen i dette projekt baseret på en såkaldt multikriteriumanalyse, hvor forskellige parametre i et område tildeles forskellige værdier, hvor efter deres foretages en udregning, og resultatet vil således være et udtryk for hvilke parametre, der påvirker de forskellige områder. Tildeling af og argumentationen for parametrenes værdier blev præsenteret i de foregående teoriafsnit. I dette afsnit præsenteres der indledningsvis et oversigts kort over resultaterne for hele analyseområdet, og efterfølgende kort der viser der viser situationen for to forskellige nordjyske områder. Herefter præsenteres der relevante uddrag af en resultattabel for at redegøre specifikt for, hvilke vandværker der er i høj grad er udsat, og hvilke der i mindre grad er udsat. Slutteligt analyseres der på, om der er en sammenhæng mellem ejer forholdet af vandværket og trusselsgraden. Det direkte resultat af multikriterium analysen ses på Figur 25. Her ses det overordnede billede af, hvilke vandværkers indvindingsoplande der jf. dette projekt ville kunne forvente fremtidige kvalitetsproblemer forårsaget af nitrat. Cellestørrelsen for raster griddet er 100 x 100 meter og en celle svarer således til 1 ha. Helt grønne celler repræsenterer værdier fra -10 til 0, altså områder der ikke vil belaste vandværkernes indvindingsoplande. Mindre grønne, over gul til rødere nuancer viser områder, hvor der er henholdsvis lille trussel, middel og stor trussel. Et indvindingsopland kan både indeholde områder, som udgør en stor trussel og områder som ikke gør, alt afhængigt af hvordan nitratsårbarheden, arealanvendelsen og dyrkningsformen er netop inden for denne enkelte celle i indvindingsoplandet. Figur 25. Forureningstrussel mod nordjyske vandværker. Side 37

41 Den nordjyske grundvandsressource På den foregående side er det direkte resultat blevet præsenteret. Dette er brugbart i forhold til specifikt at se eksempelvis, hvor i et givent indvindingsopland, der er risiko for nitratforurening. Det er dog imidlertid svært at aflæse den overordnede situation for de enkelte vandværker, da visse områder i indvindingsoplandet ikke er truet, hvorimod andre har høje værdier, og derfor i højere grad er truet. Dette medvirker ligeledes til, at det er besværligt at sammenligne forskellige vandværkers situation. For at afhjælpe dette kan der laves forskellig statistik på resultaterne. For at kunne vurdere, hvilke vandværker der er mest truet, findes gennemsnitsværdien for alle celler i et givent indvindingsopland. Denne værdi tillægges herefter hele området, som så kan sammenlignes med andre indvindingsoplande, som undergår samme databehandling. Eksempelvis vil et indvindingsopland med to celler med værdien -2, tre med værdien 4 og en enkelt med værdien 8, blive tillagt værdien 3, da dette er gennemsnitsværdien af alle værdierne i oplandet ((-2)+(- 2) )/6 = 3. Et andet indvindingsopland indeholdende andre værdier vil typisk få en anden gennemsnitsværdi, og alt efter om denne værdi er højere eller lavere, vil situationen her være enten værre eller bedre. En sådan databehandling af alle indvindingsoplandene i området, hvor multikriteriumanalysen er foretaget, giver således mulighed for at vise, hvilke vandværker i landsdelen der har de mest og mindst belastede indvindingsoplande. På Figur 26 ses oversigtsbilledet, hvor gennemsnittet for indvindingsoplande er beregnet og tillagt hele området. Figur 26. Gennemsnitlig forureningstrussel mod nordjyske vandværker. Figur 26 ovenfor viser, hvor stor risiko Nordjyllands forskellige indvindingsoplande for almene vandværker gennemsnitligt har for fremtidig nitratforurening. Da både Figur 26 ovenfor og den tidligere præsenterede Figur 25 giver et meget overordnet billede, er det ikke muligt at se tilstanden for det enkelte vandværk. På de to følgende figurer er området svarende til den tidligere Fjerritslev kommune forstørret op, således tilstanden for det specifikke vandværk bliver tydelig. Dette er den eneste modifikation i forhold til de to tidligere figurer ovenfor, og disse figurer repræsenterer således bare udtræk af det overordnede kort. Side 38

42 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet Således det direkte analyse resultat for indvindingsoplandene i den tidligere Fjerritslev kommune. På kortet nedenfor er proceduren, nævnt på foregående side, til at udregne gennemsnit for de forskellige indvindingsoplande benyttet. Figur 27. Forureningstrussel mod vandværker i den tidligere Fjerritslev kommune. Figur 27 viser, som nævnt på foregående side, et udtræk af det overordnede analyse resultat. Her ses omridset af den tidligere Fjerritslev kommune og de almene vandværker i dette område. Vandværkerne er illustreret som et punkt med navn i det dertilhørende indvindingsopland. Indvindingsoplandene til Thorup Strand, I/S Vester Svenstrup og I/S Korsholm vandværk er forstørret yderligere, da disse er meget små og dækkes enten helt eller delvist af punktet, som illustrerer vandværket. På figuren kan man se, at vandværker i de kystnære områder, hvor der typisk er ingen eller meget begrænset landbrugsdrift, ikke er særligt udsatte på trods af en relativt stor nitrat sårbarhed som følge af meget sandende jordtyper og intet eller tyndt dæklag. I modsætning hertil er de sydligere beliggende vandværker i højere grad truet, da den udprægede arealanvendelse i disse områder er landbrug af forskellig karakter. Figur 28. Gennemsnitlig forureningstrussel mod vandværker i den tidligere Fjerritslev kommune. Nu er det tydeligt at se, hvordan alle cellerne i indvindingsoplandet, i modsætning til Figur 27, er tildelt den samme værdi, nemlig gennemsnitsværdien. Dette bevirker, at det er markant nemmere at aflæse kortets informationer, og det er muligt at sammenligne de enkelte vandværker, da de mest belastede indvindingsoplande har den højeste gennemsnitsværdi, tæt på den maksimalt mulige værdi 10, hvorimod de mindst belastede indvindingsoplande har de laveste værdier i retningen af minimumsværdien 10. Side 39

43 Den nordjyske grundvandsressource Da hvert indvindingsopland nu besidder en gennemsnitsværdi, er det muligt at sammenligne, hvilke vandværker der i særdeleshed er udsatte, og hvilke der ikke er. Nedenfor, i Tabel 10, præsenteres en oversigt over, hvilke vandværkers indvindingsoplande der er mest udsatte overfor nitratforurening i den tidligere Fjerritslev kommune. Vandværkerne er sorteret startende med det mest udsatte vandværk gående til det mindst udsatte. Vandværk Værdi Trekroner vandværk 8,33 I/S Vester Thorup vandværk 8,33 I/S Korsholm vandværk 8 Skræm vandværk 8 I/S Hjortdal vandværk 7,73 I/S Aalegaards vandværk 7,64 Bejstrup vandværk 7,61 Almhuse vandværk 7,56 Klim vandværk 6,43 Fjerritslev vandværk 6,01 Bonderup vandværk 6 I/S Thorup vandværk 1,04 Gøttrup og Klim enges vandværk 0,25 Ellidsbøl vandværk 0,17 Strandgårdens vandværk - 0,01 I/S Svinkløv vandværk - 0,18 Thorup Strand vandværk - 2 Tabel 10. Gennemsnitsværdier for vandværker i den Tidligere Fjerritslev Kommune Tabel 10 bekræfter beskrivelsen af kortet på foregående side, men til forskel fra, at argumentationen er baseret på betragtning af cellerne, er der nu faste værdier, som viser, hvor truet det enkelte vandværks er overfor nitratforurening. En sådan oversigt kunne være brugbar i forbindelse med eventuel planlægning af drikkevandsressourcer, eller til fastlæggelse af hvilke landbrugsområder der med fordel kunne dyrkes mere ekstensivt. Ligesom gennemsnitsværdierne for nitratforureningstruslen er præsenteret for vandværker i den tidligere Fjerritslev kommune i Tabel 10., kan der ud fra det bearbejdede analyseresultat uarbejdes en lignende tabel over alle almene vandværker i Nordjylland. Tabellerne 11 og 12 på næste side, viser henholdsvis hvilke indvindingsoplande der er mest og mindst truet. Vandværk Celler Min Max Sum Gem.snit. Ejerforh. Vadum ,77 Offentligt Pandum Østre ,00 Offentligt Kølby ,00 Offentligt Barmer ,00 Offentligt I/S Valsted ,00 Offentligt Vadum Nørlangsvej ,94 Offentligt Aabybro ,84 Offentligt Uden navn (Løgstør) I/S Sandmosen ,82 Privat ,80 Offentligt Dybvad ,79 Offentligt Tabel 11. De ti mest truede vandværker i forbindelse med nitratforurening i Nordjylland. I Tabel 11 ses de ti mest truede vandværker i Nordjylland. Antallet af celler 100 x 100, svarende til en hektar, divideres med den samlede sum af alle cellerne til sammen. Således udregnes gennemsnittet for indvindingsoplandet, som ses i sjette kolonne. Herudover er minimum og maksimal værdierne i indvindingsoplandet opgivet, ligesom vandværkernes ejerforhold ses. Side 40

44 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet Som det fremgår af tabel 11 på foregående side er Vadum vandværk, ifølge dette projekts analyse, det mest truede vandværk i Nordjylland. Gennemsnittet af værdierne for de forhold, der gør sig gældende i indvindingsoplandet, er højest netop her. Hele indvindingsoplandet og det nærliggende OSD-område er begge klassificeret, som havende stor nitratsårbarhed, hvilket resulterer i, at området tildeles værdien 10. Dette forhold kan herefter enten reduceres eller forstærkes af den overliggende arealanvendelse, idet nogle arealanvendelses typer virker belastende eller beskyttende overfor nitratudvaskning. I Vadums tilfælde er arealanvendelsen belastende, idet arealanvendelsen næsten udelukkende er landbrug med komplekst dyrkningsmønster. Dette resulterer i, at indvindingsoplandet også på dette parameter tildeles maksimal værdien 10, da der ingen MVJ-aftaler er indgået for landbrugsjorden i området, og dette således ikke kompenserer herfor. Disse forhold er årsagen til, at Vadum Vandværk vurderes som værende det mest truede vandværk i forhold til nitrat forurening i Nordjylland. Figur 29 nedenfor viser hvilke forhold der gør sig gældende i Vadum Vandværks indvindingsopland 4. Figur 29. Arealanvendelse og nitratsårbarhed i Vadum vandværks indvindingsopland. 4 Ved betragtning af Figur 28 kan det undre at indvindingsoplandets minimumsværdi er 5 og ikke 9½, da værdien for dyrket, ikke kunstvandet er 9. Årsagen hertil er at arealanvendelsestypen åben bebyggelse i konverteringen fra vektorformatet i rasterformatet påvirker uhensigtsmæssigt og cellen derfor tillægges værdien for åben bebyggelse 0. Derfor bliver værdien i netop denne celle efter vægtningen udregnet som værende (10 + 0) / 2 = 5. Lignende påvirkninger er årsag til det høje gennemsnit i indvindingsoplandene for de øvrige vandværker i tabel 11. Nedenfor ses en lignende tabel, som viser hvilke vandværker, der er mindst truet af nitratforurening. Vandværk Celler Min Max Sum Gem.snit. Ejerforh. Feriebyens ,59 Offentligt Rødhus ,88 Offentligt Ertebølle Privat Gatten ,88 Privat Sønderlev ,27 Offentligt Thorup Strand Offentligt Kyø ,83 Offentligt I/S Mygdal ,70 Offentligt Uden navn (Hjørring) ,65 Privat Østerkær ,20 Offentligt Tabel 12. De ti mindst truede vandværker i forbindelse med nitratforurening i Nordjylland. Som i Tabel 12, der viste de ti mest truede vandværker i Nordjylland, er antallet af celler divideret med summen af cellerne, og dermed udregnes gennemsnittet for indvindingsoplandet, som ses i sjette kolonne. Og ligesom tidligere er minimum og maksimal værdierne og ejerforholdene vist. De mindst truede vandværker, Feriebyens og Rødhus, ligger meget tæt og findes begge i et område, som er domineret af hedesletter og spredte naturlige græsarealer. Dette medvirker til at indvindingsoplandet karakteriseres som godt beskyttet mod nitratforurening. I forbindelse med udregningen af gennemsnittet for de fire mindst udsatte vandværker er det vigtigt at gøre opmærksom på det faktum, at disse vandværker alle ligger i områder, hvor der ikke er data tilgængelig vedrørende nitratsårbarheden, og derfor bliver denne sat lig 0, hvilket kan medvirke til, at området klassificeres som værende mere eller mindre udsat end det i virkeligheden er på grund af vægtningen. Sønderlev vandværk ligger, som det første af de mindst Side 41

45 Den nordjyske grundvandsressource belastede vandværker, i et område, hvor der findes data for nitratsårbarheden, og ligger i et område med lille nitratsårbarhed. Ved betragtning af Tabel 12 er det tydeligt, at fordelingen mellem offentlige og private vandværker er mere differentieret, end det var tilfældet i Tabel 11 over de mest udsatte vandværker. Dette kunne være en svag indikation på, at private vandværker kunne have en tendens til at være mindre udsatte for nitratforurening end offentlige. I den forbindelse kunne det være interessant at undersøge dette forhold ved at se på normalfordelingen af offentlige og private vandværker ud fra tabellen indeholdende informationerne om alle nordjyske vandværker. Men de specifikke data vedrørende ejerforholdene er ikke præcise, og flere vandværker står eksempelvis listet som værende private, på trods af der i navnet på vandværker indgår kommunale. På baggrund heraf findes det ikke relevant at foretage en sådan analyse. Tabel 11 og 12 er begge udtræk af projektets overordnede analyse resultat, som er den fuldstændige tabel indeholdende de samme data for alle almene nordjyske vandværker sorteret efter gennemsnit. Ved at betragte dette fuldstændige analyseresultat det muligt at se, hvordan den overordnede nitratforureningstrussel for de nordjyske vandværker er. Den gennemsnitlige værdi, der tillægges indvindingsoplandene gående fra 10 til 10, er, som bekendt, et udtryk for nitratforureningstruslen netop her. Værdien 0 er således den neutrale værdi, hvor indvindingsoplandet hverken er nitratbelastet eller nitratbeskyttet. Således er antallet af vandværkers indvindingsoplande med en positiv værdi udtrykket for, hvor mange nordjyske vandværker der er truet af nitratforurening. I det overordnede analyse resultat har 378 af Nordjyllands 402 almene vandværker et gennemsnit over nul. To vandværker har værdien 0 og 22 vandværker er ikke nitratbelastede. Ud fra disse tal bliver det klart, at 94 % af de nordjyske vandværker, jævnfør analysen, er truet af nitratforurening. Men af disse 94 % eller 378 vandværker er graden af nitratbelastningen dog forskellig, og dermed er disse vandværkers udsathed også vidt forskellig, da et vandværk med gennemsnitsværdien 0,09 vil være markant mindre truet end et vandværk med gennemsnitsværdien 9 eller 10. Tabel 13 viser fordelingen af 378 udsatte almene vandværker i Nordjylland med antal indenfor forskellige intervaller. > < Tabel 13. Fordeling af udsatte almene vandværker i Nordjylland. Figur 30 nedenfor viser den samme fordeling i et cirkeldiagram, hvor den røde nuance stiger med udsatheden. Herudover er der angivet, hvor stor en del af det samlede antal truede vandværker, det enkelte interval udgør. Figur 30. Fordeling af udsatte almene vandværker i Nordjylland. Som det fremgår af Figur 30 og Tabel 13, er hovedparten af de truede nordjyske vandværker meget truede, i det de høje værdier for forurening, tæt på 10, procentvist er stærkere repræsenteret end værdierne tæt på nul. Ligeledes ligger middelværdien for de truede vandværker på 5,79. Gennemsnittet for alle vandværker er 5,37. Disse tal er henholdsvis et udtryk for, hvor truede de truede vandværker er, og for hvor truet alle nordjyske vandværker er. Side 42

46 Peter A. Brun, 6. semester Geografi, Aalborg Universitet 11. Diskussion Resultaterne der fremkom af analysen, præsenteret i foregående afsnit, kan ses som en form for hypotese for, hvilke nordjyske vandværker der er truet af nitratforurening, og hvilke der ikke er, da analysen ikke er foretaget i felten eller er baseret på direkte kvalitative data. I dette afsnit undersøges det, om de resultater analysen kom frem til ved hjælp af kvantitative data stemmer overens med virkelighed ved at sammenligne disse med kvalitative data i form af borerapporter. I dette afsnit præsenteres borerapporterne for nogle af de, jævnfør analysen, mest og mindst truede vandværker, for på den måde at se om de reelt set har et højt indhold af nitrat eller ikke. Hvor det har været muligt, er boringsrapporterne for år tilbage i tiden fundet frem, for på den måde at sætte de enkelte tal for nitratindholdet i relation og forsøge at vise tendensen. Det mest udsatte vandværker var ifølge analysens resultater Vadum vandværk. De forhold, der medvirkede til dette, var stor nitratsårbarhed og en belastende arealanvendelse uden MVJ-aftaler. Således blev Vadum vandværk udpeget, som det mest belastede vandværk i Nordjylland, idet gennemsnitsværdien for cellerne i indvindingsoplandet og dermed estimatet for hvor truet, var på 9,77 på en skala hvor 10 er mindst truet og 10 er mest. For at undersøge om situationen rent faktisk er så slem for Vadum Vandværk, undersøges det reelle indhold af nitrat i vandet fra indvindingsoplandet ved hjælp af de seneste års boringsrapporter fra Vadum vandværk. Udviklingen kan ses på figuren nedenfor. Som det ses på figuren, overstiger nitratindholdet ikke grænseværdien for nitratindhold på 50 milligram per liter, idet de højeste værdier målt i 2009 og 2011 ligger på 23 og 24 milligram per liter. Dette er imidlertid tæt på det vejledende maksimale indhold på 25 milligram per liter. Udviklingen er svær at analysere på, da der ikke er data tilgængelige for en længere årrække. Det er der imidlertid for Aabybro vandværk, der er rangeret som det syvende mest truede vandværk jævnfør analysen. Aabybro vandværker er udvalgt, da der ikke er data tilgængelige for de øvrige vandværker på analysens top ti liste. Nedenfor ses indholdet af nitrat i vandet fra Aabybro vandværk i perioden fra 1980 til Figur 32. Nitratindhold i vandet fra Aabybro vandværk (DVN, 2011) Figur 31. Nitratindholdet i Vadum vandværk (Vadum Vandværk, 2011) Sammenlignet med Aabybro vandværks nuværende indhold af nitrat er Vadum vandværks indhold af nitrat betydeligt højere. På næste side ses en lignende kurve for Bonderup Vandværk, og her er nitrat indholdet nede på cirka 0,5 milligram per liter vand. I forhold hertil stemmer analysens resultater nogenlunde overens med virkeligheden. Herudover viser kurven i Figur 32., at nitratindholdet i vandet fra Aabybro vandværk fra 80 erne og frem cirka 1995 havde et højt Side 43

47 Den nordjyske grundvandsressource nitratindhold, hvorefter det faldt markant. For at finde en forklaring på dette kontaktedes Kaj Haugaard, der i en årrække har været involveret i driften af Aabybro vandværk. Han forklarede faldet med, at vandværket ændrede sit indvindingsopland i slutningen af 90 erne fra at ligge under landbrugsjord til at være under en nyplantet statsskov. Dette medførte, ifølge Kaj Haugaard, det markante fald i vandets nitratindhold. Dette kunne tyde på, at de data for arealanvendelse og indvindingsoplande der benyttes i projektets analyse i nogle tilfælde er for gamle og giver et billede af en tidligere situation. Nedenfor på Figur 33 ses de data, der opereres med i analysen. stemmer overens med virkeligheden. Et andet eksempel på, at analysens resultater på grund af gamle data tegner et billede af en tidligere situation, er udpegningen af Trekroner vandværk som værende meget truet. Dette vandværk lukkede i 2002, blandt andet som følge af nitratforurening (Stenholm, 2009). Selvom dette faktum endnu engang påviser, at de anvendte data er gamle, virker det herudover bekræftende for analyseresultatet. Årsagen hertil var, at Trekroner vandværk jævnfør analysen var det mest udsatte vandværk i Fjerritslev området. Således har denne udpegning stemt overens med virkeligheden indtil 2002, hvor Trekroner vandværk lukkede blandt andet på grund af nitratforurening og blev koblet på Bonderup vandværk, der af analysen vurderes som værende et mindre truet vandværk. Figur 34 nedenfor viser ligeledes, at Bonderup vandværk i mindre grad er truet af nitratforurening. Figur 33. Arealanvendelse i Aabybro vandværks indvindingsopland. De benyttede data om enten indvindingsoplandet eller arealanvendelse må således ikke stemme overens med virkeligheden, da Aabybro vandværks nuværende indvindingsopland, ifølge Kaj Haugaard, ligger under skov. At de data, der benyttes i analysen i nogle tilfælde er forældede, er problematisk i forhold til at tegne et øjebliksbillede af situationen for de nordjyske vandværker, men dette var imidlertid de data, der var tilgængelige til udarbejdelsen af dette projekt. I forbindelse med lignende analyser kan det således påpeges, at det er af største vigtighed, at der arbejdes med de helt aktuelle forhold således, at data Figur 34. Vandets nitratindhold i Bonderup vandværk (DVN, 2011) Side 44