Water Footprint: Hvad er det og hvordan kan det bruges?

Transkript

1 Water Footprint: Hvad er det og hvordan kan det bruges? Martin Rygaard Medforfattere: Anne-Marie Hybel, Ryle Gejl og Berit Godskesen

2 Water footprint Hoekstra, A.Y., et al. (2011) The water footprint assessment manual: Setting the global standard, Earthscan, London, UK. 2 DTU Environment, Technical University of Denmark

3 Hoekstra, A.Y., et al. (2011) The water footprint assessment manual: Setting the global standard, Earthscan, London, UK Water footprint for spansk sukker m3/ton Green Blue Grey Sum Crop Proces 3 DTU Environment, Technical University of Denmark

4 Globalt set overudnyttes flere af de største grundvandsressourcer T Gleeson et al. Nature 488, (2012) doi: /nature DTU Environment, Technical University of Denmark

5 Groundwater footprint WU GF = WR EWR Hvor WU = Vandforbrug WR = Grundvandsdannelse EWR = Økosystem behov 5 DTU Environment, Technical University of Denmark

6 Dansk kontekst De danske vandforsyninger, som alle er baseret udelukkende på grundvand, påvirker det lokale ferskvandsmiljø gennem en række forskellige mekanismer. Påvirkninger på overfladevand: Reduktion af vandføringen i vandløb Påvirkning af grundvandsafhængige økosystemer Kilde: COWI A/S 6 DTU Environment, Technical University of Denmark Påvirkninger af grundvandsressourcen: Frigivelse af naturligt forekommende stoffer Saltvandsindtrængning Mobilisering af overfladeforurening

7 Vandforsyningens water footprint - formål Evaluere udvalgte metoder til kvantificering af ferskvandspåvirkningen fra grundvandsindvinding til vandforsyninger: Kilde: Forsyning Ballerup Benchmarking Beslutningsstøtte ved indvindingsplanlægning Vanddeklaration Esbjerg Aarhus København 7 DTU Environment, Technical University of Denmark

8 De tre cases Case A: Esbjerg Forsyning Forsyner ca forbrugere med 7.3 mio. m 3 drikkevand per år. Indvinder grundvand fra kildepladser omkring Esbjerg By samt fra kildepladser i Midtjylland. Case B: Aarhus Vand Forsyner 80% af Aarhus Kommune og leverer ca. 16 mio. m 3 drikkevand per år. Indvinder hovedsageligt fra begravede dale i området omkring Aarhus. Case C: HOFOR Forsyner omkring 1 mio. forbrugere med ca. 54 mio. m 3 drikkevand per år. Indvinder grundvand fra et areal, der dækker store dele af Nord- og Midtøst- Sjælland. 8 DTU Environment, Technical University of Denmark

9 To forskellige indikatorer for grundvandspåvirkning Withdrawal-To-Availability ratio WTA Water Stress Index WU = Vandforbrug WR = Grundvandsdannelse EWR = Økosystem behov Alle i m 3 år 9 DTU Environment, Technical University of Denmark

10 Method: Data Vandforbrug (WU) Baseret på indberetninger til Jupiter Grnudvandsdannelse (WR) Vandplaner (1. generation) Økosystem behov (EWR) En fast procentsats (65%) af WR ( myndigheds ekspertvurdering ) 10 DTU Environment, Technical University of Denmark

11 Metode: Tre skalaer Esbjerg Grundvandsforekomst (Level 1) Vandoplande (Level 2) Region 11 DTU Environment, Technical University of Denmark

12 Metode: Grundvandsforekomst (Level 1) Forekomster direkte påvirket af indvindingen Påvirkningen af den enkelte forekomst tæller med vægt proportional med indvindingen i den enkelte forekomst Case A: Esbjer 3 grundvandsforekomster, alle fra same opland Case B: Aarhus 3 Tre deloplande, alle fra vandopland Aarhus Bugt Case C: HOFOR 12 grundvandsforekomster; fra 4 vandoplande 12 DTU Environment, Technical University of Denmark

13 Metode: Vandoplande (Level 2) Case A: Esbjerg WS Samtlige grundvandsforekomster i vandopland Vadehavet Case B: Aarhus Water Samtlige grundvandsforekomster i Aarhus Bugt vandopland Vadehavet Aarhus Bugt Isefjord og Roskilde Fjord Øresund Køge Bugt Smålandsfarvandet Case C: HOFOR Samtlige grundvandsforekomster i 4 vandoplande 13 DTU Environment, Technical University of Denmark

14 Metode: Regional skala Regional level Jylland Sjælland Bonus skala: Hele landet Samtlige grundvandsforekomster i Danmark Jutland Zealand 14 DTU Environment, Technical University of Denmark

15 Hybel, A-M, et al 2015, 'Selection of spatial scale for assessing impacts of groundwater-based water supply on freshwater resources' Journal of Environmental Management, vol 160, pp , /j.jenvman Resultater WTA 15 DTU Environment, Technical University of Denmark

16 Resultater: Water Stress Index Område Vores opgørelse Gleeson et al. (2012) Jylland (+83%) Sjælland (-38%) Danmark DTU Environment, Technical University of Denmark

17 Resultater: Følsomhed overfor økosystem behov (EWR) For københavn Fire indikatorer foreslået af Henriksen et al. 2008, Journal of Hydrology, 348(1-2), EWR vurderet til at variere mellem 65% og 98% grundvandsdannelsen (WR). I værste fald (98%) WSI = 30.6 (17 gange WSI med EWR = 65%) 17 DTU Environment, Technical University of Denmark

18 Evaluering af skalaer Grundvandsforekomst (Level 1) Resolution: ~100m - ~1km Kildepladsskala ~1km ~10km Vandopland (Level 2) Resolution: ~10km - ~100km Regional/National skala >~100km Præcist Enkel definition Enkel definition De enkelte kildepladser vil fremgå God til benchmarking Nem adgang til data (Vandplaner) Pålidelig data Meget nem adgang til data Fremgangsmåde ens mellem lande Besværligt pga mange små grundvandsforekomster Stort databehov Kræver lokal hydrogeologisk modellering, ikke nødvendigvis tilgængelig Skalaen varierer (772 to 7200 km2) Viser ikke lokale påvirkninger (fx ikke sammenligne kildepladser) Usikre data Viser ikke lokale påvirkninger 18 DTU Environment, Technical University of Denmark

19 VANDKVALITET OG WATER FOOTPRINT 19 DTU Environment, Technical University of Denmark

20 Der er flere principper for at inddrage vandkvalitet i opgørelsen af ferskvandspåvirkningen 1. WFN Vandfodspor ( ødelagt resource) 2. LCA Freshwater impact 3. LCA Systemudvidelse 4. Ressourcer Vandforsyning 1 kg forurening til grundvand Grænseværdi = 0,5 µg/l Grey water volumen = m3 Vandforsyning + remediering Emissioner 20 DTU Environment, Technical University of Denmark

21 Water Footprint Network Vandkvalitet enten ikke repræsenteret Eller: repræsenteret som Greywater Greywater opgøres til antal m 3 nødvendige for at fortynde en stofemission til acceptabelt niveau fx (og typisk) EU kriterier for N i grundvand kunne også være pesticid osv. 1 kg forurening til grundvand Grænseværdi = 0,5 µg/l Grey water volumen = m 3 Problemerne er flere (Pfister & Ridoutt 2010;2013): resultatet er ikke en fysisk størrelse (nødvendig fortynding giver ikke fysisk mening) Det er vanskeligt at tage højde for og indarbejde flere emissioner N, og pesticider osv. (MRYG: det kommer an på så meget) Der tages ikke højde for evt. nedbrydning Der findes ikke en standard for fortynding der risikeres dobbelt regnskab hvis emissionen (af fx N) allerede opgøres i en LCA sammenhæng Hvis en vandforsyning over en årrække oppumper 1 kg forurening, skal de så godskrives m3 i tilfældet ovenfor? 21 DTU Environment, Technical University of Denmark

22 Freshwater impact approach WSI = WU/(WR-EWR) el. lign. Her kan greywater indgå i nævneren: WSI WQ =WU/(WR-EWR-WR grey ) Er en variation af Water Footprint opgørelsen I forhold til en opgørelse af vandforsyningens vandfodspor er det svært at fortolke resultatet, da vandet er ikke utilgængeligt, bare fordi det er forurenet 22 DTU Environment, Technical University of Denmark

23 Systemudvidelse (Livscyklusvurdering, LCA) Den fysiske påvirkning kvantificeres fx som midpoint indikator for grundvand eller endpoint indikator Den miljømæssige påvirkning ved oprensning inddrages. Fx en forurening med klorerede opløsningmidler opgøres som den miljøpåvirkning det vil have at oprense forureningen Vandforsyning GWP +1/m 3 Remediering GWP +2/m 3 GWP -1/m 3 Indvinder en vandforsyning forurenet grundvand skal forsyningen godskrives den miljøpåvirkning, det forurenede vand ellers ville medføre Midpoint: Fysisk ændring fx forsuring, global opvarmning etc. Endpoint: Skade på sundhed, økosystemer etc. Metaller, mineraler, osv. Ressourcer Vandforsyning + remediering Emissioner N, P, CO2-eq, Nox, osv. 23 DTU Environment, Technical University of Denmark

24 Konklusioner Påvirkningen af grundvandspåvirkningen afhænger af skalaen og definition af oplande Tilgængeligheden af data er afgørende for resultatet Sammenligning på tværs af studier er vanskelig pga ovenstående Behov for retningslinjer i tilfælde af benchmarking/deklaration Tak til Anne-Marie Hybel, Ryle Gejl, Berit Godskesen Esbjerg Forsyning, Aarhus Vand, HOFOR Spørgsmål og kommentarer er velkomne Martin Rygaard mryg@env.dtu.dk 24 DTU Environment, Technical University of Denmark Hybel, A-M, et al 2015, 'Selection of spatial scale for assessing impacts of groundwater-based water supply on freshwater resources' Journal of Environmental Management, vol 160, pp , /j.jenvman