Geotopen Vejle Ådal ved Haraldskær

Transkript

1 1 HER INDSÆTTES ET BILLEDE AF Ådalen ved Skibet. Geotopen Vejle Ådal ved Haraldskær Foto: Torben Espersen Vejle Ådal er en af Danmarks klassiske tunneldale. Den udgør sammen med de øvrige østjyske tunneldale et helt mønster af tunneldale, som har sit udløb ved hovedstilstandlinjen. Mod øst munder de alle ud i karakteristiske dybe fjorde, der har en primærretning V-Ø. Læs mere her: Vejle Å Tunneldal s i Geologisk set Det sydlige Jylland (Af Peter Gravesen m.fl. på Geografforlaget, 2004) Vejle Å afvander et stort landbrugsområde. Udover selve ådalen, der ikke er specielt intensivt opdyrket, er store områder ovenfor ådalen opland for åens vand. Det vil derfor være interessant at sammenholde nedbørsdata med åens vandføring (der måles regelmæssigt). Til dette formål kræves løbende nedbørsregistrering. Indtil videre er der adgang til vejrobservationer fra Billund på Borgervejr (DMI). I løbet af 2013 bliver Vejle By (Rødkilde Gymnasium) forhåbentlig også repræsenteret. Jo mere fintmasket disse målinger er i vandløbets opland, jo bedre. Sammenholdt med temperaturregistreringer, kan der konkluderes omkring nedsivning/fordampning, både i vækstsæsonen og udenfor. Det vil ligeledes være interessant at måle på udvaskningen af de mest almindelige næringsstoffer. Sammenholdt med nedbørsforhold/fordampning og vækstperioder, kan vi registrere miljøbelastningen af de almindelige næringsstoffer. I denne sammenhæng skal vi lave vandanalysemålinger, hvor vi måler for nitrat og fosfor. I denne sammenhæng skal eleverne finde tilsvarende målinger fra andre vandløb, for at kunne vurdere belastningen. (Forsøg med vandanalyse) Det vil være hensigtsmæssigt med en lokal klimastation, så klimaet kan registreres kontinuerligt. Desuden skal der laves klimamålinger med mobile vejrstationer på fem målepunkter, der fastlægges ved geotopen. Eleverne måler klimadata her ved hvert besøg (forsøg med Klimamålinger). Jordbundprøver: På de fem målepunkter, som bruges ovenfor til klimamålingerne, skal eleverne tage jordprøver for at fastslå jordbundstyperne fra ådalens bund, til arealet umiddelbart ovenfor ådalen. Kendskab til jordbundstyperne skal være med til at forklare landskabsdannelse og anvendelsesmuligheder. Hvis det er muligt graves lidt større huller, der blotter profilen. (Forsøg med jordbundstypebestemmelser) Nivellering af bakkeprofilet gennem de 5 punkter. Ved en dagsekskursion kan hele dalens profil opmåles. Ellers kan det gøres i etaper. (For søg med nivellering:

2 2 Indholdsfortegnelse Geotopen Vejle Ådal ved Haraldskær... 1 Indholdsfortegnelse... 2 Geotopen... 3 Vandanalyse... 3 Vejrmålinger... 4 Tegning af ådalens profil... 6 Jordbundstyper... 8 Vandets kredsløb - Fluvialmorfologi (bække, åer, floder)... 9 Feltbeskrivelse... 9 Vandføringsbestemmelse... 9 Strømhastighed Opmåling af tværprofil Bestemmelse af vandføring Åens sedimenter Ådalens morfologi... 16

3 3 Geotopen Geotopens omdrejningspunkt er målestationen, der udgøres af broen over Vejle Å, ved Skibetvej i Skibet. Download Google Earth og ser mere af området. Her foretages målingerne til bestemmelse af vandføring, sedimenttransport og vandanalyse. Der er mulighed for at opholde sig rundt om broen, uden at stå på vejen. Broen bruges ligeledes som udgangspunkt for undersøgelse af åens forløb, med erosion og sedimentation. I ådalen og langs sydsiden af ådalens side afsættes 5 målepunkter, jævnt fordelt over ådalens sydside. På ovennævnte Google Earth-fil er angivet et forslag til en profil-linje med 5 udvalgte punkter (punkterne er kun forslag, de kan selvfølgelig lægges efter lyst og behov). På de udvalgte punkter i forskellig højde og med forskellige jordbundsforhold laves øvelser med vejrregistreringer og jordbundsprøver. Alle punkter stedfæstes med GPS. Punkterne afsættes i Google Earth, der bruges som GIS-redskab, sammen med Gis Vejle (her kan man finde mange oplysninger: Højdekurver, historiske luftfotos (hvor åens forløb før og efter udretning kan ses, jordbundsforhold, drikkevandsforhold omm.). Det undersøges med de respektive lodsejere, om det er muligt at grave jordbundsprofiler, ellers bruges jordbor. Der laves nivellering gennem de 5 måle punkter, så der kan tegnes en profil af ådalens sydside på dette sted. Foto: Torben Espersen Vandanalyse: Brug f.eks. vandanalysesættet fra Frederiksen (Foto: Torben Espersen). Afhængigt af tid og vejr kan prøverne laves på stedet eller der tages prøver med hjem til laboratoriet. Med dette sæt kan der måles for Nitrat, Fosfat, Nitrit og Ammonium. Disse målinger sammenholdes med tidspunkt på året, nedbør og vækstmæssige forhold.

4 4 Vandanalyse målinger: Måling nr Dato Fosfor, mg/l Nitrat, mg/l Nitrit, mg/l Ammonium, mg/l Vejrmålinger: Dato: Målinger: Alle målinger tages over 5 min. for at sikre en fornuftig gennemsnitsmåling. Målepunkt Tidspunkt Koordinater, bredde Koordinater, længde Vindhastighed gns. m/s: Maks.Vindh. m/s: Min.Vindh. m/s: Temperatur C Maks. Temp. C Min. Temp. C Tryk hpa Relativ fugtighed % Dugpunkt C Solindstråling w/m 2

5 5 Brug f.eks. Kestrels mobile vejrstation (med tilladelse fra A/S Søren Frederiksen): Klimastation, Kestrel 4000 orange ( En robust klimastation, som let og enkelt kan måle højde, tryk, relativ luftfugtighed, temperatur og vindhastighed. Med disse målinger kan følgende funktioner afledes: Nedkøling (wind chill), varmeindeks, dugpunkt og lufttætheden i form af en højde. Data kan vises i tre forskellige formater: aktuel, minimum/ maksimum/ gennemsnit og diagram. Displayet er med baggrundslys og sproget kan vælges til bl.a. tysk og engelsk. Selve instrumentet kan lagre op til 250 datapunkter og vha. interface til pc kan data gemmes og behandles (ekstra udstyr). Data lagres med tidspunkt og dato. VINDHASTIGHED Vindhjulet måler 25 mm i diameter og er beskyttet af et medfølgende dæksel, når det ikke anvendes. Kan skaffes som reservedel. Måleområde 0,3-40 m/s, Måleenheder: knob, m/s, km/t, Beaufort (0-12), Nøjagtighed: +/- 3% Opløsning: 0,1 knob; m/s; km/t; 1 Beaufort. TEMPERATUR Måleområde: -20 C til +60 C Måleenheder: C og F Nøjagtighed: +/- 1 C Opløsning: 0,1 TRYK Måleområde: mbar Måleenheder: mbar, inhg, hpa Nøjagtighed: +/- 3 mbar Opløsning: 0,1 mbar RELATIV LUFTFUGTIGHED (RH) Måleområde: % Nøjagtighed: +/- 3 % Opløsning: 1 % HØJDE Måleområde: -500 til m Måleenheder: meter, fod Nøjagtighed: +/- 3% Opløsning: 1 meter eller 1 fod NEDKØLINGSFAKTOR Kombinationen af vindhastighed og temperatur. Nøjagtighed: +/- 2 C DUGPUNKT Dugpunktet er den temperatur, hvor luftfugtigheden er 100%, dvs. hvor der dannes tåge eller dug på overflader Nøjagtighed: +/- 3 C Brug f.eks. et håndpyranometer til måling af solindstråling(med tilladelse fra A/S Søren Frederiksen): ( Håndpyranometer m. display Til måling af den globale indstråling. Instrumentet er forsynet med display til aflæsning og data kan overføres til en datalogger via de to 4mm sikkerhedsbøsninger på forpladen. Håndpyranometret er let at betjene: Det tændes, og herefter kan indstrålingen aflæses (W/m2). Målingen er er udtryk for den globale indstråling. Vinklen instrumentet holdes i er vigtig og betydningen deraf kan undersøges ved at måle i forskellige vinkler. Specifikationer Størrelse: 18,5 x 10,8 x 5,6 cm Måleområde: W/m2 Opløsning: 1 W/m2 Nøjagtighed: +/- 5% Udgangssignal: 100 mv = 1000 W/m2 Strømforsyning: 1 stk. 9V batteri ( )

6 6 Tegning af ådalens profil (sydsiden) (Kilde: Hjælpemidler: 2 landmålerstokke, snor, håndniveau, målebånd og pløkke. Tekster: Beskrivelse af Håndniveau: Se næste side. Formålet med øvelsen er at tegne profilet af en bakke. 1. Vælg en passende bakke i naturen. 2. Afmærk en linje fra startpunktet (s1.) og til første mellempunkt (s2.), og lav nedenstående øvelse mellem de 2 punkter. Gentag mellem resten af punkterne. Snoren markerer den linje, hvor profilet skal tegnes. 3. Sæt en landmålerstok (s 0 ) i jorden ved snorens nedre ende. Hold håndniveauet mod stokkens side 1 meter over jorden. Sigt vandret i snorens retning med håndniveauet. Sæt en landmålerstok (s 1 ) i jorden, der hvor sigtet rammer snoren. 4. Mål den vandrette afstand mellem de to stokke s 0 og s 1 med målebånd. 5. Gå til stokken s 1 og hold håndniveauet mod stokken 1 meter over jorden. Sigt vandret i snorens retning. Sæt en landmålerstok (s 2 ) i jorden der hvor sigtet rammer snoren. Mål den vandrette afstand mellem de to stokke s 1 og s Fortsæt på denne måde til hele bakkens profil er målt. Hvis snoren går over en bakketop placeres en ekstra landmålerstok på toppen. 7. Lav et skema hvor alle målinger omhyggeligt indskrives. 8. Afsæt punkterne s 0, s 1, s 2..på et millimeterpapir. Tegn bakkeprofilet ud fra disse punkter og et overblik over bakken.

7 7 Håndniveau Beskrivelse af håndniveau: Et håndniveau består af en libelle (vaterpas) som sidder på oversiden, en sigteforrude som sidder foran og et sigtehul som sidder bagpå. Ved hjælp af et lille skråt spejl kan man se libelleboblen i sigtehullet (ses kun når der ovenlys på håndniveauet). Anvendelse af håndniveau: Håndniveauet skal holdes så libelleboblen ses ud for niveaulinjen (se figur) i sigteforruden, når man ser gennem sigtehullet. Sigtelinjen er da vandret, og derfor vil alt hvad man ser ud for niveaulinjen befinde sig i samme højde som ens øje. Håndniveauet kan bruges til at bestemme højdeforskellen mellem to punkter A og B: Sæt en landmålerstok lodret i det ene punkt A. Hold håndniveauet ind mod stokken og sigt vandret mod punktet B. Hæv/sænk håndniveauet langs stokken, det skal hele tiden være vandret, indtil der sigtes mod punktet B (se figur). Mål håndniveauets højde over stokkens fod. Denne højde er lig med højdeforskellen mellem A og B.

8 8 Jordbundstyper: Der tages jordbundsprøver ved de udvalgte punkter Brug et almindeligt jordbor. Hvis det er muligt søges om tilladelse hos de lokale lodsejere til at et hul, så jordbundsprofilet kan undersøges på stedet. Brug den fremgangs som er beskrevet i hæftet: Danmarks Jordbund passer vi på den? Et casebaseret undervisningsmateriale : Find vejledningen på side 16 i hæftet, der kan downloades som pdf-fil. Hvis grundlag for yderligere studier af jordbunden, f.eks. i laboratoriet, bruges vejledningen i pågældende hæfte. Jordbundsundersøgelsen kan bruges til at redegøre for dannelsesprocesser anvendelsesmuligheder. De sammenholdes med hele tilblivelses-beskrivelsen ådalen. grave måde, der er og af Foto: Torben Espersen

9 9 Vandets kredsløb - Fluvialmorfologi (bække, åer, floder) Feltbeskrivelse 1. Beskriv udnyttelsen af de vandløbsnære arealer (skov, bebyggelse, afgrøder, enge, græsningsmarker for kvæg osv.). Beskriv brinkens udformning, forekomst af grøde og brinkvegetation, reguleringsgrad og tilstedeværelse af gamle mæanderbuer. 2. Beskriv vandkvaliteten (farve, lugt, smag). 3. Tegn en skitse af vandløbet ca m opstrøms og nedstrøms ved målestationen. Tag ligeledes nogle gode fotos. Vandføringsbestemmelse 1. Målestationen udvælges og renses med spader, så der så vidt muligt er en jævn strøm vinkelret på tværprofilet. Vandbalanceligningen ser således ud: N = Ao + Au + F + R N: Nedbør (regn, sne) Ao: Overfladisk afstrømning (åer, bække, floder) Au: Underjordisk afstrømning (nedsivning i jorden) F : Fordampning (transpiration, respiration) R : Ændringer, positive såvel som negative i grundvandsmagasiner Vi skal i dette feltarbejde undersøge Ao altså det vand, der løber på overfladen, i vandløbet. Det gør vi ved at undersøge vandføringen i en å. Materialer: 2 pinde, snor, tusch, målestok, målespyd, strømhastighedsmåler, millimeterpapir, eventuelt to æbler, plastikbakker, plastikposer og waders. Andre observationer: 1. Tegn en grov skitse over vandløbets forløb hvordan bugter det sig? Eller vandløbets bund - er det V- (ungt vandløb) formet eller U- (gammelt vandløb) formet? 2. Skriv også ned hvordan landskabet hælder - hvor hælder terrænet mest/mindst? Find efterfølgende kort med højdekurver (evt. på GIS Vejle) 3. Undersøg buerne i åen (mæanderne) er der forskel på indersiden/ydersiden af buerne? 4. Undersøg jord og sten eller planter hvor er der meget/lidt jord og store sten i vandløbet. 5. Fejlkilder i jeres beregninger og observationer, skriv alle observationerne ned. 6. Vinden har også en afgørende effekt på strømhastigheden, blæser det meget eller lidt? 7. Ligger åen eventuelt neden for en bakke?

10 10 Strømhastighed: Mål strømhastigheden i vandløbet. Strømhastigheden kan måles forskellige steder og i forskellige dybder i tværprofilet med en propelmåler. Diskuter forskelle i strømhastigheden i vandløbets sider, midte, ved bunden og evt. forskellige steder i vandløbets længdeorientering. Hvis en propelmåler ikke er til rådighed, kan man benytte appelsiner, der lægges i vandløbet noget opstrøms fra "startlinjen". Appelsiner flyder, men de er så tunge, at de repræsenterer strømhastigheden ganske godt, fordi de ikke påvirkes af vinden. Appelsiner kan dog kun bruges i midten af vandløbet, men vær opmærksom på, om de bremses af grøde. Hastigheden beregnes ved at måle den tid, det tager appelsinen at flyde over en kendt afstand. Beregning af Strømhastighed: Dato: Sted: Navne: 1. Måling på lige strækning 2. Måling på snoet strækning Station: Måleafstand: meter ca. 10 m Station: Måleafstand: meter ca. 10 m Tid Tid 1. Måling Sekunder 1. Måling Sekunder 2. Måling Sekunder 2. Måling Sekunder 3. Måling Sekunder 3. Måling Sekunder Gennemsnit: Sekunder Gennemsnit: Sekunder Strømhastighed: afstand m/s tid Strømhastighed: afstand m/s tid 3. Fejlkilder (Sæt kryds): Unøjagtig tidsmåling Genstanden ligger ikke på midten af åen Genstanden bliver bremset af planter Genstanden bliver bremset af nedfaldne blade Genstanden bliver bremset af nedhængende grene

11 11 Andet (skriv hvad det er): Opmåling af tværprofil: Sæt et spyd på den ene side af vandkanten af åen og et spyd på den anden side og mål afstanden fra det ene spyd til det andet. Hold målebåndet lidt stramt for at få en bedre breddemåling. Aflæs bredden på målebåndet og noter det ned. Husk mulige fejlkilder. Tegn en skitse af tværsnittet på skemaet, hvor dybde er Y aksen og bredden er X aksen. Husk: 0 punktet på Y aksen er på toppen af skemaet. Beregn tværsnittet: Åens bredde x gennemsnitsdybden = Åens navn Åens bredde: Måling af dybden: centimeter: 1. afstand til brinken dybde 2. afstand til brinken dybde 3. afstand til brinken dybde 4. afstand til brinken dybde 5. afstand til brinken dybde

12 12 6. afstand til brinken dybde 7. afstand til brinken dybde 8. afstand til brinken dybde 9. afstand til brinken dybde 10. afstand til brinken dybde Skitse af tværsnittet: Y. dybde 0.m 6.0m X. bredde

13 13 Vandføring: Beregn vandføringen: Vandføring er et resultat af grundvandstilstrømning og overfladetilstrømning minus den fordampning, der sker undervejs. Vandføringen benævnes Q og kan beregnes Q = A x V, hvor A er vandløbets tværsnitsareal / dybde x bredde) og V er strømhastigheden. Vandføringen (Q) i en firkantet kanal (se figur 1), kan beregnes som kanalens tværsnitsareal ganget med den gennemsnitlige vandhastighed. Hvis kanalbredden eksempelvis er 5,5 meter og gennemsnits dybden er 0.9 meter og vandhastigheden er målt til 0.8 m/s, bliver vandføringen i kanalen: Q = areal * vandhastighed = 5,5*0,9*0,8 = 3.96 m3/s. Nu er vandløb normalt ikke firkantede i tværsnit, så derfor opdeler man i praksis vandløbet i en række små celler, hvor man måler areal og vandhastighed på hver celle, eller man måler en gennemsnits dybde af åen (det er ikke noget, vi gør her). Bredde Dybde Tværsnit af et vandløb b

14 14 Åens sedimenter: For at studere åens sedimenter skal der tages bundprøver forskellige steder i åen. I stærkt strømmende vand ved et høl, indersiden af en snoning, tæt på brinken eller midt i åen på en lige strækning. Tag bundprøverne op med et bundprøverør. Lad være med at rode for meget i prøverne. Man kan tage nogle prøver og putte dem i plastik poser og derefter kigger på dem med hensyn til korn størrelse, farve og om prøverne er grusede eller sandede eller lerede. Man kan eventuelt bruge lup for at kigge på prøverne og / eller bruge fingrene for at mærke om der er sand eller grus i prøverne. Levee aflejring, finkornet materiale Eget foto Mæander bue, Grovkornet materiale

15 15 Bundprøve skema: Dato: Sted: Navne: Prøve nr. 1: stærk strømmende vand i et høl. Prøve Farve Leret Sandet Gruset Prøve nr. 2: stillestående vand på indersiden af en snoning. Prøve nr. 3: tæt på brinken på en lige strækning af åen. Prøve nr. 4: midt i åen på lige strækning. Husk at tage billeder af dine prøver og landskabet Beskrivelse af resultaterne: Prøve nr. 1: Prøve nr. 2: Prøve nr. 3: Prøve nr. 4:

16 16 Ådalens morfologi Vejle ådal er i klassisk geomorfologisk beskrivelse en af de markante østjyske tunneldale. Den har primært fået sin nuværende facon under Weichel. Der er dog mange indicier på, at dalen har oprindelige prækvartære træk, der har haft indflydelse på de kvartære processer. Specielt mhp. Vejle Ådal henvises til følgende side: Yderligere gennemgang af kortlægningen af Danmarks begravede dale kan læses i rapporten: Kortlægning af begravede dale i Danmark Opdatering , Flemming Jørgensen (GEUS) og Peter Sandersen (Carl Bro). Se endvidere: De følgende sider er uddrag fra denne rapport: Indledning Begravede dale er hyppige i den danske undergrund, og i forbindelse med kortlægning og forvaltning af grundvandsressourcerne, er det vigtigt at kende dalenes forekomst. Grundvandsmæssigt set byder begravede dale på såvel muligheder som begrænsninger, idet dalene på den ene side kan indeholde betydelige grundvandsressourcer, men på den anden side også kan gennemskære lerede dæklag og skabe mulighed for transport af forurenet overfladevand til dybere grundvandsmagasiner. På denne baggrund opstartede de jyske amter i 1998 projektet "Kortlægning af begravede dale i Jylland" med det mål at belyse dalenes forekomst samt at beskrive dalenes indbyrdes sammen hænge og dannelse. Indledningsvist omfattede kortlægningen begravede dale i Jylland, senere tilføjedes Fyn og nu er kortlægningsområdet udvidet til hele det danske område. Hvor det tidligere var amterne, der stod for kortlægningen af de begravede dale, er det idag de statslige miljøcentre. Det er hensigten, at projektets resultater skal kunne bruges som arbejdsgrundlag og som støtte for tilrettelæggelse af fremtidige geologiske og geofysiske undersøgelser af grundvandsressourcerne. Siden starten i 1998 er der ca. hvert andet år, i takt med at nye data fra geofysiske undersøgelser og boringer er blevet indsamlet, foretaget en projekt-opdatering. Rapporten fra 1998 var projektets første og udgjorde afrapporteringen af "forprojektet", hvis formål var at skitsere et overordnet billede af forekomsten af begravede dale og samtidig give et bud på dannelseshistorien bag dalene. De senere rapporter fra 2000, fra 2002, 2004 og fra 2006, er alle opdateringer, hvor de nye data fra de mellemliggende perioder tilføjedes kortlægningen, og hvor de tidligere resultater blev holdt op mod det opdaterede billede af dalene. Nærværende rapport udgør den sjette projektrapport om begravede dale I tillæg til rapporten opdateres webstedet for projektet (www begravede dale.dk). Alle kortlægningens rapporter kan hentes i PDF-format fra hjemmesiden. Da der i projektet løbende er opsamlet iagttagelser og løbende er sket udbygninger af hypoteser og konklusioner, har det i et vist omfang været nødvendigt at resumere eller henvise til resultater og konklusioner fra de tidligere rapporter. Det er dog tilstræbt, at nærværende 2009-opdatering kan stå alene og læses uafhængigt af de tidligere rapporter. Læs mere.