Kortlægning af dræn med georadar og karakterisering af drænstrømning via tracerforsøg

Transkript

1 TReNDS afslutningsseminar, 29. november 2018, Århus Kortlægning af dræn med georadar og karakterisering af drænstrømning via tracerforsøg Bo Vangsø Iversen Aarhus Universitet, Inst. for Agroøkologi

2 Arbejdspakke 1: Dræn Jørgen Ringgaard Triven Koganti (Ph.d.-studerende) Ioannis Varvaris (Ph.d.-studerende)

3 Kunstig afvanding via dræn Ca. 50 % af det dyrkede areal i Danmark er kunstigt afdrænet Møller m.fl. 2018

4 Strømningsprocesser i landskabet Drænkomponenten har en afgørende betydning Forståelsen af overordnet vandstrømning N-udvaskning Modellering Placering af minivådområder Er marken drænet? Afgrænsning af drænet opland Hvor stor en fraktion af nettonedbøren går i dræn? efter Kjærgaard 2018

5 GEORADAR (GPR) Stepped frequency continuous wave 3D-GPR (60 MHz 3 GHz) Elektromagnetisk bølger reflekteres ved overgangen mellem materialer med forskellige dielektricitetskonstanter Elektrisk ledningsevne kontrollerer dæmpningsgraden og dermed nedtrængningsdybden efter Annan (2009) & Conyers (2004)

6 Georadarsignal ved kortlægning af dræn Vertikalt tværsnit Hyperbel Horisontalt tværsnit Lineære mønstre

7 Målinger Navn Tidspunkt Arealdækning Estrup November 2015, September 2017, August 2018 Faardrup September % Lund August % LOOP 4, Station 2 August % LOOP 4, Station 4 August % LOOP 4, Station 5 August % Silstrup November % 95%, 25%, 25% Fensholt (højbund) September % Fensholt (lavbund) August 2015, Januar 2016, September 2016 Holtum (lavbund) Januar % 100% total

8 Succesrater Navn Drænlægning Succesrate Estrup Systematisk 5% Faardrup Systematisk 99% LOOP 4, Station 2 Systematisk 25% LOOP 4, Station 4 Systematisk 15% LOOP 4, Station 5 Systematisk 25% Silstrup Systematisk 0% Fensholt (højbund) Systematisk 10%? Fensholt (lavbund) Systematisk 75%? Holtum (lavbund) Punktdrænet (?) Høj

9 Eksempel fra Faardrup

10 Eksempel fra Faardrup

11 Eksempel fra Silstrup

12 Sammenligning med EMI (DUALEM-sensor) Faardrup Georadar EMI (elektrisk ledningsevne, ms/m)

13 Sammenligning med EMI (DUALEM-sensor) Silstrup Georadar EMI (elektrisk ledningsevne, ms/m)

14 Sammenligning med EMI (DUALEM-sensor) EMI Elektrisk ledningsevne (ms/m) Lokalitet m 0 1 m m 0-3 m GPR Middelværdier for elektrisk ledningsevne versus GPRnedtrængningsdybde Nedtrængningsdybde Faardrup m Silstrup m

15 Tracerforsøg Fensholt (Norsmindefjordopland) D7 D8

16 Tracerforsøg Bromid 30 kg/ha Ultimo august 2017

17 Tracerforsøg D8 0 5 August 2017 til april D8-drænmark Areal 8,4 hektar 83% sand i underjord Punktdrænet D7-drænmark Areal 3,7 hektar 62% sand i underjord Systemdrænet Bromide (mg/l) D7 Bromide Discharge Discharge (L/s) 0 9/1/ /1/2017 1/1/2018 3/1/

18 Tracerforsøg August 2017 til april 2018 D8-drænmark Bromid i dræn: 52% af udbragt mængde D7-drænmark Bromid i dræn: 64% af udbragt mængde Forskelle i mængden af bromid udvasket via dræn kan begrundes ved forskelle i: Geologi Jordens hydrauliske ledningsevne Makroporetransport Drænforløb Topografi Bromid (kg/ha) D8 D7 Bromide Drænafstrømning Drænafstrømning (mm) 0 9/1/ /1/2017 1/1/2018 3/1/2018 0

19 Konklusioner Dræn Der er muligt at kortlægge dræn med GPR Variabel succesrate afhængigt af signalets nedtrængningsdybde GPR kan kombineres med EMI-målinger (DUALEM-sensor) Andre metoder kan måske bruges med fordel Droner Termisk/multispektralt kamera Magnetometer Satellitter Tracerstudie Vigtig viden om drænkomponentens betydning Forskellige faktorer har betydning for mængden af vand og bromid i dræn Indgå i modelleringsstudie Allred (2017)

20 Tak for opmærksomheden!