Grundvandsmodel for infiltrationsbassin ved Resendalvej

Transkript

1

2 Grundvandsmodel for infiltrationsbassin ved Resendalvej Figur 1 2/7 Modelområde samt beregnet grundvandspotentiale Modelområdet måler 650 x 700 m Der er tale om en kombination af en stationær og en dynamisk grundvandsmodel Modellen er stationær på den måde, at vandspejlet i Gudenåen er antaget ikke at variere over året Selve udstrømningen fra bassinet ses dog som en dynamisk proces Grundvandet strømmer fra nordvest mod sydøst ned til Gudenåen Vandspejlet i Gudenåen er fastholdt i kote +19 m Denne vandstand er vurderet på baggrund af en vandføringsstation placeret ved Resen Bro Vandstand [m] jan-04 Figur 2 jan-06 jan-08 jan-10 Vandstand i Gudenåen ved målestation ved Resen Bro

3 3 / 7 Det bemærkes, at den fastholdte vandstand på kote +19 m svarer til en periode med høj vandstand i Gudenåen Der er derfor tale om en konservativ vurdering Der kan i perioder om vinteren forekomme lidt højere vandspejl i Gudenåen, men disse perioder forventes dog at være så korte, at det ikke kan få indflydelse på konklusionerne omkring infiltrationsdammens effektivitet Langs den nordvestlige rand af modellen er vandspejlet fastholdt i kote +22 m Dette vandspejl er vurderet ud fra pejlinger i de geotekniske boringer Figur 3 Profiltsnit fra nordvest mod sydøst Rød = sand, brun = ler, blå linje = beregnet vandspejl 5 m spring på y-aksen Figur 3 viser et profilsnit gennem modellen Geologien er forsimplet til at bestå af sand fra terræn til kote +10 m Herunder findes et lag med ler til kote +5 m Geologien er tolket ud fra de geotekniske boringer samt eksisterende DGU boringer Der er kun en enkelt DGU boring på den modsatte side af Gudenåen, der når lerlaget, hvorfor den eksakte dybde til dette er usikker Dette vurderes dog kun at have meget begrænset betydning for beregningerne Det planlagte bassin vil blive placeret, hvor det beregnede vandspejl i figur 3 står over terræn Modellen er valideret mod pejlinger fra de geotekniske og der er opnået et eksakt match med pejlinger fra B1440 og B1510, mens modellen simulerer ca en halv meter for højt ved B1330 og B1375 Forklaringen på dette vurderes at være, at der findes markdræn i området Der haves imidlertid ingen oplysninger om dette I stedet er infiltrationsberegningerne udført relativt i forhold til det beregnede vandspejl

4 4 / 7 22 Hydrauliske parametre Tabel 1 viser de anvendte parametre i modellen Tabel 1 Anvendte beregningsparametre Parameter Sand Ler "Dæmning" K h [m(s] 1*10-4 1*10-7 1*10-7 K h / K v [-] S y [-] 0,25 0,1 0,1 S s 1*10-4 1*10-4 1*10-4 Den horisontale hydrauliske ledningsevne, K h, er for sand baseret på de foretagne sigteanalyser i de geotekniske boringer B1330 og B1375 Anvendes den simple Freeze and Cherry formel: K = 0,01*d 10 2 findes K til hhv 6,45*10-4 og 4,41*10-4 m/s I modellen er anvendt en værdi på 1*10-4 m/s, altså igen en konservativ betragtning K h for ler og dæmningsmateriale er erfaringsværdier Den vertikale anisotropi, K h / K v, dvs forholdet mellem vandret og lodret hydraulisk ledningsevne er sat til 5 og 10 for hhv sand og ler Begge værdier er erfaringsværdier Data for specifik ydelse, S y, og specifik kapacitet, S s, er ligeledes baseret på erfaringsværdier 3 Resultater Der er regnet på et bassin med et areal på 3000 m 2 Placeringen er vist i figur 4

5 5 / 7 Figur 4 Placering af 3000 m 2 bassin markeret med lilla Det er antaget, at bassinet spontant fyldes med 0,5 m vand over det normale vandspejl Dvs bassinet fyldes op med i alt 1500 m 3 vand Herefter er modellen kørt i 100 timer og det er registreret, hvor hurtigt vandspejlet falder og hvor stor infiltrationen ud af bunden af bassinet er Figur 5 viser den beregnede vandstand i bassinet og figur 6 viser et snit når bassinet er fyldt Beregnet vandspejl Vandspejl [m] Timer Figur 5 Beregnet vandstand i bassin Til tiden t=0 stiger vandstanden fra kote +20 m til kote +20,5 m Herefter falder den gradvist igen til kote + 20,15 m Bassinet er således stort set tømt igen efter 100 timer

6 6 / 7 Figur 6 Snit gennem fyldt bassin Vandet står ca 0,5 m over terræn De sorte celler repræsenterer dæmningen rundt om bassinet Beregningerne viser, at der i starten af perioden infiltrerer ca 8 l/s, mens der efter 100 timer infiltrerer ca 0,5 l/s Årsagen til den større infiltration i starten er, at vandtrykket i bassinet her er højere Figur 7 viser, hvor meget vandspejlet i området kan forventes at stige pga infiltrationen fra bassinet Figuren er beregnet som forskellen mellem vandspejlet til tiden t = 50 timer og vandspejlet i en situation uden bassin Tiden t = 50 timer er udvalgt, fordi det er på dette tidspunkt, at vandspejlet er hævet til det højeste niveau på ejendommen sydøst for bassinet Figur 7 Simuleret stigning i grundvandsspejlet omkring bassinet Blå = 0,05 m, lys blå = 0,10 m, grøn = 0,15 m, gul = 0,20 m, orange = 0,25 m og rød = 0,30 m

7 7 / 7 Beregningerne indikerer, at en opstuvning af 0,50 m vand i bassinet kan medføre, at grundvandsspejlet på den modsatte side af Porskærvej stiger med 5-10 cm I betragtning af de naturlige variationer, der må forventes at optræde pga variationer i vandstanden i Gudenåen, vurderes denne effekt at være meget begrænset Det skal desuden bemærkes, at de markdræn, der må antages at være i jorden, evt kan begrænse stigningen i vandspejlet 4 Konklusion Beregningerne viser, at der under de givne forudsætninger og antagelser omkring hydrauliske parametre kan infiltreres ca 8 l/s fra et 3000 m 2 bassin, hvor vandet stiller sig 0,5 m over terræn Det bemærkes, at beregningerne er baseret på konservative forudsætninger omkring K-værdi og vandstand i Gudenåen Der skal dog kun mindre lag af mere lavpermeable aflejringer (fint sand eller silt) til at reducere infiltrationskapaciteten i bassinet Desuden kan der være risiko for, at der sedimenterer lavpermeable aflejringer (mudder og ler) på bunden af bassinet, der nedsætter infiltrationskapaciteten Det bemærkes ligeledes, at det naturlige grundvandsspejl står meget tæt på terræn i området for den projekterede dam Dette betyder, at når/hvis der graves i jorden, skal det sikres, at eventuelle eksisterende markdræn håndteres Problemet med et vandspejl tæt på terræn vil være størst i perioder med høj vandstand i Gudenåen