Praktisk anvendelse af koblet mættet og umættet strømnings modeller til risikovurdering

Transkript

1 Praktisk anvendelse af koblet mættet og umættet strømnings modeller til risikovurdering Udarbejdet for : Thomas D. Krom Jacob Skødt Jensen

2 Outline Problemstilling Metode Modelopstilling Risikovurdering Perspektivering 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 2

3 Problemstilling Der er en PCE fane i et OSD område Man overvejer en ny kildeplads i OSD området Kilden ligger langt over grundvandsspejl Spørgsmål: 1. Hvor lang tid går der før man ser en effekt fra afværge foranstaltninger? 2. Har den planlagte afværge aktivitet en betydningsfuld effekt? 3. Hvad er konsekvenser, hvis man ikke foretager noget? Værktøj: Leapfrog Hydro ModflowSurfact Modflow-MT3D 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 3

4 PCE data over GVS 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 4

5 Metode Der skal opstilles en hydrostratigrafiske model Udgangspunktet er den nye regionale geologiske model Samt lokale data Der opstilles 2 beregnings grid Umættet som er finere og som kun dækker det øverste magasin Mættet for hele grundvandssystemet Begge modeller kalibreres Parametre skal være éns Scenarie kørsler Forureningsspredning fra ModflowSurfact overføres som dynamiske rand betingelser til Modflow-MT3D 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 5

6 Data grundlag Metoden for opstilling af modellerne for hhv. umættet og mættet zone er: Importerer data, eksisterende geologiske modeller, potentialekort mv. ind i et geologisk modelleringsværktøj De geologiske lagene tilpasses lokal data Den hydrogeologiske konceptuelle model overføres til beregningsgridene (mesh) for de 2 modeller Regional geologisk model Boringsdata fra Jupiter Geofysik fra Gerda Boringer fra forureningsundersøgelser Tidligere grundvandsmodeller Nettonedbørsberegninger PID målinger Diverse målinger af vandkvalitet Potentialekort 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 6

7 Data grundlag Sorte prikker viser boringer og TEM Viser kort 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 7

8 Boringsdata 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 8

9 Geofysik 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 9

10 Stratigrafi Geologisk set er området en begravet dal Der er vekslende sand og ler aflejringer i dalen Den umættede model er en voxel/pixel model Modflow-MT3D blev en lagfølge model Jordart/- geologi Gl. Hadsten model Umættet model Grundvandsmodel (lag) Moræneler L1 1-3 Sand S1 24 lag 4-9 Ler L Sand S Ler L Sand S Glimmerler Miocæn 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 10

11 Ler Sand Ler Sand Ler Sand 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 11

12 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 12

13 Der er uoverensstemmelser mellem den regionale geologiske model og forureningsboringer m.fl. 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 13

14 Modflow-Surfact grid 24 numeriske lag Pixel model for den øverst sand lag og øverst ler lag Flad bund Beregnings maske passer til grundvandsspejl 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 14

15 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 15

16 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 16

17 Modflow Grid Modflow grid: Ligger på glimmer ler som laver den begravede dal struktur Flere numeriske lag for hvert hydrogeologiske lag Meget begrænsede udbredelse af dybere grundvandsmagasiner 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 17

18 Hydrogeologiske forhold Området er i nærheden af et grundvandsskel Grundvandspotentialer fra undersøgelses boringer er ikke i fuldstændig overensstemmelse med det regionale potentiale kort Den begravede dals kanter påvirker potentialekortet Stejl gradient P.g.a. kanten af Den begravede dal 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 18

19 Umættet strømningsmodel Randbetingelser Nettonedbør på toppen Lukket udtagen nedstrøms Passer sammen med den regionale model Konstant kildestyrke 24 numeriske lag pixel model for den øverst sand lag og øverst ler lag 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 19

20 Mættet model Randbetingelser Nettonedbør på toppen Lukket udtagen nedstrøms Passer sammen med den regionale model Dynamisk kildestyrke overført fra den umættede model og lagt på grundvandspejl 19 numeriske lag lagfølgemodel som omfatter grundvandssystemet over miocæn ler 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 20

21 Fanens udbredelse Fanen fra den mættede model Lidt smallere end den observerede 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 21

22 Stoftransport over GVS PID målinger over GVS Observationer på toppen af den mættede zone Bemærk at fanen flyder 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 22

23 Oprydningseffekt - umættet Do nothing Oprydning 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 23

24 Oprydningseffekt - langtidsvirkning Som i dag Med oprydning efter 200 år 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 24

25 Risikovurdering med den nye indvinding Som i dag Med den nye kildeplads 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 25

26 Klima effekter - umættet Klima som op til i dag B2 Klima 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 26

27 Klima effekter med den nye indvinding Som i dag B2 Klima 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 27

28 Resultater Fjernelse af forureningskilden ved bortgravning af hotspot vil medføre en markant reduktion af mængden af PCE i grundvandsmagasinet og begrænse forureningsfanens udbredelse Klimaændringer svarende til IPCC s scenarium B2 vil betyde forøget udvaskning af PCE fra kilden og dermed stærkere påvirkning af grundvandsmagasinet Forureningen med PCE vil i henhold til modelberegningerne ikke påvirke den planlagte kildeplads 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 28

29 Perspektiveringer Der er helt klart et forbedret vurderingsgrundlag for risikovurderinger ved at foretage umættet strømningsberegninger. Dog Umættet strømningsdata og parametre er sjældent indsamlet eller tilgængelig Og hvorfor det? Det vil helt klart forbedre forståelsen, modeller eller ej. Umættetstoftransportberegninger er stadig ret krævende Mange af værktøjerne er gamle Nye værktøj og 64bit windows vil hjælpe meget Kobling af værktøj er ikke trivielt Finite element programmer samt hurtigere software vil med tid gøre dette unødvendigt men der er nogle år endnu. 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 29

30 Tak til: 11/03/2011 Koblet mættet og umættet risikovurdering 30