TReNDS afslutningsseminar, 29. november 2018, Aarhus Opskalering og potentiale for implementering Seniorforsker Anker Lajer Højberg, De National Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS)
Resultater og anvendelighed Vi har ikke kunnet nå at præsentere alt mundtligt i dag Fokus på elementer der er tæt på operationelle Men de bygger på de detaljerede studier
Projektets formål Forbedre det faglige grundlag for en målrettet: National regulering: ID15 skala Lokal indsat: Sub-ID15 skala - Transport og omsætning af nitrat fra rodzone til vandløb - Lokalbaseret forvaltning
Mindre usikkerhed National regulering/id15 skala Bedre differentiering mellem ID15 oplande Nationale retentionskort, 2015 Retention (%) Retention (%) 100 80 100 80 60 60 40 20 40 20 GEUS, AU
Hyppighed Hyppighed Lokal indsats Beskrivelse af variabilitet indenfor ID15 opland N-reduktion i grundvand Figur der illustrere heterogenitet indenfor ID15 opland Stor variation mellem arealer = stor potentiale for differentiering 30% 25% 20% 15% 10% 5% Middel N-reduktion: 56 % 0% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% N-reduktion i grundvand Middel N-reduktion: 56 % N-reduktionsklasser i procent Lille variation mellem arealer = lille potentiale for differentiering N-reduktionsklasser i procent
Studier af processer på lille skala TReNDS tilgang Forbedring af grundlag for national regulering Metoder og koncepter Redox Lavbund GPR Opskalering Repræsentation af effekten af småskala processer på en relevant skala Input til lokal indsats Nationale retentionskort, 2015 GEUS, AU
Opskalering og operationalisering Opgave: Find en metode der kan beskrive variationen i effekten af lokale processer OG som er understøttet af eksisterende data på national skala Vil ofte medføre en simplificering/generalisering Metode/ koncept Data Opskalering Behov for Metoder der kan opdateres (udnytte ny viden) kvantificering af usikkerheder
Redox i undergrunden Operationelt baseret på eksisterende data Kan opdateres på basis af Nye målinger redox probe Forbedret hydrologisk modellering national eller detailmodel Bedre rumlig opløsning af data Ekspert viden Nye datatyper geofysisk?
Redox i undergrunden Usikkerhed Estimering af usikkerhed på redoxdybde Baseret på lokale informationer Kan opdateres på basis af nye målinger Øvrige forhold ikke analyseret i TReNDS Strømningsveje/hydrogeologi Terrænnær reduktion (over dræn)
Dræn - indsats Lokalisering af dræn netværk Regulering/anvendelse af virkemidler Opgørelse af areal/afløb for dimensionering GPR: ét værktøj til værktøjskassen Lokale målinger Muligt at inddrage lokale målinger til forbedring af beregnet drænafstrømning Værdifuldt datasæt til forståelse af Processer Småskala variation Udvikling af koncept
Dræn afstrømning Effekt af dræn opdeling mellem drænvand og infiltration til grundvand Rumlige variation Iversen, 2018 Stor rumlig variation i dræning Stor variation i dræn effektivitet Møller et al., 2018
Dræn afstrømning - opskaleret Regionalisering Arealanvendelse Naturgivne forhold Udfordring Få data til at verificere om samlet dræning og rumlig variation er korrekt Opskalering Typologier Konceptualisering/repræsentation i oplandsskala model Testes i national vandressource model (DK-model) Hydrograf signatur (Future Cropping) Schneider, 2018
Lavbundsområder Lavbundsområder kan potentielt fjerne store mængder nitrat Feltundersøgelser underbygger GOI koncept Reaktor Strømningsveje Ingen eksisterende operationel opskalering pga. stor kompleksitet i strømningsveje Ingen differentiering mellem oplande på basis af lavbunde i retentionskort Foto: Charlotte Kjærgaard GOI = Grundvands Overfladevands Interaktion
Variation i hydrauliske egenskaber af lavbund TReNDS tilgang Lavbundsområder Strømningskomponenter i lavbund: Vandbalancemodel
Lavbundsområder Oplandsmodel Tilstrømning fra bagland
Lavbundsområder Vandbalancemodel Hydrologiske parametre i lavbund er holdt konstant Input til lavbund varierer pga. arealernes beliggenhed i landskabet
400 Sum_in (m3/d) Lavbundsområder 2000 Sum_in (m3/d) 300 200 100 0 Balance på del-lavbundsareal 1500 1000 500 0 50 40 30 20 10 0 Dout (m3/d) 100 80 60 40 20 0 Dout (m3/d) OL (m3/d) OL (m3/d) 200 1600 150 1200 100 800 50 0 400 0
m3/d m3/d Lavbundsområder Balance for samlet lavbundsareal FENSHOLT ODDER 1600 8000 1400 7000 1200 6000 1000 5000 800 4000 600 3000 400 2000 200 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Dag Sum_in ET Gout Dout OL 1000 0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Dag Sum_in ET Gout Dout OL
Lavbundsområder -udfordringer Regionalisering af lavbunde (reaktor) N-fjernelse N-produktion Betydning for samlet transport ikke for udnyttelse i målrettet regulering Kjærgaard, C. & Hørfarter R., 2018 Parameterisering af hydrology (geologi i lavbund) Omsætningsrater i forskellige flowkomponenter N-reduktion? N-produktion? N-reduktion?
Nye vandforvaltningsstrukturer Målrettet tilgang generel enighed om princip Størst effektivitet ved udnyttelse af variationer på lille skala Usikkerheden stiger for faldende skala Hvor langt ned i skala kan vi komme via regulering (hvilken usikkerhed er acceptabel)? Kan vi udnytte variationer på mindre skala via lokal inddragelse? Hvem skal bære ansvaret for usikkerheden
Opsummering Dræn Kan lokaliseres ved GPR + DualEM Forbedret kvantificering af dræns betydning for N- transport på basis af data, tracer test, model Redox Nyt instrument til kosteffektiv måling af redox i undergrund Ny metode til forbedring af nationalt kort over redoxdybde Lokal inddragelse Ny lokal vandforvaltningsstruktur Lavbund Kost-effektive metode kan anvendes til forbedret forståelse af strømningsveje Forbedret forståelse af omsætningsrater på basis af data og modeller Integreret model Nye koncepter og metoder til repræsentation af dræn og lavbund
Er vi i mål? TReNDS har bidraget med ny viden, instrumenter og metoder, der har skabt et væsentligt forbedret grundlag for : Den målrettede regulering fra 2019 (ID15 skala) Forståelse af processer og variationer på sub-id15 skala, som basis for En lokal indsats En fremtidig målrettet regulering på mindre skala
Er vi i mål? TReNDS har haft fokus på væsentlige videns huller, men dækker ikke alt Andre projekter har andre fokusområder I takt med ønsket om regulering på mindre skala vil der være øget behov for lokal procesforståelse og data