Størrelsen på den fremtidige vandressource - erfaringer fra kørsler med DK-modellen og perspektiver i forhold til den fremtidige grundvandsdannelse i relation til klimaforandringer Martin Olsen, projektforsker, GEUS Oplæg ved Grundvands ERFA-møde, Silkeborg, 28/2-2013
Fremtidige klimaforandringer Kilde: van der Linden and Mitchell, 2009; IPCC, 2007 Begrænsninger -Fremtidige klimaforandringer er baseret på resultater fra numeriske modeller -En model er kun så god som det data der ligger til grund for modellen derfor er det vigtigt med observationsdata til kalibrering og validering af model (fx. klima, grundvand, vandføring, økologi) - Resultater fra klimascenarie A1B - Klimagrundsvandskort dækker perioden 2021-2050 - Forudsigelser længere ude i fremtiden (2071-2100) se Cliwat projekt (http://www.cliwat.eu/)
Disposition Introduktion Det landsdækkende Klimagrundvandskort Baggrund Metode Anbefalinger Indsæt billede med oversvømmelse Resultater fra Midtjylland Middel grundvandsdannelse Typisk høj grundvandsstand Medianminimumsvandføring Ferskvandsressourcen i fremtiden Konklusion og anbefalinger
Baggrund Projekt finansieret af KFT, NST og GEUS gennemført 2011-2012 Model: - Landsdækkende national grundvandoverfladevandsmodel (DK-model v. MIKE SHE/MIKE11) - Regionalt kalibreret GEUS folk bag projektet Hans Jørgen Henriksen, Anker Lajer Højberg, Martin Olsen, Lauren P. Seaby, Peter van der Keur, Simon Stisen, Lars Troldborg, Torben O. Sonnenborg, Jens Christian Refsgaard
Beregning af klimaforandringers effekt på hydrologi Global og regional klimamodel Reference klima 1961-1990 Fremtidigt klima 2021-2050 Histogram equalisation method (DBS) Nedskalering og bias korrektion 1991-2010 Testområder: Ringkøbing fjord og Sjælland Global (GCM) Regional (RCM) Hydrologisk Modeller 100-250 km 10-25 km 50-500 m Skala
Vandbalancetest* En kørsel af referencemodel Klima fra 9 udvalgte GCM RCM kombinationer (1961 1990 og 2021 2050) Modelprocedure Observeret klima (1990 2010) Grundvandsniveauer Ringkøbing fjord og Sjælland Referencemodel CC Kombination 1 CC Kombination 2 CC Kombination 3 CC Kombination 9 Levering af GVS, GVD og ændringer til klimaportal www.klimatilpasning.dk Beregning af ændringer og udvælgelse af mest positive, mest negative og median kombination 3 GCM RCM kombinationer for hele DK * Refsgaard et al. (2011) Vandbalance i Danmark - Vejledning i opgørelse af vandbalance ud fra hydrologiske data for perioden 1990-2010. http://vandmodel.dk/xpdf/77-2011_vandbalance.pdf
Anbefalinger Model er kalibreret på regionalt niveau, og i 500 m grid derfor: Brug IKKE resultater til at se om grundvand vil oversvømme din have Min. 25-30 km 2 Anvend lokal viden til at afprøve/validere resultater Anvend kun resultater til screening Værktøjet har udelukkende vejledende karakter. Det anbefales at foretage en nærmere analyse, inden der iværksættes eventuelle tiltag. Kilde: http://ing.dk/artikel/134863-se-om-stigende-grundvand-vil-oversvoemme-din-have
Resultater fra Midtjylland Vest: sandjorder, fladt og indvinding til markvanding Øst: lerjorder, kuperet og indvinding til større byer
Grundvandsdannelse (GVD): Middel grundvandsdannelse i den dybde, hvorfra grundvandsindvinding typisk foregår (modellag 2) Nuværende grundvandsdannelse Vest Øst Middel GVD 1991 2010 (mm/år) 202 145
Ændring i grundvandsdannelse Ændring = (2021-2050) (1961-1990) Ændring i mm/år Vest Øst Tør (middel (SD)) 9 (30) 10 (26) Median (middel (SD)) 11 (29) 7 (25) Våd (middel (SD)) 34 (62) 25 (69)
Typisk høj grundvandsstand: Højeste 5- døgns middel der i gennemsnit overstiges en gang hvert 10. år Nuværende høj grundvandsstand Vest Øst Middel høj GVS 1991 2010 (m under terræn) 3.0 (5.3) 8.6 (12.7)
Ændring i høj grundvandsstand Ændring = (2021-2050) (1961-1990) Ændring i m Vest Øst Tør (middel (SD)) 0.3 (0.5) 0.7 (0.9) Median (middel (SD)) 0.2 (0.3) 0.3 (0.4) Våd (middel (SD)) 0.9 (1.1) 1.3 (1.5)
Ændringer i medianminimumq Klimafaktor Vest Øst Tør 0.9 (0) 0.9 (0.1) Våd 1.4 (0.2) 1.3 (0.2)
Ferskvandsressourcen i fremtiden Vurdering af fremtidens ferskvandsressource Vandbalance test Udvikling af forbedrede indikatorer på regionalt og lokalt niveau Overfladevandspåvirkning Hidtil fokus på vandløbsafstrømning Udvikling af forbedrede indikatorer Hvad med søer? Saltvandsindtrængning Gradientforhold i kystzone Grundvandsafhængige terrestriske økosystemer Våd natur brug for ny viden (Eksempler fra Grundvandsdirektivet - CIS nr. 18) Kilde:NBNBNBNBNB *Se præsentationer fra Hydrologidag 2011 Bæredygtig vandindvinding (www.hydrologidag.dk)
Konklusion og anbefalinger Grundvandssystemer skal forstås som komplekse systemer, der reagerer dynamisk i forhold til påvirkninger fra vandindvinding, arealanvendelse og klima Ændring i grundvandsdannelse sandsynligvis større grundvandsdannelse: Vest: -9 mm/år til +34 mm/år (nuværende GVD = 202 mm) Øst: -10 mm/år til +25 mm/år (nuværende GVD = 145 mm) Ændring i typisk høj grundvandsstand sandsynligvis højere grundvandsstand: Vest: -0.3 m til +0.9 m (nuværende TyHiGVS = 3 m u terræn) Øst: -0.7 m til +1.3 m (nuværende TyHiGVS = 8.6 m u terræn) Ændring i medianminimum sandsynligvis ingen ændring i medianminimum: Vest: -10% til +40% Øst: -10% til +30%
Konklusion og anbefalinger - fortsat Anvend værktøj til screening, sammenlign med lokal viden, og vurder derefter om der er behov for lokal model Behov for indsamling af data til verificering af resultater fx typisk høj grundvandsstand (ganske få overfladenære pejlinger er med i model) bør inkluderes i lokal model Fremtid: Sandsynligvis ændrede metoder til estimering af påvirkning på grundvandsafhængig natur: vandløb, søer, terrestriske økosystemer mm. Udviklingsperspektiver: Terrænnært grundvand Vand i landskabet temporalt og rumligt Forbedret vandløbshydraulisk beskrivelse Grundvandsinput til overfladevande
Mere information Link til Fremtidens grundvand på Klimatilpasningsportalen: www.klimatilpasning.dk/da-dk/service/vaerktoejer/grundvand/sider/forside.aspx Læs om modelgrundlaget DK model: www.vandmodel.dk Modelgrundlaget er den nationale vandressourcemodel (DK-model), der er en detaljeret landsdækkende integreret grundvands- og overfladevandsmodel, der beskriver samtlige komponenter i ferskvandskredsløbet. Modellen er opbygget i 500x500 m net med omkring 10 beregningslag for Danmark. I modellen er inkluderet data om geologi, jordart, jordtype, topografi, klima og hydrologi. Modellen er opbygget i MIKE SHE/MIKE 11 koden. Læs mere her: Henriksen, HJ, Højberg, AL, Olsen, M, Seaby, LP, van der Keur, P, Stisen, S, Troldborg, L, Sonnenborg, TO og Refsgaard, JC (2012): Klimaeffekter på hydrologi og grundvand Klimagrundvandskort: http://klimatilpasning.dk/da-dk/service/vaerktoejer/grundvand/documents/klimagrundvandskort.pdf Videnskabelige publikationer om seneste opdatering af DK model og vandbalancedelen: Højberg, AL., Troldborg, L., Stisen, S, Christensen, BBS, og Henriksen, HJ.: (2012) Stakeholder driven update and improvement of a national water resources model - http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/s1364815212002423 Stisen, S, Højberg, AL, Troldborg, L, Refsgaard, J, C, Christensen, BSB, Olsen, M, og Henriksen, HJ (2012): On the importance of appropriate rain-gauge catch correction for hydrological modelling at mid to high latitudes - http://www.hydrol-earth-syst-sci.net/16/4157/2012/ Kontakt: Hans Jørgen Henriksen, GEUS (hjh@geus.dk)