MODELLERING AF INTERAKTIONEN MELLEM GRUNDVAND OG OVERFLADEVAND

Relaterede dokumenter
NYT KILDEPLADSOMRÅDE I NÆRHED AF EU HABITAT OMRÅDE - METODER TIL KONSEKVENSVURDERING

Anvendelses- muligheder for GOI typologien

Ådalshydrologi. Naturårsmøde ENVINA 2018 Ole Munch Johansen WATSONC

BILAG 1 - NOTAT SOLRØD VANDVÆRK. 1. Naturudtalelse til vandindvindingstilladelse. 1.1 Baggrund

UDFORDRINGER I PARTIKELBANESIMULERING

Notat. Hillerød Forsyning A/S NYE KILDEPLADSER VED FREERSLEV OG BRØDESKOV Modelberegninger baseret på prøvepumpninger december 2016/januar 2017

GOI I VÆREBRO INDSATSOMRÅDE

Anvendelse af DK-model til indvindingstilladelser

National Vandressourcemodel (Dk-model) Torben O. Sonnenborg Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelser (GEUS)

Indholdsfortegnelse. Resendalvej - Skitseprojekt. Silkeborg Kommune. Grundvandsmodel for infiltrationsområde ved Resendalvej.

KARAKTERISERING AF GRUNDVANDSFOREKOMSTERNES KONTAKT TIL OVERFLADEVAND - EN AMTSLIG OVERSIGT

Fælles Grundvand Fælles Ansvar

FRA GEOLOGI TIL INDSATSPLAN - BETYDNING AF DEN GEOLOGISKE FORSTÅELSE FOR PRIORITERING AF INDSATSER

SÅRBARHED HVAD ER DET?

Håndtering af regnvand i Nye

GEUS-NOTAT Side 1 af 3

ANVENDELSE AF GRUNDVANDSMODELLER

Bilag 1. Naturvurdering af vandindvindingstilladelse, Bjæverskov vandværk

Frederikshavn Vand A/S. Januar 2012 KONSEKVENSANALYSE AF OPHØR AF INDVINDING PÅ BUNKEN KILDEPLADS

Frederikshavn Vand A/S. August 2015 KONSEKVENSVURDERING AF OPHØR AF INDVINDING FRA VOERSÅ KILDEPLADS

UNDERSØGELSESMETODER I UHÆRDET SKRIVEKRIDT

KALKEN i AALBORG-OMRÅDET

Høje-Taastrup Kommune. November 2012 UNDERSØGELSE AF VANDFORHOLD I VASBY- OG SENGELØSE MOSER. NATURA 2000 OMRÅDE

Kortlægning af Danienkalk/Selandien ved Nyborg og Odense

Oversigt over opdatering

DEN NATIONALE GRUNDVANDSKORTLÆGNING HVAD NU!

Indholdsfortegnelse. Bilagsfortegnelse Bilag 1 Oversigtskort Bilag 2 Deailkort

WETHAB HYDROLOGISK FORUNDERSØGELSE. April Marts Jacob Birk Jensen og Rikke Krogshave Laursen 17. Marts 2016

Erfaringer med brugen af DK-model Sjælland til udvikling af kommunemodel ved Næstved m.m.

Umiddelbart nord for Grydebanke, er der et lavtliggende område hvor Studsdal Vig går ind. Et mindre vandløb afvander til Studsdal Vig.

Kan vådområder kompensere for effekten af vandindvinding?

Hydrologisk modellering af landovervågningsoplandet Lillebæk

Potentialekortlægning

Hydrologiske forhold i ådale og betydning for stoffer og processer

Vurdering af forhold ved grundvandssænkning

Opsætning af MIKE 3 model

Notat. Baggrund. Internt notat om AEM beregninger Nord og Initialer Syd modellen

Sammenligninger mellem stationære og dynamisk beregnede oplande

Termiske målinger til lokalisering af områder med grundvandsudstrømning

NYHEDSBREV Grundvandskortlægning i Hadsten kortlægningsområde

Kongens Mose. Opdatering af hydrologisk model for Kongens Mose. Teknisk notat, 3. marts 2008

NEDSIVNINGSFORHOLD I OMRÅDET OMKRING SKOVBAKKEVEJ, FREDERIKSVÆRK

Grundvandskortlægning Nord- og Midtfalster Trin 1

ATV Vintermøde 5. marts 2013 Helle Pernille Hansen, Rådgivergruppen DNU

Kapitel 7 FASTLÆGGELSE AF RANDBETINGELSER

Grundvandsressourcen. Nettonedbør

Frederikshavn Vand A/S. Januar 2012 KONSEKVENSANALYSE AF REDUCERET INDVINDING PÅ SKAGEN VANDVÆRK

Praktisk anvendelse af koblet mættet og umættet strømnings modeller til risikovurdering

Eksempler på praktisk anvendelse af geofysiske undersøgelsesmetoder på forureningssager

Radarhoved Skagen - Udskiftning fyringsolietanke

BÆREDYGTIG VANDINDVINDING SOM GEVINST AF KILDEPLADS- OG VANDLØBSMONITERING. Ole Silkjær, Geolog

Fremtidens vandplanlægning vandets kredsløb. ATV Konference 28. maj 2015

VANDINDVINDING BÆREDYGTIGHED VVM REDEGØRELSER TIL BRUG FOR INDVINDINGSTILLADELSER

Delindsatsplan. Gassum Vandværk. for [1]

Geologisk modellering

Vandindvinding og konsekvensvurdering - erfaringer fra opsætning af BEST i Herning Kommune

Tekniske udfordringer i ny 3D afgrænsning af 402 grundvandsforekomster og tilknytning af boringer og indtag

Guide til indledende undersøgelse af jordforureninger, der udgør en potentiel risiko for overfladevand. Helle Overgaard, Region Hovedstaden

Bilag 1 Lindved Vandværk

Databehov til dokumentation af tiltag til opfyldelse af vandplaner

Modelanvendelser og begrænsninger

Grundvandsressourcen *UXQGYDQGVSRWHQWLDOH

HYDROLOGIVURDERINGER EnviNa Kursus 20. marts Ole Munch Johansen Jacob Birk Jensen Bjarne Madsen

Planlægningsværktøj for terrænnært grundvand projekt med machine learning

PRIORITERING AF INDSATS MOD GRUNDVANDSTRUENDE FORURENINGER

Notat. 1. Resumé. Vurdering af geologi og hydrologi i forbindelse med placering af boligområde 5B6 ved Trustrup. Strategisk Miljøvurdering

Potentialet for LAR i Vinkælderrendens opland, Odense. ATV-møde april 2012 Ph.d. Jan Jeppesen

Naturgenopretning ved Hostrup Sø

KILDEPLADS- BESKRIVELSE SNESLEV VANDVÆRK

Ryegaard Grusgrav Vådgravning 1. Vurdering af miljøpåvirkninger fra råstofgravning under grundvandsspejlet I Ryegaard Grusgrav, Frederikssund Kommune.

Bilag 1. Nabovarmeprojekt i Solrød Geologisk Undersøgelse. Paul Thorn (RUC).

ERFARINGER MED DRIFT AND PUMPBACK FORSØG TIL BESTEMMELSE AF MAGASINEGENSKABER. Jacob Birk Jensen og Ole Munch Johansen NIRAS A/S

Suså/Ringsted indsatsområder - Gennemgang af eksisterende materiale

Vejledning til Pejling af en boring

Risikovurdering af kritisk grundvandssænkning. 14/03/2013 Risikovurdering af kritisk grundvandssænkning 1

1. Status arealer ultimo 2006

8. 6 Ressourcevurdering

Kommuneplantillæg nr.26 til Kommuneplan for Holbæk Kommune

Kvalitetssikring af hydrologiske modeller

UDFORDRINGER I BNBO AFGRÆNSNINGEN. Af Flemming Damgaard Christensen,

Resultaterne af 10 års grundvandskortlægning Anders Refsgaard, COWI

3D Sårbarhedszonering

JORD- OG GRUNDVANDSFORURENING VED KNULLEN 8, HØJBY, ODENSE

Rårup Vandværk er beliggende i Rårup by, mens de to indvindingsboringer er beliggende i det åbne land nord for byen.

Opskalering og potentiale for implementering

Oplandsberegninger. Thomas Wernberg, Ph.d. Hydrogeolog, Alectia

Notat. Skørping Vandværk I/S SKØRPING VANDVÆRK. HYDROGEOLOGISK VURDERING VED HANEHØJ KILDEPLADS INDHOLD 1 INDLEDNING...2

Ansøgning om 1 prøveboring og midlertidig udledning

GRUNDVANDSFOREKOMSTER - UDPEGNING OG REVISION

Forsyning Ballerup Ansøgninger om fornyelser af indvindingstilladelser

Kortlægning af kalkmagasiner - Strategi ved kortlægning af ferskvandsressourcen

Notat. 1. Resumé. Vurdering af geologi og hydrologi i forbindelse med placering af boligområde 1.B.19 ved Auning. Strategisk Miljøvurdering

Tilladelse til overboring af boring DGU. nr

Bilag 1 TREFOR Vand Hedensted

Notat. Hydrogeologiske vurderinger 1 INDLEDNING. UDKAST Frederikshavn Vand A/S ÅSTED KILDEPLADS - FORNYELSE AF 6 INDVINDINGSBORINGER VED LINDET.

Workshop 01 Indvindingstilladelser. ATV Vintermøde Marts 2018

Motorsportsbane ved Bolbyvej - Redegørelse og risikovurdering i forhold til drikkevandsinteresser

KILDEPLADSBESKRI- VELSE PRÆSTBRO VANDVÆRK

Bilag 1 Kragelund Vandværk

ATV-Vintermøde den 7. marts 2017, Vingsted Sandra Roost, Orbicon

Transkript:

MODELLERING AF INTERAKTIONEN MELLEM GRUNDVAND OG OVERFLADEVAND Civilingeniør, ph.d. Jacob Birk Jensen Civilingeniør Ole Munch Johansen NIRAS A/S Civilingeniør Minna Simonsen COWI A/S ATV JORD OG GRUNDVAND GRUNDVANDSMODELLER FOR MODELFOLK SCHÆFFERGÅRDEN 8. november 2007

RESUME I forbindelse med en planlagt ny kildeplads i Volsted Plantage syd for Aalborg har en række igangværende undersøgelser til formål at belyse konsekvenserne af en ny kildeplads for et nærliggende habitatområde og et B1-klassificeret vandløb. Nøglen til en pålidelig konsekvensvurdering er en forståelse af interaktionen mellem grundvand og overfladevand. Denne artikel går bag om nogle af de metoder, der er fundet anvendelige i forbindelse modelleringen af interaktionen. BAGGRUND Aalborg Kommunes Vandforsyning (AKV) er i disse år i færd med at udvide den samlede vandindvindingskapacitet, og som et led i denne plan er der udpeget to lokaliteter, hvor indvindingsmulighederne undersøges. Den ene lokalitet ligger i skovområdet Lundby Bakker ved Gistrup sydøst for Aalborg og den anden i Volsted Plantage syd for Aalborg. Nærværende undersøgelser omhandler Volsted Plantage, beliggende ca. 15 km syd for Aalborg. Her påtænkes det at indvinde 1 mio. m 3 vand per år. I nærområdet til kildepladsen ligger Lindenborg Å, med sidegrene. Lindenborg Ådal er her udlagt som EU habitatområde og Hølbækken - en nærliggende mindre sidegren til Lindeborg Å - er lakseklassificeret (B1), se figur 1. Disse forhold stiller store udfordringer til en detaljeret konsekvensvurdering jf. EU s habitatdirektiv. I basisanalysen for det pågældende habitatområde (EF-habitatområde 20) fremgår det, at naturtyperne kilder, væld og rigkær 1 er prioriteret, og i tilladelsen til udførelse af prøvepumpningsforsøg beskrives, hvorledes der skal foretages konsekvens-vurderinger i forhold til påvirkning af disse naturtyper. Udfaldet af disse konsekvens-vurderinger vil være afgørende for opnåelse af en midlertidig indvindingstilladelse, der senere kan erstattes med en permanent tilladelse, såfremt påvirkningerne på habitatområdet er acceptable. Figur 1. Oversigtskort over Volsted Plantage og et udsnit af habitatområdet ved Lindenborg Ådal 1 Rigkær repræsenterer moser og enge med konstant vandmættet jordbund, hvor grundvandet er mere eller mindre kalkholdigt, men næringsfattigt.

I forbindelse med konsekvensvurderingen for såvel vandløb, kilder, væld og rigkær er modelsimuleringer et vigtigt værktøj. Brugen af grundvandmodeller i å-nære områder på lille skala er i midlertidig udfordrende på flere områder: Det eksisterende datagrundvalg er sparsomt, idet der sjældent tidligere har været behov for at indsamle hydrologiske og hydrogeologiske data for disse områder. Kalibreringsdata i form af pejledata, dræn-, grøft- og vandløbsafstrømning er ofte meget sparsomme i ådalene på den pågældende skala. Invers bestemmelse af ådalssedimenternes hydrauliske egenskaber er ofte ikke mulig, da der ikke er en entydig sammenhæng mellem kalibreringsdata og de hydrauliske egenskaber for de individuelle ådalssedimenter. I Voldsted Plantage er der siden 2005 gennemført en række hydrogeologiske undersøgelser til belysning af magasinforholdene og ådalsgeologien. Hertil kommer, at der i foråret 2007 er iværksat en langtidsovervågning af vandspejl og trykniveau i og under rigkærene samt et måleprogram for vandstand og vandføring i Hølbækken. Samtlige undersøgelser har til formål at fremskaffe et datagrundlag, der kan danne baggrund for en solid grundvandsmodel til beskrivelse af konsekvenserne af indvinding på såvel kort som lang sigt. Formål Formålet med nærværende artikel er at belyse udfordringer, metoder og resultater i forbindelse med modelleringen af ådalshydrologien på lille skala. Det er hensigten at vise, hvordan man kan komme fra et meget beskedent vidensniveau for en ådal til et vidensniveau, der muliggør detailmodellering af de fysiske ådalsprocesser, og hvordan man, alt efter vidensniveau, kan maksimere udnyttelse af de tilgængelige data. Lokalitet I området ved Volsted Plantage består de geologiske aflejringer af højtliggende skrivekridt dækket med moræne og smeltevandsaflejringer. De kvartære aflejringer domineres af sand. Kridtaflejringerne udgør det primære grundvandsmagasin i området. Langs skræntfoden til ådalene går skrivekridtet flere steder i dalen, og i selve ådalene træffes der marine postglaciale aflejringer fra Littorina havet overlejret af ferskvandstørveaflejringer. Figur 2. T.v. et kig ud over Lindenborg Ådal mod syd med en af områdets store kilder i forgrunden. T.h. Hølbækken ca. 300 m fra udspringet.

Størstedelen af Volsted Plantage ligger topografisk højt - set i forhold til de omkringliggende ådale - med en umættet zone af stor mægtighed. Relieffet i overgangen til ådalene er overvejende stejlt med ingen eller tynde kvartære aflejringer. Dette bevirker, at der langs skræntfoden springer en række kilder (Q2 strømningsvariant, se figur 2 tv og figur 3). Figur 3. Strømningsveje Q1 til Q4 gennem ådal til overfladevand (Dahl et al. 2004) Lindenborg Ådal er i udpræget grad grøftet og drænet, mens Hølbækken kun i mindre grad er drænet. Interaktionen mellem grundvand og overfladevand i Hølbækken varierer meget fra udspring til udløb. På den øverste halvdel er tilstrømningen domineret af kilder i og langs vandløbet (Q2 og Q3), samt områder med mere diffus udstrømning (Q1). På den nederste halvdel, hvor Hølbækken løber ud i Lindenborg Ådal, er tilstrømningen betydelig lavere og domineret af sidetilløb fra grøfter og dræn (Q4). Der foreligger ikke informationer over den tidslige variation af vandføringen i Hølbækken, men data fra Lindeborg Å viser, at denne er overvejende grundvandsfødt (baseflow). Langs skræntfoden mod Lindeborg Å (se figur 1) er der udpeget en række rigkær. Typisk for disse rigkær er deres forholdsvis ringe udbredelse, og at deres eksistens er styret af strømningsprocesser på meget lille skala (10 m), se figur 4. 30-01-2007 25-05-2007 11-09-2007 Figur 4. Billeder fra rigkæret syd for Volsted Plantage

Den konstante tilførsel af kalkholdigt grundvand i rigkærene giver gode betingelser for artsrige plantesamfund. Den vandmættede jordbund medvirker desuden til, at dominerende arter, træer og buske holdes nede. På figur 4, midterste billede, ses majgøgeurten i blomst i et af de lysåbne rigkærsområder syd for Volsted Plantage. Metoder En korrekt forståelse og modellering af det nuværende hydrologiske kredsløb i området er helt centralt i forhold til at kunne foretage en konsekvensvurdering for de nævnte påvirkninger. I denne analyse har vi anvendt en række metoder til at opnå en hydrologisk forståelse og indsamle de nødvendige data til modelopsætningen. Metoderne kan kategoriseres som: Indledende GOI klassifikation Feltverifikationer Supplerende hydrogeologisk kortlægning Måling af vandbalance parametre Modelopbygning Modelverifikation Indledende GOI klassifikation Kortlægningen af interaktionen mellem grundvand og overfladevand (GOI) er foretaget med udgangspunkt i GOI klassifikationen beskrevet i Arbejdsrapport Nr. 16 2004 fra Miljøstyrelsen (Dahl, 2004). I den forbindelse er ådalene kortlagt geologisk, geomorfologisk og hydrogeologisk ud fra eksisterende data. Feltverifikationer Ådalens skræntfod og litologiske overgange er vigtige, idet deres faktiske placering er meget afgørende for udstrømningsprocesserne. F.eks. ses flere kilder langs skræntfoden. Skræntfod og synlige litologiske overgange i ådalens sedimenter er kortlagt/verificeret i felten. Supplerende hydrogeologisk kortlægning Det geologiske datagrundlag i ådalene er generelt meget mangelfuldt, idet der, på disse lokaliteter, ikke har været aktiviteter, der har afledt geologiske sonderinger i stort tal. For at beskrive/modellere interaktionen mellem grundvand og overfladevand er det nødvendigt at have en stor datatæthed, da mange af processerne foregår på lille skala. Til belysning af ådalsgeologien er der udført håndboringskampagner ad flere omgange i både Lindenborg og Hølbæk ådal. Der er håndboret ned til 7 m.u.t. Hertil kommer, at der er målt forskellige naturlige tracere som elektrisk ledningsevne, PH og temperatur. I 3 udvalgte rigkær er der etableret 6 dybe (3-7 m) filtersatte boringer til måling af potentialet under ådalsmagasinet og 8 korte boringer filtersat i tørven. Der er installeret loggere til kontinuert måling af potentiale i 6 dybe og 3 korte boringer. De resterende boringer bliver regelmæssigt pejlet. Måling af vandbalance parametre I Hølbækken eksisterede der før denne undersøgelse kun en enkelt vandføringsmåling. Til belysning af den stedlige tilvækst i vandføring langs bækken er der foretaget synkrone vandføringsmålinger. Der er endvidere opsat en målestation til kontinuert måling af vandstand, og

der udføres jævnligt vandføringsmålinger med henblik på opsætning af en Q-H relation. I området omkring rigkær 2, som er det botaniske mest interessante, er der endvidere foretaget synkrone vandføringsmålinger i en række grøfter til flere tidspunkter, og der er i ådalen og i plantagen opsat 2 regnmålere. Modelopbygning Den hydrologiske modellering er foretaget over flere omgange. Indledningsvis er ådalsprocesserne modelleret i en regional grundvandsmodel med gridstørrelser ned til 25 m, og siden hen er processerne modelleret i en lokal model med gridstørrelser ned til 5 m. Den regionale modelopsætning I denne modelopsætning er der foruden mere klassiske data så som en konceptuel geologisk model, resultater fra prøvepumpninger samt pejledata også inkorporeret resultaterne fra kortlægning af interaktionen mellem grundvand og overfladevand. GOI kortlægningen i denne fase indeholdt indledende GOI klassifikation, feltverifikationer og håndboringer på udvalgte steder. Den geologiske model resulterede i en tre-deling af de vandmættede kvartære aflejringer, hvor laggrænserne er indlagt, så de følger de statigrafiske grænser, hvor dette er muligt. I lag 1 til 3 er udbredelsen af de kvartære aflejringer bestemt, se figur 5. Figur 5. Aflejringer i lag 1 (tv), 2(m) og 3 (th) I ådalene består sedimenterne hovedsagelig af tørv og gytje og enkelte steder moræneler. De hydrauliske parametre er som udgangspunkt ukendte for disse ådalssedimenter, men feltobservationer indikerede, at specielt gytjen er bestemmende for udstrømningsmønstrene. Der eksisterede på daværende tidspunkt kun oplands pejledata og meget få vandføringsmålinger for Hølbækken. Datagrundlaget kan umiddelbart virke sparsomt, men set relativt, til hvad der normalt foreligger, er datagrundlaget godt. I denne som i mange andre modelanvendelser er der en risiko for overparameterisering ved indførelse af detaljeret geologi i små afgrænsede områder, idet parametrene er insensitive i forhold til de regionale kalibreringsdata. I den pågældende opsætning vil de hydrauliske konduktiviteter for ådalssedimenter være afgørende for udstrømningsmønstret, men man kan ikke entydig kalibrere disse parametre. Der er derfor valgt et modelleringskoncept, hvor de hydrauliske parametre for ådalssedimenter er aggregeret til vertikale bulkkonduktanser som efterfølgende er kalibreret. Disse bulkkonduktanser beskriver således den samlet strømningsmodstand eller rettere ledningsevne fra grundvandmagasinet og til overfladen (til terræn, dræn eller vandløb).

Bulkkonduktanser beregnes som: 1 Ctot = dzlag1 dzlag 2 dzlag3 + + K K K lag1 lag 2 lag3 hvor dz lag1, dz lag2 og dz lag3 er lagtykkelserne for hvert af de 3 kvartære lag og K lag1, K lag2 og K lag3 er relative hydrauliske ledningsevner for de respektive aflejringer i de kvartære lag. I konceptet skal man tage stilling til det indbyrdes forhold mellem de hydrauliske ledningsevner for ådalssedimenterne. Rent modelteknisk indlægges bulkkonduktanserne som drænkoefficienter. Metoden forudsætter, at den horisontale strømning i ådalssedimenterne er minimal i forhold til den vertikale strømning. På figur6 ses resultatet af den aggregering af de kvartære strømningsparametrene, der er foretaget. Drænkoefficienterne er inddelt i 5 forskellige klasser, hvor de faktiske drænkoefficienter er kalibreret. Figur 6. Zoneinddeling af drænkoefficienter foretaget på baggrund af den kvartærgeologiske model. Bemærk at alle områder har tildelt en drænkoefficient. Drænniveau og grundvandsstand er i selve modelleringen bestemmende for, om drænene er aktive. Den lokale modelopsætning Den lokale model har til formål at sige noget om strømningsforholdene på 5 til 20 m skala og kræver derfor et særdeles solidt og finmasket datagrundlag. Ambitionen var indledningsvis at beskrive udstrømningen fra områdets store bassinkilde, udstrømningen til rigkær og grøfter og endelig vandstandsvariationerne i området, idet det er disse forhold, der er afgørende i forhold til bevarelsen af de beskyttede naturtyper. Dette ambitionsniveau sætter selvsagt store krav til den geologiske model og til opbygning af denne. Her er resultaterne fra de mange håndboringer anvendt til den strukturelle opbygning. Som kalibrerings- og valideringsgrundlag er der anvendt klassiske data som vandstand, trykniveau og afstrømningsdata. Herudover er der anvendt temperatur- og PH-data til kvalitativ vurdering af alternative hydrogeologiske konceptuelle modeller. Figur 7 viser en oversigt over rigkær og kildevæld i den lokale model.

Kildevæld Rigkær (II) Rigkær (I) Dambrug Lindenborg Å Figur 7. Oversigt over rigkær og kildevæld indenfor den lokale grundvandsmodel. Figur 8. Illustration af højdeforskelle i Lindenborg Ådal syd for Volsted Plantage. Højdemodel stillet til rådighed af COWI A/S I rigkærene presses grundvand diffust op til overfladen, og tykkelsen af de lavpermeable ådalssedimenter og terrænforholdene er styrende for, hvor udstrømningen sker lokalt. Der er anvendt en detaljeret højdemodel både i modelopsætningen såvel som til støtte ved fastlæggelse af de detaljerede udstrømningsmønstre. Gridstørrelsen i højdemodellen er 2 m, nøjagtigheden er 10-25 cm, og højdemodellen viser tydeligt de relativt små terrænforskelle i og omkring rigkærene, hvilket fremgår af figur 8. Indledningsvist blev en grovere højdemodel anvendt, men modelberegninger sammenholdt med målte trykniveauer afslørede, at terrænets udformning havde væsentlig betydning for strømningsmønstrene. I forbindelse med opsætningen af den lokale grundvandsmodel blev der opstillet en række hypoteser for strømningsmønstrene i rigkærsområdet. Det er blandt andet undersøgt, om den primære tilstrømning til rigkæret foregår som overrisling fra kildeudspring nær ved skræntfoden, eller om der til trods for de lavpermeable ådalssedimenter presses vand op nedefra. Den endelige systemforståelse er en sammenstykning af resultater fra en række undersøgelser: Måling af naturlige tracere temperatur og ph Måling af vandbalanceparametre Pejling af grundvandstand Anvendelse af detaljeret højdemodel Resultater af modelkørsler Resultater Den indledende GOI klassifikation og den efterfølgende feltverifikation resulterede i en meget præcis udpegning af skræntfoden, som senere i den geologiske model bliver anvendt som den yderste grænse for ådalssedimenterne. En præcis placering af skræntfoden er afgørende for simulering af udstrømningen langs denne. Skræntfoden blev visse steder justeret op til 200 m i forhold til placeringen foretaget ud fra de tilgængelige geologiske data. De supplerende feltundersøgelser havde til formål at kortlægge de ikke synlige litologiske overgange, som er betydende for strømningsprocesserne i ådalen, se figur 9 t.v.

Målepunkt Tidspunkt Vandføring [l/s] A januar 2006 2,0 B august 2005 27,0 C januar 2006 42,5 D januar 2006 43,4 Figur 9. Placering af vandføringsmålepunkter og målte vandføringer i Hølbækken Boringerne i ådalen resulterede i et godt estimat for udbredelsen af de lavpermeable marine gytjeaflejringer, som er afgørende for det lokale strømningsmønster. Vandføringsmålingerne i Hølbækken blev foretaget efter en lang tør vinterperiode, hvor baseflowet forventes at være repræsentativ for medianminimumafstrømning. Der i alt foretaget 4 vandføringsmålinger (A- D, se (figur 9), hvoraf måling B er foretaget af Nordjyllands Amt i august 2005 og måling A, C og D er foretaget synkront af NIRAS i januar 2006. Målingerne viser en stor tilvækst på den øverste del af Hølbækken og en beskeden tilvækst på den nederste del, se figur 6. Dette er i fin overensstemmelse med resultatet fra de geologiske undersøgelser, der viser, at lavpermeable gytjeaflejringer træffes i den nederste del af Hølbækkens ådal. Regional grundvandsmodel GOI kortlægningen og de supplerende feltundersøgelser har resulteret i en markant forbedret konceptuel forståelse for geologien og strømningsprocesserne i ådalen, og grundvandsmodellen er opdateret med denne viden. Grundvandsmodellen er opsat som en regional grundvandsmodel dækkende et område på 235 km 2, men detaljeret i området omkring Hølbækken og Volsted Plantage. Grundvandsmodellen er kalibreret stationært mod trykniveauer i 142 boringer. Vandføringsmålingerne i Hølbækken er udelukkende anvendt til validering af modellen. Figur 10 viser en sammenligning mellem de målte og simulerede vandføringer. Discharge [l/s] 50 40 30 20 10 0 Jan. 2006 2 l/s B 27 l/s Aug. 2005 C D 42.5 l/s 43.4 l/s Jan. 2006 Jan. 2006 A 0 200 400 600 800 1000 1200 1400 Distance from the origin of Hoelbaek [m] Figur 10. Målte og simulerede vandføringer i Hølbækken

Feltmålingerne viser en dramatisk forøgelse af vandføringen fra målepunkt A til målepunkt B og C. I dette område er der tilløb fra kilder i og ved vandløbet. Sammenlignes med resultaterne fra grundvandsmodellen ses samme tendens med en knap så dramatisk tilvækst. Mellem målepunkt C og D ses en beskeden tilvækst i såvel model som målinger. Taget i betragtning at modellen er ukalibreret mht. vandføringer, er resultaterne særdeles gode. Som nævnt er vandføringstilvæksten i Hølbækken betinget af kilde og væld, og idet skalaen for disse processer er 10x10 m eller mindre, kan det ikke forventes, at modellen kan repræsentere processerne i detaljer. Betragter vi derimod processerne på en 100-200 m skala, integrerer modellen fint tilvæksten i vandføringen. I den senere fase, hvor selve påvirkningen fra den planlagte indvinding skal beregnes, er det således påvirkninger på en 100-200 m skala, modellen kan udtale sige om. Lokal detailmodel ved rigkær Den lokale grundvandsmodel er opsat for et område på 0,8 km 2 med en opløsning på 5 m. Modellen er koblet til den regionale grundvandsmodel vha. flow-input som randbetingelser. Modellen er kalibreret mod en række målte vandføringer i grøfter og kildevæld inden for modelområdet, samt trykniveauer i ådalen og i Volsted Plantage. Vandbalanceparametrene er målt i forårsmånederne 2007 og derudfra er middelafstrømningen vurderet. Tabel 1 viser en sammenligning af de simulerede og målte udstrømninger for en række store og små led i vandbalancen omkring rigkæret. Simulerede afstrømninger Målte middel- af- [L s -1 ] strømninger [L s -1 ] Kildevæld ved Rigkær (II) (1) 12 12 Overløbsboringer ved dambrug (2) 10 12 Diffus strømning målt i grøfter: 4,8 4 - heraf overløb fra kilder (6+8) 1,6 1 - heraf diffus strømning gennem Rigkær (II) (3) 0,07 <0,2 - heraf diffus strømning i resterende ådal 3,1 2,8 (4+5+7)-(6+8) + øvrige grøfter Diffus strømning udenom grøfter 1,5 <0,5 Samlet afstrømning til Lindenborg Å 28 28 Tabel 1. Simulerede vandføringer og gennemstrømninger med den stationære detailmodel sammenlignet med middelafstrømningen til Lindenborg Å fordelt på strømningsvarianter.

Figur 11. Skitse til lokalisering af de enkelte afstrømningsled. Tallene på figuren kan genfindes i tabel 1 Det er ved kalibrering af konduktiviteter for tørv, gytje og underliggende kalk, samt drænkonduktanser i drængræfter lykkedes at tilpasse modellen, så hvert enkelt led i vandbalancen stemmer fint overens med målingerne på lokaliteten. Figur 12 viser de simulerede strømningsretninger tørvepakken (figuren til venstre) og i den tilgrænsende hydrologiske enhed, som ligger under ådalssedimenterne (figuren til højre). Figur 12. Til venste: Flowvektorer omkring Rigkær (II) i tørvepakken. Til højre: Flowvektorer i kalklaget under gytjesedimenterne I overfladen styres strømningerne overvejende af drængrøfternes placering og terrænets udformning. I det underliggende magasin er det modelområdets 2 største led i vandbalancen, der styrer strømningsmønsteret, henholdsvis kildevældet ved rigkæret og tilstrømningen til en række overløbsboringer, som findes ved det nærliggende dambrug. Der er gennemført dynamiske modelberegninger med henblik på at vurdere, hvorledes vandindvindingen påvirker vandføringen i kilden og tilførslen af grundvand til rigkæret. Der findes endnu ikke tilstrækkelige data til at verificere de dynamiske udsving, men niveauerne er kalibreret mod målte vandføringer. Figur 13 viser den simulerede vandføring i kildevældet syd for Volsted Plantage ved dynamisk modelkørsel for perioden 1990-1999.

Vandføring i kildevæld 18 16 14 Flow [l/s] 12 10 8 6 jan-90 jan-91 jan-92 jan-93 jan-94 jan-95 jan-96 jan-97 jan-98 jan-99 Figur 13. Simuleret vandføring i kildevæld Dato KONKLUSION I Volsted Plantage syd for Aalborg planlægger Aalborg Kommunes Vandforsyning en ny kildeplads. Nærværende artikel viser delresultaterne fra en større undersøgelse, der har til formål at forudsige konsekvenserne af denne kildeplads for en række beskyttede naturtyper (EU habitatområde) samt et vandløb i nærområdet. Første skridt i denne undersøgelse har været en indsamling af data og viden, der skal bidrage til sammenstillingen af en konceptuel forståelse for områdets hydrogeologi. Hertil er der foretaget en indledende GOI klassifikation ud fra retningslinierne præsenteret i Dahl (2004). Derudover er ådalsgeologien kortlagt ud fra en række håndboringer. Disse undersøgelser har resulteret i en enestående forbedring af forståelsen for de hydrogeologiske processer i ådalen. De første simuleringer med grundvandmodellen, hvor denne viden er indbygget, viser, at modellen kan simulere interaktionen mellem grundvand og overfladevand på en 100-200 m skala. Med GOI kortlægningen og den efterfølgende modeltilpasning findes der således et sagligt grundlag for selve konsekvensvurderingen for Hølbækken og for en eventuel senere tilpasning af kildepladsudformningen og -drift. Der er på baggrund af en detaljeret geologisk kortlægning, måling af vandbalanceparametre på lille skala, samt en række supplerende feltundersøgelser opnået en systemforståelse og et solidt datagrundlag til opsætning af en hydrologisk model for et udvalgt rigkær og et kildevæld syd for Volsted Plantage. Stationære modelberegninger viser, at det er muligt at simulere udstrømninger i ådalen på lille skala med betydning for de to habitater. Et nuanceret billede af de hydrologiske påvirkninger på disse naturtyper er en forudsætning for at kunne vurdere, om en indvinding udgør en trussel for det enkelte naturområdes integritet. YDERLIGERE UNDERSØGELSER Det forventes, at der i løbet af 2008 vil blive langtidsprøvepumpet fra to pumpeboringer, som er etableret i plantagen, og til dokumentation af evt. påvirkninger fra prøvepumpningen

iværksættes kontinuerte vandføringsmålinger i Hølbækken og i afløb fra kilder i ådalen til Lindenborg å. Endvidere moniteres påvirkningen i en række korte filtersatte håndboringer i ådalen. REFERENCER Dahl, M.; Langhoff, J.H.; Kronvang, B.; Nilsson, B.; Christensen, S.; Andersen, H.E.; Hoffmann, C.C.; Rasmussen, K.R.; Platen-Hallermund, F. von; Refsgaard, J., 2004. Videreudvikling af ådalstypologi Grundvand- Overfladevand Interaktion (GOI). Arbejdsrapport fra Miljøstyrelsen nr. 16. Munch, O; Simonsen, M; 2007 Detailmodellering og vurdering af vandindvindingsrelaterede konsekvenser for sårbart vådområde. Afgangsprojekt fra Aalborg Universitet, 2007