GOI I VÆREBRO INDSATSOMRÅDE Sektionsleder Anne Steensen Blicher Orbicon A/S Geofysiker Charlotte Beiter Bomme Geolog Kurt Møller Miljøcenter Roskilde ATV MØDE VINTERMØDE OM JORD- OG GRUNDVANDSFORURENING VINGSTEDCENTRET 6. - 7. marts 2007
RESUMÉ Roskilde og Frederiksborg Amter har i fællesskab udpeget området omkring Værebro Å som et indsatsområde for grundvandsbeskyttelse, hvor der skal udarbejdes en indsatsplan. Området er præget af en intensiv vandindvinding fra både større og mindre vandværker. Som grundlag for indsatsplanen er der blandt andet udført en kortlægning af de hydrogeologiske forhold, herunder er der udført feltmålinger af grundvandsspejl og overjordisk afstrømning. Desuden er der udført en kortlægning af de geologiske forhold og udarbejdet en geologisk model. På denne baggrund er der udarbejdet en konceptuel vandløbsmodel, der illustrerer både de geologiske og hydrogeologiske hold. Den konceptuelle model sammenfatter således den geologiske model, vandløbenes beliggenhed, potentialeforholdene i det primære grundvandsmagasin og områder, hvor der sker ind- og udstrømning mellem vandløbene og grundvandsmagasinerne. Grundvandspotentialet langs Værebro Å ligger over vandløbsbunden langs hele vandløbet, dog har potentialet et lavpunkt omkring Stenløse Bro på strækningen hvor Værebro Kildeplads er beliggende. Det vurderes, at der er opadrettet gradient langs vandløbet. Den konceptuelle vandløbsmodel for Værebro Å viser, at der sker en stor vandtilstrømning til vandløbet på den opstrøms del af vandløbet ved Knardrup og på den nedstrøms del af vandløbet opstrøms Øvre Værebro. Undersøgelsen har vist, at opstilling af en konceptuel model, baseret på målinger af grundvandsspejl og afstrømning, kan give en ny og bedre forståelse af interaktionen mellem grundvand og overfladevand. BAGGRUND Roskilde og Frederiksborg Amter har i fællesskab udpeget området omkring Værebro Å som et indsatsområde for grundvandsbeskyttelse, hvor der skal udarbejdes en indsatsplan. Figur 1 viser indsatsområdet og kortlægningsområdet. Området er præget af en intensiv vandindvinding fra både større og mindre vandværker. Som grundlag for indsatsplanen er der blandt andet udført en kortlægning af de hydrogeologiske forhold, herunder er der udført feltmålinger af grundvandsspejl og overjordisk afstrømning. Desuden er der udført en kortlægning af de geologiske forhold og udarbejdet en geologisk model.
Figur 1. Værebro Å, indsatsområdet og kortlægningsområdet. FORMÅL Undersøgelsens formål er blandt andet, at vurdere interaktionen mellem overfladevandet og grundvandet med henblik på at skabe forståelse af vandets kredsløb og identificere den nødvendige indsats for beskyttelse af vandressourcen. METODE OG DATAGRUNDLAG Der er udviklet en konceptuel vandløbsmodel på baggrund af følgende parametre: Vandtilstrømning Vandløbsbund Geologisk lagfølge langs med og på tværs af vandløbet Grundvandspotentiale i primært magasin Vandtilstrømning Vandtilstrømningen til vandløbet fra grundvandsmagasiner er bestemt på baggrund af synkrone vandføringsmålinger ved 11 lokaliteter. De synkrone vandføringsmålinger blev udført den 23. august i 2005. Der er tidligere udført synkrone vandføringsmålinger i Værebro Å-systemet i 1978 og 1991. Det summerede topografiske opland og de summerede målte vandføringer for de tre målerunder er illustreret på figur 2.
Summeret vandføring [l/s] 600 500 400 300 200 Værebro å, Øvre Værebro 2005 1991 1978 Stenløse å Værebro å, Veksø bro Vejle å, Vejlebro Sørup rende Veksø mose vandløb Damvad å Bundså Jonstrup å, Knardrup - os Bundså 100 0 155 135 115 95 75 55 35 Summeret topografisk opland [km²] Figur 2. Præsentation af synkrone vandføringsmålinger i Værebro Å. Af figuren ses det, at forløbet af vandføringen ved målerunderne i 1991 og 2005 er relativ ens, dog på to forskellige afstrømningsniveauer. Kurverne for begge år er karakteriseret med et relativt jævnt og fladt forløb opstrøms i vandløbet med en lille tilstrømning fra grundvandsmagasinerne. Efter tilløbet af Stenløse Å kommer der en markant stigning i vandføringen. Målingerne fra 1978 viser et markant anderledes forløb. Dette kan hænge sammen med at 70 erne generelt var meget tørre. Noget kunne således tyde på at der i visse tørre situationer kan optræde markant anderledes afstrømningsforhold. For at anskueliggøre ådalens effekt er der foretaget en tolkning af målingerne fra 2005, hvor den summerede vandføring er korrigeret for bidrag fra sidetilløb, se figur 3. Det ses af figur 3, at der er en tilstrømning til vandløbet på strækningen frem til Snydebro. Derefter er der en strækning frem mod station 9000, hvor der generelt er en udstrømning fra vandløbet, idet vandføringen falder, dog bortset fra strækningen mellem Lunde bro og Veksø bro, hvor vandføringen stiger lidt. På strækningen fra Stenløse Bro til Øvre Værebro ses der en markant stigning i vandføringen.
300 250 200 Værebro å, Nedre-Værebro Øvre Værebro Vandføring [l/s] 150 100 Stenløse bro Veksø bro Lunde Bro Snydebro Værebro å, Vindekilde ns Bundså 50 0 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0 Stationering [m] Figur 3. Vandføringen i Værebro Å s hovedløb, korrigeret for bidrag fra tilløb. Geologisk lagfølge Den geologiske lagfølge, der findes lokalt omkring og under vandløbet, er hentet fra den geologiske model /4/, der dækker hele undersøgelsesområdet. Den geologiske opbygning er især karakteriseret ved den markante dalstruktur Søndersødalen der er en tektonisk betinget grabenstruktur i de præglaciale kalklag. Dalen forløber fra Øresundskysten i øst til Roskilde Fjord i vest /4/. Sent i pleistocæn er der sket en opfyldning af Søndersødalen med glaciale, overvejende fluviatile aflejringer. Mægtighederne af glaciale aflejringer i Søndersødalen når omkring 50 meter. I forbindelse med Weichelnedisningen er området flere gange overskredet af gletcheris der har afsat flere morænebænke over området. I den geologiske lagmodel /4/ er der ved tolkningen anvendt nedenstående lagopdeling: Lag 9 Terrænnært lag. Glaciale og postglaciale sedimenter. Tørveaflejringer o.lign. i lavningerne. Moræneler, smeltevandssand i bakkerne. Lag 8 Øvre sand. Smeltevandssand. Udbredt i mindre partier i området. Lag 7 Øvre ler. Moræneler / morænesand. Moræneler eller -sand udbredt i store dele af området Lag 6 Mellem sand. Smeltevandssand. Udbredt i store dele af området Lag 5 Mellem ler. Moræneler. Udbredt i store dele af området Lag 4 Nedre sand. Smeltevandssand. Primært i bunden af Søndersødalen, men også i andre dalstrukturer. Lag 2 Kalk. Danien kalk. Udbredt i hele området. Vandløbsbund Vandløbsbunden er optegnet på baggrund af oplysninger hentet fra vandløbsregulativet (Regulativ for Værebro Å, Frederiksborg Amt, Roskilde Amt og Københavns Amt 15. marts 1993) for Værebro Å. Vandløbsbunden ligger fast og er uafhængig af årstidernes variation.
Grundvandspotentiale Det primære magasin i kortlægningsområdet udgøres alene af lag 4, nedre sand og lag 2, kalk. Grundvandspotentialet udtrykker det hydrauliske trykniveau i et grundvandsmagasin. Grundvandspotentialet varierer over året og afhænger af bl.a. nedbørsforhold og vandindvinding. Der er udført en synkronpejling af tilgængelige boringer langs vandløbet. Disse resultater er anvendt til at beskrive grundvandspotentialet i den konceptuelle vandløbsmodel. Grundvandspotentialets forløb er således behæftet med en vis usikkerhed, idet der kun er få boringer i selve ådalen. Gradientforhold Bundliniegradienten på Værebro Å s hovedløb og potentialet i det primære grundvandsmagasin langs vandløbet er vist på et længdeprofil i figur 4. 12 10 Vandløbsbund Snydebro Vindekilde 8 Grundvandspotentiale Kote [m DNN] 6 4 2 Nedre Værebro Øvre Værebro Stenløse bro Veksø Bro Knardrup 0 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 0-2 Stationering [m] Figur 4. Længdeprofil af vandløbsbunden og potentialets forløb langs Værebro Å. Figur 4 viser at faldet på vandløbet er relativt jævnt på hele strækningen, mens der er markante ændringer i potentialets forløb. På strækningen omkring Stenløse Bro har potentialet et lavpunkt, forårsaget af den store vandindvinding der finder sted ved Værebro Kildeplads. Af længdeprofilet ses det, at vandløbsbunden ligger under potentialet langs hele vandløbet. Det må således formodes, at der overvejende er opadrettede gradienter langs vandløbet, dog med det forbehold at potentialet typisk vil være overvurderet, da der ikke forefindes pejledata for sekundære magasiner i selve å dalen. RESULTATER Udstrækningen af den konceptuelle model følger Værebro Å s hovedløb fra sammenløbet af Bundså og Jonstrup Å i øst til udløbet i Roskilde Fjord i vest. Strækningens placering er vist på figur 5, hvor også placeringen af to tværsnit er angivet.
Figur 5. Konceptuel vandløbsmodel, placering af længdeprofil og tværsnit. Figur 6 viser længdeprofilet langs Værebro Å. Figuren illustrerer den konceptuelle vandløbsmodel og viser dels den geologiske opbygning langs vandløbet (herunder terrænkoten), vandløbets bundkote forløb, det resulterende potentialeforløb og tilstrømningen til vandløbets delstrækninger (fundet af de synkrone vandføringsmålinger) vist som l/s/km. Indvindingerne langs profilet, her illustreret ved Værebro Kildeplads, er ligeledes vist. Den konceptuelle model er beskrevet på 5 karakteristiske delstrækninger: 1. Knardrup til Snyde Bro 2. Snyde Bro til Lunde Bro 3. Lunde Bro til Veksø Bro 4. Veksø Bro Værebro Kildeplads Stenløse Bro 5. Stenløse Bro til Øvre Værebro
Figur 6. Konceptuel vandløbsmodel for Værebro Å. 1. Knardrup til Snydebro På Værebro Å s øvre strækning ses det, at der er en stor og stigende gradient mellem potentialet i det primære grundvandmagasin og vandløbet. Samtidig ligger det nedre sandlag højt og mægtigheden af det øvre lerlag er begrænset, således at vandet i sandmagasinet, ved tilstrækkelige gradientforhold, kan strømme til vandløbet. Det vurderes således at det er kombinationen af gradientforhold og den begrænsede lerlagstykkelse der resulterer i tilstrømningen til vandløbet. 2. Snydebro til Lunde Bro På strækningen mellem Snydebro og Lunde Bro, ses der en stor gradient mellem potentialet i grundvandsmagasinet og vandløbet, gradienten er dog aftagende i nedstrøms retning. Gradienten resulterer ikke i en tilstrømning til vandløbet, tværtimod ses der en udstrømning fra vandløbet idet vandføringen er faldende på strækningen. Dette forhold vurderes begrundet af lerlagenes mægtighed på strækningen som udgør en barriere for grundvandstilstrømningen. Samtidig er å-dalen meget bred på strækningen, og det vurderes, at der i sommermånederne sker en udstrømning fra vandløbet til de ånære arealer hvorfra vandet fordamper. 3. Lunde Bro til Veksø Bro På den korte strækning mellem Lunde Bro og Veksø Bro kommer der et stort bidrag til vandføringen selvom gradienten mellem grundvandspotentialet og vandløbet er faldende. Det vurderes at tilstrømningen skyldes at å-dalen indsnævres markant på lokaliteten, samtidig med, at der er en lerbarriere, der blokerer for den underjordiske strømning i vandløbets længderetning i de øvre sandlag, hvorved vandet presses op i vandløbet, se figur 6. 4. Veksø Bro til Stenløse Bro Strækningen mellem Veksø Bro og Stenløse Bro ligner på mange måder strækning 2. Der er samlet set en udstrømning fra vandløbet på strækningen. Dette skyldes dels den meget brede
ådal, dels at gradienten mellem grundvandpotentialet og vandløbet er lille på strækningen og til tider sandsynligvis ligger under vandløbsbunden. Det lave grundvandpotentiale skyldes påvirkningen fra indvindingen fra Værebro Kildeplads, som ligger på strækningen. 5. Stenløse Bro til Øvre Værebro På den nedre strækning mellem Stenløse Bro og Øvre Værebro er der en usædvanlig stor tilstrømning til Værebro Å. Det er samtidig her at Værebro Å s løb afviger fra Søndersødalens forløb og tager en nordligere kurs mod Roskilde Fjord. Dette erkendes tydeligt ved at betragte de to tværsnit i figur 7 og 8. Figur 7. Tværsnit 1 vestlige tværsnit af de geologiske forhold ved Værebro Å. På det østlige tværsnit beliggende ved Værebro Kildeplads er det tydeligt, at Værebro Å er placeret centralt i Søndersødalen, der afgrænses af kalklaget (med grøn). På det vestlige tvær- snit, der er beliggende omkring Nedre Værebro er det tydeligt at Værebro Å ligger uden for selve Søndersødalen. Samtidig erkendes det, grundvandpotentialet falder i retning fra Sønder- sødalen/hove Å mod Værebro Å. Den underliggende strømningsretning i det primære grundvandsmagasin er således i retning mod Værebro Å, hvilket er en grundlæggende forudsætning for tilstrømningen til Værebro Å. På længdeprofilet figur 6 genfindes dette omkring Nedre Værebro, hvor der er en kortslutning mellem kalken og det nedre lerlag, hvilket medfører at vandet presses op i de øvre jordlag og videre ud i vandløbet. Samtidig ses der også en indsnævring af å-dalen i bredden, således at vandet også i tværretningen presses mod vandløbet. Vandtilstrømningen er beregnet til 58 l/s/km over en strækning på omkring 1 km, hvilket svarer til ca. 2 mill. m 3 vand årligt.
Figur 8. Tværsnit 2 østlige tværsnit af de geologiske forhold ved Værebro Å. KONKLUSION OG PERSPEKTIVERING Det har været muligt at udarbejde en konceptuel vandløbsmodel som gav en større forståelse af vandets kredsløb i Værebro Å-dal. Der er blandt andet konstateret en stor interaktion mellem både overfladevand og grundvandsmagasin samt overfladevand og de ånære arealer. Undersøgelsen har vist, at opstilling af en konceptuel model, baseret på målinger af grundvandsspejl og afstrømning, kan give en ny og bedre forståelse af interaktionen mellem grundvand og overfladevand. Grundvandspotentialet langs Værebro Å ligger over vandløbsbunden langs hele vandløbet, dog har potentialet et lavpunkt omkring Stenløse Bro på strækningen hvor Værebro Kildeplads er beliggende. Det vurderes, at der er opadrettet gradient langs vandløbet. Den konceptuelle vandløbsmodel for Værebro Å viser, at der sker en stor vandtilstrømning til vandløbet på den opstrøms del af vandløbet ved Knardrup og på den nedstrøms del af vandløbet opstrøms Øvre Værebro. I den nedstrøms del afviger Værebro Å s forløb fra Søndersødalens forløb. Den øgede vandtilstrømning til Værebro Å på dette sted er forårsaget af at vandet fra det primære grundvandsmagasin presses op i vandløbet samtidig med at å-dalen indsnævres, således at vandet også i tværretningen presses mod vandløbet. Den store vandløbstilstrømning ved Øvre Værebro kan således forklares ud fra den geologiske model og terrænforhold. I tidligere undersøgelser af vandløbstilstrømningen er denne tilstrømning skønnet at være fejlbehæftet. Med denne undersøgelse er den store tilstrømning målt i 3 undersøgelser siden 1978, hvilket underbygger konklusionen om at vandmængden faktisk er til stede.