Hydrologisk modellering af landovervågningsoplandet Lillebæk



Relaterede dokumenter
Bestemmelse af dybden til redoxgrænsen med høj opløsning på oplandsskala. Anne Lausten Hansen (GEUS) NiCA seminar, 9.

Usikkerhed på opgørelsen af nitrat reduktion på skalaer fra 100 m til 2000 m. Anne Lausten Hansen (GEUS) NiCA seminar, 9.

På vej mod en landsdækkende nitratmodel

Mod en forbedret modellering af drænstrømning i oplandsmodeller

Nitrat retentionskortlægningen

Autogenerering af hydrostratigrafiske modeller fra boringer og SkyTEM

Oplandsmodel værktøjer til brug for vandplanlægningen

Velkomst og introduktion til NiCA

Opskalering og potentiale for implementering

Kortlægning af retention på markniveau erfaringer fra NiCA projektet

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

Hvordan kan modeller hjælpe os med at vurdere nitratreduktion i undergrunden?

National kvælstofmodel Oplandsmodel til belastning og virkemidler

Kvælstoftransport og beregningsmetoder. Dansk Landbrugsrådgivning Landscentret Plan & Miljø

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

Mulige feltstudier til vurdering af vandets strømningsveje i relation til nitratreduktion i undergrunden?

Kvælstofs vej fra mark til recipient

Kvælstoffets vej til recipient erfaringer med kortlægning af retention

AFSTRØMNING AF VAND GENNEM DRÆN

Forudsigelse af fremtidens ekstreme grundvandsstigninger og lokal usikkerheds analyse - et vejprojekt ved Silkeborg (ATV, vintermøde, 2013)

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

Ny viden til forbedring af retentionskortlægningen

Hvordan vil det se ud, hvis vi i højere grad nedsiver?

Anvendelse af DK-model til indvindingstilladelser

Vurdering af klima ændringens konsekvenser for udvaskning af pesticider i lerområder ved brug af en oplandsskala hydrologisk model

Kobling af to modelkoder: Integrerede HIRHAM og MIKE SHE simuleringer på et dansk opland

KLIMATILPASNING PÅ SILKEBORGMOTORVEJEN

Kan lokal håndtering af regnvand mindske presset på grundvandsressourcen?

Konsekvenser af usikkerhed på geologiske modeller i forhold til grundvandsmodellering

NOTAT. Forudsætninger for fravælgelse af LAR-metoden nedsivning. Indhold

Sammenligning af grundvandsdannelse til kalk simuleret udfra Suså model og DK-model

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

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

Nitratreduktion i geologisk heterogene

Sammenligninger mellem stationære og dynamisk beregnede oplande

Høfde 42: Vurdering af specifik ydelse og hydraulisk ledningsevne i testcellerne TC1, TC2 og TC3

Velkomst og introduktion til TReNDS

Håndtering af regnvand i Nye

Status for de nye beregninger af påvirkninger af vandindvindinger Hans Jørgen Henriksen, GEUS

Oversigt over opdatering

Hvor fintmasket et net over Danmark har vi behov for, og hvor ser det slemt ud med grundvandet?

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

Kvalitetssikring af hydrologiske modeller

Betydning af usikkerhed på geologiske modeller i forhold til grundvandsbeskyttelse

Modelanvendelser og begrænsninger

HVOR SKAL VI HENTE DET RENE VAND OM 10 ÅR - Pesticider som eksempel

GOI I VÆREBRO INDSATSOMRÅDE

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

Dykkende faner i dybe sandmagasiner en overset trussel?

FØLSOMHEDSANALYSE STOKASTISKE OPLANDE HJØRRING MODELLEN FØLSOMHEDSANALYSE

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

Autogenerering af hydrostratigrafiske modeller fra boringer og SkyTEM

Fælles Grundvand Fælles Ansvar

Resultaterne af 10 års grundvandskortlægning Anders Refsgaard, COWI

Brug og misbrug af grundvandsdatering i hydrologisk modellering

Grundvandsmodel for Lindved Indsatsområde

SÅRBARHED HVAD ER DET?

Sag Alectia Projektnr Projekt LOOP 6 Dato

modeller for den umættede zone en ny geofysisk metode i hydrologisk modellering?

OPTIMERING AF DATAGRUNDLAGET FOR KLIMAMÆSSIG AREALPLANLÆGNING

Undersøgelse af klimabetingede grundvandsstigninger i pilotområde Kolding

Status for modellering af vand og varmestrømning

DANMARKS METEOROLOGISKE INSTITUT TEKNISK RAPPORT Opsætning og kalibrering af Mike21 til stormflodsvarsling for Limfjorden

Regnvand som ressource (RSR), hvilke muligheder har vi?

Perspektiver i anvendelse af hydrologisk data assimilation (HydroCast)

Velkommen til møde om indsatsplaner. Kolding Kommune

Udvikling i det samlede næringsstoftab til det marine miljø Jørgen Windolf Institut for BioScience, Aarhus Universitet

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

Seminar om vandrammedirektivet: værktøjer og virkemidler, Foulum, 27. februar 2018 Grundvands- og skala aspekter -Nitrat transport og reduktion

Hvor langt er GEUS kommet med kortlægningen af det terrænnære grundvand

HYACINTS. Lokal gridforfining af regionale grundvandsmodeller, eksempler fra Ristrup Kildeplads

»Hvad kan forsyninger også bruge grundvandskortlægningen til? v. Tina Halkjær Andersen, Teamleder Vand, ALECTIA

Geologisk modellering

Adresse: Renbækvej 12 Kontaktperson: Dan Hausø, Renbækvej 12, Renbæk, 6780 Skærbæk, tlf Dato for besigtigelse: 26.

NOTAT. 1. Følsomhedsanalyse

Kapitel 7. RESULTATER FRA DEN NATIONALE VANDRESSOURCE MODEL (DK-MODEL)

Dokumentation for beregning af N-reduktion fra rodzonen til kyst i N- risikoværktøjet

Anvendelses- muligheder for GOI typologien

Opsamling. Oplandsmodel for landovervågningsopland. Opsamlingsrapport, 27. maj 2009

NiCA grundlag for differentieret regulering af nitratudledning

Modellering af nitrat transport Oplands- til national skala

Sammenfatning. Kvælstof

RINGSTED-SUSÅ KORTLÆGNINGSOMRÅDE Præsentation af den afsluttede kortlægning

Støjvold III Risikovurdering ved brug af lettere forurenet jord til anlæg

Hvis du vil teste en idé

Nitrat i grundvand og umættet zone

3D Sårbarhedszonering

Geus udarbejder et forståelsesnotat

Oversvømmelsesrisiko i et fremtidigt klima

Status på retentionskortlægningen - inddragelse af målinger og vurdering af usikkerhed Baggrund Metodik Resultater Konklusion

Grundvandsmodel for infiltrationsbassin ved Resendalvej

Undersøgelse af flow- og trykvariation

Opsætning af MIKE 3 model

10. Naturlig dræning og grundvandsdannelse

Modellering af grundvandsstrømning ved Vestskoven

National Vandressource model Sjælland, Lolland, Falster og Møn

Kortlægning af kalkmagasiner - Strategi ved kortlægning af ferskvandsressourcen

Supplerende data til sammenhængende vandplanlægning. Jan Küstein Maria Ondracek Dorte Seifert Teide

Modellering af strømning og varmeoptag

Sammentolkning af data i den geofysiske kortlægning.

Transkript:

Hydrologisk modellering af landovervågningsoplandet Lillebæk Anne Lausten Hansen Institut for Geografi og Geologi, Københavns Universitet De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland (GEUS)

Oversigt Introduktion Formål Studieområde Metode Resultater Konklusioner

Nitrat transport og reduktion i grundvand Nitrat udvaskes fra rodzonen og transporteres med vandet ned i undergrunden og videre frem mod vandløb og søer. Nitrat reduktion foregår i den reducerede (iltfrie) zone under redox grænsen. Omfanget af nitrat reduktion afhænger af: Redox grænsens beliggenhed Strømningsvejene i grundvandet Værktøj: Modeller

Hvad er en model? Geologisk model Rumlig beskrivelse af undergrundens jordlag. Grundlag for den hydrologiske model. Hydrologisk model Matematisk beskrivelse af vandets strømning. Inddeles i kasser (celler) for at kunne beskrive rumlig variation. Modellen udfører og sammenkobler beregninger for alle celler. Model Virkeligheden Modellens parametre kalibreres i forhold til observationer.

Nitrat modellering i DK Status Nitrat modellering for oplande mellem 5 km 2 og mere end 1000 km 2. Modellerne er i stand til at simulere vandog nitrattransport for oplande, hvor de er kalibreret. Modellerne er ikke i stand til at simulere vand og nitrattransport for mindre deloplande indenfor det opland hvor de er kalibreret. Stor usikkerhed på udpegning af sårbare og rubuste områder. Opland -Kalibreret -Prædiktivitet Delopland -Ikke kalibreret -Ingen prædiktivitet

Kan vi gøre det bedre med det data vi allerede har til rådighed?

Formål At anvende drænafstrømning fra mindre områder (1 4 ha) indenfor Lillebæk oplandet i kalibrering af en oplandsmodel. Hypoteser 1. Model simuleringen på oplandsskala vil forbedres. 2. Model simuleringen på lille skala vil forbedres.

Studieområde Lillebæk Moniteret siden 1989 som del af landovervågningsprogrammet (evaluering af vandmiljøplanerne). Areal: 4.7 km 2 Arealanvendelse: Landbrug (88%) Nedbør: 839 mm/år Nedsivning: 273 mm/år Vandløbsafstrømning: 231 mm/år

Studieområde Lillebæk Geologien i området Består hovedsagelig af ler Tre sandlag => grundvandsmagasiner Landbrugsjorde i området stærkt drænet Afstrømning til vandløb domineret af drænafstrømning

Studieområde Lillebæk Observations data: Hydraulisk trykniveau (13 boringer) Vandløbsafstrømning (2 stationer) Drænafstrømning (5 områder (1 4 ha)) Hydraulisk trykniveau: Grundvandets energiniveau Vandet strømmer fra højt til lavt trykniveau Det er sjældent at denne type data er tilgængelig

Model værktøj: MIKE SHE 1D vandløbsafstrømning 2D overfladeafstrømning 3D grundvandsstrømning Modelopsætning Drænafstrømning: lineært reservoir, ledes til nærmeste vandløb Input data: Nedsivning simuleret med rodzone modellen Daisy Simuleringsperiode: 1990 2004 Cellestørrelse: 50 m Model parametre: Konstante indenfor hver geologisk lag

Model kalibrering Invers kalibrering (= automatisk model kalibrering) Kalibreringsperiode: 2000 2004 Valideringsperiode: 1997 1999 PEST parameter optimeringsværktøj 7 mest følsomme parametre udvalgt til kalibrering: Horisontal hydraulisk ledningsevne (Clay1, Sand2, Sand3) Vertikal hydraulisk ledningsevne (Clay1, Clay2) Dræn parameter Ved en kalibrering indstilles models parametre i forhold til observationerne

Model kalibrering Multi kriterie kalibrering: Hydraulisk trykniveau: ME (middelfejl) RMSE (middelværdi af kvadratfafvigelsessummen) Errampl (amplitude fejl) Vandløbsafstrømning R2 (Nash Sutchliffe koefficient) Qerr (fejl på middel vandføring) Qerr_summer (fejl på middel sommervandføring) Drænafstrømning Statistiske parametre til at evaluere hvor godt modellens simulerede værdier stemmer overens med de observerede R2_drain (Nash Sutchliffe koefficient) Qerr_drain (fejl på middel vandføring)

Model kalibrering Gradvis implementering af observations data: Sim1: Hydraulisk trykniveau Sim2: Hydraulisk trykniveau + vandløbsafstrømning Sim3: Hydraulisk trykniveau + vandløbsafstrømning + drænafstrømning Sim4: Som Sim3 men med flere dræn parametre Giver stort set samme resultat som Sim3. Drændataene indeholder ikke nok information til at bestemme flere dræn parametre

Resultater Hydraulisk trykniveau statistik ME: Forværres ved inkludering af vandløb og drænafstrømning RMSE: Forværres ved inkludering af vandløb og drænafstrømning Errampl: Ingen trend Optimale værdier: ME = 0 RMSE = 0 Errampl = 0

Resultater Hydraulisk trykniveau model simulering Modellen er i stand til at simulere det generelle trykniveau tilfredsstillende. Modellen har problemer med at beskrive variation i årlig fluktuation mellem boringer. Årlig fluktuation underestimeres Årlig fluktuation overestimeres

Resultater Vandløbsafstrømning statistik R2: Forbedres ved inkludering af vandløb og drænafstrømning. Qerr: Forbedres ved inkludering af vandløbsafstrømning. Ingen yderligere forbedring ved inkludering af drænafstrømning. Qerr_summer: Forbedres ved inkludering af vandløb og drænafstrømning (med undtagelse af station 470033 i valideringsperioden). Optimale værdier: R2 = 1 Qerr = 0 Qerr_summer = 0

Resultater Vandløbsafstrømning model simulering Modellen simulere vandløbsafstrømning tilfredsstillende ved begge stationer. Nogle peaks er modellen dog ikke i stand til at beskrive.

Drænafstrømning statistik Resultater R2_drain: Meget lave værdier og kun over 0 for et område. Forbedres for 2 drænområder. Qerr_drain: Meget høje værdier. Forbedres for 3 drænområder. Optimale værdier: R2_drain = 1 Qerr_drain = 0

Resultater Drænafstrømning model simulering Modellen er ikke i stand til at simulere drænafstrømningen tilfredsstillende.

Konklusioner Inddragelse af drændata forbedre den generelle model simulering lidt (hypotese 1 ). Modellen er ikke i stand til at simulere en korrekt drænafstrømning, og den forbedres ikke væsentligt ved indragelse af drændata (hypotese 2 ). Modellen kan ikke reproducere lokale variationer i trykniveauet. Dette skyldes at den geologiske model er for homogen. Den begrænsende faktor for en models evne til at beskrive lokale strømningsforhold er den rumlige skala hvormed vi kan beskrive geologien. Vi forventer at vores resultater forbedres når vi har en ny geologisk model baseret på SkyTEM data!