CLIWAT Klimaændringernes effekt på grundvandet Interreg project Torben O. Sonnenborg GEUS
A. Belgische Middenkust (B): Modelling, salinisation B. Zeeland (B/NL): Modelling salinisation, eutrophication D. Borkum (D): Modelling, salinisation E. Schleswig (D+DK): Modelling, irrigation F. Horsens Fjord: Modelling, flooding E. Hørlykke: Point source, modelling G. Aarhus river (DK): Point sources, modelling
Indhold Vidå Horsens Tissø
Vidåen Klimaændringernes effekt på markvanding og vandløbsafstrømning
Formål med projekt Belyse effekten af markvanding på minimumsvandføring i et fremtidigt klima I samarbejde med: Miljøcenter Ribe
Forventede fremtidige effekter Mindre sommernedbør Højere temperaturer Nye afgrøder Udtørring af jorden Øget behov for markvanding Lavere grundvandsstand Reduceret vandføring i vandløb
Problemstillinger Bestemmelse af nuværende vanding Sammenhæng mellem arealanvendelse og vanding Bestemmelse af fremtidig vanding Sammenhæng mellem grundvandsindvinding til vanding og vandløbsafstrømning
Markvandingsboringer 1289 boringsindtag 25,1 mio. m 3 pr. år (estimat) Fra Vandplan, Vanddistrikt 4.1 Kruså/Vidå, MC Ribe (2010)
Fra MC Ribe Arealanvendelse - Sønderjylland
Area (Ha) Ændring i arealanvendelse Arealanvendelse Sønderjyllands Amt Majsareal i Danmark 180000 160000 140000 120000 100000 Sandsynlig udvikling: Mere majs Mere biomasseproduktion Korn i alt Raps i alt Rodfrugter i alt 80000 60000 40000 Majs til opfodring Græs og grøntfoder Græs uden for omdrift 20000 0 1982 1984 1986 1988 1990 1992 1994 Fra Jørgen Olesen, DJF År 1996 1998 2000 2002 2004 2006
Nedbør (mm/måned) Nedbør - Vestjylland Betydning af afgrødevalg 200 180 160 Påvirker aktuel fordampning 140 Påvirker vandingsbehov 100 80 Påvirker hvornår der 40 20 skal vandes 120 Vandingsperioder Afgrøde April Maj Juni Juli August September 60 0 Nu A2 B2 J F M A M J J A S O N D Måned Græs (20%) Vinterhvede (25%) Vårbyg (15%) Majs (10%) Efter Landbrugets Rådgivningscenter
Metode DK-model anvendes (modificeret) Automatisk vanding i model Fremtidigt klima anvendes som input Effekt på vandløb (minimumsvandføring) Scenarier for klimaændringer Scenarier for arealanvendelse
Horsens Klimaændringernes effekt på oversvømmelse og udtørring af Horsens
Formål med projekt Risiko for oversvømmelse af Horsens By Havet, vandløb, grundvand Udvaskning af forurening fra deponier Samarbejde med Horsens Kommune og Region Midtjylland
Vandstand (m) Havniveau Horsens By 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0-0.5-1.0-1.5 juli 2006 oktober 2006 januar 2007 april 2007 juli 2007 oktober 2007 januar 2008 Tid
Horsens By Vandstand: 1.5 m Vandløb Nørrestrand Nørrestrand Horsens Fjord Horsens By
Horsens By Vandstand: 2.5 m Vandløbsafstrømning Grundvandsindstrømning
Randbetingelser til lokal model
Metode Indstrømning defineret af Horsens Fjord model Detailmodel for Horsens By Øget havvandstand + klimaændringer Effekter på oversvømmelser: Grundvand Overfladevand Potentiel betydning for udvaskning
Tissø Bæredygtig indvinding fra Tissø i et fremtidigt klima
Fokus-område
1990 1992 1994 1996 1998 2000 2002 2004 2006 2008 Annual abstraction (mill. m 3 /yr) Indvinding fra Tissø 4.5 4.0 3.5 Kalundborg 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Time (year) Tilladelse: 5 mill. m 3 pr år Anvendelse: Industriel Symbiose
Evapotrans. Precipitation (mm/day) Klimaændringer 6.0 4.0 5.0 3.0 4.0 3.0 2.0 2.0 1.0 1.0 0.0 Reference Precipitation evapotranspiration Pr. A2 Pr. A2 J F M A M J J A S O N D Month
Relative ændring change (%) Effekten på vandløbsafstrømning Station Susåen 57.12 60 40 20 0-20 -40-60 J F M A M J J A S O N D Måned Month A2 B2
Formål At undersøge om vandindvinding fra Tissø er bæredygtig i et fremtidigt klima Vandstand i Tissø Udstrømning til Halleby Å Samarbejde med Kalundborg Kommune
Modeller anvendt GCM: HadAM3H Hadley Centre, UK RCM: HIRHAM DMI Hydro: DK model GEUS x = 150 km x = 12 km x = 0.2 km
DK-modellen benyttes Nedbør + klima Akt. fordampning Infiltration Grundvand Vandløb
Vandløb i modellen St. Vernant Routing
25 tværsnit inkluderet
CO 2 scenarie A2
Havniveaustigning inkl. isostatiske niveauændringer (CLIMBER resultater) Tilgængelige havniveaudata Stigning i m Scenarier 2070-2100 B1 0.51 A1B 0.63 A1FI 0.73 0.73 m lægges til daglige værdier for nuværende havniveau 0.5 m and 1.0 m scenarier anvendes også
Fremskrivninger af havniveaustigninger Middel for 2071-2100 anvendt her Vermeer & Rahmstorf, 2009 IPCC, 2007 Vermeer and Rahmstorf, 2009. www.pnas.orgcgidoi10.1073pnas.0907765106
01.01.2008 01.01.2008 01.02.2008 01.02.2008 01.03.2008 01.03.2008 01.04.2008 01.04.2008 01.05.2008 01.06.2008 01.07.2008 01.08.2008 01.09.2008 01.10.2008 01.11.2008 01.12.2008 01.01.2009 Havniveau (m) Havniveau (daglig) Nuværende og fremtidigt havniveau (2008) 1.5 0.75 0.50 1.0 0.25 0.5 0.00 73 cm 0.0-0.25-0.50 Dato
Water level (masl) Water level (masl) Water Discharge level (masl) 3 /s) 01.01.1999 01.01.1999 Kalibrering og validering 01.01.2000 01.01.2000 01.01.2001 01.01.2001 01.01.2002 01.01.2002 01.01.2003 01.01.2003 01.01.2004 01.01.2004 01.01.2005 01.01.2005 01.01.2006 01.01.2006 01.01.2007 01.01.2007 01.01.2008 01.01.2008 3.0 14 2.5 12 10 2.0 8 1.5 6 1.0 4 Ved udløb fra Tissø Observed Kalibrering Simulated Validering R 2 = 0.90 R 2 = 0.91 0.5 2 0.0 0 3.0 2.5 2.0 1.5 3.0 Observed Simulated R 2 = 0.80 R 2 = 0.80 Date Observed Simulated 1.0 2.5 0.5 2.0 0.0 1.5 1.0 0.5 0.0 Date
Resultater: Effekt på grundvandsspejl Stigning i grundvandsniveau kontrolleret af nuværende dybde til dræn Ændring i grundvandsstand fra nuværende til fremtidigt klima (A2 scenario med havniveaustigning på 0.73 m) I området omkring Tissø.
Discharge (m 3 /s) Discharge (m 3 /s) Resultater: Ændring i vandløbsafstrømning 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Current A2 J F M A M J J A S O N D Month Middel månedlig afstrømning ved st. 55.01 (Opstrøms Tissø) 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Current Current A2 J F M A M J J A S O N D Month Middel månedlig afstrømning ved st. 55.08 (Nedstrøms Tissø)
Frequency Frequency Resultater: Vandstand i Tissø Frekvensfunktion for vandstand ved st. 55.08 ved udløbet af Tissø for nuværende og A2 klima med havniveaustigning på 0.73 m 1.0 1.0 0.8 0.8 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.0 Current A2 0 1 2 3 4 0.2 0.0 Current A2 with 0.73 m SLR A2 without SLR 0 1 2 3 4 Water level (masl) Water level (masl)
Frequency Frequency Resultater: Vandstand i Tissø Frekvensfunktion for vandstand ved st. 55.08 ved udløbet af Tissø for nuværende og A2 klima med havniveaustigning på 0.73 m 1.0 0.8 1.0 Mængden af vand tilstrækkelig 0.8 i fremtidigt klima 0.6 0.6 0.4 0.4 0.2 0.0 Current A2 0 1 2 3 4 0.2 0.0 Current A2 with 0.73 m SLR A2 without SLR 0 1 2 3 4 Water level (masl) Water level (masl)
01-01-01 01-01-02 01-01-03 01-01-04 01-01-05 01-01-06 01-01-07 01-01-08 01-01-09 01-01-10 01-01-11 01-01-12 01-01-13 01-01-14 01-01-15 01-01-16 01-01-17 01-01-18 Discharge (m 3 /s) Resultater: Udstrømning fra Tissø, 2071-2100 25 20 Station 55.08 Downstream Tissø A2 scenario w ith 1.0 m A2 scenario w ith 0.73 m A2 scenario w ith 0.50 m 15 10 5 0 OBS!! -5 Time Negativ vandføring betyder indstrømning til søen
Resultater: Antallet af dage med saltvandsindstrømning til Tissø for tre forskellige havniveau-scenarier Havniveaustigning Antal dage med indstrømning Maks indstrømningsrate Maks indstrømningshændelse (m) (m 3 /s) (mill. m 3 ) 0.50 5 2.3 0.48 0.73 22 3.4 0.89 1.00 61 4.7 1.38
Konklusion Oprindelig antagelse om mulige problemer med vandressourcen pga. længere og mere tørre somre viste sig at være forkert bæredygtig indvinding også i fremtiden Vandkvaliteten og økologien i Tissø er truet af saltvandsindstrømning til søen med mindre der etableres en sluse