Kriterier for bæredygtig vandindvinding foreløbige resultater fra integreret projekt for seks vandselskaber Hans Jørgen Henriksen og Jens Christian Refsgaard, GEUS ATV temadag, Vingsted 4. Marts 2013
Vision Visionen for projektsamarbejdet mellem GEUS og seks vandselskaber der har finansieret fase I er, at: udvikle kriterier baseres på den bedst mulige faglige viden, der inddrager mere stedspecifik viden om hydrologi og økologi; udvikle nye metoder og værktøjer, som kan bidrage til såvel forvaltning og vandselskabernes drift, fx. moniteringsbehov; samt at opnå accept af nye videnbaserede bæredygtighedskriterier i vandforvaltningen.
Definitioner Kvalitetsmæssig bæredygtig (aquifer safe yield): Bæredygtigheden af et grundvandsmagasin er den mængde grundvand der kan indvindes fra det uden uacceptable følgevirkninger på grundvandets trykniveau og vandkvalitet, sammenlignet med det upåvirkede magasin (modificeret jf. Henriksen et al., 2008) Recipientmæssig bæredygtig (environmental flow): Vedligeholdelse (eller re-etablering) af vigtige karakteristika for det naturlige afstrømningsregime dvs. mængde, frekvens, timing og varighed af afstrømningshændelser, ændringstakter og forudsigelighed/variabilitet, der understøtter specificerede, værdifulde egenskaber af økosystemet (Navarro and Schmidt, 2012; Arthington, Pusey and Tharme, 2003)
Sustainable groundwater abstraction is a complex system the water budget myth and capture Percentage of groundwater pumpage Pumping time Sources: Bjerre, 2012; Bredehoeft, 2002
Aquifer safe yield framework
Environmental flow framework
Simple aquifer safe yield methods Smith et al., 2010
Environmental flow
Standards for allowable abstraction of natural flow (UK)
Komplekse metoder (1) Aquifer safe yield Stedspecifik konceptuel model forståelse Ændringer i grundvandsstand som følge af grundvandindvinding, arealanvendelse og klimaændring Tidsserier af grundvandsniveau og vandkvalitet Vandbalance vurderinger for deloplande Ændringer i aldersfordeling Environmental flow Stedspecifik forståelse af habitat og funktionelle relationer mellem hydrologi og økologi Building block methodology der fokuserer på minimums, median og max afstrømninger (påvirkning af afstrømningsregimet som følge af vandindvinding) Hydrauliske habitat analyser og modeller (vanddybde, hastighed, flow kalender, hydrological suitability index etc.) Eksempel: Environmental impact assessments (EIA)
Komplekse metoder (2) Strømnings- og stoftransport modellering kan anvendes til vurdering af kvantitativ status, kemisk status, tærskel værdier og næringsstof management options baseret på økologisk status af tilknyttede overfladevandssystemer Environmental flow kan inkludere habitat modeller og økologiske modeller (Hinsby et al, 2012)
EU guidelines for kvantitativ status Grundvandsdirektivet (CIS nr. 18) Saltvandsindtrængning (gradientforhold i kystzone) Overfladevandspåvirkning (environmental flow vandløb) Grundvandsafhængige terræstriske økosystemer (våd natur) Vandbalance test
Vandbalance testen (CIS, 2009)
Review of Danish River Basin Management plans- Fyn Abstractions Observed low flow Acceptable reduction Actual reduction m3/year (median min Q) (5, 10, 15 and 25 %) <0, 25, 50, 75, >75%
Review of Danish River Basin Management plans Recharge and abstraction Median min Q Water balance criteria Surface water flow criteria Impact on low flow (accumulat.) Fyn Recharge based on DK model (Henriksen et al., 2008) Abs:1995-2005 1976-1991 dataset (1995 dataset for 600 stations) Abstraction < 0,35 * virgin, natural recharge (horizontal flows not included) High ecological status: max 5% Good ecological status: max 10-25 % Observed median min + modelled low flow reduction = natural med.min Sjælland Recharge based on DK Novana model Abs: same as Fyn 763 observations of low flow and 177 pseudo stations Abstraction < 0,35 * Natural recharge Same as Fyn, but Formula 7 and higher reduc. % for 558 of 940 stations Same as Fyn Jylland Recarge interpol.from DK model or based on waterbalance estimates Abs: Permissions Updated median min Q for 1971-2000 (Orbicon) For west,south and North. Aarhus different Abstraction < 0,35 * Natural recharge for large part, but not appied for Aarhus Same as Fyn, but Viborg and Aarhus, higher reductions allowed Impact factor based on mixed methods, models, or estimated (analytical)
Diskussion og konklusioner (review workshop Februar 2013) Two levels of complexity: simple (screening) and complex (investigative) assessment methods Two levels fits with tiered approach o Simple methods for precautionary (national) screening o Complex methods (site specific) useful as learning cycle to allow overriding of result from simple method screening, if data + studies show this o Need for protocol for use of complex methods for this purpose Do not put all your eggs in one basket => Need for 2-3 indicators to ensure robustness
Konklusion En review rapport er på trapperne, der indeholder: en gennemgang af litteratur og metodik omkring vurdering af aquifer safe yield og environmental flow i udvalgte lande (bl.a. Storbritannien, Tyskland og Irland). metodikker til vurdering af grundvandets kvantitative status jf. Grundvandsdirektivet. metoder anvendt i danske vandplaner. Rapporten er blevet reviewet på workshop i starten af februar med bistand fra to internationale eksperter (Mike Dunbar, EA UK og Roland Barthel, Göteborg Universitet) Resultater peger på, at det måske ikke er indikatorerne i sig selv, men derimod måden og det grundlag, de bliver brugt på i vandforvaltningen der er problemet
Tak for opmærksomheden! Follow Group Name Address Jens Rasmussen HO-FOR Eva Hansson Roskilde Forsyning Mads Kjærstrup Ringkøbing-Skjern Forsyning Henrik Nielsen Naturstyrelsen Bo Lindhardt Nordvand Ole Silkjaer Tre-For Niels Philip Jensen KL Christian Ammitsøe VandCenter Syd Dirk-Ingmar Müller-Wohlfeil Naturstyrelsen Acknowledgement: Undersøgelsens Fase 1 rapport er finansieret af Aalborg Forsyning, Esbjerg Forsyning, Tre-For, Aarhus Vand, VandCenter Syd, og HOFOR i et projektsamarbejde med GEUS Steering Committee Name Anne Scherfig Kruse Jørn-Ole Andreasen Charlotte Schmidt Peter Madsen Per Grønvald Troels Kærgaard Bjerre GEUS Name Hans Jørgen Henriksen Jens Christian Refsgaard Martin Olsen Anker L. Højberg International reviewers Name Michael Dunbar Roland Barthel Address HO-FOR Aarhus Vand TRE-FOR Vand A/S Esbjerg Forsyning Aalborg Forsyning VandCenter Syd Address GEUS GEUS GEUS GEUS Address Environment Agency, UK University of Gothenburg, Swed