Grundvatten i kustområden: (Eller om vi har vattenbrist i ... · • Påverkan på reservoaren nu...

Grundvatten i kustområden:

(Eller om vi har vattenbrist i kommunen

varför har jag så mycket vatten?)

Robert Earon

earon@kth.se

Vatten och Miljöteknik, SEED

19 nov 2019

Norrtälje Kommun, historisk data 1991-2018

Beräknat från

utflödet i Finsta

Nederbördsmätningar

från Norrveda Station

Vatten-

överskott

Risk?

0

20

40

60

80

100

120

140

20

16

jan

feb

mar

ap

r

maj

jun jul

au

g

sep

okt

no

v

de

c

20

17

jan

feb

mar

apr

maj

jun jul

au

g

sep

okt

no

v

GR

UN

DV

AT

TE

NB

ILD

NIN

G(M

M)

PM_ET Linacre Catchment Outflow

Grundvattenbildning, Eknäs 2016-2017

Från: Earon R (2019) Groundwater resources in hard rock coastal terrains: Insights into heterogeneity and spatial variability. PhD Thesis TRITA-ABE-DLT-1932

Eknäs

Outcrop

Clay

Till

Sand

Gravel

Well

Utvecklingen av klimatet

1Sundén G, Maxe L, Dahné J (2010) Grundvattennivåer och vattenförsörjning vid ett förändrat klimat. SGU rapport 2010:12, Uppsala: Sveriges Geologiska Undersökning

Representativ Geologi

Outcrop

Clay

Till

Sand

Gravel

Well

Hur mycket vatten ryms i 100

meter berg? (per kvadrat)

• (med en porositet av 0.03%, ca.

30 l)

Hur mycket morän behöver

vi för att motsvara den

kapaciteten?

• (porositet 5%, ca. 0.6 m)

Hur mycket grus behöver vi för

att motsvara den kapaciteten?

• (porositet 30%, ca. 0.1 m)

Geologins betydelse

Morän

Kristallint Berg

Grus

Klassiska “akvifärer” uppkommer sällan

Åretsnederbörd räcker ofta för att uppfylla behovet, men fördelningen över året är problematisk!

”Permanentisering” leder till nya utmaningar

Ofta kan det vara för kostsamt (ur såväl ekonomisk- som miljöperspektiv) att ansluta alla till kommunalt VA

Outcrop

Clay

Till

Sand

Gravel

Well

Men, vi har ett till problem…

Skillnaden

mellan två

mätningar

Avstånd

mellan

mätningar

Mätningar är

relevant inom

detta

avstånd!

Heterogenitet i heterogeniteten

En rumslig grundvattenbalansberäkning

• I varje pixel uppskattar man grundvattentillgång baserat på jorddjup, jordart, bergart och avstånd från sprickzon

• En rumslig uttagskarta tas fram med hjälp av antagna uttagspunkter

• Dessa kombineras med grundvattenbildning uppskattat med hjälp av nederbörd (SMHI) och uppskattad avdunstning och/eller beräkning från ett avrinningsområde i närheten

Q R

Soil Data

Topography

Data

Soil Depth

Model

Bedrock Data

Well Data

En rumslig grundvattenbalansberäkning

UTTAG OCH LAGRING

Högt Uttag

Stor lagring

Rullstensås

Från: Earon R (2019) Groundwater resources in hard rock coastal terrains: Insights into heterogeneity and spatial variability. PhD Thesis TRITA-ABE-DLT-1932

Mätningar från Värmdö, Stockholm

14

Well 96_1 Well 96_2Brunn utan jordtäcke Brunn med jordtäcke

Verkliga

mätningar Modellresultat

Jordlagren fungerar

som

påfyllningsreservoare

r

Från: Earon R (2019) Groundwater resources in hard rock coastal terrains: Insights into heterogeneity and spatial variability. PhD Thesis TRITA-ABE-DLT-1932

En tydligt ojämnt fördelad grundvattenpåverkan, ofta i låga topografiska områden med flera brunnar

Vikten av jordfyllda dalgångar som fungerar som reservoarer under sommarsäsongen

Upplösningen av modellen har en viktig roll i avgränsningen av områden men inte identifiering

Exempel på resultat från en typisk Augusti månad

15

(Municipal estimate)(Spatial Groundwater Balance) (Converted difference)

Från: Earon R (2019) Groundwater resources in hard rock coastal terrains: Insights into heterogeneity and spatial variability. PhD Thesis TRITA-ABE-DLT-1932

Modellering med 5% (vänster) och 10% (mitten) avdunstnings ökning från historisk data visar

lite miljöstress

När avdunstningen överstiger nederbörden är effekterna av användningen märkbara och

genomgående

Områden som har ett hållbart uttag idag kan visa sig ha en begränsad förmåga att återhämta sig under ändrade klimatförhållanden

Avdunstning-nederbördsbalans

16

+5% ET +10%

ET

+20%

ET

Från: Earon R (2019) Groundwater resources in hard rock coastal terrains: Insights into heterogeneity and spatial variability. PhD Thesis TRITA-ABE-DLT-1932

• Påverkan på reservoaren

nu och i framtiden

• Identifiering av områden

med nu- och

framtidsproblem

• Identifiering av möjligheter

för exploatering

• Skillnaden mellan

utvecklingsscenarier

• Olika markanvändings

scenarier

• Olika klimatscenarier

Grundvatten i en andrad klimat

Från: Sandberg, J (2017) Water Scarcity in

Coastal Areas of Sweden

Apr May

Jun Jul

Aug Sep

Oct

Klimatscenarier

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec

Rem

ain

ing

gro

un

dw

ate

r le

vel ra

tio

[-]

Vindö point 3

0

0,2

0,4

0,6

0,8

1

1,2

jan feb mar apr maj jun jul aug sep okt nov dec

Rem

ain

ing

gro

un

dw

ate

r le

vel ra

tio

[-]

Vindö point 4

Från: Sandberg, J (2017) Water Scarcity in

Coastal Areas of Sweden

GROUNDWATER RESOURCES

POTENTIAL

Vilka parametrar påverkar

grundvattenflöde?

Hur relaterar man icke-

numeriska med numeriska

parametrar?

Risk-variable metoden

=

=n

i

iiVRGRP0

I.

GROUNDWATER RESOURCES

POTENTIAL

Resultat mot SGU’s brunnsarkiv

KINEMATISK POROSITETII.

KINEMATISK POROSITET

Kombinerad Reservoir-GRP risk model

Conceptual-Statistical

Vulnerability Model

Vindö risk for water scarcity

and/or saltwater intrusion