Upload
kasi
View
39
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Oversigt over metoder til brug ved vurdering af vandstandssænkninger Jacob Birk Jensen EnviNa møde 30. oktober 2012. Disposition. Hvad er opgaven Start med de simple modeller Konceptuelle modeller Analytiske modeller Semi -analytiske modeller Hydrologiske modeller Spørgsmål/diskussion. - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Oversigt over metoder til brug ved vurdering af vandstandssænkninger
Jacob Birk Jensen
EnviNa møde 30. oktober 2012
• Hvad er opgaven• Start med de simple modeller• Konceptuelle modeller• Analytiske modeller• Semi-analytiske modeller• Hydrologiske modeller• Spørgsmål/diskussion
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Disposition
• Hvad går opgaven ud på ?
Q
Ændring i vandføring ?
Ændring i vandstand ?
Ændring i udstrømning til våde terrestriske miljøer?
Hvad er opgaven
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Start med de simple modeller
Hvordan?
• Arbejd konservativt
• Anvend de simple værktøjer først
• Tænk: kan jeg med denne indsats afvise en signifikant påvirkning
Deta
ljeri
ngsg
rad a
f und
ers
øgels
e Niveau 1
Niveau 2
Niveau 3
Niveau 4
StopStop
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
10. Marts2011
Vandindvinding og påvirkning
Metoder:
• Simple konceptuelle betragtninger
• Analytiske løsninger
• ”semi-analytiske” løsninger
• Grundvandsmodeller
• Fuldskala pumpetest
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Konceptuelle vurderinger- Hydraulisk kontakt?
Er der hydraulisk kontakt mellem det pågældende naturområde og det magasin der pumpes fra?
Er afstanden stor?
Beskaffenhed af lerlag?
Kontakt?
< -5 m måske ikke
-5 til + 5 m ja
5-15 m måske ikke
> 15 m nej
Værktøjer:
• Potentialekort og pejlinger
• Lertykkelse kort
• Geologiske profiler fra f.eks. GeoScene3D
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Konceptuelle vurderinger- Positive hydrauliske grænser
Indvinding
Vandstand Udstrømning
Q=0 m3/år
Q=50.000 m3/år
Q=100.000 m3/år
Q=200.000 m3/årFakta:
Ved positive hydrauliske grænser kan der være små sænkninger, men stor reduktion af udstrømning
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Konceptuelle vurderinger- Positive hydrauliske grænser
Effekt af positive hydrauliske grænser er størst:•Tæt på vandløb•Ved store, vandrige vandløb (set i forhold vandindvinding)•Ved kyster•Ved søer
Og mindst:•Ved vandløbsspidser•Langt væk fra vandløb, søer og kyst
Og afhængig af hydraulisk kontakt
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Påvirkning af trykniveau/vandstand•Påvirkningen er størst i magasinet hvor der bliver pumpet og den aftager mod terræn•Vandløb, søer, fjorde og hav virker som positiv hydrauliske grænser og derfor aftager påvirkningen når man nærmer sig disse
Konceptuelle vurderinger- Generelt om sænkninger
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Binderup mølle
Sænkning i kalken
Sænkning i terrænnært magasin
Sænkning i terræn
VandløbIndvindingsboring
Potentialelinie
Markvandindvinding
20.000 m3/år
Almen vandforsyning
70.000 m3/år
Almen vandforsyning
100.000 m3/år
Vandindvinding og vandløb- Konceptuelle betragtninger
Den simple og konservative:
1) 20.000 m3 fordelt over 3 mdr = 2,6 l/s
2) 100.000 m3/år = 3,2 l/s
3) 70.000 m3/år =2,2 l/s
Total = 8 l/s
Den simple og konservative:
20.000 m3 fordelt over 3 mdr = 2,6 l/s
Den simple og konservative:
100.000 m3/år = 3,2 l/s
Metoder
Analytiske metoder• Homogen magasin• Konstant pumperate• Påvirkning af et lige uendelig langt vandløb
Numerisk metoderA. Komplette modeller
• Hydrolgiske modeller som vi kender dem• Vilkårlig geologi, vandløbstrace, indvinding mv.• Påvirkning på mange vandløb
B. Semi-analytiske modeller• Simple modeller det ikke beskriver hele
vandkredsløbet med kun selve påvirkningen• Samme som muligheder som A men modellen er
ikke kalibreret• Antager at systemet er lineært
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
Jenkens
Hantush
Hunt
• Homogen magasin• Konstant pumperate• Påvirkning af et lige
uendelig langt vandløb
Bjarne Madsen, ATV indlæg, 27. jan 2009
Vandindvinding og natur- Analytiske vurderinger
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
10. Marts 2011 EnviNA – VVM-screening og Vandforsyning
Vandindvinding og natur- Analytiske vurderinger
Kan sjældent anvendes da de analytiske typisk ”overvurderer” påvirkningen ved terræn?
Numeriske metoder – Semi-analytiske modellerMetode:• Ingen nedbør og fordampning • Udnyttelse af superpositionsprincippet• Betragter kun vandbevægelser og
ændringer i trykniveauer som følge af indvinding.
• Vilkårlig geologi og vandløbstraceAktuel potentiale- og afstrømningsforhold
=
Qupåvirket
ΔQQaktuel
+Grundvandspotentiale
Vandløb Vandindvinding
Upåvirket potentiale- og afstrømningsforhold
Påvirkning af potentiale- og afstrømningsforhold ved indvinding
Kommercielle modeller:
• BEST
• AEM – analytic element model
Numeriske metoder – Semi-analytiske modeller
Sænkning i kalk magasin
Påvirkning af afstrømning til vandløb
Numeriske metoder – Semi-analytiske modeller
Akkumulerede sænkninger
Numeriske metoder – Semi-analytiske modeller
Fordele:•Billigt•Simpelt•Hurtigt beregning•Konservativ vandløbspåvirkning
Begrænsninger:•Kan ikke håndtere ikke-lineære systemer•Holder ikke styr på vandbalancen •Kan overestimere vandløbspåvirkning og underestimere sænkning i vandløbsspidser
EnviNa møde – Grundvandsindvinding og natur – 30. okt. 2012
19
Vandforsyning, Karlby og Sørensen, 1998
Vandindvinding og natur- Hydrologiske modeller
10. Marts 2011 EnviNA – VVM-screening og Vandforsyning
VandløbIndvindingsboring
Potentialelinie
Vandindvinding og natur- Hydrologiske modeller
Vandløb
A
AVåd natur
Snit A-A
Vandløb
Vandindvinding og natur- Hydrologiske modeller
Konceptuel model Numerisk model
• Geologi • Nedbør• Fordampning• Vandløb/dræn• Vandindvinding • etc
• Diskretisering i tid og sted• Numerisk beskrivelse af
processer
Vandindvinding og natur- Modeller og usikkerhed
Vigtige evalueringspunkter:•Opløst geologi ?•Overfladenær geologi ?•Cellestørrelse •Beskrivelse af vandløb og dræn•Hvad er modellen bygget til?•Beskrivelse af interaktion mellem overflade vand og grundvand
Usikkerhed:•Vandløbspåvirkning på opland – lille•Vandløbspåvirkning på ”mark” skala – middel•Sænkninger ved terræn - stor Generelt:Modeller er bedst til det de er bygget til.
23
Skagen – spredning af indvinding
24
Skagen – sænkning før nye boringer
25
Skagen – jævn indvinding på alle boringer
26
Skagen – skævfordelt indvinding