Kan lokal håndtering af regnvand mindske presset på grundvandsressourcen?

Transkript

1 ATV Vintermøde Tirsdag d. 9. marts 2010 Vingstedcentret AARHUS Kan lokal håndtering af regnvand mindske presset på grundvandsressourcen? - med udgangspunkt i Københavnsområdet Jan Jeppesen 1,2 Ph.d. studerende i 2BG projektet ( (1) ALECTIA A/S, Denmark (2) Geologisk Institut, Århus Universitet

2 Disposition Vandkredsløbet og drivere for RSR* RSR hypotetiske muligheder Model koncept Kalibreringsresultater RSR simuleringsresultater Diskussion Konklusion *Regnvand som ressource

3 Det naturlige urbane vandkredsløb (i (hypotetisk) praksis) AARHUS FORBRUG RODZONE MAGASIN NEDBØR FORDAMPNING MÅLT FORBRUG INFILTRATION REGNVANDSLEDNINGER OVERLÆKNING IMPORT KLOAKKER VANDFOR- SYNING UMÅLT FORBRUG DIREKTE LÆKAGE OMFANGS- DRÆN DIREKTE LÆKAGE RENSEANLÆG UDSIVNING FRA VANDFORSYNINGS- LEDNINGER DIREKTE NEDSIVNING UDSIVNING FRA KLOAKKER UDSIVNING FRA REGNVANDS- LEDNINGER FORBRUG PÅ VANDVÆRK NEDSIVNING HAV MAGASIN VANDLØB OPPUMPNING AQUIFER HORISONTAL AFSTRØMNING AFVÆRGE- ANLÆG

4 Vandbalance AARHUS

5 Disposition Vandkredsløbet og drivere for RSR RSR hypotetiske muligheder Model koncept Kalibreringsresultater RSR simuleringsresultater Diskussion Konklusion

6 RSR hypotetiske muligheder AARHUS Hydrologiske forvaltningsmuligheder: Nedsivning ved LAR* Opsamling til vandforsyning Fordampning (->begrønning) (forsinkelse) Øge grundvandsressourcen Øge rekreative værdier * Lokal afledning af regnvand

7 Nedsivning AARHUS Regn-afstrømning Før Opstuvning af kloakker Grundvandsoppumpning til forsyning Til rensningsanlæg Vandløb Grundvandssystem Grundvandssystem Regn-afstrømning Efter Grundvandsoppumpning til forsyning Til rensningsanlæg Vandløb

8 Opsamling til vandforsyning AARHUS Regn-afstrømning Før Opstuvning af kloakker Grundvandsoppumpning til forsyning Til rensningsanlæg Vandløb Grundvandssystem Grundvandssystem Regn-afstrømning Efter Grundvandsoppumpning til forsyning Til rensningsanlæg Vandløb

9 Disposition Vandkredsløbet og drivere for RSR RSR hypotetiske muligheder Model koncept Kalibreringsresultater RSR simuleringsresultater Diskussion Konklusion

10 Model koncept 1D-rodzone model Input: klima, arealanvendelse, jordtyper GIS-baseret griddistribueringsværktøj Distribuering af rodzone vandbalancer, regnafstrømning, spildevand, vandforsyning, m.m. LAR-moduler (fordampning, opsamling/tanke) Grundvandsmodel (MODFLOW) Strømninger i hydrogeologiske enheder Eksisterende pakker til beregning af udveksling med naturlige rande: nedsivning, hav, vandløb, søer, m.m. Nye pakker til beregning af udveksling med urbane rande: utætte vandforsyningsledninger, utætte kloakker, nedsivningsbaserede LAR-løsninger

11 Disposition Vandkredsløbet og drivere for RSR RSR hypotetiske muligheder Model koncept Kalibreringsresultater RSR simuleringsresultater Diskussion Konklusion

12 Modeldemonstration på Københavnsområdet AARHUS

13 Simulering af grundvandspotentiale AARHUS

14 Simulering af vandføring AARHUS

15 Simulering af indkommende vand på renseanlæg (Damhusåen) AARHUS

16 Scenarier: Nedsivning af alt regnvand i byområder 2.Opsamling af alt tagvand til vandforsyning Byområder

17 Nedsivningsscenarium Én rendefaskine etableres i hver model celle i alle byområder: Dybde = 2,4 m Bredde og højde = 1 m Længde = red. areal i celle / 10 Porøsitet = 0,39 Hydraulisk ledningsevne ~ lerjord Dimensionering svarer til T=5 (overløb hvert femte år)

18 Opsamlingsscenarium Tankdimensioner og forbrug: 4 m 3 pr. 150 m 2 tag forbrug = 0,84 mm/dag (parcelhus) 4 m 3 pr. 150 m 2 tag forbrug = 1,41 mm/dag (rækkehus) 90 m 3 pr m 2 tag forbrug = 0,68 mm/dag (institution) 50 m 3 pr m 2 tag forbrug = 2,67 mm/dag (etagebolig) Grundvandsoppumpningen nedjusteres i henhold til udnyttelsen af regnvand til toiletskyl.

19 Disposition Vandkredsløbet og drivere for RSR RSR hypotetiske muligheder Model koncept Kalibreringsresultater RSR simuleringsresultater Diskussion Konklusion

20 Nedsivningsscenarium AARHUS Simuleret gennemsnitlig vandbalance for perioden med og uden infiltrationsrender.

21 Opsamlingsscenarium AARHUS Simuleret gennemsnitlig vandbalance for perioden med og uden regntanke.

22 Ændring i afstrømningsregime AARHUS Simulerede varighedskurver på baggrund af perioden

23 Betydning af højtliggende grundvandsspejl på performance af infiltrationsrende AARHUS

24

25

26

27

28

29

30 Disposition Vandkredsløbet og drivere for RSR RSR hypotetiske muligheder Model koncept Kalibreringsresultater RSR simuleringsresultater Diskussion Konklusion

31 Nedsivningsscenarium: Hydrogeologien er begrænsende for dannelsen af dybt grundvand AARHUS Lav K, Lav S Høj K, Høj Sy (Lav Ss)

32 Geografisk forskel mellem nedsivningsområder og vandløbsoplande AARHUS

33 Diskussion Modelusikkerheder: Beliggenhed og dynamik af det øverste grundvandsspejl Terrænnær hydrogeologisk variabilitet i byer Modelusikkerheder kan reduceres ved: Indsamling af enkeltpejlinger fra geotekniske boringer Geofysisk/hydrogeologisk kortlægning Etablering af korte boringer med kontinuert monitering af vandspejlet

34 Disposition Vandkredsløbet og drivere for RSR RSR hypotetiske muligheder Model koncept Kalibreringsresultater RSR simuleringsresultater Diskussion Konklusion

35 Konklusion Modelscenarier for København: RSR er ikke effektiv mht. at øge grundvandsressourcen Reduktion/flytning af oppumpning er effektiv mht. afhjælpning af overudnyttelsen af grundvandet Nedsivning gennem kortsluttet dæklag er ikke belyst Nedsivning af regnvand er problematisk fordi det øger grundvandsstanden i byer, så: LAR-løsninger bør være baseret på fordampning / forsinkelse LAR-løsninger kan være baseret på nedsivning, som kobles sammen med klimarobust grundvandsdræning?