Notat. Baggrund. Internt notat om AEM beregninger Nord og Initialer Syd modellen

Transkript

1 Notat Sag BNBO beregninger Projektnr Projekt Svendborg Kommune Dato Emne Internt notat om AEM beregninger Nord og Initialer MAON/DOS Syd modellen Baggrund I forbindelse med beregning af Boringsnære beskyttelsesområder (BNBO) for udvalgte anlæg i Svendborg kommune er der områder, hvor der ikke eksisterer grundvandsmodeller. Her benyttes i stedet Analytisk Element Modeller (AEM). BNBO-beregningerne følger vejledningen //. I Figur ses et overblik over de to AEM modeller der skal beregnes BNBO, pejlinger hørende til magasinet samt potentialekort og vandløb. Til opstilling af AEM modellen er benyttet følgende data: Indvinding: BNBO boringer er indlagt med boringsspecifik indvinding angivet i Tabel. Indvindingsmængderne på anlæggene er individuelt fordelt på boringerne og følger kommunens oplysninger. Nettonedbør/Grundvandsdannelse: Denne er vurderet ud fra Svendborg modellen (0) i de områder som grænser op til AEM modellerne. Det vurderes at 0 % af nettonedbøren er et realistisk input til AEM modellerne. Potentialekort: Eksisterer med 5 m isolinier for hele Fyn. Kortet benyttes til en kvalitativ vurdering af beregnet potentiale. Pejleobservationer: Data hentet fra Jupiter. Der er benyttet en middelværdi af pejlingerne for de observationsboringer der er filtersat i det lag svarende til BNBO magasinets vertikale udbredelse. Geologi: Det er i første omgang anvendt hydrauliske ledningsevner svarende til simuleret sandmagasin respektive kalk magasin med Svenborg modellen og derefter er denne parameter indgået i kalibreringen af modellerne. Randbetingelser: Der er lagt et vandløb ind langs med kysten, i kote 0m, svarende til fastholdt tryk. Det er også lagt in en No flow rand efter topografi og potentiale kort i en afstand som vurderes at ikke påvirke beregningerne af BNBO. ALECTIA A/S Teknikerbyen Virum Denmark Tlf.: Fax: CVR nr / Side af 5

2 Figur Oversigt over boringer der er opstillet AEM modeller for vist med terrænmodellen som baggrund. BNBO boringer er vist med blå, pejleboringer er vist med gul. Svendborg modellen er vist med sort afgrænsning. AEM modellen Syd er en ét lags model som er afgrænset langs kysten med fasholdt tryk i kote 0, samt af vandløb mod vest og øst, Figur. AEM modellens simulerede potentiale og strømningsretning er sammenlignet med potentialekortet og den overordnede gradient og retning. AEM modellen vurderes at simuleres godt nok til beregning af BNBO, Figur 3. Det skal dog bemærkes at retningen for de beregnede BNBO er for 64.6 og er usikre ved års afgrænsningen, hvor en lille ændring i det simulerede potentiale kan resulterer i en 0 90 graders ændring af strømningsretningen omkring disse boringer. AEM modellen Nord er en ét lags model som er afgrænset langs kysten med fasholdt tryk i kote 0, vandløb mod nord og syd, samt en No-flow rand mod vest, Figur 4. AEM modellens simulerede potentiale og strømningsretning er

3 sammenlignet med potentialekortet og den overordnede gradient og retning. AEM modellen vurderes at simuleres godt nok til beregning af BNBO, Figur 5. BNBO erne til de enkelte indvindingsboringer er beregnet vha. partikelbaner og afgrænses efter års transporttid afhængigt af indvindingsmængden. Der er i første omgang beregnet BNBO for både anlæggenes og boringernes indvindingsmænge, og efterfølgende beslutter Kommunen, hvilken afgrænsning der skal anvendes i de videre vurderinger. Tabel Oversigt over udvalgte anlæg og boringer, hvor der beregnes BNBO med AEM modeller. Vandværk/ Borings DGU nr. X Y (Euref89) (Euref89) Hundstrup vandværk * INDV m³/år DGU64.6_ DGU64.463_ Ulbølle vandværk * DGU64._ DGU64.55_ DGU64.96_ Bøsøre vandværk* BNBO BNBO år år Magasin (anlæg) (boring) Mangler oplysninger i Jupiter Smeltevandssand. Overlejret af 5m ler Sand. Overlejret af 0m ler DGU56.94_ DGU56.330_ DGU56.439_ DGU56.6_ Total Smeltevandsgrus. Overlejret af 0m ler Smeltevandssand. Overlejret af 4m ler Kalk. Overlejret af 0m ler Kalk. Overlejret af 8m ler Kalk. Overlejret af 0m ler Kalk. Overlejret af 0m ler/sand/grus *AEM model Syd, AEM model Nord 3

4 Figur Oversigt over AEM modellen Syds afgrænsning og elementer. 4

5 Figur 3 Opsætning og resultat af AEM Model Syd. Simuleret potentiale (lilla), observeret potentialekort (grå), boringer (lyserød), partikler efter år (rød), observationsboringer (grøn), vandløb (blå). 5

6 Figur 4 Oversigt over AEM modellen Nords afgrænsning og elementer. 6

7 Figur 5 Opsætning og resultat af AEM Model Nord. Simuleret potentiale (lilla), observeret potentialekort (grå), boringer (lyserød), partikler efter år (rød), observationsboringer (grøn), vandløb (blå). 7

8 Parametrene anvendt i modellen og kalibreringsresultatet er vist i Tabel. Tabel Parametre og kalibreringsresultat Parameter Model SYD Model Nord Magasin kote, m 8 til - 5 til -55 Hydraulisk ledningsevne 0,00093 (Sand) 0, (Kalk) Nettonedbør, mm/år Porøsitet 0, (Sand) 0,05 (Kalk) ME, m -0,0 0,08 RMS, m 3,03,3 i magasin, m/s Kalibreringsresultat: I Tabel 3 er transmissiviteterne i AEM-modellerne sammenhold med transmissiviteter beregnet på baggrund af data fra korttidsprøvepumpninger i BNBO boringerne hentet fra Jupiter databasen, /4/. I kalibrering af AEM modellerne er den beregnede transmissivitet anvendt som startværdi, og i Sydmodellen afviger den kalibrerede transmissivitet i modellen og den beregnede transmissivitet med kun %. I Nord-modellen er der stor forskel i de beregnede transmissiviteter i de to tætliggende boringer. Boringerne er filtersat i kalk, hvilke kan give meget forskellige ydelser over kort afstand alt efter sprækkeforhold i boringerne. Den kalibrerede transmissivitet i modellen er en middelværdi af de observerede transmissiviteter. Tabel 3: Sammenligning af transmissiviteter fra modellerne med beregnede transmissiviteter fra Jupiter. DGU nr Model Syd Nord Nord K værdi, Magasin Transmissivitet i Transmissivitet m/s tykkelse, m model, m/s fra JUPITER, m/s.93e-04.86e-05.86e E-03.E-03.E E E-0.60E-04 Der placeres partikler i boringerne (30 stk pr. boring). Partiklerne følges baglæns i eller år, idet der beregnes BNBO dels på anlæggets samlede indvinding og dels på boringsniveau. Der foretages en afgrænsning af partikelbanerne og efterfølgende afgrænses BNBO et ved at indlægge en bufferzone 0 m, Figur 6 8

9 Der benyttes en effektiv porøsitet for sandmagasinerne på 0,0 og for kalkmagasinet på 0,05. Strømningshastigheden og dermed udstrækningen af BNBO er omvendt proportional med porøsiteten. 0 m buffer Figur 6 Eksempel på konstruktion af BNBO fra partikelbaner 9

10 Resultater I Tabel 4 er BNBO GIS ID vist sammen med de tilknyttede anlæg og boringer. Desuden er resultater med areal, grundvandsdannelse (GVD) og nettonedbør (NN) for de beregnede BNBO erne angivet. AEM modellerne er ét-lags modeller og derfor er NN og GVD til det magasin som boringen indvinder fra ens. Tabel 4 Oversigt over modelberegnede BNBO med areal og grundvandsdannelse til indvindingsmagasinet inden for BNBO samt henvisning til figur i nedenstående tekst. BNBO ID Borings DGU Hundstrup vandværk 5/09 DGU64.6 5/0 DGU Ulbølle Vandværk DGU64. DGU DGU Bøsøre Vandværk DGU / DGU / DGU /3 DGU Total Indv m³/år BNBO år (Anlæg) Areal (Anlæg), ha BNBO år Areal GVD, NN, (Boring) (Boring), mm/år mm/år ha Figur # ,73 0,7,5, * * 7 7,97 ** ** 00 * 8 0,68,3 46 * 9 0,33 0,3 0,64 0, * * *I AEM ét lags modeller er grundvandsdannelse til magasinet og nettonedbøren ens ** Samme resultat som ved anlægsniveau 0

11 Kommentarer til de enkelte BNBO beregninger Hundstrup vandværk Til beregning af BNBO for boringerne til Hundstrup vandværk, Tabel, er benyttet en Analytisk Element Model (AEM). Indvindingstilladelsen på m³/år er ligeligt fordelt mellem boringerne. BNBO erne er afgrænset af og års transporttid til boringerne, idet den samlede indvinding på vandværket er > m³/år, mens indvindingen på den enkelte boring er < m³/år. Boringerne indvinder fra et sandmagasin. En høj porevandshastigheden i magasinet resulterer i et smalt og langstrakt BNBO. Strømningsretningen har derfor stor betydning for placeringen af BNBO afgrænsningen, som derfor bliver mere usikker jo længere væk fra boringen man er. Grundvandsdannelsen til det primære magasin (GVD) og nettonedbøren (NN) er parametre, der anvendes til at vurdere den naturlige sårbarhed af grundvandsressourcen inden for BNBO erne. AEM modellen er en ét-lags model og derfor er NN og GVD ens. I Tabel 3 er den kalibrerede NN og GVD angivet, som den gennemsnitlige nedadrettede flux.

12 Figur 7 BNBO GIS ID #5 og 5 ( år) samt #09 og 0 ( år) for Hundstrup vandværk. KMS.

13 835 - Ulbølle vandværk Til beregning af BNBO for boringerne til Ulbølle vandværk, Tabel, er benyttet en Analytisk Element Model (AEM). Indvindingstilladelsen på m³/år er ligeligt fordelt mellem boringerne. Boringerne ligger så tæt at der beregnes ét samlet BNBO. BNBO et er afgrænset af års transporttid til boringerne, idet indvindingen på vandværket og den samlede indvinding på boringerne er > m³/år. Boringerne indvinder fra et sandmagasin. Grundvandsdannelsen til det primære magasin (GVD) og nettonedbøren (NN) er parametre, der anvendes til at vurdere den naturlige sårbarhed af grundvandsressourcen inden for BNBO et. AEM modellen er en ét-lags model og derfor er NN og GVD ens. I Tabel 3 er den kalibrerede NN og GVD angivet, som den gennemsnitlige nedadrettede flux. Figur 8 BNBO GIS ID #53 ( år) for Ulbølle vandværk. KMS. 3

14 Bøsøre vandværk Til beregning af BNBO for boringerne til Bøsøre vandværk, Tabel, er benyttet en Analytisk Element Model (AEM). Indvindingstilladelsen på m³/år er ligeligt fordelt mellem boringerne. BNBO erne er afgrænset af og års transporttid til boringerne, idet den samlede indvinding på vandværket er > m³/år, mens indvindingen på de enkelte boringer er < m³/år. Boringerne indvinder fra et kalkmagasin. Grundvandsdannelsen til det primære magasin (GVD) og nettonedbøren (NN) er parametre, der anvendes til at vurdere den naturlige sårbarhed af grundvandsressourcen inden for BNBO erne. AEM modellen er en ét-lags model og derfor er NN og GVD ens. I Tabel 3 er den kalibrerede NN og GVD angivet, som den gennemsnitlige nedadrettede flux. Figur 9 BNBO GIS ID #54,55 og 56 ( år) samt #, og 3 ( år) for Bøsøre vandværk. KMS. 4

15 Referencer // Boringsnære beskyttelsesområder BNBO. Vejledning fra Miljøstyrelsen Nr // Beregning af transmissivitet, Svendborg Kommune. Notat udarbejdet af ALECTIA, 04. 5