Ignorer kommandoer på båndet
Gå til hovedindhold
Naviger op
Log på
> Forsiden > Publikationer > Populærvidenskab > Diverse artikler > Bag om drikkevandet

Bag om drikkevandet

 
Den nye opgørelse af vor drikkevandsressource, som blev offentliggjort i bebyndelsen af 2003, har næsten halveret den tilgængelige mængde drikkevand. Artiklen går bag om tallene i opgørelsen, som det tog syv år at bestemme med en ny vandressource-model. Status, er at vi pumper for meget vand op
Aktuel Naturvidenskab nr 4 oktober 2003
Hjemtag (download) pdf-filen aktuel-naturvidenskab-4-2003.pdf (~700 kb)
PDF-filer skal læses med en pdf-reader. Du kan f.eks. bruge Acrobat Reader Xpdf eller GSview

background image
6
A k t u e l N a t u r v i d e n s k a b | 4 | 2 0 0 3
I Danmark bruger vi næsten
udelukkende rent og urenset
grundvand som drikkevand.
Det er billigt, nemt og sikkert.
Men nu er der grund til bekym-
ring: For 11 år siden var det
bedste bud på størrelsen af vore
drikkevandsressourcer, at den
tilgængelige mængde grundvand
var på ca. 1,8 mia. kubikmeter
om året. I foråret blev resultatet
af den nye opgørelse af drikke-
vandsressourcerne offentliggjort.
Den nye opgørelse, som er
baseret på en detaljeret vandres-
source-model (DK-model) , viser,
at den tilgængelige mængde
grundvand nu er 1,0 mia. kubik-
meter årligt ­ altså næsten en
halvering.
Bag om
drikkevandet
Den nye opgørelse af vor drikkevandsressource, som blev offentliggjort tidligere på året, har næsten hal-
veret den tilgængelige mængde drikkevand. Artiklen går bag om tallene i opgørelsen, som det tog syv år
at bestemme med en ny vandressource-model. Status, er at vi pumper for meget vand op.
Af Hans Jørgen Henriksen, Anker Lajer Højberg og Lars Troldborg
Foto: GEUS
background image
7
A k t u e l N a t u r v i d e n s k a b | 4 | 2 0 0 3
Forklaringen på halverin-
gen er dels en mere detaljeret
beregning af hele vandkredsløbet
end tidligere, samtidig med at
der i den nye opgørelse er taget
højde for forureningen med
miljøfremmede stoffer som f.eks.
pesticider.
EU kræver hensyn
til naturen
Vi har som nævnt en unik situa-
tion her i landet, hvor 99% af
vandforsyningen er baseret på
urenset, rent vand fra under-
grunden. De nye tal tyder på,
at denne situation måske er
uholdbar.
Vi pumper så meget vand op,
at vandløb tørlægges og grund-
vandsspejl sænkes. Samtidig
siver pesticider, nitrat og andre
miljøfremmede stoffer langsomt
ned gennem jordlagene og ska-
ber voksende problemer i det
øvre grundvand.
Den nye ressourceopgørelse,
der er baseret på eksisterende
retningslinier, viser, at der ikke
er sammenhæng mellem vore
målsætninger for vandløb og
vandkvalitet og den nuværende
strategi for vandindvinding.
Fra årsskiftet skal EU's
såkaldte vandrammedirektiv
udmøntes. Direktivet fastsæt-
ter en række miljømål, der skal
opfyldes inden for en fastsat
frist. Det opstiller desuden over-
ordnede rammer for den admi-
nistrative struktur, for planlæg-
ning og gennemførelse af tiltag
og for overvågning af vandmil-
jøet. Med Vandrammedirektivet
står vi over for bindende krav til
de målsætninger, der opstilles
for grundvand og overfl adevand.
Det er derfor helt essentielt, at
vi i forbindelse med Vandram-
medirektivet bliver i stand til
at fastlægge grænserne for, hvor
meget vi kan påvirke vandkreds-
løbet. Vi vil blive hængt op på
de målsætninger, der opstilles.
Arbejdet med DK-model (se
boks næste side) har endvidere
vist, at vi har problemer med at
få regnskabet med vandbalancen
til at gå op. Vi har ikke godt
nok styr på, hvor meget det
regner, og hvor meget vand der
fordamper. Fejl i opgørelserne
af vandbalancen medfører pro-
blemer for vurdering af vand-
løbspåvirkning og grundvands-
dannelser og dermed også for
vurdering af nitratudvaskning
samt konsekvenser af vandind-
vinding.
Derfor er resultaterne fra DK-
model vigtige og bør indgå i det
fremtidige arbejde med Vand-
rammedirektivet.
Grænser for indvinding
af grundvand
Når grundvand pumpes op fra
undergrunden påvirker det mil-
jøet på fl ere måder:
- Det kan påvirke vandløbene,
hvor vandføringen reduceres,
og nogle strækninger helt tør-
lægges
- Det kan øge hastigheden,
hvormed nitrat, pesticider
og andre stoffer siver ned i
grundvandet med regnvandet
- Det kan påvirke frigivelsen
af stoffer fra undergrunden
f.eks. nikkel, klorid, sulfat
mv. som følge af sænkning af
grundvandspejlet og iltning af
jordlag
Disse tre forhold sætter således
grænser for, hvor meget vand
der kan pumpes op under givne
vegetations- og klimaforhold.
Og dermed er de centrale for
en opgørelse af vandressourcens
størrelse.
Med rapporten Ferskvandets
Kredsløb har vi for første gang
regnet detaljeret på vandkreds-
løbet for hele landet. Vore
be regninger viser, at påvirkninger
af vandløb og natur (bl.a. plan-
ter, krebsdyr og fi sk) giver større
begrænsninger i de mængder, der
kan hentes op fra grundvandet,
end vi hidtil har antaget. Oven
i dette kommer så problemerne
med forureningen af det øvre
grundvand dvs. de øverste 30-50
meter under terrænoverfl aden,
hvor hver femte boring i dag
viser en forurening med både
nitrat og pesticider over grænse-
værdien. Dvs. at vi må antage,
at en større del af grundvandet
bliver forurenet med tiden, idet
det tager fra 10 til 100 år for
vandet at sive ned til det dybe
grundvand. Undervejs sker der
dog en vis naturlig "rensning"
af vandet, men vil situationen i
det dybere grundvand yderligere
forværres, eller er den stabil?
Figur 1. Ferskvandets
kredsløb og vandbalancen i
grove træk. Tallene er mm vand pr. år.
Vandbalance
Vandbalancen for et opland kan udtrykkes ved en vandbalanceligning,
der udtrykker, at nedbøren modsvares af summen af fordampning,
vandløbsafstrømning, underjordisk afstrømning (i grundvandet),
oppumpning og ændret magasinering i jorden i oplandet. Alt i alt et
stort regnskab.
Overordnet set er det vigtigt at få styr på vandbalancen og ikke
mindst dens påvirkelighed. For at sikre bæredygtig udvikling er det
vigtigt, at der er styr på sammenhæng mellem vandforbrug og natur-
påvirkninger. At opgøre vandbalancen er et kompliceret spil mellem
geologiske forhold, indvindinger, vandløb og søer, arealudnyttelse og
klimapåvirkninger.
Vandramme-
direktivet
Formålet med vandrammedirektivet er at sikre beskyttelse af vandløb,
søer, overgangsvande, kystvande og grundvand. Dette skal ske ved:
­ at forebygge yderligere forringelse og beskytte og forbedre vandøko-
systemernes tilstand og, hvad angår deres vandbehov, også tilstanden
for jordbaserede økosystemer og vådområder, der er direkte afhæn-
gige af vandøkosystemerne,
­ at fremme bæredygtig vandanvendelse baseret på langsigtet beskyt-
telse af tilgængelige vandressourcer,
­ at sigte mod forøget beskyttelse og forbedring af vandmiljøet bl.a.
gennem specifi kke foranstaltninger til vedvarende reduktion af udled-
ninger, emissioner og tab af prioriterede stoffer og ophør eller udfas-
ning af udledninger, emissioner og tab af prioriterede farlige stoffer,
­ at sikre vedvarende reduktion af forurening af grundvand og forhin-
dre yderligere forurening heraf,
­ at bidrage til at afbøde virkningerne af oversvømmelser og tørke.
Direktivet skal herigennem bl.a. bidrage til at opfylde målene fra
relevante internationale aftaler, herunder om beskyttelse af havmiljøet.
H
Y
D
R
O
L
O
G
I
background image
8
A k t u e l N a t u r v i d e n s k a b | 4 | 2 0 0 3
En geologisk model viser den rumlige fordeling af bjergarter
og jordlag, der fi ndes i undergrunden i et område. Før i tiden
blev geologiske modeller konstrueret og tegnet i hånden,
men i dag foregår det meste af arbejdet på computere, mens
indsamlingen af data til brug for opstillingen af modellerne
stadig i høj grad foregår i felten.
En geologisk
model
Nedbør
Fordampning
Fordampning
direkte fra blade
Snesmeltning
Grundvandsspe
jl
Model for overflade-
og vandløbsafstrømning
Rodzone model
1- dimensionel model
for umættet zone
3- dimensionel model for
mættet zone
Stoftransport model
Kilde: Århus Amtskommune.
En grundvandsmodel er en matematisk beskrivelse af vandets strømning
i de forskellige jordlag (se fi gur), der er opstillet i den geologiske model.
Det vigtigste grundlag for en grundvandsmodel, er derfor den geologiske
model og tal for nedbør og fordampning. Til hvert geologisk lag er der i
grundvandsmodellen parametre, der karakteriserer lagets strømningsegen-
skaber. Eksempelvis gives sandlag højere talværdier (permeabilitet) for
vandets evne til at strømme igennem mediet end lerlag. I praksis er en
grundvandsmodel et computerprogram, som udfører og sammenkæder alle
de beregninger, der tilsammen beskriver vandets strømnings- og opmagasi-
neringsforhold i grundvandssystemerne, såvel som udvekslingen mellem
grundvand, vandløb og søer.
En model er en forenklet beskrivelse af den faktiske virkelighed, og vil
derfor aldrig kunne vise et fuldt korrekt billede af grundvandsforholdene. Jo
fl ere informationer og data, for eksempel geologiske data, man putter ind i
en grundvandsmodel, desto bedre og mere nøjagtig, kan det forventes, at
modellens efterligning af virkeligheden (naturen) bliver, i lighed med meteo-
rologernes vejrprognoser.
En grundvandsmodel
DK-modellen
En integreret grundvands- og
overfl adevandsmodel
Den nye nationale vandres-
source-model, DK-model, er
en integreret grundvands- og
overfl adevandsmodel opbygget
i et 1x1 km net for Danmark
dækkende 43,000 km
2
. Model-
len består af et relativt simpelt
rodzonemodul til beregning af
nettonedbør og en detaljeret
og omfattende tre-dimensional
grundvandsmodel til simulering
af grundvandsdannelse og try-
kniveau i forskellige geologiske
lag. Dertil kommer et relativt
detaljeret overfl ademodul, der
beskriver afstrømning i dræn
og vandløb, herunder udveks-
ling mellem grundvand og
vandløb. Modellen udnytter de
fl este af de data, der foreligger
i de nationale databaser ved-
rørende geologi, jordart, topo-
grafi , klima og hydrologi.
Konstruktionen af DK-model-
len har været særdeles udfor-
drende, fordi alle disse data
ikke har været sammenstillet
på denne måde før, og derfor
ikke nødvendigvis indebærer
gensidig konsistens. Formålet
med modelstudiet har været
at udvikle et værktøj til anven-
delse i praktisk vandressource-
forvaltning.
En meget vigtig sidegevinst
er muligheden for at gennem-
føre en kvalitetssikring af de
hydrologiske data og procesfor-
ståelse på stor skala. Opbyg-
ningen af modellen krævede,
at vi udnyttede viden fra en
lang række institutioner med
forskellige fagområder. Et sam-
arbejde som bl.a. har gjort os
opmærksom på inkonsistens
i vores fortolkning af nedbør
og fordampning. Modellen har
også givet feedback til forståel-
sen af den geologiske tolkning,
der er selve fundamentet for
den hydrologiske model.
Det endelige resultat af
DK-modellen viser, at det har
været muligt at konstruere
en kombineret grundvands-
/overfl adevandsmodel, som
giver pålidelige resultater med
hensyn til simulering af trykni-
veau og afstrømning. Desuden
er den brugt til at integrere
tilgængelig viden og retnings-
linier til et bud på størrelsen
af Danmarks drikkevands-
ressource.
H
Y
D
R
O
L
O
G
I
background image
9
A k t u e l N a t u r v i d e n s k a b | 4 | 2 0 0 3
Vandregnskabet skal
stemme
En ubetinget styrke ved en
model som DK-model er dens
evne til at påpege inkonsistens
i de anvendte data ­ f.eks. at
vandbalancen ikke går op.
Dette problem viste sig, da
de nyeste nedbørs- og fordamp-
ningsdata fra Danmarks Meteo-
rologiske Institut (DMI) og
Danmarks JordbrugsForskning
(DJF) blev anvendt i modellen.
Dette gav en fejl på vandbalan-
cen på 50-100 mm/år ­ regn-
skabet stemte ikke.
Det viste sig nemlig, at det
ikke var muligt at opnå den
ønskede nøjagtighed med hen-
syn til modellens evne til at
simulere daglig vandføring ved
de målestationer, der indgik
i kalibrering og validering af
modellen. GEUS (Danmarks og
Grønlands Geologiske Undersø-
gelse)
valgte derfor lidt "frækt" at
korrigere den daglige nettoned-
bør for at synliggøre, at her var
et alvorligt problem.
Da DK-model var opstil-
let og testet for størstedelen af
Danmark, stod det klart, at der
var tale om "en systematisk fejl",
der tilmed kunne underbyg-
ges af studier på mindre skala.
En kulegravning i samarbejde
mellem DJF, DMI, Danmarks
Miljøundersøgelser (DMU) og
GEUS gav anledning til et sæt
nye anbefalinger, hvor resulta-
terne fra DK-modellen spillede
en væsentlig rolle sammen med
studier af vandbalancen fra
målte oplande. Under færdig-
gørelsen af DK-model blev der
konstateret nogle særlige proble-
mer omkring Limfjorden (Thy
og Mors) og i Sønderjylland,
som måske kunne tyde på, at
ikke alle problemer er løst med
de nye anbefalinger. Der er der-
for fortsat behov for mere viden,
og løsningen af vandbalance-
problemet er kun af midlertidig
karakter.
Behov for at revurdere
retningslinier
På basis af resultaterne fra DK-
model må det konstateres, at
fl ere af de retningslinier, der er
anvendt i ressourceopgørelsen,
ikke overholdes med den nuvæ-
rende indvinding. Et eksempel
er kravet til minimumsvandfø-
ringen for strækninger udpeget
til f.eks. gyde- og opvækstom-
råder for ørreder. Denne må
maksimalt reduceres med 10 %,
hvilket ikke overholdes i mange
områder.
I Nordsjælland og Køge
bugt pumpes op til 3 gange for
meget. På Fyn 30 % for meget.
I Sydøstjylland 20 % for meget.
I områder udpeget til at udgøre
rygraden af den fremtidige
vandindvinding (som udgør ca.
1/3 af Danmarks areal) pumpes
der 40 % for meget. Vi har et
problem: det hænger ikke sam-
men.
I forbindelse med Vandram-
medirektivet's implementering
i Danmark er der et stort behov
for at opstille egentlige model-
ler for dyre og planteliv i og
omkring vandløb (såkaldte
habitatmodeller). De skal bru-
ges til at belyse et sæt mere rea-
listiske grænser for, hvor meget
man kan påvirke vandmiljøerne
i og omkring de danske vandløb
som følge af oppumpning af
grundvand. Hvor stor en reduk-
tion i tilførslen af rent og køligt
grundvand tåler planter, smådyr
og fi sk?
Lige nu er der ikke sammen-
hæng mellem indvinding og de
retningslinier, der eksisterer. Så
hvis vi fastholder disse retnings-
linier, vil vi ikke kunne leve op
til Vandrammedirektivet, med-
mindre vi (1) reducerer kraftigt i
vandforbruget, (2) laver en helt
ny indvindingsstruktur eller (3)
renser vandet. Men før vi bruger
en masse ressourcer på at dis-
kutere ovenstående alternativer,
skal vi dog først sikre os, at ret-
ningslinierne er meningsfulde.
Man kan med rette spørge,
om de gældende retningslinier,
som stammer fra en vejledning
i vandforsyningsplanlægning
fra 1979, ikke fokuserer lidt
for ensidigt på problematikken
med reduktion af vandførin-
gen. En mere tværfaglig og hel-
hedsorienteret metodik burde
indeholde vurderinger, hvor
både vandmængden, vandkva-
liteten og de fysiske forhold i
vandløb indgik i en samlet vur-
dering af den acceptable vand-
løbspåvirkning. Det ville nok
være i bedre tråd med ånden i
Figur 2. Udnyttelig vandressource
Figur 3. Nettonedbør og 11 modelområder (etaper i modelopstillingen).
Figuren viser et udjævnet billede baseret på data fra 1x1 km net.
Figur 4. Grundvandsdannelse til dybere reserver (mm/år). Grund-
vandsdannelsen til magasiner i 30-50 m's dybde er central for vurde-
ringen af udnyttelig vandressource, som endnu ikke er væsentligt forure-
nede med nitrat og pesticider.
H
Y
D
R
O
L
O
G
I
background image
10
A k t u e l N a t u r v i d e n s k a b | 4 | 2 0 0 3
Vandrammedirektivet.
Under alle omstændigheder
vejer betydning af de anvendte
retningslinier meget tungt i den
nye ressourceopgørelse. Hvis
man kan tage naturen i hånden
og komme lidt tættere på, hvad
den realistiske smertegrænse
er vurderet ud fra en helheds-
betragtning, ja så kunne det
jo være, at vi nåede frem til en
større ressource på landsplan
end den efterhånden berømte
ene milliard m
3
/år. Hvis vi kan
sikre bedre fysiske forhold og
vandkvalitet, kunne vi så leve
med en lidt mindre vandføring?
Klædt på til
Vandramme direktivet
I forbindelse med implemen-
teringen af Vandrammedirekti-
vet, hvor hele ferskvandskreds-
løbet skal behandles samlet, har
vi et klart behov for at kunne
opstille modeller og oversigter
over vandets kredsløb. I første
omgang kan DK-model give
værdifulde input til det grund-
læggende arbejde vi står overfor
i 2004.
Vandrammedirektivet vil
indebære en hel ny tilgang til
vurdering af den grundvands-
ressource, der kan udnyttes.
Hidtil har indvinding til
vandværker været prioriteret
uafhængig af vandmiljøet.
Dette vil ikke være tilfældet i
fremtiden. Der kan blive vendt
op og ned på prioriteringen,
når der er fastlagt miljømål, og
grundvandets betydning for
den økologiske tilstand i bl.a.
vandløb er klarlagt.
For meget pumpning udtør-
rer ikke kun vandløb, men
kan også i sig selv være med til
Om forfatterne
Hans Jørgen Henriksen er
seniorrådgiver
e-mail:hjh@geus.dk
at accelerere nedsivningen af
nitrat og pesticider og forøge
frigivelsen af nikkel, sulfat
og klorid til grundvandet. Vi
kommer til at vænne os til en
noget mere helhedsorienteret
forvaltning, hvor vandkvanti-
tet, fysiske forhold, økologiske
forhold og økonomiske for-
hold vurderes samlet, og hvor
de forskellige forekomster af
vand skal ses i sammenhæng.
Det kræver med garanti mere
udbredt brug af modeller.
Med DK-model har vi taget
det første spadestik med en
national integreret model. Vi
har påvist nogle problemer
med inkonsistenser med både
vandløbspåvirkninger og vand-
balancen, der skal løses, før vi
rent fagligt er klædt tilstræk-
keligt på til Vandrammedirek-
tivet.
H
Y
D
R
O
L
O
G
I
Rent drikkevand er vigtigt for folkesundheden.
F
oto: GEUS
Anker Lajer Højberg er
forsker, ph.d.
Lars Troldborg er forsknings-
assistent og ph.d.-studerende
Adresse:
GEUS (Danmarks og Grøn-
lands Geologiske Undersøgelse)
Øster Voldgade 10,
1350 København K
Tlf.: 38 14 20 00
Baggrund:
Henriksen, H.J., Troldborg,
L., Nyegaard, P., Sonnenborg,
T.O. Refsgaard, J.C. og Mad-
sen, B. (2003): Methodology
for construction, calibration
and validation of a national
hydrological model for Den-
mark. Jour. of Hydrology.
(280/1-4) 52-71.
Plauborg, F., m.fl .(2002):
Vandbalance på mark- og
op landsskala. Notat udarbejdet
af DJF, GEUS, DMU, DMI.
DJF Rapport 70 Markbrug.
Sonnenborg, T.O. m.fl . (2003):
Transient modeling of regional
groundwater fl ow using para-
meter estimates from steady-
state automatic calibration.
Jour. of Hydrology (273) 188-
204.
Yderligere læsning:
www.vandmodel.dk
Rapporten NOVA 2003 rap-
port: "Ferskvandets kredsløb":
http://vandmodel.dk/
ferskvands_2003_fi nal.htm
Bag om drikkevandet