Hjemtag (download) pdf-filen geologisk-nyt-5-2003-2.pdf (~1,2Mb) PDF-filer skal læses med en pdf-reader. Du kan f.eks. bruge Acrobat Reader Xpdf eller GSview
10
GeologiskNyt 5/03
Af Hans Jørgen Henriksen og Alex
Sonnenborg, GEUS
Hvor går grænsen for, hvor meget
vand vi kan hente op fra grunden? Hvor meget kan vi pumpe op uden at reducere sommervandføringen med mere end 10 %? Hvad betyder udviklingen i forureningen for drikkevandsressourcens størrelse?
Svaret på disse spørgsmål forudsætter tre
værktøjer. En kvalitetssikret hydrologisk model, et sæt forudsætninger for opgørel- sen af ressourcens størrelse og en dialog med brugerne.
For det første er det nødvendigt at
kunne kvantificere ferskvandets kredsløb
korrekt. Det er sket ved opstilling af en hydrologisk model hele landet (DK-model- len). Dernæst skal man vurdere udnyttelig ressource under hensyn til begrænsninger, der skyldes:
- Klimavariation/en serie tørre år
- Forurening fra terræn - Sænkning af grundvandspejlet - Hensyn til vandløbspåvirkning
Endelig skal resultatet formidles til de re-
gionale myndigheder (amterne).
Klimavariation og grundvandsdannelse
Vi har pålidelige tidsserier for nedbør, der går helt tilbage til 1891, og vi har observe- ret grundvandsstanden systematisk siden midten af forrige århundrede.
Den kvantitative vandmodel
- ferskvandets kredsløb (2)
Sammenligner man vinternedbøren med
grundvandstanden, kan man se en tydelig
sammenhæng. Grundvandet dannes om vinteren, og tørre vintre kan medføre lille grundvandsdannelse og et faldende grund- vandsspejl. Sidste serie af "vintertørre" år
havde vi i 1996-97, hvor grundvandsspejlet
faldt ca. 2 m fra omkring det højeste regi- strerede niveau i starten af 1995 til det la- veste registrerede niveau blot 2 år senere i slutningen af 1996. Midten af halvfjerd- serne var også en tør periode, og her blev
Gudenå, Uldum Kær. (Foto: Peter Moors)
Gr
e
1
L
11
GeologiskNyt 5/03
problemet forværret af en tør sommer i
1976 (figuren øverst på modstående side).
Inden for de sidste 10 år har der været 3
meget våde år og et enkelt tørt år. Men en
analyse af en længere tidsserie har vist, at det, der svarer til en "hundrede-års-hæn- delse", nogenlunde er bestemt ved en nettonedbør på ca. 80 % af normalen.
Forurening fra terræn
Over hele landet er der i de sidste ca. 10 år gjort et stort antal pesticidfund i grund- vandsovervågningen med mange fund over grænseværdien for drikkevand på 0,1 mikrogram/l.
Samtidig har vi et stort problem med
nitrat i Danmark. Faktisk er hele landet
udpeget som nitratfølsomt område i et EU- direktiv.
Grundvandsforureningen med pesticider
og nitrat skyldes en lang række kilder fra
både by og land, både fra marker, gård- bidrag, punktkilder i byer osv.
Hvert femte filter i de øverste 0-20 me-
ter af grundvandet er i dag forurenet over
grænseværdien med pesticider, og i ca. hver anden boring er der fund over detek- tionsgrænsen. I 30-40 meters dybde er ca. hvert tiende filter forurenet over grænse- værdien. For nitrat gælder det, at ca. en tredjedel af filtrene i grundvandet 0-10 me- ter under terræn i dag er forurenet over grænseværdien på 50 mg/l. I 30-40 meters dybde er 10-15 % af filtrene forurenet over grænseværdien, se figuren til højre nederst.
Det betyder, at vi i en årrække må af-
skrive det øvre grundvand mange steder i
landet. I opgørelsen over ressourcen har vi derfor valgt at tage udgangspunkt i grund- vandsdannelsen i ca. 30-50 meters dybde.
Sænkning af grundvandsspejlet
I visse områder fx omkring København er grundvandsspejlet afsænket med 5-10 me- ter som følge af vandindvinding. Herved forøges risikoen for iltning af pyritholdige jordlag, hvorved der kan frigives nikkel og andre forurenende stoffer til grundvandet; specielt i Køge Bugt-området hvor der pumpes mere end 100 % af den dybe grundvandsdannelse*. I dette område fin- der vi et meget stort antal nikkelfund over grænseværdien på> 20 mg/l. Denne græn- seværdi sættes måske ned til 10 mg/l, hvil- ket kan få nikkelproblemet til at eksplodere mange steder. (*Hermed menes "den dybe grundvandsdannelse i en situation uden vandindvinding, som er den valgte referen- cesituation". Det er sådan, at grundvands- dannelsen til de dybere magasiner øges i takt med, at vandindvindingen øges. Der sker det, at noget af det vand, der ellers ville afstrømme til dræn, i takt med at grundvandsspejlet sænkes, nu ikke længere afstrømmer overfladenært, men i stedet siver ned gennem jordlagene, og således giver anledning til en forøget dyb grund- vandsdannelse).
Andre steder på Sjælland fx i Susåens
Vinternedbør (mm)
Vinternedbør København 18912001 og
grundvandsstand Sydsjælland og Sønderjylland 19542001
1891
1891
1901
1911
1921
1931
1941
1951
1961
1971
1981
1991
2001
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
500
1,5
2,5
9,0
8,0
Grundvandsstand i Sønderjylland
3-års glidende middel
Grundvandsstand på Sydsjælland
3-års glidende middel
Vinternedbør
3-års glidende middel
Vinternedbør (oktobermarts)
Vinternedbør og grundvandsstand.Pilen viser den tørre sommer, 1976. (Grafik: Forfatterne)
0
20
40
60
80
100
0
20
40
60
80
100
Pesticidfund i Grundvandsovervågning 19902001
Nitrat i Grundvandsovervågning 19902001
Fund
Ikke påvist (
<0,01 µg/l)
150 mg/l NO3
1 mg/l NO3
Fund over grænseværdi for drikkevand
50 mg/l NO3)
010
1020
2030
3040
4050
5060
6070
7080
010
1020
2030
3040
4050
5060
6070
7080
8090
Dybde i meter til top af indtag
Dybde i meter til top af indtag
Fund over grænseværdi for drikkevand (0,1µg/l)
Forurening med nitrat og pesticider som funktion af dybden. (Grafik: Forfatterne)
12
GeologiskNyt 5/03
Disse lidt rigoristiske krav til påvirkning
af vandføringen er ikke helt tidssvarende,
fordi både fysiske forhold, vandkvalitet og vandføring i realiteten i en slags trefoldig synergi er bestemmende for vandløbskvali- teten. Der er dog nogle særlige problemer med den valgte referencetilstand, som er en situation uden vandindvinding, specielt omkring København, hvor vandløbene har være tørlagte i årtier. Her er det næppe helt rimeligt at benytte metodikken alt for fir- kantet.
Udnyttelig ressource
Ressourceopgørelsen er foretaget for i alt 50 underområder og 10 større deloplande, som det ses på figuren til højre. Kigger vi på det samlede resultatet, ser det alvorligt ud for hovedstadsområdet, her indvindes der ca. tre gange så meget vand, som den fastlagte udnyttelige ressource.
Der er god balance for både Vestsjæl-
land og Sydsjælland. Fyn og Sydøstjylland
opland på Midtsjælland, i Søndersødalen
nord for København og i Tude å/Vårby å på Vestsjælland pumpes der ca. 50 % af den naturlige dybe grundvandsdannelse. Også her er der forskellige tegn på påvirk- ning af grundvandet som følge af intensiv vandindvinding.
Vi har derfor fastsat en grænse for ind-
vinding på ca. en tredjedel af den naturlige
dybe grundvandsdannelse (altså uden oppumpning) som en kvalitetsmæssig bæ- redygtig ressource, da denne udnyttelses- grad bedømt ud fra tal for Søndersøen, Tude å, Susåen, Køge bugt og de andre oplande på Sjælland indikerer, at en udnyt- telsesgrad ikke giver forøgede problemer med hverken frigivelse af stoffer fra under- grunden (nikkel og klorid) eller forøget risiko for forurening fra terræn (pesticider og nitrat). Der er behov for at teste denne antagelse for Fyn og Jylland.
Hensyn til vandløbspåvirkning
Når vandføringen reduceres, eller stræknin- ger tørlægges som følge af kombinationen et tørt klima og oppumpning, giver det pro- blemer for planter, smådyr og fisk i vandlø- bene.
Der er her taget udgangspunkt i en vej-
ledning i vandforsyningsplanlægning fra
1979, som anbefaler et sæt maksimale på- virkninger af sommervandføringen, afhæn- gigt af recipientmålsætning for vandløb (hhv. 5, 10, 15, 25 og 50 % påvirkning for A, B1, B2, B3, C-E vandløb, hvor fx B1-
vandløb er gyde- og opvækstområder for
laksefisk).
Som en yderligere indikator opereres
med en max. påvirkning af middelvand-
føringen på 10 %.
0
10
20
30
40
50
Bæredygtig ressource
Vandindvinding
mm/år
Udnyttelsesgrad (%)
<75 75-90 90-110 110-125 125-150 150-250 250
Oplandsgrænser
0
50 km
Udnyttelige ressourcer nærmere forklaring i teksten. (Grafik: Forfatterne)
623.000
622.000
621.000
620.000
619.000
618.000
617.000
616.000
615.000
614.000
613.000
X
A B1 B2 B3 CE
0
5
10 15 20 km
Særlige drikkevandsinteresser
Drikkevandsinteresser Begrænsede drikkevandsinteresser
Drikkevandsinteresser
Vandløbsmålsætninger
Vandløbsmålsætninger
1
2
4
3
440.000 450.000 460.000 470.000 480.000 490.000 500.000 510.000 520.000 530.000
Klassificering af vandløbsmålsætninger for Sydvestjylland. Ovenfor ses
tabelværdierne for vandløbsmålsætningerne. (Grafik: Forfatterne)
Naturvidenskabelige interesseområder
Gyde- og opvækstforhold for laksefisk
Laksefiskevand
Karpefiskevand
Lempet målsætning
Ikke målsatte strækninger
5 %
10 %
15 %
25 %
50 %
Recipientmålsætning
Acceptabel påvirkning af minimumsafstrømning (%)
A
B1
B2
B3
C-E
X
13
GeologiskNyt 5/03
balancerer med lidt for stor udnyttelse.
Ribe og Ringkøbing amter har lidt proble- mer i år med maksimalt vandingsbehov til afgrødevanding. De øvrige områder har en rigelig ressource.
Den udnyttelige ressource for hele lan-
det udgør ca. 1 mia. m
3
/år, altså omtrent
hvad vi har brug for i år med et stort mark-
vandingsbehov. Balance på landsplan, men med et problem som følge af regionale for- skelle.
De nye tal afhænger direkte af vand-
indvindingsstrategien, men da det er meget
dyrt at begynde at flytte på alt for mange vandværker, må vi nok til at finde en alter- nativ kilde til forsyning med vand i de mest intensivt udnyttede områder. Det kunne fx være ved hjælp af kunstig infiltration af overfladevand som ved Arresø, eller brug af renset overfladevand til dækning af sær- lige behov.
Nye tal i forhold til gamle tal
Vandrådet opgjorde som bekendt i 1992 ressourcen til 1,8 mia. m
3
/år, men så var
der heller ikke taget hensyn til hverken
klimavariationer, pesticider eller regnet ligeså detaljeret på vandkredsløbet, som fx beregningerne af påvirkningen af sommer- vandføringen for forskellige vandløbs- strækninger. Eksempelvis kravet om at sommervandføringen for B1-vandløb målsatte som gyde- og opvækdstområder for laksefisk ikke må påvirkes mere end 10 %. Specielt sidstnævnte forhold er afgø- rende for nedskrivningen af vandressource jfr. det nye skøn på 1,0 mia. m
3
/år.
Men der findes andre gamle tal, nemlig
dem der figurerer i amternes regionplaner,
og som er baseret på vurderinger af res- sourcen fx i forbindelse med udpegningen af områder med særlige drikkevands- interesser (OSD).
Det ser ud til, at DK-modellen her giver
en udnyttelig ressource, som er en hel del
mindre end amternes skøn, i hvert fald ca. 40 % mindre.
Noget kunne derfor tyde på, at admini-
strationen af indvindingstilladelser måske
skal skærpes.
Mange amter er i forbindelse med OSD-
kortlægning og zonering kommet et godt
stykke vej med modellering af grundvan- det, men måske mangler der fortsat et lille stykke vej, når det gælder integreret model- lering af både grundvand og overfladevand i en del amter.
Der kommer stensikkert fokus på inte-
greret modellering, når Vandrammedirek-
tivet skal implementeres, og når NOVANA, det nye overvågningsprogram, går i gang, begge dele ved årsskiftet.
Interkalibreret vandbalance
DK-modellen er et brugbart værktøj som referenceramme for modellering på regio- nal og lokal skala, fordi den kan levere randbetingelser, grundvandsdannelser mv.
Styrken ved DK-model er i den forbin-
0
50 km
Nettonedbør mm/år
150
50100
100150
150200
200250
250300
300350
350400
400500
500600
600900
Simuleret nettonedbør (mm/år). Grafik: Forfatterne)
delse, at dens nettonedbør og grundvands-
dannelse så at sige er interkalibreret gennem det systematiske arbejde med de 10 model- etaper, der er kalibrerede og validerede i forhold til trykniveau og afstrømning ved vandføringsstationer, se figuren nedenfor.
Når vandforekomsterne skal karakteri-
seres i forbindelse med Vandrammedirek-
tivet i 2004 i basisanalyse, kan DK-model bidrage med at bringe disse isolerede vand- forekomster ind i en ferskvandskredsløbs- sammenhæng, samtidig med at menneske-
Fiskeopdræt ved Vejen. (Foto: Peter Moors)
14
GeologiskNyt 5/03
lige påvirkninger fx følgevirkninger af
vandindvinding allerede er beregnede på overordnet niveau og tilmed på ensartet vis for hele landet.
Fremtidsperspektiver
Der er behov for en bedre beskyttelse af både grundvand og overfladevand. Vi har været lidt for fokuserede på enten det ene eller det andet i de seneste år. Den fejl må vi ikke gentage, når vi giver os i kast med Vandrammedirektivet allerede til årsskiftet.
Det kan ikke nytte noget, at vi ikke kan
mestre vandbalancen og vandkredsløbet.
Hvis der er behov for viden, så må vi ind- samle den viden, der skal til, så Vand-
rammedirektivet kan få det indhold og den
helhed, som var det tiltænkt.
Verden af i går var tæt befolket med
analytiske metoder og ufuldstændige vand-
balancer. Verden af i morgen kræver kvan- titative vurderinger, usikkerheds- vurderinger og en bedre involvering af in- teressenter og offentligheden.
Litteratur:
Henriksen, H.J. og Sonnenborg, A. (2003)
Ferskvandets kredsløb. NOVA 2003 tema- rapport.. Danmarks og Grønlands Geolo- giske Undersøgelse, Danmarks Miljø- undersøgelser, Danmarks Jordbrugs-
VI HAR JORD I
HOVEDET ..!
- og plads til mere
Bioteknisk Jordrens SOILREM er
Danmarks landsdækkende jord- renser , når det gælder olie- og kemikalieforurening med anlæg i Kalundborg, Esbjerg, Aalborg og på Ærø, Samsø og Bornholm.
Kontakt os på tlf. 59 50 46 68.
GeoNyt,
Forskning og Danmarks Meteorologiske
Institut. ISBN 87-7871-114-2. GEUS maj. 2003. www.vandmodel.dk
Henriksen, H.J., Troldborg, L., Nyegaard,
P., Sonnenborg, T.O. Refsgaard, J.C. og Madsen, B. (2003) Methodology for con- struction, calibration and validation of a national hydrological model for Denmark. Journal of Hydrology. 280/1-4 pp. 52-71.
Plauborg, F., Refsgaard, J.C., Henriksen,
H.J., Blicher-Mathiasen, G. og Kern-Han- sen, C. (2002) Vandbalance på mark- og op- landsskala. Notat udarbejdet af DJF, GEUS, DMU, DMI. DJF Rapport 70 Markbrug.
Tilpasning til fremtidens klima
En ny dansk rapport konkluderer, at der er gevinster at hente for det danske samfund ved rettidig indsats mod klimaændringer.
Tænketanken for Akademiet for de Tek-
niske Videnskaber (ATV) nedsatte i foråret
2003 en arbejdsgruppe, der skulle pege på, hvor og hvordan vi i Danmark med tekni- ske tiltag kan tilpasse os de klimaændrin- ger, vi under alle omstændigheder må for- vente. Hvor bør vi sætte ind og med hvil- ken tidshorisont? Hvor mangler der viden? Hvilke tiltag bør vi iværksætte allerede nu, og hvilke kan vente?
DMI har deltaget i arbejdsgruppens ar-
bejde bidraget med mulige modeller for
klimaudviklinger i Danmark.
Der er fokuseret på vand, natur, landbrug,
skove, byggeri og anlæg, kyster og havne,
fordi tekniske løsninger på disse områder kan gøre en forskel. Her er konsekvenserne af et ændret klima vurderet, og der er peget på, hvor der pga. en lang planlægnings- horisont eller en lang levetid af anlæg mv. bør gøres en indsats nu, og hvor planlæg- ningshorisonten gør det muligt at vente.
Rapporten konkluderer, at der vil være
store gevinster for det danske samfund ved
en rettidig indsats. Mange af de tekniske løs- ninger, vi vælger i dag, skal kunne holde 50 eller 100 år. Rapporten anbefaler, at der løbende udføres regionale beregninger af udviklingen i vejr og klima, da hverken tids- horisont eller konkrete effekter af klimaæn- dringerne kan forudsiges med nøjagtighed. www.DMI.dk / PBSJ
Tilvækst i årets antarktiske ozonhul
Årets antarktiske ozonhul vokser stadig. Det kunne være en nyhed, der ville få folk til at snakke, men det er bliver rent faktisk formentligt "kun" det næststørste, siden målingerne startede i 1979.
Udbredelsen var i september på godt 25
millioner kvadratkilometer.
Ved "ozonhullet" forstås de områder,
hvor ozonlagets tykkelse er mindre end 220
Dobson-enheder (DU), (midt i hullet kom- mer værdierne ned på omkring 100 Dobson- enheder). Målinger udført af NASA tilbage fra 1960'erne viser, at ozonkoncentrationen burde være ca. 300 Dobson-enheder på
denne tid af året (en "DU" er 0,01 mm,
svarende til 2,69 x 1016 molekyler/cm
2
I 2000 registreredes det største antarkti-
ske ozonhul nogensinde. Det dækkede 27,5
mio. kvadratkilometer, svarende til mere end 625 gange Danmarks samlede landareal.
Formen, størrelsen og tidspunktet for
den maximale udbredelse af ozonhullet er i
høj grad afhængig af de meteorologiske forhold omkring sydpolen, og de varierer meget fra år til år. Det betyder, at ozon- hullet nogle år vokser sig meget stort mens det andre år forbliver forholdsvis lille. Det sker til trods for, at potentialet for kemisk nedbrydning af ozon i form af klor- og bromforbindelser er stort set uændret.
Årets ozonhul er næsten cirkelformet,
dækker stort set hele det antarktiske konti-
nent og når i sit yderområde frem til den sydligste spids af Sydamerika.
Årsagen til ozonhullets fortsatte vækst
er meget stabile meteorologiske forhold i
den sydpolare stratosfære og meget lave tem- peraturer. Det er perfekte forudsætninger for udviklingen af et stort og dybt ozonhul.
www.DMI.dk / PBSJ
|