Lokalisering af grundvandsressourcer
Der findes ingen bestemt fremgangsmåde til udpegning af et grundvandsområde til indvinding af drikkevand. Fremgangsmåden er at bruge den viden fra tidligere boringer, geologisk kortlægning og prøvepumpning, som man kan stykke sammen.
For at vurdere størrelsen af et nyt indvindingsområde skal man kende den forventede oppumning af grundvand og den årlige dannelse af grundvand (kaldes infiltration). Lad os sige, at nedbøren i et muligt indvindingsområde er 600 mm pr. år, og at infiltrationstallet er 0,25. Ud fra dette fås en årlig infiltration på 150 mm.
Her er en tabel, som er lavet ud fra formlen til beregning af, hvor stort et areal man skal bruge. Med en indvinding på 1.000.000 m3 pr. år og en infiltration på 150 mm skal arealet til boringen være på 6,67 km2 – og helst lidt mere for at skabe en vis sikkerhed for indvindingens størrelse.
Dernæst skal man finde et område til sine boringer, som helst skal ligge i et ”Område med særlig drikkevandsinteresse”. Disse OSD-områder kan forventes at få den optimale beskyttelse mod forurening fra landbrug og erhvervsvirksomheder. Her ser du et kort over sådanne områder i Nordjylland.
GEUS har lavet Jupiterdatabasen, som indeholder mere end 230.000 boreprofiler. Boreprofilerne er en oversigt over de jordlag, der er boret ned igennem. Ud fra boreprofilerne kan der skitseres sammenhængende jordlag og dermed laves et kort, som viser jordlagene. Kortet kan bruges til at vurdere, hvor der er vandførende sand- og gruslag, og om de er beskyttet mod nedsivende forurening af et lerlag. Det tilstræbes at finde sammenhængende sand- og gruslag, som har en udstrækning på flere km.
Efter at have set på jordprofilerne kan en test af strømningsforholdene i jorden være det næste, der sker. Det sker ved målinger i gamle eller nye borehuller. Her ser du et borehul, hvor vandstanden er markeret.
Vandet i boringen kommer fra forskellige jordlag, men hvilke jordlag bidrager mest? Svaret kræver en nærmere undersøgelse.
For at finde svaret foretages en måling. Der sænkes en måler ned i bunden af boringen. Denne måler kan måle strømningshastigheden i det vand, der løber forbi måleren. Samtidig pumpes vand væk i den øverste del af boringen, så der kommer en strømning i boringen.
Ved gradvist at hæve strømmåleren op fra bunden og samtidig registrere vandstrømmens hastighed fås et billede af, hvordan tilstrømningen til boringen sker i de enkelte jordlag.
Resultatet kan komme til at se sådan ud.
Ud fra oplysninger om strømningsforhold findes en egnet placering af nye boringer.
Det kan også være nyttigt at finde jordlagenes placering på andre måder. På billedet ser du beskrevet forskellige måder at undersøge undergrunden på. De geofysiske målinger bruger forskellige teknikker til at hente signaler ud af jorden om jordlagenes tykkelse, dybde og udstrækning.
Den mest avancerede metode til kortlægning af undergrunden og dermed til kortlægning af vandressourcerne, er den såkaldte Sky-TEM metode. Som du kan se, går den ud på, at en helikopter med et specielt instrument overflyver det område, der skal kortlægges.
Her kan du se en forklaring på de enkelte dele.
Tankegangen i TEM er at bruge elektromagnetiske felter til at danne et billede af jordlagenes sammensætning. Hertil bruges to spoler – en afsender-spole og en modtager-spole.
For at skabe et elektromagnetisk felt sendes der en kraftig strøm gennem afsender-spolen.
Magnetfeltet lægger sig som en ”pølse” omkring spolen og går dybt ned i jorden. Magnetfeltet kan faktisk nå ned i 250 meters dybde, hvis strømmen i spolen er tilstrækkelig kraftig (45 ampere).
Når magnetfeltet er dannet, afbrydes pludseligt strømmen i afsender-spolen. Herved vil magnetfeltet forsvinde. Men det reagerer jorden på. Den vil forsøge at bevare magnetfeltet, og det gør den ved i forskellige niveauer af jorden at danne hvirvelstrømme.
Hver af disse hvivelstrømme danner et magnetfelt. Disse magnetfelter breder sig ud af jorden og op i luften. Her ser vi på magnetfeltet fra én af hvirvelstrømmene.
Magnetfeltet fra denne hvivelstrøm rammer modtager-spolen og laver en strøm i spolen. Denne strøm registreres i et måleinstrument.
Fra hver hvirvelstrøm vil der komme en strøm i modtager-spolen. Men de vil komme med en vis forsinkelse, fordi de kommer fra forskellig dybde i jorden.
Det kan man vise i et kurvebillede. Her ser du på den røde kurve, hvordan strømmen i modtager-spolen først stiger lidt og derefter bliver mindre med tiden.
Ved hjælp af et avanceret computer-program kan rådata fra målingerne omdannes til jordprofiler.
Ved hjælp af et avanceret computer-program kan rådata fra målingerne omdannes til jordprofiler.
Ved at flyve med sender-modtager-spolerne hen over jorden kan der dannes en stor mængde jordprofiler.
Ved at flyve på kryds og tværs over et område kan der skabes en jordprofil over et muligt vandindvindingsområde. Her er vist en profil for overfladen af det fede ler. Ved at ”trække denne profil” fra profilen for jordoverfladen fås et billede af de vandførende lag.
Sidste led i arbejdet er gennemførelse af prøvepumpning. Prøvepumpningen foregår over en længere periode, ofte op til 3 – 4 måneder. Mens prøvepumpningen foregår, måles ændringer i grundvandsstanden. Selvom prøvepumpning foregår i 3 – 4 måneder er det ikke sikkert, at man når en stabil tilstand i grundvandsspejlet. Det kræver måske pumpning over et år. På baggrund af prøvepumpningen kan man afgøre, hvor mange boringer der skal være i kildepladsen. Antallet afhænger af, hvor gode strømningsforhold, der faktisk er i jordlagene.
