Udarbejdelse af grundvandspotentialekort

5. dec 2017

Brug hovedet, men lad computeren hjælpe dig
Et godt potentialekort er et fantastisk redskab, som bliver anvendt i stor stil af kommuner, forsyninger og rådgivere. Potentalekortet anvendes til at bestemme grundvandets strømningsretning, mulighed for nedsivning af regnvand, risiko for nedsivning af forurening,
validering af modelresultater og meget mere. Med fare for at lyde som et par gamle tosser synes vi faktisk, at de gamle håndtegnede
potentialekort fra amtets tid ofte havde en rigtig god kvalitet og rummede rigtigt meget systemforståelse. Den lette tilgængelighed til diverse kontureringsprogrammer og den ikke ubetydelige økonomi, der kan være forbundet med håndkonturering, har desværre resulteret
i en mængde potentialekort af ringe kvalitet og uden baggrundsdata til vurdering af kortets kvalitet. I gennem mange projekter har vi arbejdet med en procedure, som vi synes fungerer og som ikke er alt for krævende. Den vil vi gerne dele.

Trin 1 – Udvælg data

Første trin er at hente en kopi af jupiterdatabasen, lave et udtræk af pejledata og behandle
disse. Et forslag kunne være at beregne forskellige statistiske størrelser som fx:
1. Middel, min. og maks. pejling de sidste 10 år
2. Middel, min. og maks. pejling af pejlinger ældre end 10 år
3. Antal pejlinger
4. Dato for sidste pejling
Geovejledning 4 – Potentialekortlægning giver vejledning til vurdering af kvaliteten af selve boringen (afsnit 2.2.1) og hvordan pejletidsserien kan klassificeres efter anvendelighed (afsnit 2.2.3). Vurderingerne kan være nyttige i verificeringen/tilpasning af kortet, men vi finder det svært at anvende direkte i selve udarbejdelsen af kortet.
Resultatet af trin 1 er et bruttoset af pejlepunkter. Vi anbefaler, at anvende en middelværdi af de sidste 10 års pejlinger såfremt et indtag indeholder pejlinger inden for perioden. Som anden prioritet anvendes en middelværdi af pejlinger ældre en 10 år.

Trin 2 – Fordel pejlinger på magasiner

Langt de fleste steder bliver vi nødt til at finde ud af hvor pejlingerne hører til – repræsenterer de et terrænnært kvartært magasin eller et dybt prækvartært magasin? Vi kalder det magasintildeling.
Magasintildelingen kræver, at vi ved hvor indtaget i boringen sidder og hvordan laggrænserne for magasinerne er placeret. Laggrænserne får vi fra en hydrostratigrafisk model. Er vi heldige er der en god lokal model og hvis ikke må vi bruge en grovere model som fx DK-modellen.
Operationen kræver lidt kendskab til GIS og databaseværktøjer.
Efter magasintildelingen har vi opdelt vores pejlinger efter hvilket magasin de tilhører.

Trin 3 – Find dine støttepunkter

Det er yderst sjældent at man kan konturere et potentialekort udelukkende ud fra pejledata.
Potentialet vil ofte ”bøje af” ved kyster og ved vandløb. Hvis der er god kontakt mellem magasinet og vandløbet/kysten må vi forvente, at potentialet nærmer sig vandstanden i vandløbet/ved kysten i nærheden af disse. I sådanne situationer skal vi ”tvinge” potentialet ned ved at indlægge støttepunkter langs vandløbet/kysten. I andre situationer er der nogen eller ingen hydraulisk kontakt og så skal der gøres noget andet. Hvis vi kan overbevise os selv om at der ikke er hydraulisk kontakt er sagen let og vi indlægger ingen støttepunkter. Er der
noget hydraulisk kontakt er sagen sværere og vi må foretage faglige vurderinger.

Trin 3.1 – interpoler uden støttepunkter

Første opgave er at interpolere et potentialekort blot ud fra pejlingerne for det magasin du vil lave potentialekort for. Langs vandløb vil du få et interpoleret potentiale der ligger nærved, over eller under vandspejlsniveauet i vandløbet

Figur 1 – Interpoleret niveau hhv. over (tv) og under (th) vandspejlsniveau i vandløb
Er det interpolerede niveau for potentialet et godt stykke (fx 5 m) under vandspejlsniveauet i vandløbet er sagen klar. Du skal ikke have støttepunkter langs vandløbet (situationen til højre) fordi der reelt ikke er hydraulisk kontakt mellem grundvandsmagasinet og vandløbet.
Er niveauet i nærheden af vandspejlsniveauet i vandløbet eller et godt stykke overbliver vi nødt til at undersøge, om der er et lerdække, som kan hindre en god hydraulisk kontakt.

Trin 3.2 – find lertykkelse over magasin

Hvis der eksisterer en hydrostratigrafisk model kan du anvende den til at estimere/beregne den samlede tykkelse af de overliggende lerlag.

Figur 2 – Her betragter vi det nederste magasin og den samlede lerpakke udgøres at de to lerlag vist på figuren.

Trin 3.3 – udvælg strækninger med støttepunkter

Støttepunkter ved vandløb
Er der ingen ler er sagen let og der skal placeres et støttepunkt i vandløbet. Er lerpakken mindre en 5 m anbefaler vi også at der indlægges et støttepunkt og er der mere en 15 m anbefaler vi at der ikke indlægges støttepunkter. Er lerpakken mellem 5 og 15 meter må vi lave et individuelt skøn, hvor interpoleret potentiale og pejlepunkter ved vandløb inddrages.
Støttepunkter ved vandløb
Ved kysten skal der som udgangspunkt indlægges støttepunkter. Spørgsmålet er blot hvor de skal placeres?
Er der god hydraulisk kontakt anbefaler vi at støttepunktet placeres på kystlinjen og er der begrænset hydraulisk kontakt kan støttepunktet placeres et stykke fra kysten. Geovejledning 4 – Potentialekortlægning foreslår en placering 50 m fra kysten og det er sikkert et godt bud. Det afgørende må være at kikke på kystnære pejlinger og geologi og foretage en faglig vurdering.
Figur 3 viser er et skematisk eksempel på placering af støttepunkter. Det er vores erfaring at placering af støttepunkter med ca. 100 m mellemrum giver fine resultater.

Figur 3 viser er et skematisk eksempel på placering af støttepunkter. Det er vores erfaring at placering af støttepunkter med ca. 100 m mellemrum giver fine resultater.
Alle støttepunkter skal have en kote. Langs kyst og fjord vil koten typiske være 0 og langs vandløb skal koten være et bud på grundvandspotentialet, hvilket vi sjældent ved noget om. I de fleste tilfælde vil vi anvende det bedste bud på vandspejlskoten i vandløbet. Hvis vi ingen information har om dette må vi estimere ud fra en terrænmodel. Ofte kan vi direkte aflæse vandspejlskoten i en højopløst terrænmodel (fx 0,4 m). Er den tilgængelige terrænmodel grovere må vi antage, at vandspejlet ligger et stykke under terræn.
I Geovejledning 4 – Potentialekortlægning foreslås at placere støttepunktet 1 meter under terræn.

Trin 4 – Interpoler potentialekort med pejledata og støttepunkter

Der interpoleres et nyt potentialekort med pejledata og støttepunkter. Valget af interpoleringsmetode er lidt en tro- og smagssag. Fælles for alle metoder er at de ikke ved noget om hydrogeologi. Vi er nok mest til de simple metoder som fx IDW metoden.

Figur 4 – Maskinkontureret potentialekort

Trin 5 – manuel tilretning

Det maskinkonturerede potentialekort (figur 4) har en række udfordringer. Det kan umiddelbart være svært at få tage hul på den manuelle tilretning. Vi plejer at begynde med at indtegne forventede grundvandsskel. De kan være nyttige idet strømlinjerne går ud fra disse og vi ved at intet grundvand krydser disse. Vi kan selvfølgelig kun gætte på deres placering, men et gæt plejer at være nyttigt.
En anden god hjælp kan være at tegne strømpile på det interpolerede potentialekort (NB: en strømpil går altid vinkelret på en potentialelinje.

Figur 5 – Maskinkontureret potentialekort med indtegnet forventet placering af grundvandsskel og strømpile.
Følgende hovedregler for strømpilene kan anvendes:

  • Ved vandløb: Strømpile går mod vandløbene, hvis der er hydraulisk kontakt. Dvs. der hvor vi har indlagt støttepunkter kan vi forvente at strømpilene har retning mod vandløbene. Der er undtagelser herfra hvis vandløbet er lille eller hvis vandløbet taber vand.
  • Ved lavning/gryde i potentialet: Her vil strømpilene til at pege mod hinanden. Dette kan kun lade sig gøre hvis vandet kan komme væk. Dvs. hvis der er en indvinding eller hvis vandet på anden måde kan strømme væk.
  • Ved grundvandsskel: her har vi ”divergerende” strømning og strømpile vil pege væk fra vandskellet. Vinkelret på et plateau og ellers med varierende vinkler.

På figur 4 er der sat røde og grønne pile. Grønne pile er realistiske strømretninger og røde er urealistiske strømretninger.
På baggrund af ovenstående justeres potentialekortet. I denne fase er boringens og pejlingernes kvalitet vigtig information at inddrage, idet vi ofte bliver nødt til at trodse pejlepunkter for at konstruere et troværdigt potentialeforløb.

Figur 6 – Tilrettet potentialekort.
Som en service til de efterfølgende brugere af potentialekortet kan særlige usikre strækninger markeres i GIS filerne.
Støttepunkter og pejlepunkter bør altid ledsage potentialekortet, idet det kan hjælpe brugeren med at vurdere sikkerheden på de individuelle potentialeliner.

Brug for hjælp?

Tøv ikke med at kontakte os hvis I har brug for hjælp til at danne jeres eget potentialekort. Vi kan hjælpe med:

  • At løse nogle af de besværlige opgaver og hjælpe jer i gang med det sjove.
  • At afholde et kursus i potentialekortlægning
  • At facilitere en tolkningsworkshop