Modellering af grundvandsudstrømning til grundvandsafhængige naturområder

Modelling of groundwater seepage to groundwater dependent terrestrial ecosystems

Hjørringgaard, Helena ; Pedersen, Anna Rosenberg

4. semester

Vand og Miljø (cand.polyt.), Kandidat

2022

77

Dette speciale undersøger en metode til at bestemme grundvandsudstrømning til grundvandsafhængige naturtyper og til at kvantificere, hvordan en reduktion i udstrømningen påvirker vandstanden. Baggrunden er, at disse artsrige og beskyttede økosystemer er sårbare over for hydrologiske ændringer, og at det i dag er vanskeligt at koble modelberegnede reduktioner i udstrømning fra vandindvinding til en absolut ændring i vandstand. Der opstilles en simpel boksmodel og en MIKE SHE-model for den umættede zone. Ved stokastisk modellering genereres vandstandstidsserier for varierende parametre, herunder udstrømningsraten, som efterfølgende estimeres invers. Simuleringer udvælges med GLUE-metoden på baggrund af acceptkriterier, så de bedst afspejler målte vandstande. Modellerne anvendes på 16 danske lokaliteter for at vurdere robusthed og evne til at forudsige udstrømning og vandstand; for alle undtagen tre lokaliteter opnås acceptable estimater. For to områder findes udstrømninger på 1,1-2,5 mm/dag, hvor boksmodellen giver lavere værdier end MIKE SHE. Ved en 50% reduktion i udstrømning beregnes vandstanden til henholdsvis 25 cm og 15 cm for boks- og MIKE SHE-modellen på én lokalitet, og 60 cm og 35 cm på en anden. Resultaterne peger på, at metoden kan understøtte vurderinger af påvirkninger fra vandindvinding, samtidig med at modelusikkerhed og valget af acceptkriterier har betydning.

This thesis examines a method to determine groundwater seepage to groundwater-dependent terrestrial ecosystems and to quantify how reduced seepage affects water levels. These species-rich and protected ecosystems are sensitive to hydrological change, and current practice struggles to translate modelled reductions in seepage from groundwater abstraction into absolute water-level changes. A simple box model and a MIKE SHE model are set up for the unsaturated zone. Using stochastic modelling, water-level time series are simulated for varying parameters, including the seepage rate, which is then estimated inversely. Simulations are selected with the GLUE method based on acceptance criteria to best match observed water levels. The models are applied to 16 Danish locations to assess robustness and predictive skill; acceptable seepage estimates are obtained for all but three sites. For two areas, seepage rates between 1.1-2.5 mm/day are found, with the box model predicting lower rates than MIKE SHE. For a 50% reduction in seepage, calculated water levels are 25 cm and 15 cm for the box and MIKE SHE models, respectively, at one site, and 60 cm and 35 cm at another. The results indicate that the approach can support assessments of abstraction impacts while highlighting the influence of model uncertainty and acceptance-criteria choices.

[Dette resumé er genereret med hjælp fra AI direkte fra projektet (PDF)]

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter