Modellering af nitrat fra udvaskning til kildeplads
Oversat titel
Modelling of nitrate from leach to well field
Forfattere
Nielsen, Teis Stouby Friis ; Thomsen, Kristian Stokbro
Semester
4. semester
Uddannelse
Udgivelsesår
2016
Afleveret
2016-05-31
Antal sider
175
Resumé
Rapporten adresserer stigende nitratkoncentrationer i grundvandet sydvest for Aalborg og udvikler et beregningsmæssigt effektivt, stokastisk Modelkompleks til at modellere nitrattransport fra udvaskning i rodzonen til indvinding ved boringer. Den umættede zone simuleres med en uprøvet grey box-tilgang som en endimensionel massebalancemodel for både enkelt- og dobbeltporøse medier, mens en eksisterende grundvandsmodel leverer strømningsfelter til partikeltracking i den mættede zone; de to zoner kobles og analyseres med GLUE-metodologien for at belyse prædiktions- og parameterusikkerhed. Den stokastiske analyse viser lav følsomhed i centrale parametre for den umættede zone samt korrelationer, der primært skalerer gennembrudstidspunkter; en simpel lineært reservoir-tilgang vurderes ikke egnet. Valideringen af Modelkomplekset begrænses af en fejlagtig placering af reduktionszonen i den mættede zone. Fremskrivninger til 2100 peger på særlig risiko for overskridelse af drikkevandsgrænsen ved boring 34.2407, 34.908 og 34.1670. Allerede iværksatte indsatser nær Drastrup reducerer generelt nitratniveauer efter ca. 17–59 år fra implementeringen i 2000, mest ved 34.2407 og 34.1670, men forventes ikke at forhindre overskridelser af 50 mg/L, og en fremtidig nedlæggelse af indvindingen ved AKV Drastrup 1 vurderes sandsynlig. En national ændring svarende til 10 % øget udvaskning giver kun en lille påvirkning i modellen. Et ekstremscenarie, hvor oplande antages som ren natur, bruges til at udpege grundvandsdannende områder, hvor arealomlægning vurderes særligt effektiv. Samlet giver Modelkomplekset et grundlag for langsigtet risikovurdering og prioritering af indsatser under usikkerhed.
This report addresses rising nitrate concentrations in groundwater southwest of Aalborg and develops a computationally efficient, stochastic Model Complex to simulate nitrate transport from root-zone leaching to abstraction at wells. The unsaturated zone is represented by a novel grey-box, one-dimensional mass balance model for both single- and dual-porosity media, while an existing groundwater model provides flow fields for particle tracking in the saturated zone; the two zones are coupled and evaluated using the GLUE methodology to quantify prediction and parameter uncertainty. The stochastic analysis indicates low sensitivity of key unsaturated-zone parameters and correlations that primarily scale breakthrough timing; a simple linear-reservoir approach is deemed unsuitable. Validation of the Model Complex is limited by erroneous placement of the reduction zone in the saturated zone. Projections to 2100 indicate elevated risk of exceeding the drinking-water limit at wells 34.2407, 34.908 and 34.1670. Already implemented measures near Drastrup generally reduce nitrate levels 17–59 years after their start in 2000, most at wells 34.2407 and 34.1670, but are not expected to prevent exceedances of 50 mg/L, and future abandonment of abstraction at AKV Drastrup 1 is considered likely. A national change corresponding to 10% increased leaching yields only minimal impact in the simulations. An extreme scenario assuming natural land use across catchments is used to identify recharge areas where land-use change would be particularly effective. Overall, the Model Complex supports long-term risk assessment and prioritization of actions under uncertainty.
[Dette resumé er genereret med hjælp fra AI direkte fra projektet (PDF)]