Stoftransport i umættet kalk - Nitratforurening af grundvandet i Aalborg

Bonnerup, Margrethe Dalsgaard ; Eldrup, Ellen

4. semester

Vand og Miljø (cand.polyt.), Kandidat

2014

2014-06-10

140

Afgangsprojektet undersøger, hvordan vand og opløste stoffer bevæger sig i umættet kalk i Aalborg-området, med særligt fokus på nitratforurening af grundvandet. Aalborgs drikkevand hentes primært fra kalkmagasiner, hvor der gennem flere år er målt høje og stigende nitratkoncentrationer i vandforsyningsboringer. For at forstå, hvordan nitrat transporteres, udtages kalkprøver fra kridtskrænterne i Rørdal Kridtgrav. De består af kalk med horisontale mergellag (blandinger af ler og kalk). Prøverne bruges til at bestemme kalkens og mergellagenes hydrauliske egenskaber (hvordan vand strømmer igennem dem) og til at måle nitratindholdet ned gennem den umættede zone – laget over grundvandsspejlet, hvor porerne ikke er helt fyldt med vand. Projektet undersøger også, om de tynde mergellag ændrer strømningsvejene i kalken. Der gennemføres tre typer strømningsforsøg: på intakte kerner samt på uregelmæssige blokke af både kalk og mergel. Til blokforsøgene udvikles en ny metode, hvor de uregelmæssige blokke støbes ind i beton for at kunne testes kontrolleret. Variationen i nitratindholdet gennem den umættede zone beskrives, og mulighederne for denitrifikation – naturlig nitratnedbrydning under iltfattige forhold – vurderes. For at opnå bedre procesforståelse opstilles en endimensionel (1D) HYDRUS-model, der numerisk simulerer vandtransport i den umættede kalk. På baggrund af målinger og systemanalyse vurderes vandtransporten, og transporthastigheder for nitrat estimeres.

This thesis examines how water and dissolved substances move through unsaturated chalk in the Aalborg area, with a focus on nitrate pollution of groundwater. Aalborg’s drinking water is mainly abstracted from chalk aquifers, where water supply wells have shown high and increasing nitrate concentrations over many years. To understand nitrate transport, chalk samples are taken from the cliff faces of the Rørdal Chalk Quarry. These consist of chalk with horizontal marl layers (a mixture of clay and carbonate). The samples are used to determine the hydraulic properties of chalk and marl (how easily water flows through them) and to measure nitrate concentrations down through the unsaturated zone—the layer above the water table where pores are not fully filled with water. The project also investigates whether the thin marl layers alter flow paths in the chalk. Three types of flow experiments are performed: on intact cores and on irregular blocks of both chalk and marl. For the block experiments, a new method is developed in which irregular blocks are cast in concrete to enable controlled testing. The variation of nitrate content through the unsaturated zone is characterized, and the potential for denitrification—natural nitrate breakdown under low-oxygen conditions—is assessed. To improve process understanding, a one-dimensional (1D) HYDRUS model is set up to numerically simulate water movement in unsaturated chalk. Based on measurements and system analysis, water transport is evaluated and nitrate transport velocities are estimated.

[Dette resumé er genereret ved hjælp af AI]

Umættet kalk ; Nitratforurening ; Grundvand ; Kalk ; Aalborg

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter