En studie i Trandumskogens potensial for utnyttelse av grunnvann ved kunstig infiltrasjon

Transkript

1 En studie i Trandumskogens potensial for utnyttelse av grunnvann ved kunstig infiltrasjon Svein Ragnar Lysen Masteroppgave innen miljø- og hydrogeologi ved NTNU, våren 2011.

2 Personene bak oppgava Svein Ragnar Lysen Siv.ing. miljø- og hydrogeologi Ansatt som miljøgeolog i Multiconsult Atle Dagestad, Oliver Kracht, Hans de Beer og store deler av NGUs Grunnvannslag. Bjørge Brattli Professor NTNU Sven Jonasson Geo Logic 2

3 Problemstilling og begrensing av oppgava 1. Undersøke Trandumskogens mineralogi. 2. Beskrive Trandumskogens hydrogeokjemiske forhold. 3. Beskrive konstruksjonen av en preliminær nummerisk strømningsmodell. 4. Undersøke potensialet av nummerisk simulering. 3

4 Datamateriale Studentprosjekt fra høsten Hydrogeokjemiske beregninger basert på grunnvannsprøver i kombinasjon med røntgendiffraksjon (XRD) og differensialtermiske analyser (DTA) av sedimentprøver. Tidligere undersøkelser fra området. Samtlige feltdata av grunnvannskjemi og naturlig grunnvannsnivå er fra Sedimentanalyser ble utført ved Ingeniørgeologisk laboratorium ved NTNU. De vannkjemiske grunnvannsanalysene er utført hos NGU i Trondheim. 4

5 Kunstig infiltrasjon 5

6 Planlagt infiltrasjons- og brønnområde basert på vannbehov i 2015 (Dagestad, A.) 6

7 Trandumskogen Introduksjon og plassering Nordøst for Oslo lufthavn Gardermoen. Øvre Romerike akvifer ble avsatt over en 400 års periode ( BP). Lengst opphold ved Hauerseterdeltaet (70 år). 7

8 Hauerseterdeltaet Trandum og Li deltaene. Grunn og bred fjord før avsetning. Avsetningsrate tilsvarende 6*10^7 m^3/år (Tuttle, 1997). Fra submarin randavsetning til iskontaktdelta. 8

9 9

10 Stratigrafisk modell over et tverrsnitt (modifisert av Tuttle, 1997) Deles grovt inn i 3 stratigrafiske enheter: 1. Øvre topplag (sandurflate). 2. Mellomliggende skrålag (foreset). 3. Horisontalt bunnlag (bottomset). 10

11 11 Plassering av prøvepunkter

12 Fra studentprosjekt m mektighet med konduktive glasifluviale avsetninger. Hypotese: områdets dødisgroper kan fungere som hydrogeologiske feller. 12

13 Dødislandskap 13

14 Hydrogeologi Hele akviferen er fullstendig selvmatende, ca 400 mm/år Hoveddrenering er et resultat av avsetning Deles inn i 4 hydrostratigrafiske enheter (Tuttle, 1997) To hydrostratigrafiske enheter i oppgavens modell 14

15 Resultater fra tidligere undersøkelser - Mineralogi 15

16 Innhold av kalsitt og pyritt mot dypet (Dagestad, A., 1998) 16

17 17 Plassering av prøvepunkter

18 Mineralogisk analyse av sedimentprøver fra Trandumskogen Fraksjon < 0,125 mm 18

19 Mineralogisk analyse av sedimentprøver fra Trandumskogen Fraksjon 0,125 0,25mm 19

20 Mineralogisk analyse av sedimentprøver fra Trandumskogen Fraksjon 0,25 0,5 mm 20

21 Mineralogisk analyse av sedimentprøver fra Trandumskogen 21

22 Mineralogisk analyse av sedimentprøver fra Trandumskogen 22

23 Hydrogeokjemi tidligere undersøkelser 23

24 Hydrogeokjemi tidligere undersøkelser 24

25 25 Plassering av prøvepunkter

26 Analyseresultater fra MLS 01 26

27 Analyseresultater fra MLS 02 27

28 Analyseresultater fra MLS 03 28

29 Innhold av Ca 2+ (mg/l) mot dyp (m) 29

30 Innhold SO 4 2- (mg/l) mot dyp (m) 30

31 Alkalitet (mg/l) mot dyp (m) 31

32 MLS i samme graf 32

33 Flytskjema på konstruksjon av modellen. 33

34 34 Numerisk modell Visual MODFLOW

35 Nummerisk simulering av kunstig infiltrasjon 35

36 Tverrsnitt av ferdigkalibrert modell 36

37 Konklusjon Mineralogi: Ikke påvist pyritt, men har indikasjoner Innhold av kalsitt øker betraktelig i en overgangssone rundt 6,5 9,5 m Sedimentene domineres av kvarts og silikatmineraler Ikke påvist direkte sammenheng mellom mineralogi og hydrogeokjemi Begrenset datagrunnlag har begrenset den nummeriske modellens utstrekning og troverdighet Simulert maksimal produksjonsrate rundt 100 L/sek Må ha en bedre og større modell 37

38 Kalkulert vs. observert grunnvannsstand med og uten kunstig infiltrasjon. 38

39 Videre arbeid Nødvendig med videre undersøkelser for å simulere forventet kvalitet på produsert grunnvann Trenger data om sesongbetonte variasjoner Trenger en utvidet grunnlagsmodell 39