EN GRUNDVANDSMODEL – ET VÆRKTØJ TIL AT LØSE DE KOMMUNALE GRUNDVANDSOPGAVER Civilingeniør Anders Korsgaard NIRAS A/S Geolog Merete Olsen Køge Kommune Vintermøde om jord- og grundvandsforurening Vingstedcentret 10. – 11. marts 2009 RESUMÉ Køge Kommune har fået opstillet og kalibreret en lokal grundvandsmodel for hele kommu- nen. Modellen har givet et stærkt, troværdigt og anvendeligt værktøj til brug dels ved den overordnede forvaltning og fordeling af ressourcen, dels i forbindelse med den daglige sags- behandling. Derudover har modellen givet et overblik over den grundvandsressource, som kommunen har ”arvet” administrationen af fra de nu nedlagte amter. Det har været et krav fra kommunen, at modellen skulle være overskuelig og nem at anvende. Modellen skal heller ikke ende ubenyttet på en reol, og derfor er der truffet aftale med NIRAS om at opdatere modellen årligt. I artiklen diskuteres dels de overvejelser, der ligger bag opstillingen af modellen, dels data- grundlaget i forhold til de regionale/nationale modeller. Derudover gives konkrete eksempler på anvendelse i Køge Kommune. BAGGRUND Efter kommunalreformen omfatter kommunernes opgaver nu både vandplanlægning og tilla- delser til vandindvinding. Det kræver indsigt og forståelse af forholdene omkring grundvands- ressourcerne. Ikke mindst tilladelser til vandindvinding og vurderingen af indvindingens konsekvenser er en stor opgave at løfte. Vurderingerne kan være vanskelige at udføre, og konsekvenserne af at lave forkerte skøn eller beregninger kan være betydelige og en meget kostbar affære for alle parter. Kommunernes kompetencer med beregninger og vurderinger er meget forskellige og kan nødvendigvis ikke være så specialiserede, som da opgaverne var fordelt på flere hænder i amterne Helt aktuelt udløber de tidligere landvæsenskommissionstilladelser til indvinding 1.april 2010. Samtidig vil de kommende vandplaner stille krav til kommunerne om kunne vurdere og dernæst handle ud fra, hvad der er nødvendigt, for at vandmiljøet kan opnå god økologisk tilstand i 2015 og frem. En grundvandsmodel er det bedste værktøj til at holde styr på grundvandsressourcen og til at vurdere konsekvenser ved ændringer. NIRAS har for bl.a. Køge Kommune opstillet en grundvandsmodel, der dækker hele kommunen, og som årligt bliver opdateret. FORMÅL Formålet med indlægget er at vise, at sagsbehandlere i en kommune opnår et stærkt, trovær- digt og anvendeligt værktøj ved at opstille en grundvandsmodel. Et værktøj, der letter sagsbe- handlingen både tidsmæssigt og økonomisk uanset om kommunen selv udfører beregningerne med modellen, eller dette overlades til rådgiveren. Vi vil vise, hvordan modellen kan anven- des i Køge Kommune, hvor der er en meget stor indvinding til både drikkevand og erhverv kombineret med store naturværdier. INDLEDNING Der er ingen tvivl om, at det er i mange henseende er hensigtsmæssigt, for ikke at sige nød- vendigt, at have en grundvandsmodel til rådighed for at kunne overskue og forudse effekter af ændringer i det hydrologiske kredsløb. Ændringerne kan være alt mellem en ny lokal indvin- ding og til globale variationer i klimaet. En grundvandsmodel kan imidlertid opstilles og kalibreres på mange måder og niveauer, og det kan være svært selv for rutinerede hydrogeologer at gennemskue om en given model er god nok til formålet eller ej. Der er på regionalt plan opstillet flere forskellige fuldt integrerede dynamiske grundvands- modeller. Der er for eksempel opstillet en DK-model af GEUS for henholdsvis Sjælland, Jyl- land og Fyn. Derudover har Miljøcenter Roskilde opstillet og kalibreret deres egen ”Sjæl- landsmodellen”. Disse modeller er opstillet på baggrund af alle tilgængelige data De regionale modeller er stillet til rådighed for alle, der ønsker det til beregninger. Men de regionale modeller kan i langt de fleste tilfælde ikke uden videre anvendes på lokalt niveau. Dels er de store og omfangsrige med en diskretisering, der i praktisk anvendelse er for grov, dels er de kalibreret på et regionalt niveau, der ”kun” afspejler det store overordnede strøm- ningsmønster og ikke nødvendigvis lokale strømningsmønstre. Det er imidlertid muligt at skære en lokal model ud af den regionale model og i den lokale model lave en finere diskretisering (datagrundlaget for en forfining ér indbygget i ”Sjæl- landsmodellen”). Men modellen er fortsat ”kun” kalibreret på regionalt niveau, så det vil til de fleste formål være nødvendigt med en finkalibrering af modellen, før den kan bruges. Det er således ikke praktisk muligt umiddelbart at anvende de allerede opstillede regionale grundvandsmodeller i den daglige kommunale forvaltning af grundvandsressourcen. KØGE KOMMUNES SITUATION I de kommende statslige vandplaner forventer kommunen, at der vil være modstrid mellem den nuværende indvinding og hvad der vil være plads til for at Køge Å og de andre vandløb kan opnå god økologisk tilstand. Det bliver kommunens ansvar at planlægge og fordele ind- vindingen så optimalt som muligt. I kommunen er der en stor oppumpning i forhold til arealet, idet der i perioden 2003-2007 blev indvundet 58 mm i gennemsnit eller 14,8 mio. m3 pr. år. Primært indvindes der drikke- vand til eksport, men selvfølgelig også til egen forsyning. Desuden har de store industri- virksomheder egen indvindinger, der er placeret langs kysten og ved Skensved Å. De store kildepladser, der leverer drikkevand til hovedstadsområdet, er placeret langs Køge Å og dens tilløbsstrækninger. Synkronmålinger fra sommeren 2008 viser, at grundvandstilstømningen til Køge Å er stor set fraværende . Kommunen står foran en stor opgave, idet ca. 90 % af de nuværende tilladelser til indvinding udløber pr. 1. april 2010. Den meget store indvinder - Københavns Energi (KE) har tilbage i 2006 søgt om nye tilladelser. Ansøgningerne bliver behandlet i en VVM under Miljøcenter Roskilde, men derefter er det op til kommunerne at give de konkrete indvindingstilladelser. Hvorfor har kommunen valgt selv at opstille en model? • Usikkerhed på den statslige model. Kommunen besluttede at opstille en model i efter- året 2007, og på det tidspunkt var det meget usikkert, om og hvornår den regionale model fra Miljøcenter Roskilde ville blive tilgængelig. • Kommunen ønsker en simpel og gennemskuelig model, de selv kan operere med, og som kan køre på en alm. PC. Efter et par dages kursus skal kommunens sagsbehandle- re være i stand til at udføre simple beregninger selv. Dog med mulighed for backup fra rådgiver. • Pga. forskellige omstændigheder havde kommunen nogle udisponerede midler, som kunne bruges på en 3-årig kontrakt til opstilling, kalibrering og opdatering af en mo- del. • Her er et anvendeligt værktøj, som kan bruges i de kommende års arbejde med plan- lægning og justeringer af indvindinger i forhold til vandplanerne. Et værktøj, som er tilpasset vores behov, kompetencer og ressourcer. Hvad vil kommunen aktuelt bruge den til? • Vurdering af effekter på primært vandløb og vådområder, men også grundvandsstan- den og retningen af den primære grundvandsstrøm ved omlægninger af indvindingen. Dette bliver især aktuelt ved arbejdet med realisering af de kommende vandplaner. • Evt. stille den til rådighed for ansøgere til nye boringer, grundvandssænkninger m.v. til beregning af effekter på primær og sekundær vandspejl til dokumentation for deres ansøgning. Alternativt at kommunen selv udfører eller får udført beregningerne. • Vurdere effekter ved klimaændringer. Hvad sker der f. eks. ved stigende nedbør, sti- gende grundvandsstand og stigende havniveau • Beregne effekterne af mindre nedsivning ved omfattende byudvikling og befæstning på grundvanddannende områder. GRUNDVANDSMODELLEN Den model, NIRAS har opstillet for Køge Kommune, har til formål at fungere som støtte og dokumentation i forbindelse med den overordnede planlægning og vurdering af den primære grundvandsressource i Køge Kommune. Modellen dækker et område, der svarer til hele Køge Kommune plus 2- 3 km hele vejen rundt. Som udgangspunkt er valgt en diskretisering på 100x100m. Modellen er opstillet i Vi- sual Modflow Pro. Figur 1 Modelområde Den geologiske model, der ligger til grund for Køge-modellen, er baseret på tolkningspunk- terne fra NOVANA modellen, der er den geologiske model, der også danner grundlag for de regionale modeller. Det er valg, at benytte tolkningspunkter og ikke griddede flader, da opda- tering med nye geologiske data derved lettes. Køge-modellen er, i modsætning til de statslige regionale modeller, stationær. Det betyder, at modellen er meget hurtigere til beregninger og det er meget lettere at overskue resultaterne. Til gengæld er resultaterne gennemsnitsberegninger, hvor fx årstidsvariationer ikke simuleres. Dette er især en begrænsning i forbindelse med detaljerede simuleringer af vandløbsafstrøm- ninger, der er stærkt årstidsafhængige. I de fleste tilfælde vil de stationære beregninger imid- lertid være tilstrækkelige. Modellen simulerer strømningsforholdene i det primære grundvandsmagasin tilfredsstillende. Jf. krav i ”Ståbien” (Håndbog i grundvandsmodellering 2005) svarer modellen til en Hi-Fi model. Derudover vurderes det, at den kan benyttes til overslagsberegninger på vandspejlsva- riationer i terrænnære magasiner samt ved variationer i vandudvekslingen mellem overflade- vand og grundvand. For nærmere dokumentation henvises til ”modelnotatet”, /1/ Modellen bliver en gang årligt opdateret med nye indvindingsmængder, nye boringer, og nye pejlinger. På den måde sikres det, at kommunen hele tiden har en model, der afspejler den aktuelle situation. EKSEMPLER PÅ KØGE KOMMUNES ANVENDELSE