6.1 Værkstedsområdet

Det valgte værkstedsområde udgøres af Vestegnens kommuner, som deltager i Vestegnens Vand­sam­arbejde I/S. Vestegnens Vandsamarbejde består af Vestegnskommunerne: Albertslund, Brøndby, Glostrup, Hvidovre, Rødovre og Vallensbæk samt Københavns Energi, og dækker et område, som er stærk urbaniseret. Der indvindes i størrelsesorden 4,0-4,5 mio. m3 vand om året inden for Vestegnskommunernes grænser og der er en samlet tilladelse på 6,8 mio. m3 pr. år. Der indvindes overvejrende i Danienkalken, men der er også indvindinger i et dybere liggende skrivekridtmagasin.

På figur 6.1 er vist modelområdet, værkstedsområdet samt de større veje, hvor vejsalt kan tabes til omgivelserne. Værkstedsområdet ligger i det område, som i projektet ”Saltvandsgrænsen i kalkmagasiner i Nordøstsjælland” (Klitten m.fl., 2006) kaldes zone 4, og som dækker området Storkøbenhavn syd for Søndersødalen og går fra Amager mod vest til Roskilde fjord. Afgrænsningen mod syd går fra Køge bugt og mod vest til Roskilde fjord.

Prækvartæroverfladen udgøres af Danienkalk, som i den centrale del ligger højt, dvs. over kote 0 m, og hvor Skrivekridtet ligeledes ligger højt, dvs. over kote – 20 m. Imod øst ligger såvel prækvartæroverfladen som Skrivekridtet noget dybere som følge af Carlsberg forkastningen, der gennemskærer København fra Sydhavnen over Bellahøj.

Figur 6.1: Modelområde (mørkerød) for Vestegnens Vandsamarbejdes model, hvor de større veje er medtaget, og kommunegrænserne indenfor Vestegnens Vandsamarbejde er vist med lilla.

I projektet ”Saltvandsgrænsen i kalkmagasiner i Nordøstsjælland” (Klitten m. fl., 2006) konkluderes det, at klorid i Danienkalken generelt er udvasket, og i området vest for København (Vestegnen) og Køge Bugt er den øvre del af Skrivekridtet ligeledes udvasket for klorid. Saltvandsgrænsen i Vestegnen findes i forbindelse med mergelhorisonter, hvilket sandsynligvis skyldes, at disse mergellag udgør en hydraulisk barriere, der virker hæmmende for det ferske grundvands opblanding med det saltvandspåvirkede grundvand. I Hvidovre ligger saltvandsgrænsen under det øverst beliggende mergellag (Kølbygårdmerglen), mens det i Glostrup og Rødovre er et mergellag, som ligger under Kølbygårdmerglen. Datagrundlaget er dog relativt spinkelt. Det må imidlertid forventes, at der er størst risiko for optrængning af residualt havvand i områder med perforerede mergellag, hvilket f.eks. kan være forårsaget af indvindingsboringer. I den øvrige del af projektets undersøgelsesområde (størstedelen af Nordsjælland) findes saltvandsgrænsen imidlertid ved overgangen mellem Danienkalk og Skrivekridt (Klitten m.fl., 2006 og Vestegnens Vandsamarbejde, 2009a).

Vestegnens Vandsamarbejde fik i 2008 (Vestegnens Vandsamarbejde, 2009a), lavet et udredningsprojekt omhandlende kloridindhold i indvindingsboringer. Her blev samtlige aktive indvindingsboringer gennemgået med hensyn til grundvandskemiske parametre og geofysiske logs. Kilderne til et evt. forhøjet kloridindhold i grundvandet blev vurderet. Fra rapporten (Vestegnens Vandsamarbejde, 2009a) er der hentet følgende kommentarer til indvindinger på Vestegnen fra kalk magasinet:

  • For Albertslund vandforsynings boringer viser grundvandskemien samlet, at der er tale om ”ungt” grundvand. Logging-undersøgelser viser endvidere, at der er mere end 56 m fra indstrømningszonerne i indvindingsboringerne og ned til saltvandsgrænsen. Det vurderes derfor, at den sandsynlige kilde til de forhøjede kloridkoncentrationer til Vridsløselille Vandværk skyldes vejsaltning. Kloridkoncentrationerne er imidlertid lave og relativ konstante på 100 til 150 mg/l afhængig af den aktuelle indvindingsboring. Problemet med vejsaltning ser således ikke ud til at være stigende.
  • For Rødovre vandforsynings boringer ses der kun to boringer (DGU nr. 200.38H og 200.3628), som er svagt saltpåvirket, og klorid udgør ikke et problem. Ligesom i Albertslund vurderes kilden til klorid at være vejsaltning på grund af den ”unge” vandkemi og den relativ store dybde mellem de forventede indstrømningszoner i indvindingsboringerne og saltvandsgrænsen.
  • For Brøndby og Hvidovre vandforsynings boringer er forholdene mere komplicerede, idet der i alle tilfælde er tale om relativt dybe boringer, som i Hvidovre mange steder gennemborer Kølbygårdmerglen. Endvidere viser flere niveau-specifikke vandprøver, at der er høje koncentrationer af klorid i både toppen af Danienkalken og i bunden af boringen. Det er derfor her sandsynligt, at både vejsaltning og optrængning af residualt havvand er kilder til klorid i grundvandet.
  • For vandforsyningerne i Vallensbæk er der en tendens til, at de højeste indhold af klorid findes i de boringer, som ligger tættest på kysten. Desuden adskiller kemien sig i flere boringer fra de øvrige boringer i Vestegnen med indtag i toppen af prækvartæret, idet de forhøjede indhold af klorid ikke er sammenfaldende med forhøjede indhold af sulfat. Dette tyder på, at kilden til klorid kan være indtrængning af marint infiltrationsvand.

I de eksisterende undersøgelser er der således ikke tale om, at vejsaltning hidtil har bevirket en massiv forøget kloridpåvirkning, men kun indikatorer, som peger på, at klorid fra vejsalt kan være en væsentlig kilde til forhøjet kloridindhold.

6.1.1 Kloridindholdet i modelområdets grundvand

For at belyse den rumlige fordeling af kloridkoncentrationerne i modelområdet, er der i figur 6.2 vist kloridindholdet fra JUPITER datasættet og filterdybden. Her ses, at der er for hele modelområdet er en tendens til en høj kloridkoncentration ved overfladen, og at indholdet falder med dybden. Dette forhold skyldes dog sandsynligvis udelukkende, at filterdybder, hvor der erfaringsmæssigt findes forhøjede kloridkoncentrationer, bevidst undgås i forbindelse med udførsel af nye indvindingsboringer.

I figur 6.2 ses det, at Frederiksberg og Københavns kommuner har få boringer (samme dybde til filtertop), som hyppigt er analyseret, og hvor der er stærkt forhøjede koncentrationer. Disse boringer (f.eks. DGU nr. 201. 3791 og 201. 3822) fra GRUMO er generelt påvirkede af menneskelig forurening med bl.a. organiske opløsningsmidler og olierester, men er også tæt på større veje eller stærkt urbaniserede områder. Det forøgede kloridindhold kan derfor enten være udtryk for punktkildeforurening (forurenede grunde e.l.) eller skyldes diffus forurening fra vejsalt.

Figur 6.2: Kloridindholdet i modelområdets grundvand vist som funktion af dybden til filtertop. To delområder (Vestegnens Vandsamarbejde samt Frederiksberg og Københavns kommuner) er vist for overskueligheds skyld. Data fra JUPITER er medtaget fra og med det år hvor der er >9 analyser med samhørende data for klorid og dybde for de enkelte år. For hele modelområdet er 18 datapunkter ikke vist, da de indeholder >2.000 mg/l klorid.

For at vurdere om der er tale om ionbyttet vand i Vestegnen, er natrium som funktion af klorid i Vestegnens indvindingsboringer optegnet på figur 6.3. et ses, at for boringerne filtersat i Skrivekridtmagasinet ligger ionbytningsgraden på forholdet for havvand (0,86), og det er derfor sandsynligt, at kilden til klorid er residualt havvand (se også afsnit 4 og 5 vedr. ionbytning). Grundvand i Skrivekridtet er derfor generelt ionbyttet, og dette tyder på, at skrivekridtsmagasinet ikke bliver mere salt med tiden.

Figur 6.3: Natrium og kloridkoncentrationer sammenholdt med ionbytningsgrad og forskellige magasintyper.

For boringer med filtre i kalk eller kalk/kridt varierer forholdet mellem natrium og klorid mere end for boringerne filtersat i Skrivekridtet (figur 6.3). Der er her 30 boringer, som har et natrium-kloridforhold <0,8, hvilket vil sige, at grundvandet er omvendt ionbyttet, og kun otte boringer har ionbytning mellem 0,8 og 1,1, hvilket betyder, at grundvandet ikke er ionbyttet. Der er derfor relativt mange boringer i kalken med et lavt forhold mellem natrium og klorid, hvilket derved indikerer, at magasinet bliver mere saltholdigt med tiden enten fra menneskeskabte kilder (bl.a. vejsalt) eller fra optrængning af residualt havvand. Det har dog ikke været muligt at adskille de mulige kloridkilder fra hinanden i nærværende analyse.

6.1.2 Grundvandsmodel

Der eksisterer en kalibreret grundvandsmodel, opstillet i MIKE SHE systemet, som løbende er blevet opdateret i forbindelse med en række projekter under Vestegnens Vandsamarbejde (f.eks. Vestegnens Vandsamarbejde 2005, 2006a, 2006b og 2009b). Grundvandsmodellen dækker i alt 274 km 2. Afgrænsningen er vist på figur 6.1.

Modellen er udarbejdet i samråd med GEUS, og er godkendt af både GEUS og Københavns Amt til at kunne indgå som værktøj i vandressourceplanlægningen for Vestegnskommunerne, se Vestegnens Vandsamarbejde (2006a). I forbindelse med opsætning og kalibrering af modellen er der opsat en række kriterier for, at modellen ifølge Henriksen m.fl. (2001) er kalibreret på Hi-Fi niveau.

Tabel 6.1: Resume af modelpræstationer i forhold til de opstillede kriterier på blandt andet middelafvigelse (ME), middelværdien af kvadratafvigelsessummen(RMS) samt et vandbalance (FBal) for vandløbsafstrømninger.

Tabel 6.1 viser et kort resume af modelpræstationerne i forhold til de opstillede kriterier ved kalibreringen udført i 2005/2006, og generelt præsterer modellen ganske godt. Modellen har dog ikke været i stand til at simulere vandbalancen inden for de enkelte vandløbsoplande i de enkelte år, men dette kan delvis skyldes, at de observerede data ved vandføringsstationerne er meget usikre. Vandløbsstationerne er påvirket af opstuvning (station 53.08), overløbsbygværk, hvorfra der pumpes (Station 53.10), samt vandføringsdata for 53ST (fiktiv station) er fiktive estimeret vandføringsdata, og station 52.40 er placeret meget tæt ved modelranden og har en meget lav vandføring.

De observerede vandføringsdata er således meget usikre, og vandføringen i vandløbene er desuden meget påvirket af tilledninger afværgevand, regnvand fra de befæstede arealer, som tilledes via forsinkelsesbassiner, og det har derfor været ganske vanskeligt at gennemføre og vurdere, om kalibreringen er tilfredsstillende i forhold til vandføringsdataene, se Vestegnens Vandsamarbejde I/S (2006a). Modellen er siden den oprindelige kalibrering i 2006 (Vestegnens Vandsamarbejde I/S, 2006a) løbende blevet opdateret i forhold til inddata (indvindinger mv.), og kalibreringen er desuden blevet forbedret på baggrund af nyere prøvepumpninger, samt en række stoftransportsimuleringer.

Der er i grundvandsmodellen indlagt vandindvindings- og klimadata for perioden 1981-2007 samt afværgeoppumpninger og udledning til vandløb. Modellen er vertikalt opdelt i 8 geologiske lag med hver sin fordeling af hydrauliske parameterværdier, se tabel 6.2 og diskretisering for den geologiske model i det horisontale plan er 100x100 meter. For den eksisterende model er der 6 vertikale beregningslag, som følger de geologiske lag. Dog inkluderer det første beregningslag størstedelen af den kvartære lagpakke, se tabel 6.1. Oprindeligt er modellen opsat i 250x250 meter net, men ved modelsimuleringer i dette projekt er grundvandsmodellen opsat i 50x50 meter net, hvilket giver 129.315 beregningspunkter pr. beregningslag.

Tabel 6.2: Opdeling i geologiske og model beregningslag, se Vestegnens Vandsamarbejde I/S (2005); 2006a).

I modellen er der anvendt nettonedbør, som er beregnet eksternt i rodzonemodellen Daisy. Nettonedbøren er herefter konverteret til MIKE SHE, således at MIKE SHE ikke beregner nettonedbøren. Denne metode er den samme fremgangsmåde, som er anvendt i det tidligere Københavns Amts model kaldet KAM-modellen (Københavns Amt, 2005), og det har været et ønske fra det tidligere Københavns Amt for bedre at kunne sammenholde resultater fra Vestegnens model med amtets model (KAM-modellen). Rodzone modellen Daisy er ikke blevet opdateret siden 2003, og det er derfor ikke muligt at beregne nettonedbøren for perioden 2004-2007, idet den anvendte modelopsætning til Daisy ikke er tilgængelig. Det har derfor været nødvendigt at anvende en midlet nettonedbør i den dynamiske model, dækkende perioden fra 2003 og frem, mens der for de stationære modeller altid anvendes en midlet nettonedbør.

Det er således ikke muligt med Vestegnens grundvandmodel at beregne transporthastigheden ned igennem den umættede zone, og derfor er den gennemsnitlige transporttid t fra kilden til det primære magasin vurderet ved følgende udtryk

hvor N er nettoinfiltrationen, Θeff er den effektive vandfyldte porøsitet, og d er transport­længden fra kilden til det primære magasin. Transportlængden er estimeret ved at beregne difference mellem topografien og grundvandspotentialet i det primære magasin, og ved at anvende en effektiv porøsitet på 10 % fås estimatet på transporttiden, som angivet i figur 6.4. Det ses, at for Vestegnens Kommuner generelt er en estimeret transporttid under 5 år.

Figur 6.4: Estimat fra grundvandsmodellen for transporttid fra jordoverfladen til det primære magasin i Værkstedsområdet.

Stoftransportmodellen simulerer vejsaltets skæbne i grundvandet over en periode fra 1967 og frem til 2060, men perioden er delt op i tre faser på grundlag af inddataene.

  • Fase I forløber fra 1967-1981 og her er strømningsmodellen en stationær model med indvindinger svarende til 1981. Datagrundlaget for forbruget af vejsalt før 1967 er svagt, og det vurderes, at forbruget har været lavt, se figur 3.9 med saltleverancer.
  • Fase II, som forløber fra 1981-2007, hvor strømningsmodellen en dynamisk model med varierende indvindinger og daglige nettonedbør værdier. Dog er der anvendt en middelværdi af netto-nedbøren for hele perioden fra 1981-1991 samt 2003-2007, idet nettonedbøren for disse perioder ikke er blevet beregnet ekstern med Daisy modellen (Københavns Amt, 2005). Der er for denne periode anvendt varierende estimerede forbrug af vejsalt pr. vintersæson, forløbende fra oktober til og med marts måned.
  • Fase III er et fremtidsscenario, hvor strømningsmodellen igen er en stationær model, med midlet nettonedbør og estimerede indvindingsmængder hovedsageligt bygget på indvindingsmængderne i 2007, dog justeret med viden omkring kendte lukninger eller oprettelse af vandvindinger. Vejsaltforbruget efter sæsonen 2007/2008 er konstant og er estimeret ud fra de foregående år.

I stoftransportmodellen antages det, at transporten i opsprækket kalk kan beskrives ved et sæt effektive parametre, hvilket kaldes en ækvivalent porøs medium model. Det er valgt at anvende en effektiv porøsitet i kalkmagasinet på 10 %. Den effektive porøsitet på 10 % er en blanding af sprækkeporøsitet og den del af matricens porøsitet, som bidrager i transportprocesserne. Volumen af sprækker over hele kalkmagasinets volumen udgør typisk ca. 1-5 %, hvilket kaldes sprækkeporøsitet, mens porøsitet af selve matricen er i størrelsesorden 20-35 % (fx R&H Bulletin, 1991; Jacobsen, m.fl., 1993; Brettmann m.fl., 1993; Vestegnens vandsamarbejde I/S, 2009c). Den effektive porøsitet er således behæftet med en vis usikkerhed, men sammenholdt med de andre usikkerheder eksempelvis på kildestyrkemodellen, strømningsmodellen og transporten igennem umættet zone, vurderes det at være en acceptabel usikkerhed.