gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · anvendelse af grundrisk...
TRANSCRIPT
![Page 1: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/1.jpg)
Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier
Professor Philip J. Binning DTU Miljø
Postdoc Luca Locatelli DTU Miljø
Videnskabelig assistent Louise Rosenberg DTU Miljø
Seniorforsker Gitte Lemming Søndergaard DTU Miljø
Jens Aabling Miljøstyrelsen
Professor Poul L. Bjerg DTU Miljø
![Page 2: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/2.jpg)
Formålet med Grundrisk
• Opdateret princip for risikovurdering
• Forbedrede analytiske beregningsmetoder for transport og skæbne af forurening i grundvandet
• Differentieret vejledning i forhold til vidensniveau
forureningskilde
Dæklag
grundvandsmagasin
forureningsfane
grundvandsstrømning
Kontrolpunkt (KP)
Vertikal transport
Horisontal transport
![Page 3: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/3.jpg)
Horisontal model Transport i grundvandsmagasin
Opsætning og inkluderede processer
Horisontal forureningskilde
Forurening gennem forureningsflux
Dispersion i 3 dimensioner
1. ordens nedbrydning
Sekventiel 1. ordens nedbrydning
Lineær sorption
Infiltration
2D løsning for tynde grundvands-magasiner
Brugernes ønsker
![Page 4: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/4.jpg)
Der er en del matematik inden i…
111
1
1
2,3,....,
i
iii l l
i j
j l j l i
a i
c y ka c i n
k k
/2 min( , ) *
*
/2 0
2 1, , exp
24
y x
y
L x L
o
x xL y z
u x xM URc x y z c dx dy
D DA nR D D
12
2
41 xD
U uu
2 2*2 2x x
y z
D DR x x y y z
D D
![Page 5: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/5.jpg)
Fanen beregnes i 3D
Infiltration Kilden
Fortynding pga. dispersion
Nedbrydning
![Page 6: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/6.jpg)
Men
resu
ltate
r v
ises
typ
isk s
om
x-y
plo
ts
Risikovurderings resultat
![Page 7: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/7.jpg)
Vertikal model
Groundwater table
Co
nce
ntr
atio
n a
t th
e so
urc
e =
C0
Impervious terrain levelR1x
y
z
Contaminantplume
Contaminantsource
Aquifer
Monitoringwell
∫∫ C1(x,y)∙Dew/Bf∙dx ∙dy
Un
satu
rate
d
san
dS
atu
rate
dsa
nd
Groundwater flow direction
Model 1 Mættede ler (1D)
Model 2 Opsprækkede ler (1D)
Model 3 Umættede ler; Umættede zone (3D)
Model 4 Umættede uden dæklag (3D)
Model 5 Ingen vertikal transport
I dag anvender vi model 1 og 5 på et eksempel
![Page 8: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/8.jpg)
Bemærk: Stationær løsning!!!!
Lokalitet: Vesterågade
Stationær i punktet 100 m fra den nedstrøms kant efter godt 2,5 år.
Forureningerne på de ni testlokaliteter kan betragtes som værende stationære.
𝑡(𝐶½(𝑥)) =𝑥 ∗ 𝑅
𝑢
Sorptionen betyder noget for, hvor lang tid det tager, før den transiente model bliver stationær, men har ingen betydning for den stationære koncentration.
![Page 9: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/9.jpg)
Rapporter Se jeres usb stik….
![Page 10: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/10.jpg)
Et Eksempel: Rugaardsvej, Odense
1951-1989 Maskinfabrik Anvendt TCE (Trichlorethylen) til produktion TCE nedbrudt til DCE og VC (100 kg)
Døssing Overheu et al. (2011)
![Page 11: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/11.jpg)
Geologi
Vi beregner transporten her
Infiltration 300 mm/år (JAGG 2.0)
100 mm/år (Jørgensen et al. 2007b)
8 mm/år (Døssing Overheu et al., 2011)
Scheutz et al., 2008).
Døssing Overheu et al. (2011)
20 m
10 m
![Page 12: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/12.jpg)
Forureningssituation 95% af forureningen er DCE.
10-100 mg/kg
0
m.u.t.
14
Moræneler
Sand
Sand
Moræneler
Jørgensen et al. (2007a)
![Page 13: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/13.jpg)
Typiske koncentrationer DCE 10 mg/L VC 1 mg/L
Døssing Overheu et al. (2011)
POC
![Page 14: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/14.jpg)
GrundRisk Parametre (1)
Parametre Beskrivelse Værdi Kilde
Overordnede
parametre
Y Støkiometrisk forhold VC- DCE 0.648*
I Infiltration
300 mm/år
100 mm/år
8** mm/år
JAGG 2.0
Jørgensen et al. (2007b)
Døssing Overheu et al.
(2011)
Lx Kildelængde 30 m Jørgensen et al. (2007a)
Ly Kildebredde 10 m Jørgensen et al. (2007a)
Vertikal model C0_v Kildekoncentration DCE 10 mg/L Døssing Overheu et al.
(2011)
Kildekoncentration VC 1 mg/L Døssing Overheu et al.
(2011)
kv_DCE 1. ordens nedbrydningsrate, DCE 0.0001 dag-1 JAGG 2.0
kv_VC 1. ordens nedbrydningsrate, VC 0.0004 dag-1 JAGG 2.0
n_v Porøsitet = Vandindhold 0.35 JAGG 2.0
αL_v Longitudinal dispersivitet (z retning) 0.014 m JAGG 2.0
Z_v Vertikal transportafstand 20 m Døssing Overheu et al.
(2011)
Dw_v Fri diffusionskoefficient i vand 7.17∙10-10 m2/s JAGG 2.0
![Page 15: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/15.jpg)
Grundrisk Parametre (2)
Parametre Beskrivelse Værdi Kilde
Horisontal
model H Tykkelse af grundvandsmagasin
10 m Døssing Overheu et al.
(2011)
u Grundvandshastighed 75 m/år Døssing Overheu et al.
(2011)
kDCE 1. ordens nedbrydningsrate DCE 0.0001 dag-1 Rosenbom et al. 2016
kVC 1. ordens nedbrydningsrate VC 0.0004 dag-1 Rosenbom et al. 2016
n Porøsitet 0.25 Døssing Overheu et al.
(2011)
αL Longitudinal dispersivitet (x retning) 1 m Rosenbom et al. 2016
αT Transversal dispersivitet (y retning) 0.01 m Rosenbom et al. 2016
αV Vertical dispersivitet (z retning) 0.005 m Rosenbom et al. 2016
dKP Afstand til kontrolpunkt 100 m
![Page 16: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/16.jpg)
Så skal I prøve…..
Bemærk omsætning af DCE til VC. Fanen bliver ikke presset meget ned på grund af infiltration da grundvandshastigheden er så stor, at der ikke når at nedsive meget vand oven på fanen inden for afstanden til kontrolpunktet.
![Page 17: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/17.jpg)
Skrive resultatet i tabellen…
Scenarie DCE VC Kommentarer
Grundvandskriterie 1 µg/l 0.2 µg/l
1. Basisscenarie 220 46 Bemærk omsætning af DCE til VC.
2. Infiltration
3. Vertikale afstand
4. Nedbrydningsrate
5. Kontrolpunkt (afstand)
6. Kildebredde
7. Grundvandshastighed
8. Dispersivitet
9. 2D vs 3D
Toluen 5 µg/l
10. Andre stoffer
![Page 18: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/18.jpg)
2. Infiltration = 100 mm/år
![Page 19: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/19.jpg)
2. Infiltration = 100 mm/år
Lavere infiltration betyder længere opholdstid i leret og dermed mere nedbrydning.
![Page 20: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/20.jpg)
3. Vertikal Afstand = 0m
![Page 21: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/21.jpg)
3. Vertikal Afstand = 0m
Fjernelse af den vertikale transport betyder at forureningen bliver overført direkte til grundvandet og dermed højere
koncentrationer af både DCE og VC ved KP.
![Page 22: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/22.jpg)
4. Horisontal DCE Nedbrydningsrate = 1e-3 1/dag
![Page 23: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/23.jpg)
4. Horisontal DCE Nedbrydningsrate = 1e-3 1/dag
Højere DCE nedbrydningsrater betyder mindre DCE forurening, dog med den uheldige konsekvens at
der kan dannes mere VC (højere risiko)
![Page 24: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/24.jpg)
5. Kontrolpunkt = 500 m
![Page 25: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/25.jpg)
5. Kontrolpunkt = 500 m
Længere afstand til kontrolpunktet betyder længere transporttid, og dermed mere nedbrydning og
fortynding pga dispersion.
![Page 26: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/26.jpg)
6. Kildebredde = 2m
![Page 27: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/27.jpg)
6. Kildebredde = 2m
En mindre bredde betyder mere opblanding. Her skal man passe på fordi det betyder også en mindre forureningsflux! Bemærk også at koncentrationen ved toppen af det øverste grundvandsmagasin ved kilden er samme som den i basisscenariet da den vertikale transport er i 1-D.
![Page 28: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/28.jpg)
7. Grundvandshastighed = 7.5 m/år
![Page 29: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/29.jpg)
7. Grundvandshastighed = 7.5 m/år
Med en hastighed på 7.5 m/år får man det overraskende resultat at koncentrationen stiger, på trods af at nedbrydningstiden øges. Det er fordi forureningsfluxen fra kilden bliver mindre fortyndet når mængden af grundvand, der strømmer forbi under kilden er mindre. Det kan også ses at den horisontal løsningen er beregnet i 2D med fuld opblanding over det 10m tykke grundvandsmagasin. Det skyldes at infiltrationen når at presse fanen ned til bunden af grundvandsmagasinet i løb af den længere transportstid til kontrolpunktet.
![Page 30: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/30.jpg)
8. Horisontal transvers dispersivitet = 0.001 m
![Page 31: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/31.jpg)
8. Horisontal transvers dispersivitet = 0.001 m
Samme som basis scenariet. I dette eksempel er kilden tilstrækkelig bred til at dispersiviteten ikke betyder noget i fanens midte.
![Page 32: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/32.jpg)
9. 2D vs 3D: Magasin tykkelsen = 1m
![Page 33: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/33.jpg)
9. 2D vs 3D: Magasin tykkelsen = 1m
Et tynd magasin betyder mindre fortynding.
![Page 34: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/34.jpg)
10. Toluen: Kildekoncentration = 50 mg/L, Dw_v=8.56∙10-10 m2/s og k_v=0.01 dag-1
![Page 35: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/35.jpg)
10. Toluen: Kildekoncentration = 50 mg/L, Dw_v=8.56∙10-10 m2/s og k_v=0.01 dag-1
Her betyder den høje nedbrydning i leret at stofudsivningen til grundvandet er nul.
![Page 36: Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af … · 2016-11-30 · Anvendelse af GrundRisk til lokal risikovurdering Gennemgang af værktøjet med fokus på betydning af parameterværdier](https://reader033.vdocuments.net/reader033/viewer/2022042123/5e9eeb69e4086813e20e4eb1/html5/thumbnails/36.jpg)
Scenarie DCE VC Kommentarer
Grundvandskriterie 1 µg/l 0.2 µg/l
1. Basisscenarie 220 46 Bemærk omsætning af DCE til VC. Fanen bliver ikke presset meget ned
på grund af infiltration da grundvandshastigheden er så stor, at der ikke
når at nedsive meget vand oven på fanen inden for afstanden til kontrolpunktet.
2. Infiltration 18 4 Lavere infiltration betyder længere opholdstid i leret og dermed mere nedbrydning.
3. Vertikale afstand 515 60 Fjernelse af den vertikale transport betyder at forureningen bliver overført
direkte til grundvandet og dermed højere koncentrationer af både DCE og VC ved KP.
4. Nedbrydningsrate 138 93 Højere DCE nedbrydningsrater betyder mindre DCE forurening, dog med den uheldige konsekvens at der kan dannes mere VC (højere risiko)
5. Kontrolpunkt (afstand) 91 19 Længere afstand til kontrolpunktet betyder længere transporttid, og dermed mere nedbrydning og fortynding pga dispersion.
6. Kildebredde 45 9 En mindre bredde betyder mere opblanding. Her skal man passe på fordi
det betyder også en mindre forureningsflux! Bemærk også at
koncentrationen ved toppen af det øverste grundvandsmagasin ved kilden er samme som den i basisscenariet da den vertikale transport er i 1-D.
7. Grundvandshastighed 407 87 Med en hastighed på 7.5 m/år får man det overraskende resultat at
koncentrationen stiger, på trods af at nedbrydningstiden øges. Det er fordi
forureningsfluxen fra kilden bliver mindre fortyndet når mængden af grundvand, der strømmer forbi under kilden er mindre.
8. Dispersivitet 220 46 Samme som basis scenariet. I dette eksempel er kilden tilstrækkelig bred til at dispersiviteten ikke betyder noget i fanens midte.
9. 2D vs 3D 649 135 Et tynd magasin betyder mindre fortynding.
Toluen 5 µg/l
10. Andre stoffer 0 Her betyder den høje nedbrydning i leret at stofudsivningen til grundvandet er nul.