Naverland hydrogeologi - ATV - Jord og Grundvand

atv.jord.grundvand.dk

Naverland hydrogeologi - ATV - Jord og Grundvand

Geologisk, geofysisk og hydrologisk karakterisering

Naverland 26;

Opstilling af hydrogeologisk konceptuel model.

Jesper Damgaard, civilingeniør, afdelingen for Vand, Geologi og Geofysik

1

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


COWIs opgaver på projektet (sept. 2011-forår 2012)

› Udarbejdelse af en detaljeret geologisk og hydrogeologisk konceptuel model

for kildeområdet

› Planlægge og gennemføre feltarbejde i tæt samarbejde med DTU

› Rapportere feltaktiviteter.

2

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


DNAPL bestemmelse i felt og

laboratorium

Feltaktiviteter i fase 2

MIP og kerner i moræneler/kalk

Visualisering i Rockworks

COWI

Projektstruktur

Hydrogeologisk konceptuel model

COWI og Geosyntec

Planlægning og optimering af undersøgelser

Planlægning af aktiviteter i fase 2

COWI, Geosyntec, DTU og Region Hovedstaden

Gennemgang af

eksisterende data

COWI

COWI, GeoSyntec, DTU og evt. Region Hovedstaden

Geofysiske

undersøgelser

COWI

Hydrogeologiske

undersøgelser

COWI

DNAPL bestemmelse i felt og

laboratorium

DTU

Feltaktiviteter i fase 2

MIP og kerner i moræneler/kalk

samt evt. supplerende metoder

COWI og Geosyntec

Fase 1

Geologisk konceptuel model

COWI

Fase 2

OPTION: Gennemførelse af 1 dags workshop (databearbejdning/tolkning)

COWI, Geosyntec, DTU og Region Hovedstaden

Visualisering i Rockworks

COWI

Hydrogeologisk konceptuel model

COWI og Geosyntec

Slutrapportering af hele projektet

inkl. DNAPL undersøgelse

DTU

Rapportering af feltaktiviteter og

endelig udarbejdelse af

konceptuel model, -snit og

tegninger

COWI og Geosyntec

3

Planlægning af aktiviteter i fase 2

COWI, Geosyntec, DTU og Region Hovedstaden

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


DNAPL bestemmelse i felt og

laboratorium

Feltaktiviteter i fase 2

MIP og kerner i moræneler/kalk

Projektstruktur

Her er vi nu

Visualisering i Rockworks

COWI

Hydrogeologisk konceptuel model

COWI og Geosyntec

Planlægning og optimering af undersøgelser

Planlægning af aktiviteter i fase 2

COWI, Geosyntec, DTU og Region Hovedstaden

Gennemgang af

eksisterende data

COWI

COWI, GeoSyntec, DTU og evt. Region Hovedstaden

Geofysiske

undersøgelser

COWI

Hydrogeologiske

undersøgelser

COWI

DNAPL bestemmelse i felt og

laboratorium

DTU

Feltaktiviteter i fase 2

MIP og kerner i moræneler/kalk

samt evt. supplerende metoder

COWI og Geosyntec

Fase 1

Geologisk konceptuel model

COWI

Fase 2

OPTION: Gennemførelse af 1 dags workshop (databearbejdning/tolkning)

COWI, Geosyntec, DTU og Region Hovedstaden

Visualisering i Rockworks

COWI

Hydrogeologisk konceptuel model

COWI og Geosyntec

Slutrapportering af hele projektet

inkl. DNAPL undersøgelse

DTU

Rapportering af feltaktiviteter og

endelig udarbejdelse af

konceptuel model, -snit og

tegninger

COWI og Geosyntec

4

Planlægning af aktiviteter i fase 2

COWI, Geosyntec, DTU og Region Hovedstaden

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Agenda

› Hvordan så den konceptuelle hydrogeologiske model ud, da projektet

startede

› Hvilke geologiske og geofysiske undersøgelser er der udført og hvorfor

› Hvad viser resultaterne enkeltvist og når de sammentolkes

› Hvordan ser den konceptuelle hydrogeologiske model ud nu - hvad har

ændret sig og hvor er vi blevet klogere

› Hvilke undersøgelser har haft høj værdi/udbytte, og hvilke har ikke bidraget

med så meget ny information

5

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Tidligere undersøgelser

› 2001-2002: Fem boringer i kildeområdet, kerneprøver fra kalken (porøsitet,

geofysiske logs fra to boringer (kaliber, gamma og flowlog), slugtests.

› 2002-2005: Boringer i forureningsfanerne

› 2007-2008: To boringer ude i fanerne, geofysiske logs i fire boringer (kaliber

og flow), synkronpejlerunde, prøvepumpning.

6

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Tidligere undersøgelser

› 2001-2002: Fem boringer i kildeområdet, kerneprøver fra kalken (porøsitet,

geofysiske logs fra to boringer (kaliber, gamma og flowlog), slugtests.

› 2002-2005: Boringer i forureningsfanerne

› 2007-2008: To boringer ude i fanerne, geofysiske logs i fire boringer (kaliber

og flow), synkronpejlerunde, prøvepumpning.

Primært fokus på afgrænsning af forureningsfaner og ikke på kildeområdet

7

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Konceptuel model ved opstart

5. MARTS 2012

8 NAVERLAND HYDROGEOLOGI

Rambøll, 2010

Rambøll, 2010


Udførte (hydrogeologiske) undersøgelser

› Fase 1:

9

› Georadar

› Seismik

› Ny boring til kalkoverfladen

› (re)tolkning af geofysiske logs

› Gennemgang af sprækkeoplysninger

fra lignende sites

› Videolog

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI

› Fase 2:

› MIP sonderinger, poreluftmålinger

› Fem boringer gennem

moræneleren, inkl. udtagelse af

kerneprøver

› Tre boringer i kalken, inkl.

udtagelse af kerneprøver

› Bestemmelse af porøsitet,

bulkdensitet, permeabilitet og

vandindhold

› NAPL FLUTe med aktivt kul, Sudan

IV og DNAPL spray

› Hydraulisk profilering med FLUTe

› Water FLUTe i tre boringer


Georadar

› Formål:

› (1) kortlægge de helt overfladenære lag (fyldlaget/top moræneler)

› (2) kortlægge toppen af kalken

› (3) udføre en detaljeret kortlægning af de øverste meter under terræn bl.a. med

henblik på at kortlægge fyldlaget, selve tanken, ledninger, fundamenter m.v.

› Metode:

› Profiler med såvel 100 som 250 MHz antenner

› Screening med en 3D-georadarantenne

10

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Georadar

100/250 MHz antenne

11

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI

3D georadar


100 og 250 MHz antenner

12

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


3D antenne

0,16 m

0,71 m

13

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Morænelersoverflade

og ledninger

Morænelersfladen

tolket ud fra georadar

(100 og 250 MHz) og

boringer

Ledninger mm. fundet

vha. 3D-antenne

14

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Kalkoverflade

Samtolket i

Geoscene vha.

georadar (100

MHz), seismik og

boringer

15

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Georadar konklusioner

› 100 og 250 MHz antenner velegnede til kortlægning af overflade af moræneler.

› Kalkoverfladen kunne fastlægges med 100 MHz, men det krævede støtte af

seismiske data.

› 3D georadar-antenne velegnet til kortlægning af ledninger og tanke mm.

› Metoderne kunne ikke udpege DNAPL.

16

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Seismik

› Formål:

› (1) kortlægge toppen af

kalkoverfladen

› (2) undersøge mulige strukturer

i kalken

› Metode:

› Hammerslag. Modtagerne

(geofonerne) består af et 48 m

langt slæb med 48 3-komponent

geofoner. Indsamling af S- og P-

bølger. Tolkning af S-bølger.

Supplerende MASW tolkning

17

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Seismik metode

› her afspilles en 40 sek. video

18

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Seismik

8-20 m (sort): kalk

0-4 m (blå): ML1

19

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI

4-8 m (grøn): ML2


Boring til kalken i kildeområdet

› Formål:

› opnå detaljeret viden om den kvartære lagfølge.

› forbedre den geologiske viden, herunder evt. at kunne identificere sprækker med

mineraliseringer (vha. intaktprøver).

› vurdere mægtighed af et nedre gruslag samt af knusningszonen i kalken.

› Metode:

› Snegleboring med prøvetagning for hver 1/2 meter eller ved markante skift i lithologi.

20

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Boring til kalken i kildeområdet

› 0,7-2,5 m.u.t.: ML, leret til svagt sandet. Spor af

okkerudfældninger i intaktprøver, hvilket indikerer

tilstedeværelsen af frakturer/sprækker.

› 2,5-6,5 m.u.t: ML, mere sandet og stenet. Skiftet fra

leret, svagt sandet moræne til stenet, sandet

moræneler indikerer en to-deling af moræneleren, der

således tolkes som aflejret ved to isfremstød.

› 6,5-7,7 m.u.t.: DG med et stort indhold af kalk- og

flintklaster., hvilket indikerer opblanding med den

underlejrende knuste kalk.

› 7,6 m.u.t.: Top af fast kalk. Ud fra indholdet af

bryozoer, er kalktypen bestemt til Bryozokalk.

Der findes to

moræneenheder (M1 og

M2), underlejret af et

knusningslag.

Tolkning støttes af data

fra gamma-logging udført

tidligere

21

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Borehulslogging

› Formål:

› Støtte geologisk tolkning,

primært ud fra resultaterne af

gammaloggen

ML1

ML2

› Metode:

› (re)tolkning af eksisterende

logging.

› Televiewerlog opgivet pga.

risiko for kontaminering af

instrumenter

Kalk

22

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Sprække beskrivelser

› Formål:

› Kortlægge sprækkemønstre i moræneler og kalk

› Metode:

› Indhentning af specialviden fra GEUS omkring "nærliggende" lokaliteter (Fløng og

Høje Taastrup) samt litteraturstudier.

› Udgravning af profil på Naverland overvejet. Ideen droppet pga. sikkerhedsrisiko for

sammenstyrtning og afdampning af klorerede stoffer. Desuden blev metoden vurderet

dyr i forhold til udbyttet.

23

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Sprække beskrivelser (moræneler)

› ML1 og ML2 tolkes som bundmoræne aflejret ved isfremstød fra en sydøstlig retning

› For bundmoræneaflejringer forekommer følgende sprækkesystemer:

› belastningssprækker,

› tektoniske sprækker og

› kontraktionssprækker.

› Følgende faktorer kan indirekte anvendes til tolkning af sprækkesystemer:

› dybde til redoxgrænse,

› morænetykkelse,

› underlejrende grus og sand

24

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Sprække beskrivelser (moræneler)

› ML1 og ML2 tolkes Den som ca. bundmoræne 7 meter tykke aflejret moræneler ved isfremstød ved Naverland fra en er sydøstlig retning

› For bundmoræneaflejringer gennemsat af forekommer flere sprækkesystemer, følgende sprækkesystemer:

hvor

belastningssprækkerne vil gennemsætte moræneleren.

› belastningssprækker,

› tektoniske sprækker og

› kontraktionssprækker.

De øvre cirka 3-5 meter vil være præget af horisontale

› Følgende faktorer kan indirekte anvendes til tolkning af sprækkesystemer:

sprækkesystemer udviklet i forbindelse med frost-tø

› dybde til redoxgrænse,

processer og udtørring. Der vil her ligeledes kunne

› morænetykkelse, forekomme subhorisontale shearsprækker.

› underlejrende grus og sand

De mest udviklede af disse sprækker vil have en sydøstlig

orientering.

25

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Sprække beskrivelser (kalk)

› Horisontale frakturer. Disse frakturer findes med

varierende længder og findes med gradvise

overgange til knust kalk. Frakturerne aftager i

intensitet nedefter fra kontakten med de kvartære

sedimenter. Horisontale sprækker findes ned til

cirka 10 meter under prækvartærfladen.

Frakturerne tolkes dannet i forbindelse med be- og

aflastning af glet-cher is.

Et horisontalt sprækkesystem

med tætliggende sprækker nær

kontakten til de kvartære

sedimenter. Sprækkeintensiteten

vil aftage nedefter.

› Subvertikale frakturer. Sprækker af denne type er

relateret til tektoniske processer i nærheden af

større forkastningssystemer. Afstanden mellem

subvertikale sprækker er typisk 3-4 meter. De

subvertikale sprækker i Bryozokalken er forårsaget

af tektonik langs Den Fennoskandiske Randzone.

Et subvertikalt system med en

sprækkeafstand på cirka 3-4

meter.

26

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Dybde [m u. kalkoverflade]

Dybde [kote]

Flowlogs

0

Flow - tolkning [%]

0 20 40 60 80 100

20

Flow - tolkning [%]

0 20 40 60 80 100

› Gennemgang af

eksisterende flowlogs for

at kunne vurdere

indstrømningshorisonter

og opknusningsgrad.

5

10

15

15

10

5

0

› Konklusion: Intet entydigt

strømningsmønster,

hverken i forhold til

kalkoverflade eller kote.

20

25

30

K12N

K22

K23

200.5730 (M1)

200.5728 (M2)

-5

-10

-15

-20

K12N

K22

K23

200.5730 (M1)

200.5728 (M2)

35

-25

27

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Samtolkning

af data i

Rockworks

28

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Konceptuel hydrogeologisk

model efter fase 1

› Hvad har ændret sig

› Hvor er vi blevet klogere

29

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Evaluering af egnethed

› Georadar

› 100 og 250 MHz antenner velegnede til kortlægning af overflade af moræneler. Kalkoverfladen

kunne fastlægges med 100 MHz, men det krævede støtte af seismiske data.

› 3D georadar-antenne velegnet til kortlægning af ledninger og tanke mm. Metoderne kunne ikke

udpege DNAPL.

› Seismik velegnet til tolkning af kalkoverfladen under inddragelse af boringer, samt som

støtte til fastlæggelse af de to morænelersenheder.

› Kerneboring / sprækkebeskrivelser gav værdifuld generel/konceptuel information, men er

ikke site specifik

› Geofysisk logging er god i sammentolkning med de øvrige geofysiske metoder herunder

specielt mht. at finde de præcise laggrænser. Kan udgøre risiko for flutes.

30

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Fase 2 arbejde

› De tidligere undersøgelser viser forurening i kalken.

› Resultaterne fra Fase 1 indikerer mulige "hot-spot" områder.

› Det antages, at spredning af forurening styres af sprække-netværk.

› Fase 2 objektiver:

› Identificer faktorer som styrer grundvandsstrømning

› Fastlæg hydrauliske egenskaber

› Udpeg relevante placeringer for udtagning af vandprøver

› Hydrogeologiske undersøgelser

› Kernebeskrivelser

› FLUTE flow logging

› 3D modellering

31

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Kerneanalyser kombineret med resultater fra FLUTe

› Formål:

› Bestem faktorer der påvirker grundvandsstrømning / -forhold

› Udpeg relevante steder for vandprøvetagning

› Metode:

› Detaljeret gennemgang af borekerner

› FLUTe resultater anvendt til at udpege fokusområder som f.eks. enkeltsprækker

32

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Kerneanalyser

kombinet med

resultater fra FLUTe

33

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


› Kerne-beskrivelse / analyse

› Flint lag tilstede i toppen af kalken

› Flint klumper findes i midterste del af

boringerne

› Kalken er stærkere i bunden af

boringerne

› Sektioner med svagere kalk:

› Indikeret ved kernetab (coreloss)

› Bedømt ud fra hårdhed

(induration)

› Der er sektioner med både horisontale

og vertikale sprækker

Grundvandsstrømning

› Stor indstrømning omkring

flintlag i alle boringer

› Opgrænsende til

flintlagene

› I den svagere del af

kalken

› Lav-mellem indstrømning i

sektioner med svag kalk

› Lav-mellem indstrømning i

opstrækkede zoner (10 cm's

tykkelse)

34

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Kerneanalyser kombineret med resultater fra FLUTe

35

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI


Resterende arbejde

› Flere undersøgelser

› Vandprøvetagning og analyse

› Geofysisk logging (gamma,resistivitet, porøsitet)

› 3D modellering afsluttes

› Endelig opdatering af konceptuel model

› Endelig evaluering af egnethed af metoder

36

5. MARTS 2012

NAVERLAND HYDROGEOLOGI

More magazines by this user
Similar magazines