Grundvattenbildning i Alnarpsströmmen. Numerisk modellering av grundvattenbildning och akvifersförhållanden.

Abstract (Swedish)

I Sverige är grundvatten är en av de huvudsakliga källorna för dricksvatten. Grundvattenmagasin kommer att påverkas av klimatförändringar genom förändrad effektiv nederbörd och således grundvattenbildning. Dessa vattenresurser ska finnas kvar för framtida generationer och det är därför av vikt att studera dem samt öka förståelsen kring dem. Sveriges miljömål kring grundvatten nämner ett behov av att ta fram lokala modeller för akviferer, och simulera flöden samt hur akviferen påverkas av klimatförändringar. Den här studien har undersökt akviferen Alnarpsströmmen i sydvästra Skåne. Alnarpsströmmen har studerats grundligt genom åren, men på senare tid har nya data, i form av både borrprotokoll och geofysiska data, tagits fram. Syftet med den här studien är att använda den nya datan för att undersöka om det går att ta fram en alternativ tolkning på var grundvattenbildning till Alnarpsströmmen kan ske och dess storlek. Vattenbalansen har också studerats för olika scenarier, genom att variera effektiv nederbörd och/eller uttag från akviferen. De olika scenarierna simuleras genom skapandet av en grundvattenflödesmodell i MODFLOW GMS v10.5. Resultatet indikerar att områden med en ungefärlig diameter på 5 kilometer sydost om Löddeköpinge samt söder om Staffanstorp är områden där grundvattenbildning skulle kunna ske. Området sydost om Löddeköpinge är inte detaljerat beskrivet i tidigare litteratur, vilket området söder om Staffanstorp är. Resultatet från simuleringen av olika scenarier visade på att en minskad effektiv nederbörd sänker grundvattennivån i stora delar av området, men med minst effekt i områden som angränsar till havet. Ökade uttag visade också på en avsänkning i stora delar av undersökningsområdet, förutom i den nordvästra delen, och med störst avsänkning kring Grevie vattentäkt. Kombinationen av minskad effektiv nederbörd och ökade uttag förhöjde avsänkningen av grundvattennivån. Resultaten i den här studien bygger på ett antal osäkerheter, antaganden och förenklingar gällande till exempel gränserna i modellen, plats och storlek av uttag och värden för framtida scenarier. Utöver detta är det även en del förenklingar som gjorts för att få modellen att konvergera, som ytterligare bidrar med osäkerheter i resultatet. Därför bör resultatet från den här modellen ses som en tolkning av grundvattensituationen i Alnarpsströmmen som kan indikera områden där grundvattenbildning skulle kunna ske. För framtida modelleringsstudier kring Alnarpsströmmen så behövs fler hydrogeologiska undersökningar utföras, de områden som i tidigare studier samt den här rapporten pekas ut som intressanta bör utredas ytterligare.

Abstract

In Sweden groundwater is one of the primary sources for drinking water. Groundwater reservoirs will be affected by climate changes with changes in effective precipitation, which means changes in groundwater recharge. It is therefore of value to study and examine these water resources, so that they remain just that for the generations to come. Sweden’s environmental goals regarding groundwater suggest having more local models that can simulate an aquifer and its response to climate change. In this study the aquifer Alnarpsströmmen located in southwestern Skåne, is studied. The aquifer has been thoroughly investigated over the years, but in recent times new data, both from drilled wells and geophysical data has been produced. The purpose of this study is to utilise this new data, to see if an alternative interpretation of where groundwater recharge to the Alnarpsströmmen could occur, and its magnitude. The water balance of the aquifer is also studied by varying effective precipitation and/or withdrawals in the study area. This is performed by creating a numerical groundwater flow model in MODFLOW GMS v10.5. The results indicated that areas that are roughly 5 kilometers in diameter southeast of Löddeköpinge and south of Staffanstorp could be locations where ground water recharge can occur, the exact magnitude is difficult to estimate with the model that was constructed. The area south of Staffanstorp, marked in this model are also viewed as plausible groundwater recharge locations in previous studies, but the location southeast of Löddeköpinge is not described in many of the previous studies. Results from different scenarios showed that a decreased effective precipitation lowers the head of the aquifer, mostly in the areas that don’t border to the sea Öresund. The increased withdrawal scenarios also showed a decrease in head, that was most prominent around Grevie watersource and had small impact in the northwestern part of the study area. From the results a decreased effective precipitation lowers the groundwater level, as it does when the withdrawal is increased. The combination of increased withdrawal and decreased effective precipitation enhances the lowering of the groundwater level. However, the result in this study is based upon several uncertainties, simplifications and assumptions regarding for instance boundaries in the model, location and magnitude of withdrawal, and values for future scenarios. There is also a lot of simplifications made to enable the simulation to run, that provides the results with further uncertainty. Thus, the results in this model should be seen as an interpretation of the groundwater system in Alnarpsströmmen and could indicate areas where groundwater recharge could occur. For future modelling work with Alnarpsströmmen, more hydrogeological investigations need to be performed and areas of interest shown in previous as well as this study need to be further analysed.

Popular Abstract (Swedish)

Var sker grundvattenbildning till Alnarpsströmmen och hur påverkas akviferen av uttags- och klimatförändringar?

Grundvatten är en av våra primära källor till dricksvatten. Var det fylls på med vatten till stora grundvattenmagasin som Alnarpsströmmen är viktigt att veta för att kunna skydda dessa områden. Grundvattennivåerna och därmed vattenbalansen i dessa magasin kommer påverkas i hög grad av både vattenuttags- och klimatförändringar. Detta har undersökts och modellerats för Alnarpsströmmen som är ett av de viktigaste grundvattenmagasinen i Skåne för vattenförsörjning.
Resultatet av den här modelleringsstudien visar på att det finns områden med en diameter på cirka tre kilometer strax sydost om Löddeköpinge samt söder om Staffanstorp, där höga flöden ner till grundvattenmagasinet Alnarpsströmmen sker. Områdena indikerar potentiella platser där grundvattenbildning skulle kunna ske och där fler undersökningar bör göras. Studien tyder på att ökade uttag från Grevie vattentäkt påverkar ett område med en radie på ungefär sex kilometer från Grevie vattentäkt, där sänkningen av grundvattennivån närmast vattentäkten är över en meter. Den potentiella minskning på effektiv nederbörd, den nederbörd som infiltrerar ner i marken, som klimatförändringarna orsakar ger en sänkning av grundvattennivån i stora delar av Alnarpsströmmen. I kombination med ökade vattenuttag från Alnarpsströmmen ökar den här effekten drastiskt och nästan hela Alnarpsströmmen får sänkta grundvattennivåer med åtminstone en halv meter.
För att uppnå de miljömål kring grundvatten som Sverige satt behövs fler lokala undersökningar på enskilda magasin. Grundvattenbildningens storlek och plats behövs undersökas lokalt och även hur grundvattennivåerna lokalt påverkas av ett förändrat klimat. Alnarpsströmmen är ett viktigt vattenmagasin i Skåne och lär vara ännu viktigare i framtiden. Det finns därmed ett behov och framför allt ett intresse av att utveckla kunskaperna kring detta viktiga vattenmagasin. Detta arbete syftar att fylla detta behov genom att använda nya data, i form av nya borrprotokoll och geofysiska data för att komplettera de undersökningar som tidigare gjorts i Alnarpsströmmen.
Arbetet bekräftar de grundvattenbildningsområden som påvisats i tidigare studier, men pekar även ut området sydost om Löddeköpinge som ett intressant område för grundvattenbildning. Det området skulle kunna pekas ut som en plats som bör undersökas vidare om det ska klassas som ett vattenskyddsområde. Kombinationen av ökade uttag och minskad effektiv nederbörd leder till stora effekter på vattenbalansen och leder till sänkning av grundvattennivåerna. Denna studie ger därmed en uppskattad bild av hur klimatförändringarna påverkar Alnarpsströmmen.
Resultatet från den här studien grundar sig i modellering och läsaren ska vara medveten om att resultatet endast är en spegling av verkligheten, med flera förenklingar och antaganden. Likväl indikerar resultatet tydliga effekter av uttags- och klimatförändringar och ger även tydliga markeringar på områden där grundvattenbildning kan ske. Däribland visas områden som även pekats ut i tidigare studier kring Alnarpsströmmen. Det finns en hel del kvar att undersöka kring Alnarpsströmmen. Det går att utföra liknande studier på jämförbara grundvattenmagasin, i syfte att fördjupa våra kunskaper kring dessa viktiga vattenförsörjningsmagasin med förhoppningen att nå de miljömål vi satt upp.

• author: Erlström, Tobias
• supervisor: Gerhard Barmen; Alfredo Mendoza; Jan-Erik Rosberg
• organization: Engineering Geology; Civil Engineering (M.Sc.Eng.)
• alternative title: Groundwater recharge in Alnarpsströmmen. Numerical modeling of groundwater recharge and aquifer conditions.
• course: VTGM05 20221
• year: 2022
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Alnarpsströmmen, effektiv nederbörd, Grevie vattentäkt, grundvatten, grundvattenbildning, grundvattenmodell, MODFLOW, SKYTEM.
• publication/series: VTGM05
• report number: ISRN LUTVDG(TVTG-5172)/1-63/(2022)
• other publication id: ISRN
• language: Swedish
• additional info: Examiner: Nils Rydén
• id: 9093873
• date added to LUP: 2022-06-28 13:00:56
• date last changed: 2022-06-28 13:00:56