Databehandlingen til et potentialekort kan opdeles i 6 step, som angivet i figur 3.2.

Figur 3.2. Procedure for udvælgelse af data og udarbejdelse af potentialekort.

Hvert enkelt step i udvælgelsen bliver gennemgået i det efterfølgende. Bemærk, at der er tale om en iterativ proces, hvor det efter optegning af potentialelinier kan være nødvendigt at til- eller fravælge flere pejlinger, såfremt potentialekortet udviser urealistiske kurveforløb.

Afhængig af magasintype og formålet med potentialekortet, vil der være forskellige tilgange til dataudvælgelsen. Det er vigtigt at notere og redegøre for den databehandling og de valg der træffes undervejs. Kun herved kan dataudvælgelsen dokumenteres og genskabes.

 

3.2.1 Step 1: Valg af boringer/ pejleindtag til potentialekortet

Først skal der udvælges boringer til en boringstabel. Udvælgelsen af boringer vil normalt foregå i et geografisk informationssystem (GIS) ved hjælp af eksisterende GIS applikationer som ”Aktivt Potentialkort” (Dansk Geofysik, 2003) eller lignende, men kan også gøres ved hjælp af forespørgsler direkte i selve GIS-programmet eller Microsoft-Access.

Alle oplysninger, der er behov for om boringerne, er tilgængelige i Jupiter databasen. Det anbefales derfor at benytte et dataudtræk fra Jupiter databasen ved valg af boringer, uanset om pejlingerne eventuelt er placeret i anden database. Som nævnte i afsnit 2.1, kan en delmængde af Jupiter databasen hentes fra GEUS´s hjemmeside.

I Jupiter databasen er boringsinformationerne lagret i forskellige tabeller. Relationerne mellem de væsentligste tabeller med boringsoplysninger er vist på figur 3.3.

Figur 3.3. Tabeller fra Jupiter databasen med boringsinformation.
BOREHOLE: indeholder DGU nr., terrænkote, UTM-koordinater, boredybde og administrative oplysninger
LITHSAMP: indeholder geologisk information om de enkelte jordprøver i boringen
INTAKE: indeholder ”INTAKENO” (indtagsnr.) og reservoirbjergart
SCREEN: indeholder filtertop og filterbund
WATLEVEL: indeholder pejledato, nedstik (vandspejl) og vandspejlskote.

Første udvælgelse af boringer vil som regel være inden for et horisontalt afgrænset område. Det kan f.eks. være et område med særlige drikkevandsinteresser, et vandløbsopland eller et grundvandsmagasin.

Som regel vil man endvidere medtage boringer i en bufferzone på 500 til 1.000 meter langs randen, for at undgå ”randeffekter” langs randen af det primære område.

Udvælgelsen af boringer til potentialekortet kan med fordel ske ved hjælp af GIS. Tabellen BOREHOLE fra Jupiter databasen kan indlæses i GIS, og ud fra en geografisk afgrænsning af det pågældende grundvandsmagasin udvælges samtlige boringer inden for området uanset dybde eller i hvilket magasin, de er filtersat (figur 3.4).

Figur 3.4. Tilvalg af boringer indenfor kortlægningsområdet.

Ved indledningsvist at tilvælge samtlige boringer indenfor kortlægningsområdet opnås senere mulighed for at anvende pejlinger fra boringer, der vurderes at være i hydraulisk kontakt med det aktuelle grundvandsmagasin, men ikke nødvendigvis er filtersat i magasinet.

De udvalgte boringer, som udgør en delmængde af Jupiter databasen, kan tilknyttes ovennævnte Jupiter-tabeller med oplysninger om lithologi (bjergart) og filterdybder. Dette kan gøres med SQL-forespørgsler i GIS eller MS-Access. Applikationen Det Aktive Potentialekort gør dette automatisk.

Herefter foretages en udvælgelse af de boringer, der er filtersat i det eller de grundvandsmagasiner, der skal udarbejdes et potentialekort for (figur 3.5).

Figur 3.5. Tilvalg af boringer filtersat i magasinet.

Udvælgelse af boringer kan foretages efter forskellige kriterier ud fra beslutninger om, hvilke lag / magasiner potentialekortet skal repræsentere. Ofte benyttes et af følgende kriterier:

• Kote eller dybde på boringens indtag
• Aflejring/bjergart indtaget er sat i
• Et indtag placeret mellem to gridflader (laggrænser fra en model)
• Direkte reference mellem boringer og lag.

Eksempler på sådanne forespørgsler findes blandt andet i Dansk Geofysik (2003b).

I den boringstabel, man arbejder på, dokumenteres de udførte valg i et bemærkningsfelt.

Det skal nævnes, at udvælgelsen af eksempelvis boringer filtersat i et DK-modellag eller en grundvandsforekomst, inden for overskuelig fremtid sandsynligvis kan udvælges direkte ved et ”nøglefelt” i Jupiter databasen, se afsnit 1.6.

Herefter anbefales det at kvalitetssætte boringsoplysningerne, figur 3.6. Det gøres ud fra kriterier om jordprøvebeskrivelser, indmålingsmetode mv. se tabel 2.2 i kapitel 2.

Figur 3.6. Kvalitetssætning af boringer.

Kvaliteten af boringsoplysningerne skal angives i et dertil oprettet kommentarfelt i den benyttede boringstabel. Det frarådes på dette tidspunkt af udvælgelsen at frasortere boringer ud fra kvaliteten af boringsoplysningerne, fordi boringerne med ringe oplysninger kan være nyttige, hvis de er placeret strategisk, eller hvis de indeholder relevante pejledata. Kendskab til kvaliteten af boringsoplysningerne kan med fordel anvendes ved vurdering af et givet pejlepunkt senere i processen.

3.2.2 Step 2: Optegning af pejletidsserier

Ved databehandlingen anbefales det at undersøge eventuelle årlig fluktuation og længerevarende trends i vandspejlet. Kendskab til vandspejlsvariationerne er vigtige i forhold til at vurdere potentialekortets robusthed og egnethed til diverse formål.

Når man vælger pejlinger til potentialekortet, skal man være opmærksom på, at man herved får et øjebliksbillede, der svarer til den kortere periode, som man har trukket pejlinger ud af databasen fra. Det bør som supplement hertil undersøges ved hjælp af tidsserier, om der i den omkringliggende periode ses stigende, faldende eller forholdsvis konstant vandstand.

Kendskab til eventuelle variationer er desuden vigtigt ved vurdering af grundvandsmagasinets sårbarhed (se afsnit 3.4) og ved opstilling af et moniteringsprogram (se kapitel 4).

Årstidsvariationer og længerevarende trends undersøges ved at optegne pejletidsserier for de udvalgte boringer, der er filtersat i det vandførende lag / magasin i kortlægningsområdet. Optegningen af pejletidsserier skal ligeledes sikre, at den pejling der skal indgå i potentialekortet (eksempelvis den ”seneste” pejling), er repræsentativ for vandspejlsniveauet. Ved optegning af pejletidsserier kan eventuelle driftspåvirkede pejlinger endvidere opdages og derved undgås.

Endvidere kan man med fordel tildele pejletidsserierne en kvalitet, således at de bedste pejletidsserier fremhæves og præsenteres ved den efterfølgende afrapportering. Herved vil det endvidere være muligt at videreføre de bedste pejletidsserier i et fremtidigt overvågningsprogram (kapitel 4).

Kvaliteten af pejletidsserierne kan, som vist i figur 3.7, klassificeres med udgangspunkt i længden og frekvensen af pejletidsserierne, se tabel 2.3, afsnit 2.2.

Figur 3.7. Kvalitetssætning af pejletidsserier.

Som udgangspunkt bør der optegnes tidsserier for alle boringer med 3 eller flere pejlinger. I nogle tilfælde (ved store kortlægningsområder med mange boringer) kan det dog være nødvendigt kun at optegne tidsserier for udvalgte boringer. Her kan der tages udgangspunkt i ovennævnte klassificering, således at de længste pejletidsserier optegnes. Der kan ved udvælgelsen også tages udgangspunkt i den hydrogeologiske beskrivelse af området (se afsnit 3.1), og således optegnes pejletidsserier fra de forskellige karakteristiske hydrogeologiske dele af området. Det kunne være pejletidsserier fra boringer i ”højtliggende terræn” og andre fra boringer i ”ådale”, nogle fra boringer med ”frit vandspejl” andre fra boringer med ”spændt vandspejl” osv.

Tidsserierne kan efterfølgende bruges til at vurdere de hydrauliske forhold over og omkring grundvandsmagasinet, jf. afsnit 3.4.

I forbindelse med optegningen af pejletidsserier kan der med fordel udvælges en eller flere ”masterkurver”, som afspejler en karakteristisk udvikling i grundvandsmagasinet. Det vil for nogle - ofte større - grundvandsmagasiner være nødvendigt med flere masterkurver for at beskrive den tidslige udvikling i hele magasinet.

Pejletidsserierne udarbejdes generelt for pejlinger målt ved ”rovandstand” eller pejlinger foretaget under ”ukendte forhold” (se step 3 - Valg af pejlinger til potentialekortet). I forbindelse med optegningen vil der ofte være enkelte pejlinger, der synes driftspåvirkede eller på anden måde fejlagtige. Disse bør ikke indgå i vurderingen af udviklingen i vandspejlet, og er der tale om den seneste pejling, bør denne ikke indgå i potentialekortet.

Det skal angives i et kommentarfelt i boringstabellen, at den seneste pejling ikke er repræsentativ. Endvidere skal pejlingens kvalitet ændres til ”dårlig” i den downloadede Jupiter database (i tabellen ”WATLEVEL”, se næste afsnit 3.2.3). Dette sikrer, at pejlingen ikke medtages senere i processen. Med hensyn til ændringer i GEUS´s Jupiter database henvises til afsnit 2.3.

I nedenstående eksempel, figur 3.8, er i den nedre del af figuren optegnet en pejletidsserie for 2 boringer filtersat i samme magasin. Bemærk, at der sammen med pejletidsserierne i den øvre del er optegnet den tilhørende serie med koten for det angivne pejlepunkt. Pejlepunktskoten er koten for det punkt, hvorfra pejlingen er foretaget (pejlestuds, brøndkant, m.v.). Hvis forløbet af de målte pejlepunkter ligger ”skævt” i forhold til resten af pejleserien, kan det henføres til et ændret pejlepunkt. Dette er dog ikke tilfældet i det viste eksempel, hvor forløbet er regelmæssigt.

Årstidsvariationer kan med fordel vurderes ved at ”zoome” ind på en kortere periode af den samlede tidsserie. I det efterfølgende eksempel (figur 3.9) er vist et udsnit af figur 3.8.

Pejlinger kan ofte være påvirket af nærliggende indvinding, hvilket giver sig udslag i vandspejlsvariationer. I eksemplet vist på figur 3.10 ses 3 pejletidsserier fra boringer beliggende nær en større kildeplads.

Figur 3.8. Lange pejletidsserier for 2 boringer (røde og blå pejlinger). Boringerne er beliggende forholdsvis langt fra hinanden, hvilket ses af de viste pejleserier, hvor koteforskellen for vandspejlet på ca.10 meter (kote 18 og 27,5). For begge tidsserier synes grundvandsstanden har været rimelig konstant i perioden fra 1970 til 2005. Dog er den nederste tidsserie datasvag. Pejletidsserien for den røde kurve er næsten fuldstændig sammenhængende i hele perioden. Det generelle vandspejlsniveau ligger mellem kote 25 og 28, med en middelværdi på ca. kote 26. Der observeres et generelt fald i grundvandsstanden på omkring en 1 meter i perioderne 1975 - 1981 og 1995 -1998. Disse sænkninger skyldes formentlig klimaet, da der i begge perioder forekom tørre år.

Figur 3.9. Vurdering af årstidsvariation. I eksemplet ses udsving på op til 3 meter i tørre år, men det generelle udsving ligger på ca. 1½ meter.

Figur 3.10. Tre boringer med påvirkede pejletidsserier. På den øverste figur ses, at vandspejlet falder i de 3 boringer i perioden 1975-1990. Omkring 1977 stiger vandspejlet dog abrupt i den ”grønne” boring, samtidig med at vandspejlet falder i den ”blå” boring. Dette skyldes ændret indvinding i nærliggende boringer, hvor indvindingen flyttes fra en boring til en anden. Endvidere ses, at den ”blå” boring, der har de tætteste data, viser mange udsving på vandpejlet. På den nederste figur er der zoomet ind på en 5 års periode af samme tidsserie. Vandspejlet i den blå boring svinger uregelmæssigt med ½ til 1 meter, og er sandsynligvis påvirket af nærliggende indvinding. Til sammenligning er vandspejlet i boringen repræsenteret ved den røde kurve mere stabilt (der skal tages højde for at der er færre målepunkter, men alligevel synes kurven mere stabil).

3.2.3 Step 3: Valg af pejlinger til potentialekortet

Der skal nu dannes en pejletabel. Som udgangspunkt anbefales det, at man udtrækker seneste pejling for samtlige valgte boringer, med mindre der inden for de seneste år (eksempelvis 10 år) er foretaget en synkronpejlerunde, der dækker hovedparten af de valgte boringer. I sidstnævnte tilfælde anbefales at udtrække pejlingerne, som indgår i den synkrone pejlerunde først. Herefter udtrækkes seneste pejling fra de øvrige valgte boringer.

Kvaliteten af den enkelte pejling er angivet i Jupiter tabellen WATLEVEL i kolonnen QUALITY (figur 3.11). Kvaliteten er vurderet ved inddateringen af data til Jupiter databasen, men er langt fra angivet ved alle pejlinger, hvorfor feltet ofte er tomt. Der er 3 kvaliteter (og ukendt):

D = dårlig kvalitet

M = middel kvalitet

G = god kvalitet

Null (tomt felt) = ukendt

I WATLEVEL tabellen er endvidere angivet, om pejlingen er foretaget i drift eller ro i kolonnen SITUATION (figur 3.11):

1 = drift

0 = rovandsspejl

Null (tomt felt) = ukendt

Dette felt er langt fra udfyldt ved alle pejlinger, og driftsforholdene ved pejlingen er da ukendt(e).

Figur 3.11. Kolonner i WATLEVEL tabellen.

Pejlinger af en dårlig kvalitet og pejlinger målt ved drift fravælges som udgangspunkt, se figur 3.12.

Som udgangspunkt fravælges pejlinger af boringer i drift (pejlesituation ”1” (Drift)), dvs. pejlinger, hvor der er pumpet i den pågældende boring under pejlingen. I visse situationer vil det dog være relevant, at lade driftspåvirkede pejlinger indgå i potentialekortet, især ved større vandindvindinger, dvs. pejlinger, hvor der samtidig er pumpet fra naboboringer. Man bør dog undgå en egentlig driftspejling, hvor der er pumpet i den pågældende boring under pejlingen

Figur 3.12. Fravalg af pejlinger ud fra kvalitet og pejlesituation.

De udvalgte pejlinger kan opdeles i bestemte grupper, efter hvilke pejlingerne prioriteres. Nye pejlinger kan for eksempel prioriteres før ældre. Pejlinger fra en bestemt årstid kan prioriteres højest, hvis man ved, at der forekommer markante årstidsvariationer. Endvidere kan pejlinger fra en periode med markant anden vandstand, end den der skal vises på kortet, nedprioriteres (f.eks. pejlinger fra ”tørre år”).

Et eksempel på prioritering af pejlinger, der ofte kan bruges, når der alene prioriteres efter alder, er:

1. Nye pejlinger foretaget inden for de seneste 5 år.

2. Ældre pejlinger foretaget i perioden 15 til 5 år, og som kun benyttes, hvis de ligger mere end 300 m fra nye pejlinger.

3. Støttepejlinger ældre end 15 år, som kun benyttes, hvis pejlepunktet ligger mere end 300 m fra de øvrige pejlinger.

I områder, hvor der findes tætliggende boringer, vælges de højest prioriterede pejlinger. Som hovedregel fravælges lavere prioriterede pejlinger, der ligger mindre end 300 meter fra en højt prioriteret pejling. Dette foregår ved geografiske forespørgsler i GIS, se f.eks. Dansk Geofysik, 2003a.

I tætliggende dataklynger, hvor alle pejlingerne er højt prioriterede, vælges pejlinger fra boringer med den bedste boringskvalitet.

Fravalg af pejlinger markeres og bemærkes i et bemærkningsfelt i pejletabellen, og det sikres at de fravalgte pejlinger ikke overføres til den endelige xyz-fil (se step 5).

3.2.4 Step 4: Valg af støttepunkter til potentialekortet

Afhængigt af potentialekortets formål og udstrækning kan det være relevant at tilføje støttepunkter. Støttepunkterne bruges til at styre potentialet i en bestemt retning og/eller fastholder en bestemt kote, når anden hydrogeologisk viden om vandspejlet end pejlinger godtgør dette. Støttepunkterne angives digitalt på samme måde som en egentlig pejling, det vil sige et punkt med angivelse af koordinater og en vandspejlskote, (X,Y,Z).

Som beskrevet i afsnit 1.2, kan støttepunkterne blandt andet uddrages langs vandløbsstrækninger, der ved den hydrogeologiske beskrivelse er vurderet til at være i kontakt med det vandførende lag, som potentialet repræsenterer. Ved etablering af støttepunkter langs vandløb, vil man normalt kunne benytte vandløbets bundkoter som et bud på grundvandspotentialet langs vandløbet. Sådanne opmålte bundkoter vil normalt forekomme, hvis der er foretaget regulativmæssige eller hydrometriske opmålinger. Hvis dette ikke er tilfældet, kan koter fra en digital terrænmodel benyttes som et omtrentligt bud på vandløbets bundkote. Da selve vandløbet ofte er skåret dybere end det fremgår af terrænmodellen, anbefales det, at vandløbskoter, der benyttes som støttepunkter, sættes 1 meter under modellens terrænkoter.

Andre overfladerecipienter som søer, kildevæld, moser og andre vådområder kan ligeledes være i kontakt med de vandførende lag, hvorfor det også her kan være aktuelt at benytte støttepunkter.

Langs kysten vil det ofte være nødvendigt at bruge støttepunkter for at styre potentialelinierne. Her kan det være relevant indledningsvist at vurdere, om det vandførende lag har en fortsat udbredelse til havs. Hvis det er tilfældet, og potentialet falder kraftigt mod kysten, kan det være relevant at placere støttepunktet ude i havet, således at kote 0 først optræder f.eks. 50 meter fra kysten. Dette kan være aktuelt ved dybereliggende vandførende lag, og ved stejle kystskrænter, idet potentialet her vil være større end 0 langs kysten

3.2.5 Step 5: Samlet punkttema til konturering/gridning

Der foreligger nu en eller flere pejletabeller, i hvilke det er angivet om pejlingen skal medtages eller ej. De udvalgte pejlinger samles sammen med de genererede støttepunkter i en ny GIS-tabel.

Det samlede punkttema kan med fordel præsenteres ved hjælp af GIS, hvor punkterne er inddelt i pejlegrupper samt i støttepunkter, se figur 3.13.

Figur 3.13. Samlet tabel med pejlinger og støttepunkter.

Fordelingen af data vurderes, og i de datasvage områder undersøges det, om der eventuelt kan tilvælges nogle supplerende pejlinger, som ved første gennemgang er fravalgt.

Det er generelt vanskeligt præcist at angive en pejledatatæthed, da dette er afhængigt af formålet med potentialekortet og af magasinets størrelse. Ved større regionale potentialekort bør der som hovedregel være minimum 1 pejling pr. 4 km². Ved mindre magasinspecifikke kort bør der være minimum 1 pejling pr. 1 km². I nogle tilfælde dog endnu flere pejlinger.

Det skal bemærkes, at det i mange tilfælde er bedre at vurdere resultatet af en første gridning og optegning af et potentialekort, før der til- eller fravælges yderligere data.

3.2.6 Step 6: Gridning og optegning af potentialelinier

På baggrund af det samlede punkttema med pejlinger og støttepunkter dannes et grid for grundvandsspejlets beliggenhed, og der kontureres en første udgave af potentialekortet. Optegnings- og interpolationsrutiner er nærmere gennemgået i afsnit 3.3.

Potentialekortet vurderes kvalitativt ud fra potentialeliniernes forløb. Det vurderes, om den geografiske fordeling af de udvalgte pejledata dækker området i tilstrækkelig grad til at beskrive potentialebilledet. Hvis dette ikke er tilfældet, inddrages om muligt supplerende pejlinger.

Det er især vigtigt at tjekke, om der er ”afløbsløse huller”, hvor der ikke er kildepladser, om der er stejle gradienter, som kræver yderligere datapunkter for at beskrives korrekt, og om der er underlige knæk på kurverne. Det vil ofte her være nødvendigt at gå tilbage i udvælgelsesprocessen (til step 3) og tilvælge (eventuelt fravælge) flere pejlinger.

Denne proces kan forløbe flere gange, til det mest ”bedst mulige” potentialekort er udarbejdet. Med et bedst muligt potentialekort forstås, at:

• Vandets strømningsretning overordnet er rettet mod kysten og mod de større vandløb med grundvandskontakt

• Afløbsløse huller kun forekommer omkring områdets kildepladser

• Potentialelinierne har et sandsynligt forløb

• Potentialet ikke er afvigende i forhold til terræn og omgivne potentiale

Den grundige vurdering af potentialekortet og den iterative proces med til- og fravalg af pejlinger og eventuelle støttepunkter er samtidig en god kvalitetssikring af potentialekortet.