B.2 Kilder til usikkerhed på trykniveauobservationer

Trykniveauobservationer kan være behæftet med målefejl. Selve pejlingen i boringen kan være fejlbehæftet, idet både tryktransducere og vandspejlsmåleudstyr har en endelig præcision. Denne fejl vil under normale omstændigheder være relativ beskeden (få centimeter). Større fejl kan opstå pga. manuelle aflæsningsfejl eller tastefejl. Desuden kan det målte vandniveau i boringen afvige fra den sande værdi i magasinet pga. delvis tilstopning af eller omkring filtersætningen. Da barometertrykket sjældent indgår eksplicit i grundvandsmodeller, og atmosfæriske lufttryksændringer derfor ikke beskrives af modellen, kan barometereffekter også introducere en fejl på det måle trykniveau. Samlet vil målefejlene typisk resultere i en standardafvigelse på observationsværdien på 5 – 30 cm.

Koten, hvortil dybden til vandspejlet i boringen relateres ( målepunktskoten), kan være behæftet med betydelig usikkerhed. Hvis terrænkoten er bestemt ud fra et topografisk kort med skalaen 1:25.000, vil intervallerne mellem konturlinierne være 2.5 m med en præcision på 0.5 m. Medtages boringens usikre placering på kortet, kan den samlede standardafvigelse på målepunktskoten være på 1 – 2 m. Hvis terrænkoten er bestemt vha. GPS vil usikkerheden typisk være af størrelsesorden cencimeter.

Skalaeffekter medfører en yderligere usikkerhed på data. Skalaeffekter opstår, fordi der anvendes numeriske celler af endelig størrelse til beskrivelse af den kontinuerte fysiske virkelighed. Eksempelvis kan der være uoverensstemmelse mellem boringens filtersatte interval og den vertikale diskretisering i modellen. Både hvis filterintervallet er mindre end lagtykkelsen men specielt, hvis det er større end lagtykkelsen eller den vertikale cellestørrelse, vil der opstå fejl ved sammenligningen af observeret og simuleret trykniveau. Hvis boringen eksempelvis er filtersat over to sandmagasiner adskilt af et lavpermeabelt lerlag, vil det være vanskeligt at relatere det målte trykniveau til resultater fra en model, der opløser den geologiske lagserie. Normalt vil filterets midtpunkt blive anvendt til at afgøre, hvilken celles trykniveau der skal repræsentere det observerede. Dette valg introducerer en fejl, som er svær at kvantificere i det generelle tilfælde. Fejlen vil bl.a. afhænge af faktorer som filterlængden, den vertikale diskretisering og den geologiske opbygning af reservoiret.

Observationsboringens horisontale placering kan være behæftet med usikkerhed pga. unøjagtig opmåling. Hvis placeringen er vurderet ud fra kort, kan denne fejl være betydelig. Desuden vil boringens placering kun sjældent være sammenfaldende med midtpunktet af en numerisk celle. Det kan derfor være nødvendigt at interpolere mellem nærliggende celler, for at opnå det bedst mulige estimat af trykniveauet ved boringen. Derved introduceres en interpolationsfejl, som vil afhænge af den anvendte horisontale diskretisering og gradienten på trykniveauet i området.

Topografiens variation indenfor de numeriske celler kan give anledning til afvigelser mellem observeret og simuleret trykniveau. Trykniveauet i specielt de terrænnære frie magasiner vil være følsomt overfor variationer i topografien. Standardafvigelsen på det hydrauliske trykniveau vurderes generelt at afhænge af topografiens variation, den anvendte diskretisering og det frie magasins ledningsevne, men det er svært at kvantificere fejlen i det generelle tilfælde.

Den sidste skalafejl skyldes den geologiske heterogenitet indenfor de numeriske celler, som det i en deterministisk grundvandsmodel er umuligt at beskrive eksplicit, da hver celle skal tilskrives ét sæt hydrauliske parametre. Usikkerheden på trykniveauet, skyldes ikke kun modelleret heterogenitet, men er desuden en funktion af gradienten på det hydrauliske trykniveau, variansen på logtransformeret hydraulisk ledningsevne samt korrelationslængden for samme størrelse. Det kræver derfor et detaljeret kendskab til den rumlige variabilitet af den hydrauliske ledningsevne, som sjældent er tilgængelig i praksis, at kvantificere denne type fejl. Imidlertid vil det undertiden være muligt at give et kvalificeret skøn på den hydrauliske ledningsevnes geostatistiske egenskaber ved at inddrage erfaringsværdier fra sammenlignelige områder. Alternativt kan fejlen vurderes, hvis trykniveaudata fra tætstående boringer er til rådighed.

Tidsskalaeffekter kan være en fejlkilde, hvis der anvendes en stationær grundvandsmodel. Anvendelse af observationsdata, som repræsenterer ikke-stationære tilstande, vil ved brug af en stationær model resultere i afvigelser mellem observeret og simuleret trykniveau, som ikke kan elimineres. Hvis tidsserier af trykniveaumålinger er til rådighed, kan data analyseres, og en værdi, der repræsenterer den stationære tilstand, som ønskes beskrevet, kan beregnes. Herved kan den ikke-stationære fejl minimeres til et niveau, som er bestemt af tidsseriens længde og den anvendte analysemetode. I mange tilfælde vil der imidlertid kun være enkelte eller få målinger til rådighed fra de fleste af de installerede boringer, og i dette tilfælde vil det være svært at filtrere den ikke-stationære effekt fra. Da målingerne kan indeholde værdifuld information om trykniveaubilledet i området, vil de ofte blive anvendt i kalibreringen alligevel. Hvis trykniveauerne i de tilgængelige boringer er fremkommet ved måling på tilfældige tidspunkter af året, vil det imidlertid være rimeligt at antage, at målingerne i gennemsnit repræsenterer et middeltrykniveau. Pga. sæsonvariationerne vil de pågældende data være behæftet med en betydelig usikkerhed, som kan kvantificeres vha. tidsserier af trykniveaumålinger fra det aktuelle område. Herved kan et estimat for årstidsvariationerne og dermed usikkerheden på datapunkterne skønnes. Ud fra tidsserier ses mange steder variationer med ca. ± 1 m, svarende til en standardafvigelse på omkring en halv meter.

I Tabel B.1 (Appendix B3) ses en oversigt over de ovenfor beskrevne usikkerheder, hvor standardafgivelsen er anvendt til kvantificeringen. Yderligere er det forsøgt at beregne de enkelte usikkerhedsbidrag for hhv. Esbjergmodellen, DK model 2003 for Fyn, Sjælland og Sønderjylland og DK-model 2009 for Sjælland. Vurderingen tager udgangspunkt i den øverste regionale sandformation (eksempelvis beregningslag 3 i DK model Fyn og Sjælland). Variansen på log K er vurderet til hhv. 1 og 2 for Esbjerg/Sønderjylland (vest for hovedopholdslinien) og Fyn/Sjælland/Sønderjylland (øst for hovedopholdslinien), og korrelationslængden, λ, er for begge ”områdetyper” sat til 500 m. Der er desuden tilføjet nye eksempler ud fra udvalgte lessons learned modeller.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *