Groundwater resources in hard rock coastal terrains

Tid: Fr 2019-09-20 kl 14.00

Plats: F3, Lindstedtsvägen 26, Stockholm (English)

Ämnesområde: Mark- och vattenteknik

Respondent: Robert Earon , Vatten- och miljöteknik

Opponent: Professor Okke Batelaan, Flinders University, South Australia

Handledare: Professor Bo Olofsson, Vatten- och miljöteknik

Abstract

Utmaningar för grundvattenförsörjning i kustnära områden med litet jordtäcke inkluderar begränsad grundvattenbildning under sommarsäsongen när behoven av vatten är som störst, heterogenitet i vattenflöde, närhet till saltvattenkällor samt heterogen lagring och uttag. I områden där det inte är möjligt att ansluta boende till kommunala VA-system behövs en bättre förståelse av magasinens uthållighet för att tillgodose vattenbehoven under nuvarande och ändrade klimatförhållanden. Syftet med forskningen har varit att undersöka det rumsliga beteendet hos hydraulisk data och att öka kunskapen om grundvattnets sårbarhet i kustnära områden med kristallin berggrund och tunna jordlager samt att utveckla verktyg för att beräkna vattenuttag och användning i dylika områden. Projekten har bedrivits med hjälp av GIS-verktyg, parametriska och icke-parametriska statistiska metoder såsom ANOVA, PCA, variogramsanalyser och korrelationsanalyser, samt modellering med grundvattenbalanser och grundvattenlagring.

Brunnsdata från borrade brunnar, grupperade efter ålder och berggrundstyp visade på svag rumslig korrelation. I områden med en antagen geologisk homogenitet hittades statistiskt signifikanta skillnader i brunnkapacitetsdata vid slumpmässig gruppering längs ett lineament. Uppskattningar av kinematisk porositet baserad på ytliga sprickmätningar har visat statistiskt signifikanta korrelationer med brunnskapacitet. Ett multivariat prediktionsverktyg (GRP) för bedömning av områden med god utvinningskapacitet har utvecklats och visade statistiskt signifikanta korrelationer med kapaciteten från existerande brunnar.

GRP-metoden kombinerades sedan med en konceptuell grundvattenmagasinsmodell som visade statistiskt signifikanta korrelationer med kloridhalter tagna från ett brunnskemiarkiv. Magasinsmodellen visade sig ha en rumsligt beroende känslighet, vilket innebar att olika antaganden inom modellen, bland annat avseende geologiska egenskaper i terrängen, hade varierande effekt på modellresultaten. En grundvattenbalansmodell har också utvecklats i GIS och jämförts med verkliga tidserier av grundvattennivå över en tvåårsperiod, med RMSE-värden varierande mellan 0,06 till 0,34. Som hjälp för att beräkna magasineringen i jordlager har en jorddjupsmodell utvecklats och testats vilken visade god överensstämmelse med existerande borrhål i områden med kristallint berg och stor berghällfrekvens.

Slutsatserna från dessa studier ger stöd till behovet av att ta hänsyn till det rumsliga förhållandet hos grundvattenresurserna i områden med kristallin berggrund och visar hur den rumsliga variationen kan beskrivas. Ökad kunskap om den rumsliga variationen kan ge möjlighet att utveckla förbättrade uppskattningar av grundvattenresurserna vilket i sin tur kan leda till bättre användning av befintliga vattenresurser. Dessutom har ett flertal nya verktyg utvecklats för potentiella beräkningar av kvantitet, kapacitet och sårbarhetsanalyser för grundvattenresurserna vilka kan användas för att analysera vattensäkerheten vid olika klimat- och markanvändningsscenarier.

urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-256317

Innehållsansvarig:infomaster@abe.kth.se
Tillhör: Skolan för arkitektur och samhällsbyggnad (ABE)
Senast ändrad: 2019-09-03