Hvorfor er størstedelen af dansk drikkevand grundvand?


Svar :

Danmark er utrolig priviligeret. Cirka 97 % af det vand, vi drikker i Danmark, er grundvand, som vi henter op fra undergrunden via dybe boringer. Det er i almindelighed af en god kvalitet (renhed), og skal ikke behandles eller kun behandles lidt, før det kan anvendes. Men grundvandet er truet af forurening. Vi må gøre hvad vi kan for at sikre, at vi mennesker også i fremtiden kan hente rent drikkevand op fra undergrunden.

 

Danmark fik som det første land i verden en vandforsyningslov i 1926, og har på mange måder været et foregangsland når det gælder forvaltningen af grundvandet. I Danmark er det virksomheden GEUS, der er ansvarlig for overvågning af grundvandet og forskningen i grundvandsrelaterede emner.

Grundvand er en af de få ressourcer der findes stort set over hele verden, men mængden, og tilgængeligheden er meget ulige fordelt. Danmark er et af de lande som både har meget grundvand og hvor der også dannes meget nyt grundvand. Mange andre steder og specielt i lande med tørt klima, som f.eks. Nordafrika og Mellemøsten, bliver der ikke dannet lige så meget grundvand længere som der bliver brugt, og derfor vil de områder, hvor vandressourcen udtømmes, brede sig.

Af alt vand på jorden er kun cirka 2,5% ferskvand. Det findes som grundvand, iskapper, sne, floder, søer og vandløb og andre vådområder. Det ferske grundvand i verden udgør ca. 10.000.000 km3, svarende til 97% af hele ferskvandsressourcen. Det er mere end 200 gange den nedbør der falder på et helt år over hele jordkloden. Meget grundvand er derfor akkumuleret over hundredvis, ja endda tusindvis af år.

Grundvand starter som regn eller sne. Når det regner, siver vandet fra overfladen ned i jorden gennem de mange lag af sand, grus, ler og kalk, hvor det ophobes som grundvand. Hvor hurtigt det sker, varierer meget fra sted til sted, fordi hastigheden afhænger af undergrundens sammensætning. For eksempel har vandet meget svært ved at trænge igennem ler, mens det til gengæld siver hurtigt gennem sand. Nogle steder tager grundvandet 30-40 år at nå ned gennem jorden mens andre steder i verden kan det tage helt op til 10.000 år. 

Undergrunden er ikke tæt. Den består af en hel masse mikroskopiske korn af sand og ler. Mellem alle disse små korn er der hulrum, fordi de har forskellig form og størrelse. Det er i disse bittesmå hulrum vandet kan bevæge sig og hobe sig op i. På den måde minder undergrunden lidt om en badesvamp, der kan blive fyldt med vand.

Det er ikke kun vand, der siver ned gennem jorden. Det gør stoffer som sprøjtegifte, benzinrester og gødning også, når vi bruger dem på jorden. Det betyder, at grundvandet er i fare for at blive forurenet og derfor er det afgørende at beskytte grundvandet, hvis vi også vil kunne drikke rent vand fra hanen i fremtiden.








Behovet for rent vand er stigende i verden, men den tilgængelige og brugbare vandressource er faldende på grund af overforbrug og forurening. I dag er der mere end 30 lande der lider under kronisk mangel på vand. Grundvand bruges i stigende grad til at dække vandbehovet. Det er især landbruget, der bruger meget grundvand til kunstvanding. Der er store regionale forskelle på hvor der bruges mest vand, men på verdensplan udgør kunstvanding ca. 70% af det samlede vandforbrug (op til halvdelen dækket af grundvand), mens 20% bruges af industrien og 10% bruges i private hjem. Derfor er det vigtigt at finde på mere effektive vandingsmetoder for at bringe forbruget ned.

På nuværende tidspunkt vurderes det at 20% af verdens befolkning ikke har adgang til rent drikkevand, samt at 50% lever uden ordentlige sanitære forhold.

Geologerne bruger en hel række forskellige oplysninger, når de kortlægger grundvandsmagasinerne. Udover de fysiske boringer, bruges der også forskellige geofysiske metoder, først og fremmest TEM, SkyTEM, MEP, paces, seismik og logging. Derudover benyttes matematiske grundvandsmodeller til at beskrive og udføre beregninger vedrørende grundvandsmagasinerne og deres ændringer henover året – samt hvordan magasinerne opfører sig ved f.eks. ændret oppumpning eller ændrede klimaforhold i fremtiden. Alt dette har indflydelse på hvordan vi vælger at forvalte vores grundvand.

Vi er blevet klar over, at vi må beskytte grundvandet, hvis vi også i fremtiden skal kunne pumpe rent drikkevand op. Det er kommunernes og miljøcentrenes opgave at planlægge ud fra to hensyn:
Dels hvor man i fremtiden skal hente den nødvendige mængde rent grundvand. Og dels hvordan grundvandet skal beskyttes mod forurening.
Som et led i regeringens bestræbelser på at beskytte grundvandet er det statens (miljøcentrenes) opgave at vedligeholde og udpege de områder, hvor de vigtigste grundvandsmagasiner findes. De områder hedder OSDer - "Områder med Særlige Drikkevandsinteresser". Det er egne med rent grundvand, som er tilstrækkelige til at sikre befolkningens forsyning med drikkevand i fremtiden.

Resten af landet er inddelt i "Områder med drikkevandsinteresser". Her kan der også godt indvindes drikkevand. Endelig er der "Områder med begrænsede drikkevandsinteresser". Her er det vanskeligt eller umuligt at hente godt grundvand. Vandet er mere eller mindre forurenet.
Områderne er udpeget på basis af mange års kortlægning af undergrundens jordlag. Det har givet et overblik over hvor meget vand der kan pumpes op og hvor godt vandet er. Det har været et omfattende arbejde hvor både kommuner, miljøcentre og GEUS har haft travlt.

Kommunerne skal dog også tage hensyn til naturen, som det fremgår af Grundvandsdirektivet og EU’s Vandrammedirektiv. Man må derfor ikke indvinde så meget vand at vandløb og vådområder tørrer ud. Dyr og planter har også behov for og ret til vand. Endelig er der så bøndernes og industrifolkenes behov for vand til markvanding og produktion af varer. De må nøjes med at komme i tredje række når det gælder OSD-områderne.


OSDer - "Områder med Særlige Drikkevandsinteresser
I alt er omkring 35 pct. af Danmark udpeget som OSD-område. I Jylland har det kun været nødvendigt at udpege omkring en fjerdedel af arealet, mens der er brug for meget større arealer på øerne. Det skyldes, at der dannes mere grundvand i Jylland, samt at befolkningstætheden her er mindre end på øerne.

Oplysninger fra boringer hører til nogle af de vigtigste. Når der bores i jorden, skriver brøndboreren ned, hvilke lag han støder på, f.eks. grus, ler, sand eller kalk. Desuden noterer han sig også, hvor dybt grundvandsspejlet ligger. Loven siger, at disse oplysninger skal sendes til GEUS, hvor de samles i et nationalt borearkiv. Herfra kan miljøcentrene og andre brugere trække oplysningerne ud og tegne kort over jordens lag og grundvandsspejlets beliggenhed.
I 2008 ligger der oplysninger om over 240.000 boringer i arkivet. Det lyder umiddelbart af meget, men det svarer kun til omkring seks boringer pr. kvadratkilometer, hvis de var jævnt fordelt over hele landet, og der kan mange steder være langt mellem de dybere boringer. Generelt er det sådan, at jo længere der er mellem boringerne, jo vanskeligere er det tegne kort over undergrundens lag.

En pejling af grundvandet er en måling af vandspejlets højde i en boring. Pejlinger foretages i alle indvindingsboringer og viser variationer over året, og fra år til år. Typisk foretages pejlingen i den enkelte boring en gang i kvartalet. Der skelnes mellem rovandspejling og driftspejlinger. Rovandspejlinger måles når pumpen i en indvindingsboring har været stoppet i 4 timer. Det er den tid det tager før man kan være sikker på at man måler grundvandets naturlige højde i boringen. Driftspejlinger viser modsat hvor meget grundvandet sænkes mens man pumper vandet op.

Ofte benytter geologerne sig af såkaldte geofysiske metoder til at se hvordan undergrunden ser ud mellem boringerne. Fælles for mange af disse metoder er, at man sender energi ned i jorden enten i form af inducerede magnetfelter, strøm eller lydbølger. Man måler så hvordan undergrundens lag sender denne energi videre eller kaster den tilbage. Herved kan geologerne få et billede af, hvad jordlagene består af. Nogle af de mest anvendte metoder beskrives i følgende afsnit.

TEM-metoden (den Transiente Elektromagnetiske Metode) er en hyppigt anvendt geofysisk metode, som bruges til at bestemme jordens elektriske modstand fra omkring 20 meters dybde, ned til 100-150 meters dybde.
TEM-målinger udføres ved hjælp af et udstyr bestående af to dele, nemlig en sender-del og en modtager-del. Et isoleret strømkabel lægges ud som en firkantspole på jorden. Dette kaldes senderspolen. I senderspolen opbygges en strøm, som efter at have nået et stabilt niveau afbrydes brat, dvs. inden for få milliontedele af et sekund! Derved opstår der i jordlagene under senderspolen hvirvelstrømme, som spreder sig nedad og udad som ”røgringe”.
Det magnetiske respons fra disse hvirvelstrømme måles i en modtagerspole, som kan være anbragt enten midt i senderspolen, eller udenfor den, i en veldefineret position. Hvirvelstrømmenes størrelse og henfald er knyttet til jordlagenes modstandsforhold, som derfor kan tolkes ud fra de målte data.

SkyTEM-metoden er en epokegørende videreudvikling af den traditionelle, jordbaserede TEM-metode, idet målingerne udføres fra en helikopter. Dette betyder bl.a., at der måles meget tættere, og at større områder kan måles på kort tid (en linje på ca. 40 km pr. time!). Derfor kan SkyTEM udføres i en bedre kvalitet og med større datatæthed, til samme pris eller billigere udregnet pr. km2, sammenlignet med traditionelle, jordbaserede TEM-målinger. Andre fordele er, at man ikke ødelægger afgrøder på markerne, og at man undgår stort besvær ved jordbaserede TEM-målinger i f.eks. skovområder og vådområder.

En anden af de meget anvendte metoder er geoelektrik. Her måler man den elektriske modstand i jordlagene ved at sende strøm ned igennem jorden. Den elektriske modstand i sand og ler er normalt tilstrækkeligt forskellig til, at man kan skelne mellem lagene. Derfor er geoelektrik velegnet når geologerne skal kortlægge undergrundens ler- og sandlag.
Tidligere målte man enten langs en linje, eller i et punkt, hvor man lavede en måling som viste variationer i elektrisk modstand med dybden. Senere er man gået over til at kombinere målinger, så man både måler hvordan den elektriske modstand varierer horisontalt og med dybden.

PACES (Pulled Array Continuous Electrical Sounding) bliver også kaldt slæbegeoelektrik, og er en hurtig metode til at kortlægge variationer i den elektriske modstand fra terræn og ned til en dybde af 20-30 m. Et lille køretøj slæber elektroderne, monteret på et kabel, hen over marken mens der måles.

MEP (Multi Elektrode Profilering) er en anden af de geoelektriske kortlægningsmetoder. Med denne udgave af den geoelektriske metode kortlægges jordlagenes elektriske modstand ned til omkring 60 meters dybde. Målingerne udføres ved at en lang række elektroder opstilles på linje med ens afstand. De forbindes med et kabel til et instrument og en computer, som styrer målingerne.

Højopløselig seismik bruges til kortlægning af geologiske strukturer i dybdeintervallet fra 20-30 meter til mere end 500 meter. Den seismiske metode bygger på, at lydbølger reflekteres ved laggrænser, hvor der er ændringer i jordens seismiske hastighed og/eller massefylde. En refleksionsseismisk undersøgelse udføres ved, at der ”affyres skud” med dynamit, riffel eller et vibratorsweep, og de reflekterede lydbølger registreres ved hjælp af en lang række geofoner der måler lydbølgens bevægelse. Disse placeres oftest langs en linie.
I dag er det mest almindeligt at udføre en seismisk undersøgelse på land ved brug af den slæbeseismiske metode, hvor geofonerne er monteret på et langt kabel som slæbes bag en vibrator, som genererer det ”seismiske skud”.


Inden for den geoelektriske metode giver MEP-metoden gode muligheder for at kortlægge udstrækningen af f.eks. store, ubrudte sandlag, der er gode grundvandsmagasiner. Tilsvarende kan man også afsløre steder, hvor der på grund af isens forstyrrelser under istiderne er dannet lokale sandlag i områder, der ellers præges af udbredte lag af moræneler. Det er de såkaldte "sandvinduer". Gennem disse vinduer vil vandet hurtigt kunne sive ned gennem jorden og forny grundvandet. Desværre virker disse vinduer også som effektive afløb for forurening fra overfladen. Geologerne er derfor meget interesseret i at få kortlagt sandvinduer, for de har stor betydning, når man planlægger beskyttelsen af grundvandet. Hertil anvendes især PACES-metoden.
TEM-metoden benyttes i stor udstrækning til kortlægning af de større geologiske strukturer. De seneste år er man gået over til næsten udelukkende at benytte SkyTEM-udgaven af TEM-metoden. En af metodens store forcer har været kortlægningen af et komplekst og udbredt net af begravede dale rundt omkring i Danmark. I de begravede dale kan der nemlig ofte findes vigtige grundvandsmagasiner.
TEM-metoden anvendes desuden i forbindelse med kortlægning af saltstrukturer, forkastningsstrukturer og tilsvarende storskalastrukturer, ligesom den også de fleste steder er velegnet til bestemmelse af dybden til det salte grundvand. I løbet af 2007 er metoden yderligere blevet udviklet til også at kunne give oplysninger om de mere overfladenære aflejringer.
Seismik kan med stor fordel anvendes – ofte i kombination med TEM/SkyTEM – til mere detaljeret kortlægning af indholdet i de begravede dale. Kortlægning af dybereliggende vandførende sandlag i det vestjyske område involverer oftest seismik som den primære metoden inden for geofysikken. Endelig udgør seismik en væsentlig kortlægningsmetode i områder med kalkmagasiner - ofte i kombination med borehulslogging.
Borehulslogging udføres normalt i større undersøgelsesboringer, specielt i kalkområder, med henblik på almindelig lagkorrelation, stratigrafiske korrelationer, detaljeret beskrivelse af laggrænser og optimal placering af filtre i sandmagasiner.


Rent praktisk foregår beregningerne på en kraftig computer. Modellen leverer herefter flere typer oplysninger om:
Hvor dybt grundvandspejlet ligger. Hvor vandet strømmer hen. Hvor hurtigt det strømmer. Og hvor meget vand der strømmer fra eller til grundvandet fra vandløb og vådområder.
Grundvandsmodeller er et stærkt værktøj for hydrologerne når de forvalter vores grundvand og overfladevand. Modellerne bliver f.eks. brugt til at forudsige, hvor meget grundvand vi kan forvente at have, hvis klimaet ændres eller hvis kravene til vandløbspåvirkning ændres, som følge at f.eks. EU’s Vandrammedirektiv. Men de kan også beregne hvor meget vand vi kan tillade os at pumpe op i dag uden at vi udtørrer vandløb og vådområder og dermed skader dyr og planter.
Endelig er modellerne et vigtigt værktøj i forureningsbekæmpelsen. Det kan ske at vi får meldinger om, at forurenet grundvand strømmer i retningen af en boring, hvor vi pumper drikkevand op. Her kan vi med modellerne beregne hvor det er bedst at bore ned for at suge det forurenede vand op og få det renset, inden det rammer vandforsyningen og ødelægger den helt. Modellerne kan desuden fortælle hvor grundvandet dannes, og derved hvor der er behov for yderligere grundvandsbeskyttelse.











Med venlighilsen