Introduktion og forklaring

På denne side kan du finde forskellige løsningstiltag for at imødekomme problematikken med det stigende grundvand i Kærby. Løsningstiltagenes effekt på grundvandsstanden er undersøgt ved at udvikle en række modelscenarier, som er som følgende:

• Nuværende tilstand
• Separeret regn- og spildevandssystem
• Sænkning af vandstand i nærliggende søer
• Horisontale drænledninger
• Vertikale drænledninger
• Kombination af horisontale og vertikale drænledninger

Løsningstiltagende kan findes ved klikke på de enkelte løsningerne i panelet "modelscenarie" i venstre side. Kortet øverst på siden viser dybden til grundvandsspejlet, der er simuleret for de overstående modelscenarier. Modelscenarierne samlignes med et "worst-case" scenarie i venstre side for den vertikale "scrollbar", der repræsenterer et separeret regn- og spildevandssystem, mens det udvalgte modelscenarie er vist på kortet til højre for "scrollbaren".

Løsningstiltagene afspejler ikke nødvendigvis, hvad der er hjemmel til at gøre lovmæssigt, men er også lavet som inspiration til politiske ændringer i forhold til offentligt dræning af grundvand.

Klimacenarier

Simuleringerne tager udgangspunkt i en vinterperiode med højtstående grundvandsspejl. Med forbehold for klimaændringer simuleres grundvandsspejlet i år 2070 (Nær-fremtid) og år 2100 (fjern-fremtid). Klimascenarierne tager udgangspunkt i RCP 8.5, som er klimascenariet uden nye klimatiltag svarende til en temperaturstigning på 5 ℃. For hver af løsningerne simuleres dybden til grundvandsspejlet for de fremtidige forhold. Klimascenariet kan ændres under panelet "Klimascenarie" ude til venstre.

Modelopstilling

For den fulde beskrivelse af modelopsætning, kalibrering og validering, databearbejdning mv. henvises til den fulde dokumentation i modelopsætningen.

Disclaimer

Modelresultater er som vist på dette website og forfatterne tager ikke ansvar for videre brug af materialet på denne side. Dermed er forfatterne ikke ansvarlige for eventuelle fejl eller mangler i modelresultaterne, der kan medføre økonomiske omkostninger for videre brug af materialet.

Fællessystem

Det aldrende kloaksystem har mange utætheder, og analyse af afløbssystemet viser, at der er meget stor infiltration af grundvand til kloaksystemet. Kloaksystemet i Kærby fungerer dermed som et dræn af grundvandet og holder pt. problemerne med højtstående grundvand fra døren, se Figur 1.

Dette modelscenarie er tilsvarende det nuværende system i Kærby, og som udgangspunkt er det et scenarie, hvor regn- og spildevandet i oplandet til Kærby ikke separeres. Generelt fungerer det nuværende utætte afløbssystem som et ret effektivt dræn af grundvandsstanden, men klimascenariet "fjern-fremtid" viser, at grundvandsspejlet stiger kraftigt i den nordlige og sydlige del af Kærby.

Separatkloakering af Kærby

I forbindelse med Aalborg Kommunes strategi for håndtering af spildevand, så skal fælleskloakerede områder i Kærby separatkloakeres. Separatkloakeringen blev indledt i slutningen af 1960'erne og er et led i Aalborg Kommunes spildevandsplan [1]. Separatkloakeringen erstatter de gamle utætte rørledninger med nyere rør, hvor de nye rør ikke længere dræner grundvandet, se Figur 1.

Som følge af separatkloakeringen er der lavet simuleringer, hvor det ældre fællessystem er fjernet og et separatsystem er etableret. Simuleringerne viser, at grundvandsstanden i Kærby er steget betydeligt. Især er der i den sydlige del af Kærby problemer med grundvandet, der i scenarierne giver anledning til periodevis grundvand på terræn i enkelte områder. Dette vil vise sig i vinterperioderne som værende store mængder vand i haverne, som vil føre til meget sumpede områder i dele af Kærby.

Grundvandsstanden nærmer sig terræn i både nord og syd for Ny Kjærvej med en gennemsnitslig dybde på under 50 centimeter under terræn. Grønne områder i scenariet med den fjernefremtid vil være meget sumpede områder i vinterperioderne. Grundet det højtliggende grundvandsspejl, så er kapaciteten for infiltration af nedbør næsten ikke eksisterende. Dette medfører potentielt større risiko for oversvømmelser i forbindelse med både høj intensitiv og længerevarede medium intensitiv nedbør.

Referencer

[1] Aalborg Kommunes Spildevandsplan, 2021-2023. https://aalborgkommune.viewer.dkplan.niras.dk/plan/33#/110448.

Sænkning af vandspejl i søer

I dette løsningsforslag undersøges det, hvorvidt en sænking af vandspejlet i Lergraven og Kjærsmøllesø kan sænke grundvandsstanden i Kærby-området. Lergraven og Kjærsmøllesø er i kontakt med grundvandet. Vandstanden i søerne er derfor stærkt påvirkede af grundvandssejlet og omvendt. Derfor vil en permanent eller midlertidig sænking af vandspejlet i søerne føre til en sænking af grundvandsspejlet lokalt omkring søerne.

Afhængig af geologien i området, så vil sænkningen af søernes vandstand mere eller mindre påvirke grundvandsindsivningen i Kærby og Håndværkerkvarteret. Vandet fra søerne pumpes til hhv. Østerå og Øster Landgrøft, da kapaciteten i vandløbet og grøften tillader, at der ledes relativt store mængder vand væk i størstedelen af året.

Med en sænkning af vandspejlet i Kjærs Møllesø på 5 cm øges grundvandsstrømningen til Kjærs Møllesø betydeligt, hvilket forårsager en kraftig ændring af grundvandsstrømningen i Kærby-området. Det ændrede grundvandsstrømningsmøsnter kan have stor betydning for det hydrologiske kredsløb i og omkring Kærby, hvorfor der skal laves risikoanalyser på påvirkningen af miljøet.

Grundvandsstanden i Kærby er mindre påvirket af vandstandsændringen i søerne, hvorfor det vil kræve en større sænkning af vandstanden i søerne for at få en mærkbar effekt i Kærby. Flora og fauna i og omkring søerne er meget påvirkede af vandstanden i søerne, hvorfor det kan være, at påvirkningen af det omkringliggende miljø overskygger gevinsten af en lavere grundvandsstand i Kærby.

Horisontale drænledninger

De horisontale drænledninger leder grundvandet ud i grøfts- og vandløbssystemet. Drænledningerne ligger i samme trace som spildevands- og regnvandsledningen. Den 3. ledning etableres samtidigt med separatkloakeringen i Kærby, hvilket forhindrer yderligere grundvandsstigninger i området i forbindelse med tætning af det eksisterende kloaknetværk. Drænledningsdybden og geologien i Kærby’s undergrund er afgørende for effektiviteten af drænledningerne. Til at bestemme dræningsdybden anvendes en numerisk model, der simulerer grundvandspejlets placering. I den numeriske model evalueres løsningsforslaget med de horisontale drænledninger for så at optimere dybden af drænledningerne.

Sænkningen af grundvandsspejlet spreder horisontalt sig væk fra drænledningen i en såkaldt "sænkningstragt" (se Figur 1). Grundvandsstanden er lavest i midten af sænkningstragten og stiger med afstanden fra drænledningen. Drænledningerne skal således placeres i en dybde ("b" på Figur 1) og med en afstand til hinanden ("L" på Figur 1), hvormed kanten af sænkningstragten er under en kritisk kote ("d" på Figur 1, der f.eks. kunne være kælderniveau).

Styrken af jordsøjlen er afhængigt af vandtrykket og når vandtrykket falder ved sænkning af vandspejlet, så kan jorden komprimeres yderligere. Derfor skal det sikres, at den maksimale dræningsdybde (vist med dybden "b" i Figur 1) ikke fører til sætningsskader i sommerperioderne.

Med implementeringen af horisontale drænledninger i Kærby sænkes grundvandsspejlet lokalt med 50 centimeter. Simuleringerne tager udgangspunkt i en vinterperiode med højtstående grundvandsspejl. Med forbehold for klimaændringer simuleres grundvandsspejlet i år 2070 (Nær-fremtid) og år 2100 (fjern-fremtid). I scenariet med den nære-fremtid er grundvandsspejlet steget med 10 centimeter på trods af implementeringen af drænledningerne.

Vertikale drænledninger

Vertikale drænledninger har til formål at sænke grundvandsspejlet lokalt i specielt udsatte områder. Der bores et rør ned i jorden, hvori der sidder et filter, som grundvandet kan strømme igennem. Grundvandet pumpes så op fra boringen således, at der forekommer en permanent gennemstrømning af grundvand igennem filteret.

Filteret i boringen er typisk sat i dybere jordlag end de horisontale dræn (typisk 8 – 30 meters dybde under terræn). Den højere drændybde forudsætter, at dræningen af de dybere jordlag tillader, at der kan infiltrere mere vand fra de terrænliggende jordlag. Konceptet er illustreret på Figur 1. Filteret kan også sættes i lavere dybder mellem 2 og 5 meter for at finde eventuelt terrænnært grundvand. Sænkningstragten nær boringen kan være ret stejl, og derfor kan det skabe problemer med sætninger i jorden nær boringen. Det oppumpede grundvand ledes ud til nærliggende grøfter og vandløb. Derfor skal boringerne placeres relativt nær eksisterende vandområder.

I modelscenariet er tre lokationer udvalgt til oppumpningen af grundvand. Lokationerne er udvalgt med fokus efter områder med højtstående grundvandsspejl og i nærheden af recipienter til det oppumpede grundvand. I boringerne oppumpes der 150 m^3 grundvand per dag med filtersætning 5 meter under terræn.

Simuleringerne viser, at de vertikale dræn sænker grundvandsstanden betydeligt i lokale områder omkring drænet, men det er svært at få etablerert i netværk af boringer til at sænke grundvandsstanden i hele Kærby. Rent praktisk er det også meget besværligt at aflede vandet med vertikale dræn, når afstanden til vandområder bliver mere end et par hundrede meter. Simuleringerne med oppumpning af grundvand viser, at der enten skal oppumpes store mængder grundvand eller, så skal der placeres mange boringer jævnt fordelt i området gennem Kærby.

Kombination af horisontale og vertikale dræn

I dette løsningsforslag undersøges, hvoridt en kombination af horisontale og vertikale dræn er en bedre løsning. Simuleringer viser, at horisontale dræn generelt er den bedste løsning. Horisontale dræn kan dog rent praktisk begrænset til områder, hvor de tidligere fælleskloakerede ledninger er placeret. Dette er grundet omkostninger for opggravning er betydeligt lavere, hvis drænledningerne etableres samtidigt og i samme trace som separatsystemet. I nogle af de områder uden horisontale dræn vil man således kunne etablere vertikale dræn som løsning.

Løsningsforslaget tager udgangspunkt i løsningen med de horisontale dræn og videreudvikles så med vertikale dræn i specielt udsatte områder. Simuleringerne viser, at de vertikale dræn er gode til at aflaste specielt udsatte områder, som ikke er mulige at dræne optimalt med horisontale dræn. Den kombinerede løsning kræver tre vertikale dræn med en pumperate på ca. 125 m^3/dag for at holde dybden til grundvandsstanden i Kærby over 50 centimeteter.

125 m^3 per dag er dog en ret betydelig mængde vand, der skal transporteres videre i systemet. Der er dog store usikkerheder ved simuleringerne, hvorfor prøveforsøg vil være nødvendige for at estimere den nøjagtige pumperater. Envidere bør det også undersøges, om der vil være en bedre gevinst ved at pumpe grundvandet fra dybere jordlag for så at forøge nedsivningen istedet. Målekampagnen og modelsimuleringer viser dog et samhængende grundvandsreservoiur mellem det terrænnære grundvand og grundvandet i op til ca. 15 meters dybde fra terræn, hvilket kan bruges som et argument mod at pumpe fra dybere jordlag.