Grundvandet giver udfordringer i flere dybder

Kom til fyraftensmøde 30/4: Hvor truet er vores grundvand?

Vandindvindingen i Danmark er ikke alle steder bæredygtig. Det skyldes for det første stigende fund af pesticider og andre giftstoffer i grundvandet og for det andet, at oppumpning af grundvand giver skadevirkninger på naturen i form af mindre vand i vandløb og vådområder.

Så selv om det er lykkedes at reducere vandforbruget i Danmark med 40 pct. siden 1980, er der fortsat behov for, at vi sparer på vandet (1). 

Samtidig kan vi konstatere, at der i stigende grad er problemer med oversvømmelser på grund af højtstående grundvand (2). 

Hvad er forklaringen på, at vi på samme tid både kan have mangel på grundvand og for meget grundvand? 

Og hvorfor betyder et enkelt tørt år noget for vores forsyningssikkerhed, når vi samtidig får at vide, at det grundvand, vi oppumper, er 50 år gammelt?

Grundvandsspejl og grundvandsstand – terrænnært og dybt grundvand

Hvis man graver et hul i haven eller på en mark, vil der ved en vis dybde stå vand i hullet (figur 1). 

Over denne dybde vil de små mellemrum mellem jordpartiklerne indeholde luft (umættet zone), mens de under denne dybde vil være fyldt med vand (mættet zone).

Den skillelinje svarer til toppen af grundvandet, også kaldet grundvandsspejlet. 

Grundvandsspejlets niveau varierer hen over året afhængigt af nedbørs- og fordampningsforhold. 

Grundvandsspejlet vil nogle steder ligge flere meter under terræn, mens det i lavtliggende områder kan ligge få cm under overfladen. Det øverste grundvand ved grundvandsspejlet benævnes det terrænnære grundvand.

Grundvandet under grundvandsspejlet vil være under tryk fra det vand, der hviler ovenpå. 

Grundvandets tryk i en bestemt dybde kan bestemmes ved at lave en boring med kontakt til jordlagene i den dybde og måle, hvor højt vandstanden i boringen står. Det tryk benævnes grundvandsstanden. 

Vandforsyning hentes i 30-70 m’s dybde

For at et jordlag i undergrunden kan være velegnet til vandindvinding, skal det bestå af sand, grus, kalk eller andre højpermeable geologiske enheder. 

Langt hovedparten af det grundvand, der oppumpes til vandforsyning, stammer fra boringer i 30-70 m’s dybde og benævnes det dybe grundvand.

Grundvandsforholdene i et typisk dansk morænelandskab er skematisk illustreret i figur 1. 

Det terrænnære grundvandsspejl følger i store træk variationer i ­terrænet, og den altdominerende strømningsretning i de øverste lav­permeable jordlag er vertikal med nedadgående strømning i højtliggende områder og opadgående strømning i ådale. 

I de dybe grundvandsmagasiner (’kalk’ i figur 1) vil der ske en horisontal strømning, så grundvandsstanden i kalken bliver mere udjævnet end grundvandsspejlet.

Tørre/våde år og grundvandets alder

Forholdene for det terrænnære grundvand og det dybe grundvand adskiller sig fundamentalt på to områder, nemlig responsen på våde/tørre perioder og vandets alder.

Respons i grundvandsstand:

Når det regner, sker der en vis fordampning fra overfladen, mens resten af vandet siver ned i jorden. 

En del når kun til rodzonen, hvor det opfanges af planternes rødder og sendes tilbage til atmosfæren gennem bladene (transpiration) som en del af fotosyntesen. 

Vandet, der slipper forbi rodzonen, fortsætter lodret nedefter og når grundvandsspejlet, som herved stiger. Vandet lægger sig oven på det vand, der tidligere lå øverst i det terrænnære grundvand.

Dermed skubber det nye grundvand til det ældre grundvand – det bliver en trykbølge, der forplanter sig helt ned til det dybe grundvand. 

Ved kraftige regnskyl kan det terrænnære grundvand nogle steder stige med op til ½-1 m inden for et døgn, mens responsen i form af stigende grundvandsstand i det dybe grundvand vil være forsinket og typisk vise sig flere uger efter. 

Langt hovedparten af grundvandsdannelsen sker om vinteren, hvor fordampningen er lille. Det betyder, at tørre vintre vil påvirke grundvandsstanden og dermed mulighederne for vandindvinding allerede det følgende år.

Grundvandets alder: 

Mens ændringer i grundvandsstanden sker via trykbølger, vil en forurening ved grundvandsspejlet flytte sig med vandpartiklernes hastighed, som er meget mindre end trykbølgens hastighed. 

Typisk vil det tage mange årtier for en vandpartikel, eventuelt sammen med forurening, at bevæge sig ned til det dybe grundvand.

Figur 2 viser et skematisk tværsnit gennem Sjælland med typiske transporttider for vandpartikler. Derfor er en stor del af de forurenende stoffer ved terræn endnu ikke nået ned til det dybe grundvand (3).

Derfor vil indsatser for grundvandsbeskyttelse først kunne sikre rent grundvand om mange år.

Information om grundvandsstand og hydrologiske indeks
GEUS driver to platforme om grundvandsforhold i realtid. Den ene består af målinger af grundvandsstand fra en lang række lokaliteter i Danmark (4).

Den anden er beregninger med Den Nationale Hydrologiske Model af hydrologiske indeks, som viser den daglige tilstand af vandindhold i rodzonen, vandløbsafstrømning, det øverste (terrænnære) grundvand og det dybe grundvand (5).

Figur 3 viser et øjebliksbillede i uge 8, 2024, hvor den meget våde vinter medførte, at der var usædvanligt vådt både i rodzonen, i vandløbene og i det øverste grundvand, mens det dybe grundvand stadig var påvirket af de relativt tørre perioder i de foregående år.

De hydrologiske indeks illustrerer således, hvordan grundvandets tilstand varierer hen over året, på tværs af landet og i dybden.

Klimaændringer giver ekstra udfordringer

Klimaændringer betyder, at det bliver varmere, og at vejret bliver mere vildt (2). Det giver nye udfordringer:

• Højtstående terrænnært grundvand. De seneste år har vi allerede set, at øget nedbør om vinteren har medført, at det terrænnære grundvand står rekordhøjt, og at større lavtliggende arealer er præget af oversvømmelser. Den udvikling vil fortsætte, så længe temperaturen fortsætter med at stige (2, 6). Det betyder udfordringer for mange grundejere i lavtliggende byområder og vanskeligheder for dyrkning af lavtliggende marker.
• Kraftigere skybrud. Den øgede temperatur betyder, at luften kan indeholde mere vanddamp, og skybruddene om sommeren bliver derfor kraftigere og hyppigere. Det medfører øgede oversvømmelser i byer og øget overløb fra byernes kloaksystemer og rensningsanlæg. Den tendens forstærkes af, at byens overflader i stigende grad gøres impermeable ved byfortætning og øgede arealer med asfalt og fliser.
• Tørke. Det vildere vejr i det varmere klima vil også indimellem medføre kraftigere tørkeperioder. Det kan i værste fald påvirke grundvandsstanden i dybe magasiner og mulighederne for vandindvinding herfra.
• Saltvandsindtrængning. Det stigende havniveau betyder, at grænsen mellem salt og fersk grundvand (figur 2) skubbes længere ind i landet. Det kan give vanskeligheder med at indvinde grundvand i nogle kystnære områder.
• Nitrat og pesticider. Udvaskningen af nitrat og pesticider fra konventionelt landbrug vil, alt andet lige, øges i et varmere klima og med øget nedbør.

Grundvandsbeskyttelse skal udvides

På trods af mange årtiers indsats for at beskytte grundvandet mod forurening finder vi stadig flere og flere kemikalier i det grundvand, som havner i vores vandhaner.

Nu indeholder over 50 pct. af alle drikkevandsboringer rester af kemikalier – fortrinsvis fra anvendelse af pesticider og biocider. 

I mere end 75 pct. af boringerne fra grundvandsovervågningen er der påvist kemikalier som TFA og/eller PFAS i det øverste grundvand (3). Samtidig er der mange steder et højt nitrat­indhold i grundvandet.

En stor del af pesticiderne i det dybe grundvand stammer fra stoffer, der ikke længere anvendes. Men der sker også udvaskning af godkendte pesticider, og der dukker hvert år nye stoffer op (3). 

Det er efterhånden en udbredt opfattelse blandt fagfolk, at den eksisterende godkendelsesordning for pesticider måske nok har reduceret, men langtfra forhindret, udvaskning af pesticider til grundvandet.

Der er derfor behov for mere effektive tiltag, hvis vi vil være sikre på at beskytte den fremtidige drikkevandsressource.

I de seneste fem år har kommuner og vandselskaber arbejdet hen imod at beskytte de såkaldte boringsnære beskyttelsesområder (BNBO).

BNBO-indsatsen er primært symbolsk, fordi det grundvand, der indvindes, stammer fra områder, som er ti gange større. 

Derfor mener vandbranchen, at der er behov for at beskytte større arealer i såkaldte grundvandsparker, som har fokus på beskyttelse af grundvandet, samtidig med at områderne kan benyttes til 

• skovrejsning, 
• økologisk landbrug, 
• biodiversitet, 
• rekreation og 
• vedvarende energiproduktion (8).

På trods af at grundvandsbeskyttelse ikke var en del af den grønne trepart, er der hos mange aktører forhåbninger til, at den grønne trepart alligevel vil kunne bidrage til at skabe grundvandsparker (9).

Kom til fyraftensmøde 30/4: Hvor truet er vores grundvand?