GeoConcept – Geologisk 3D konceptualisering for grundvandsmodellering

Indtil nu er forskellige geologiske modelkoncepters indflydelse på grundvandsmodellering ikke blevet systematisk undersøgt. Når det drejer sig om opgørelser af grundvandsressourcen har det traditionelt været antaget, at det er tilstrækkeligt at anvende en simpel lag-baseret geologisk model. Men da det forventes, at det er den geologiske heterogenitet, der har afgørende betydning ved bestemmelse af f.eks. strømningsveje, grundvandsaldre og opløst stoftransport er andre geologiske modelkoncepter, såsom voxel-modellering blevet bragt i anvendelse. Relevansen og udbyttet heraf er dog ukendt.

I GeoConcept vil det blive analyseret, hvordan den geologiske modelkonceptualisering påvirker grundvandsmodelleringen, både mht. opgørelser af vandressourcen, strømningsveje og grundvandsaldre. Fordele og ulemper ved forskellige geologiske modelleringskoncepter vil blive undersøgt, inklusive koncepter som manuel lag- og voxel-modellering, semi-automatisk modellering og stokastisk modellering.

Der vil blive formuleret en række anbefalinger med hensyn til valg af geologisk modelkoncept som funktion af geologisk variabilitet og kompleksitet, datatyper, datatilgængelighed, datadensitet og datakvalitet. Desuden vil effekten af geologisk og hydrogeologisk usikkerhed blive undersøgt, og koncepter for karakterisering af usikkerheden på geologiske tolkninger og resulterende geologiske modeller vil blive udviklet.

Projektet vil blive gennemført indenfor to geologisk meget forskellige områder: Skjern Å-oplandet i den vestlige del af Danmark og Fyn i den centrale del af Danmark. Begge områder er interessante, da det her dels er muligt at drage fordel af eksisterende og meget omfattende geologiske, geofysiske og hydrogeologiske data indsamlet under den nationale grundvandskortlægning, men også fordi adskillige andre forskningsprojekter gennemføres her.

Figur: Tværsnit gennem en geologisk model opbygget med både lag- og voxel-modelkonceptet. Der er udarbejdet en voxel-model for den øvre del, hvor geologien er glacialtektonisk forstyrret og derfor meget kompleks. I den nedre, mere homogene del er der blevet udarbejdet en lagmodel (Jørgensen et al 2015).

Projektleder

Anne Sophie Høyer Christensen
De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland

E-mail: ahc@geus.dk

GeoConcept – Geological 3D conceptualization for groundwater modelling

So far, there have been no systematic studies dealing with the impact of geological modelling concepts on groundwater flow and transport modelling. Traditionally, it is hypothesized that for groundwater resources assessment a simple layer-based geological representation will suffice, but when performing simulation of flow pathways, age distribution, solute transport, etc. geological heterogeneity is expected to have a major impact. Therefore other types of geological modelling concepts, e.g. voxel modelling have been brought in use, but the real benefit of these is unknown.

In GeoConcept, it will be analysed how the geological model conceptualization will impact groundwater modelling both in terms of resources assessment, flow pathways and groundwater ages.

The outcomes of different geological modelling concepts including manual layer and voxel modelling, semi-automatic modelling and stochastic modelling will be analysed. Based on this, recommendations on the choice of geological modelling concepts will be developed as a function of geological variability and complexity, data type, data availability, data density, and data quality.

The impact of geological and hydrogeological uncertainty will also be explored and concepts for characterisation of uncertainty related to geological interpretations and thus the resulting models will be defined.

The study will take place within two geologically very different areas: The Skjern River catchment in western Denmark and on Fyn in central Denmark. Both sites are attractive areas to study, because it is possible to benefit from existing and extensive geological, geophysical and hydrogeological data collected within the frameworks of the national groundwater mapping programme and because several other research projects take place here.

Figure: Cross section through a 3D geological model. Voxel conceptualization is chosen for the upper part where the geology is glaciotectonically deformed and thus very complex. Layer conceptualization is chosen for the much more homogeneous lower part (Jørgensen et al 2015).