Förstärkt grundvattenbildning genom bortpumpning av salt grundvatten : modellering av lokala effekter och identifiering av plats för pilottest på Gotland

Gotland suffers from a shortage of drinking water at infrequent intervals which is onlypredicted to get worse with time. The problem is not a shortage of precipitation, the shortagelies in the combined problem of runoff and high water usage during the summer months.From September to March there is an abundance of water which mostly goes to runoff intothe sea surrounding Gotland. Due to the fact that Gotland is an island, a concave boundryis formed between the deeper saline groundwater and the fresh groundwater closer to thesurface. In an effort to possibly help in solving the water shortage, an idea was introducedto pump out the saline groundwater from the deep and thus creating an increase in storageof fresh groundwater.Firstly an investigation into suitable locations for modeling was conducted where two siteswere chosen. To test this concept and see if the idea was feasable a 2D-model was establishedusing GMS, MODFLOW, MT3DMS and SEAWAT with the aim of simulating the groundwaterat the well chosen sites on Sudret, Gotland. Two wells were implemented in the model,one for extracting fresh groundwater and one for extracting saline groundwater. The hopeswere to be able to simulate an increase of the storage of fresh water during the rechargeperiod and thus helping to solve the problem with insufficient water during the strenuoussummer months. Hopefully the results of the simultations can make up the foundations foran implementation of the concept at a location at Gotland.Results for site 1 indicate that the volume of fresh water in the akvifer can be increasedby 13of the extraction volume when only saline groundwater is removed. The maximumflow of only saline extraction at site 1 has been determined to 35m3år per meter. For example,with only an extraction of saline water of 35m3år at site 1 the fresh water in the aquifer willincrease by 340m3 per metre after 10 years.The model indicates that the volume of fresh water in the akvifer can be increased bya minimum of 15 of the saline extraction volume when only saline water is removed. Themaximum flow of only saline groundwater at site 2 was decided to be 65m3år per meter. Forexample, with only an extraction of saline water of 65m3år at site 1 the fresh water in theakvifer will increase by 940m3 per metre after 10 years.Gotland lider till och från av vattenbrist under sommaren, problemen förväntas även ökai samband med klimatförändringar och expanderande antropogen påverkan. Under vinterhalvåretfår Gotland mer än tillräckligt med sötvatten för att täcka efterfrågan, problemetuppkommer från att majoriteten av vattnet evapotranspireras samt går till ytavrinning tillÖstersjön. Ytterligare en orsak till vattenbristen beror på att Gotlands grundvatten omgesav saltvatten. Saltvattnet kring Gotland bildar en konkav gräns mellan sött och salt vatten igrundvattenmagasinet vilket väsentligt begränsar den möjliga lagringen av sött grundvatten.För att hjälpa till att lösa problemen med vattenbrist på Gotland introducerades en idé attutöka andelen sött vatten i grundvattenmgasinen genom att pumpa salt grundvatten fråndjupet under återhämtningsperioden.Arbetet påbörjades genom att undersöka en lämplig plats på Gotland, både ur en modelleringssynpunktsamt inför ett eventuellt fortsatt arbete. Två platser valdes slutligen dären 2D-grundvattenmodell skapades vid båda platserna med hjälp av GMS, MODFLOW,MT3DMS och SEAWAT. I modellen implementerades två uttagsbrunnar, en för salt grundvattenfrån djupet och en för sött grundvatten närmare ytan. Eftersom modellen skapats i 2Dinnebär det det en förenkling av geometrin och modellresultat motsvarar då en horisontelltborrad brunn, därför anges resultaten som flöde per meter horisontell brunn. Förhoppningenvar att genom simulering kunna påvisa en ökning av sötvatten i grundvattenmagasinet genomatt extrahera salt grundvatten under återhämtningsperioden. målet är att undersökningarnaska leda till en implementering av metoden i verkligheten i ett försök att minska vattenbristen.Modellresultat för plats 1 indikerar att volymen sött vatten i akviferen ökar med 13 avuttaget när endast salt vatten extraheras. Det maximala uttagsflödet vid plats 1 för endastsalt vatten bestämdes till 35m3år per meter. Vid ett saltvattenuttag på 35m3år vid plats 1 ökarsötvattenvolyem i akviferen t.ex. med 340m3 per meter efter 10 år.Modellresultat för plats 2 indikerar att volymen sött vatten i akviferen ökar med 15 avuttaget när endast salt vatten extraheras. Det maximala uttagsflödet vid plats 2 för endastsalt vatten bestämdes till 65m3år per meter. Vid ett saltvattenuttag på 65m3år vid plats 2 ökarsötvattenvolyem i akviferen t.ex. med 940m3 per meter efter 10 år.diva2:134544