2.3 Rumlig geologisk model

Den rumlige geologiske model er en gengivelse af undergrundens fysiske opbygning, men også en model der beskriver dannelseshistorie og -processer. I udgangspunktet udføres der kun rumlig digital modellering i områder, hvor dette menes at kunne gøres med en rimelig sikkerhed. I områder, hvor geologien ikke menes at kunne tolkes og modelleres, udelades dette derfor som udgangspunkt – alternativt, hvis der alligevel er behov for tolkninger, bør disse markeres tydeligt i modellen som værende tentative. I nogle tilfælde kan f.eks. den øverste del af lagfølgen være kendt, mens geologien nedenunder ikke kendes. Her vil det således kun være lagflader og lag i den øverste del af lagfølgen, der vil blive modelleret.

Der fokuseres primært på den fysiske opbygning af jordlagene – dvs. en korrekt rumlig gengivelse af jordlagenes lagfølge, strukturer og udbredelse. Jordlagene vil normalt blive defineret ud fra lithologiske karakteristika, men kan også blive inddelt i forhold til bl.a. dannelsesmæssig oprindelse, herunder dannelsesmiljø og alder. Som udgangspunkt skeles der ikke i denne model til hvilken inddeling af lagserien, der kunne være ønskelig i forhold til slutproduktet. Den rumlige geologiske model opbygges på baggrund af alle tilgængelige data, samt af den dannelsesmæssige forståelse, der byder sig ved en tolkning af data. Derfor er det helt centralt, at byggestenene i den rumlige geologiske model afspejler modelområdets geologi og ikke andre sekundære forhold, såsom hydraulik.

Formålet med den rumlige geologiske model er følgende:

  • At udarbejde en rumlig model af jordlagenes fysiske og strukturelle opbygning i et modelomrĂĄde i den detaljeringsgrad, som i det aktuelle tilfælde er pĂĄkrævet, og som datagrundlaget samtidigt kan understøtte
  • At modellere lithologiske og stratigrafiske lagflader/lag og andre enheder, der er vigtige for forstĂĄelsen af omrĂĄdets dannelse og opbygning
  • At samtolke data; primært geologiske, geomorfologiske, lithologiske, stratigrafiske, hydrologiske og geofysiske data
  • At indarbejde dannelsesmiljø og dannelseshistorie i tolkningsprocessen og dermed i modellen
  • At skabe et grundlag for videre brug i andre modeltyper; f.eks. den hydrostratigrafiske model
  • At skabe en "tolkningsdatabase", hvor udførte geologiske tolkninger kan gemmes og derved genbruges og udbygges ved senere lejligheder
  • At sikre en optimal udnyttelse af data inden der evt. arbejdes videre med en hydrostratigrafisk model

2.3.1 Det geologiske datagrundlag

Indledningsvist består arbejdet med den rumlige geologiske model i at samle datagrundlaget. Datagrundlaget består af alle tilgængelige og relevante data for opgaven. Dette er blevet beskrevet i projektbeskrivelsen (Kap. 1), men det anbefales, at modelløren undersøger, om der evt. findes yderligere data. Der kan forekomme data, som ikke er oplistet i projektbeskrivelsen, fordi de enten er blevet overset, eller fordi der på tidspunktet for udarbejdelsen af projektbeskrivelsen ikke var en tro på, at disse data kunne bidrage med nyttig information til modelarbejdet. Dette vil normalt medføre ekstra tidsforbrug, som ligger ud over det der oprindeligt var forudsat i projektbeskrivelsen.

De mest anvendte datatyper er beskrevet i Kap. 3. De kan inddeles i:

  • Geologiske data
    • Boredata
    • Informationer fra blotninger
    • Jordarts- og jordbundsdata
    • Stratigrafiske data
  • Geomorfologiske data
    • Topografiske data
  • Hydrologiske data
    • Pejledata
    • Hydraulisk ledningsevne
    • Prøvepumpningsdata
  • Kemiske data
    • Grundvandskemi
    • Sedimentkemi
  • Geofysiske data
    • Seismik
    • TEM
    • PACES
    • MEP og DC
    • Borehulslogs

Herudover skal eksisterende tolkninger betragtes som en del af datagrundlaget:

  • Eksisterende tolkninger
    • Litteratur
    • Geologiske kort
    • Geomorfologiske kort
    • Geologiske modeller
  • Den geologiske forstĂĄelsesmodel

De forskellige datatyper giver mere eller mindre direkte oplysninger om jordlagenes opbygning. De mest direkte oplysninger fås fra blotninger, hvor jorden kan betragtes umiddelbart. Intakte boreprøver kan også siges at give direkte information om jordlagene. Geofysiske data giver kun indirekte oplysninger. Seismiske data fortæller f.eks. noget om de akustiske forhold i jorden, mens de elektromagnetiske og elektriske data (f.eks. TEM, MEP og PACES) giver oplysninger om elektriske ledningsevner i jorden. De geofysiske data kan derfor ikke anvendes direkte i den geologiske modelleringsproces – de skal undergå en geologisk fortolkning først.

Hydrologiske og grundvandskemiske data er også indirekte data. Disse data fortæller noget om, hvordan grundvandet strømmer i jordlagene, og ad denne vej kan man i nogle tilfælde opnå information om jordlagenes opbygning. Men særligt i kombination med øvrige data kan disse data være værdifulde indikatorer på mulige sammenhænge i den rumlige opbygning.

Fokusdybden varierer også meget fra datasæt til datasæt. De fleste datasæt byder på oplysninger om de øvre jordlag, mens kun få datatyper kan give oplysninger om de dybere jordlag. TEM-data, seismiske data og tyngdedata er eksempler på data, der når til store dybder. Enkelte boringer giver også information om de dybere jordlag. Men generelt bliver datagrundlaget svagere og svagere med dybden.

De forskellige relevante datatyper er beskrevet i Kap. 3. Følgende datatyper er beskrevet:

  • Seismik (Kap. 3.1)
  • TEM (Kap. 3.2)
  • PACES og PACEP (Kap. 3.3)
  • MEP og DC (Kap. 3.4)
  • Geofysiske borehulslogs (Kap. 3.5)
  • Andre geofysiske data (Kap. 3.6)
  • Boredata (Kap. 3.7)
  • Stratigrafiske boredata (Kap. 3.8)
  • Hydrologiske data (Kap. 3.9)
  • Kemiske data (Kap. 3.10)
  • Eksisterende tolkninger (Kap. 3.11)
  • Topografiske data (Kap. 3.12)
  • Jordarts- og jordbundsdata (Kap. 3.13)
  • Informationer fra blotninger (Kap. 3.14)

2.3.2 Konstruktion af modelskelet

Modeltype

Der skal tidligt i projektforløbet tages stilling til, hvilken modeltype man vil benytte. Oftest benyttes lagmodellen (se kap. 3.15 "Lagmodel"), men i særlige tilfælde kan det være fordelagtigt at benytte en såkaldt pixelmodel (se kap. 3.16 "Pixelmodel"). Valget kan muligvis være taget allerede som en del af problemformuleringen og projektbeskrivelsen (Kap. 1).

Lagmodellen består grundlæggende af lagflader med mellemliggende lagdefinitioner. Lagfladerne er opbygget af vektorforbundne digitale punkter og/eller grids. Lag defineres som de mellemliggende enheder bestående af et sæt punkter, der definerer overfladen af laget, og et andet sæt af punkter der definerer bunden af laget. Eventuelle horisontale variationer i f.eks. lithologi inden for hvert enkelt lag kan i lagmodellen registreres ved hjælp af et geologisk zoneringstema (se kap. 3.34 "Fra Rumlig geologisk model til hydrostratigrafisk model").

Pixelmodellen er opbygget af regulære pixler eller kasser, der under modelleringsprocessen udfyldes med tolkninger. De enkelte pixler tildeles geologiske tolkninger og bør ikke forveksles med hydrologiske pixelmodeller. Pixelmodellen indeholder derfor ikke egentlige lagflader og disse kan dermed ikke gengives korrekt og med samme præcision som ved lagmodellen. Pixelmodellen kan til gengæld gengive mere komplekse geologiske miljøer.

Sammenstilling med andre modeller

Skal modellen sammenstilles og eventuelt sammenbygges med eksisterende modeller i overlappende områder eller i naboområder, skal der ved valg af modelskelettet tages hensyn til, hvorledes disse tidligere modeller er konstrueret (se kap. 3.17 "Sammenstilling med andre geologiske modeller"). Specielt hvis der er krav om sammenbygning af modellerne, er det vigtigt, at modelskelettet bliver konstrueret, så dette er muligt. I andre tilfælde vil man finde, at nabomodeller eller ældre modeller i samme område er af begrænset værdi og her er behovet for genbrug eller sammenstilling mindre vigtigt. I tilfælde hvor modellen skal sammenstilles med en anden model, bør følgende overvejes ved modelkonstruktionen:

  • FormĂĄlet med modellerne
  • Modeltypen
  • Modelafgrænsningen
  • Datagrundlaget
  • Dokumentationsniveauet for den anden model
  • FokusomrĂĄdet for den anden model

Modelafgrænsning

Inden modellen konstrueres skal der også tages beslutning om modellens præcise udbredelse (se kap. 3.18 "Modelafgrænsning"). Udbredelsen er selvfølgelig delvist foruddefineret af det undersøgelsesområde, der er defineret i problemformuleringen og projektbeskrivelsen (Kap. 1), men under det indledende arbejde med modellen skal der defineres en afgrænsning, som ikke alene er bestemt af administrative forhold, men også af geologiske og hydrologiske forhold. Formålet med modellen inddrages i forbindelse med den endelige fastlæggelse af modelafgrænsning. Skal modellen senere benyttes som grundlag for en grundvandsmodel, er det de hydrologiske forhold, der bør styre afgrænsningen. Så vidt muligt bør grundvandssystemets naturlige hydrologiske grænser følges. Her er det vigtigt at samarbejde med grundvandsmodelløren for at fastlægge den mest optimale afgrænsning.

Prioritering og visualisering af datasæt

Relevansen af de tilgængelige datasæt skal overvejes og datasættene skal holdes op mod hinanden og prioriteres i visningen (se kap. 3.19 "Prioritering og visualisering af datasæt"). Dette er nødvendigt, da det typisk ikke er muligt at visualisere alle data på samme tid i modellen. Nogle data fylder meget visuelt, selvom de kun har mindre tolkningsmæssig værdi, mens andre data godt kan blive visualiseret uden at overblikket forstyrres. Prioriteringen afhænger også af formålet med modellen. Fokuseres der primært på de øvre jordlag, kan f.eks. seismik nedtones i visualiseringen. Måden at visualisere data på er også væsentlig at forholde sig til på et tidligt tidspunkt. Det er dog vigtigt undervejs i tolkningsprocessen at kunne iterere sig frem til forbedrede visualiseringer af data.

Interpolation af data

For at få et overblik over nogle datatyper, er det fordelagtigt at udføre interpolation (se kap. 3.20 "Interpolation af data"). Dette gøres typisk inden data vises i den geologiske model, men kan også gøres iterativt som en del af tolkningsprocessen. Formålet med at interpolere data er at give et forbedret grundlag for den geologiske tolkning. For at det skal give mening at interpolere data, bør der være en korrelation mellem datapunkterne. Fladedækkende data interpoleres typisk i horisontale snit (f.eks. geofysiske middelmodstandskort) eller til 3D-flader (f.eks. kote for god leder fra TEM). Profildata kan evt. interpoleres vertikalt. Interpolationsrutinerne er mange og forskellige, og valg af disse, samt benyttede indstillinger, kan være afgørende for resultatet. Valgene afhænger bl.a. af datatype, geologiske forhold, fokusdybde, datatæthed og sidst – men ikke mindst – formålet med interpolationen.

Profilnetværk og projektionsafstande

Traditionelt bliver de fleste geologiske modeller bygget op omkring et profilnetværk, hvori tolkningerne udføres (se kap. 3.21 "Profilnetværk og projektionsafstande"). På hvert enkelt profil projiceres data vinkelret ind fra fastlagte maksimale projektionsafstande (se Figur 8). På profilerne kan data således visualiseres og sammenholdes i to dimensioner. De projektionsafstande, der vælges, bør variere i forhold til et samspil mellem de forventede geologiske forhold, datatætheden og datatypen. Hvor der er homogen geologi, kan afstanden være stor, men i områder med kompleks geologi, bør der benyttes små projektionsafstande. Er der stor datatæthed kan man indskrænke sin projektionsafstand for at opnå et bedre overblik. Nogle datatyper repræsenterer midlet information over store områder, og en relativt stor projektionsafstand kan derfor tillades for disse data i forhold til data, der kun midler over små områder. Disse forhold er endvidere normalt afhængige af dybden (se kap. 3.21 "Profilnetværk og projektionsafstande").

Profilerne kan udlægges i forskellige netværkstyper. Overordnet arbejdes der enten med regulære og objektivt placerede netværk, eller med irregulære netværk subjektivt placeret i forhold til både data og geologiske strukturer (se Figur 9). Fordelene ved det irregulære netværk er, at man ved hjælp af knækpunkter kan styre sine profiler efter datapunkterne og dermed søge at minimere projektionsafstandene. Det kan være en fordel at placere profillinierne tæt forbi boringer og så lade f.eks. TEM-sonderinger blive projiceret ind på linien, da sidstnævnte viser midlet information over et vist jordvolumen.

Figur8

Figur 8: Projektion af datapunkter til profiler.

Desuden er det muligt at skære geologiske strukturer på en optimal måde – f.eks. vinkelret på aflange strukturer, som f.eks. dale og forkastninger. Det er også vigtigt, at strukturerne bliver afbildet på flere profiler og dermed kan ses fra flere vinkler og afspejlet i forskellige data. Derfor er det allerede i de indledende faser af modelopstillingen fordelagtigt at have et forhåndskendskab til strukturernes art, orientering og mulige udbredelse. Dette vil muligvis fremgå af den geologiske forståelsesmodel. Profilerne skal dog udlægges, så de er nogenlunde retlinede for at opretholde et rumligt overblik over modelrummet. Der bør normalt placeres et antal tværgående profiler til kontrol og korrelation mellem de parallelle linier.

Det regulære netværk kan give et godt og systematisk overblik over området. Herudover sikrer det regulære netværk, at tilgangen til data såvel som geologiske strukturer er så objektiv som mulig. Dette kan være en fordel, hvis man som udgangspunkt ikke har overblik over områdets strukturer, eller hvis man ikke har et detaljeret kendskab til alle data i området.

Figur 9

Figur 9: Tre forskellige måder at arbejde med profilnetværk på. I: Regulært netværk. II: Irregulært profilnetværk udlagt i forhold til geologi. III: Irregulært netværk udlagt i forhold til data (Udarbejdet af John Vendelbo Frandsen, Orbicon).

En hensigtsmæssig arbejdsgang er først at udlægge et netværk af profiler, som nogenlunde inddrager alle relevante data på mindst et profil. Når man så når frem til tolkningsprocessen, kan man gradvist udbygge netværket i forhold til de geologiske forhold og i forhold til den detaljeringsgrad datatolkningen tillader. Generelt kan det anbefales at opbygge sit profilnetværk, så profilerne krydser hinanden. Det giver en sikkerhed for, at der er sammenhæng i de geologiske tolkninger på tværs.

Ved 3D-tolkning er der ikke nødvendigvis behov for at arbejde med fast definerede profillinier (se kap. 3.30 "3D-visualisering og -tolkning").

Profiloptegning

Selve profiloptegningen foretages enten inden den geologiske modellering påbegyndes eller undervejs i denne. Sammen med horisontale planer danner profilerne, som ovenfor nævnt, grundlag for de fleste geologiske modeller. Optegningen skal ske under hensyntagen til den påtænkte datavisualisering og dataprioritering, projektionsafstande samt ønsket overhøjning (se kap. 3.22 "Profiloptegning"). Overhøjning anvendes for at bedre overblikket langs profilerne, da lagene typisk vil være meget tynde og strukturer vil være svære at se og modellere uden brug af overhøjning. Ved overhøjning bliver de sande rumlige forhold forvrænget, og bliver denne forvrængning for stor, kan modelløren få vanskeligt ved at identificere de geologiske strukturer i data. Det anbefales derfor at overhøjningen begrænses. Erfaringsmæssigt er overhøjninger på mere end omkring 10 gange vanskelige at håndtere.

Figur 10

Figur 10: Eksempel på klargjort profil med boringer og TEM-sonderinger. Projektionsafstande er angivet under datastolperne. Modstandsværdier og lithologi er angivet med labels.

Visualisering af data

Da de forskellige datatyper er forskelligartede, visualiseres de typisk på forskellige måder i modellen. 2D-data, som seismik og MEP vises på profiler som kontinuerte afbildninger eller som interpolerede vertikale flader. 1D MEP, PACES og SkyTEM vises normalt med tætliggende stolper, mens traditionelle TEM-sonderinger og boringer vises som spredtliggende stolper (se Figur 10). Punktdata, såsom kemiske data og hydrologiske data kan med fordel vises som farvetematiserede punkter. Fladedækkende data kan være relevante også at visualisere på horisontalplaner; f.eks. middelmodstandskort. Til visualiseringen anvendes ofte farveskalaer. Der er defineret standarder for flere af disse farveskalaer; bl.a. benyttes DGU-standardfarveskala til visualisering af lithologier og GeoFysikSamarbejdets farveskalaer for henholdsvis elektromagnetiske og geoelektriske data. Visualiseringen af de forskellige datatyper er beskrevet i Kap. 3 under de enkelte kapitler om data.

2.3.3 Rumlig geologisk modellering

Når modelkonstruktionen er fastlagt og modelskelettet er opbygget, kan man påbegynde sin egentlige rumlige geologiske modellering. Det er i princippet først på dette tidspunkt, at ens egne tolkninger bliver indbygget i modellen.

Datagrundlaget kan som nævnt bestå af data, der er tolkede og vurderede i tidligere arbejder, men dataene kan også være nyindsamlede. Tolkninger af gamle data er allerede indarbejdet i den geologiske forståelsesmodel, mens tolkninger af nyindsamlede data først indarbejdes i den rumlige geologiske model. Ofte vil det også være relevant at udføre nye eller alternative tolkninger af de gamle data som en del af den rumlige geologiske model. Dette vil typisk ske ved en samtolkning med nye/andre data, hvorved ny indsigt opstår.

Papirtolkning og digital tolkning

Oftest vil der være krav om, at tolkningerne registreres digitalt i en database (se kap. 3.24 "Digital tolkning"). Dette foregår i geologisk tolkningssoftware, som normalt også har faciliteter til visualisering af data. I nogle tilfælde, hvis visualiseringen på computerskærmen ikke giver tilstrækkeligt overblik, kan det være en fordel at udtegne profiler og kort fra det digitale modelskelet. Herpå kan man så skitsere og indtegne sine tolkninger med almindelige skrive-/tegneredskaber (se kap. 3.23 "Papirtolkning"). Det er desuden lettere at skitsere tentative tolkninger og opfattelser af geologien på papir end i det digitale miljø. Efterfølgende kan de konklusive papirtolkninger indscannes og digitaliseres ind i den digitale model.

Formålet med at udarbejde de geologiske modeller digitalt er primært følgende:

  • Der opnĂĄs mulighed for central lagring af modellerne
  • Der opnĂĄs gode muligheder for visualisering af modelresultatet
  • Modelresultaterne kan udveksles og sammenstilles med andre modeller
  • Modellen kan videreudbygges efter endt tolkning
  • Skal modellen senere benyttes ved grundvandsmodellering, er det en fordel, at den foreligger pĂĄ digital form

Punkttolkning

Den rumlige geologiske modellering foregår normalt (for lagmodellens vedkommende) ved hjælp af punkttolkning (se kap. 3.25 "Punkttolkning"). Med punkttolkning menes digitalisering af punkter i modelrummet; i praksis ofte på profiler. Fladetolkningspunkter afsættes i modelrummet i positioner, hvor en given flade tolkes at være til stede. Det vil sige, at der til ethvert fladetolkningspunkt hører en tolkning og en antagelse af tilstedeværelse af f.eks. en bestemt laggrænse i netop det afsatte fladetolkningspunkt. Fladetolkningspunkterne udgør det grundlæggende element i den rumlige geologiske model. Fladetolkningspunkter, der tilsammen definerer en bestemt laggrænse, og som menes at angive et tilstrækkeligt forløb og en fyldestgørende form af laggrænsen, kan interpoleres til en gridflade, men det er stadig fladetolkningspunkterne, der udgør det grundlæggende element i modellen.

Der er defineret en række forskellige typer af digitale punkter. Disse er beskrevet under kap. 3.25 "Punkttolkning" og vil derfor kun blive kort beskrevet her. De digitale punkter omfatter:

  • Fladetolkningspunkter:
    • Snappede fladetolkningspunkter
    • Frie fladetolkningspunkter
    • Støttende fladetolkningspunkter
  • Hjælpepunkter:
    • Afgrænsningspunkter
    • Negativpunkter
    • Maksimumkotepunkter
    • Minimumkotepunkter

De digitale punkter er således inddelt i de ovenfor nævnte fladetolkningspunkter og hjælpepunkter. Fladetolkningspunkter benyttes til at definere og modellere laggrænsers og geologiske strukturers former. De snappede fladetolkningspunkter knyttes ved hjælp af faciliteter i tolkningssoftwaren præcist til datapunkter i modelrummet (se Figur 11). Dette kan være i datapunktets geografiske koordinater og desuden også i en laggrænses kote. Ved profiltolkning skal man være opmærksom på, at de snappede fladetolkningspunkter ikke vil blive placeret præcist på profillinien, hvis de data fladetolkningspunkerne tilknyttes, er projiceret ind på denne. De frie fladetolkningspunkter, derimod, bliver afsat på profilet eller fladen på de steder man indikerer – uden projektionsafstand. Støttende fladetolkningspunkter indeholder en mindre grad af sikkerhed og benyttes typisk som støtte ved interpolation. Støttende fladetolkningspunkter benyttes primært ved opstillingen af den hydrostratigrafiske model, hvor der tolkes i hele modelrummet, og således også i datasvage områder.

Figur 11

Figur 11: Figur der viser brugen af fladetolkningspunkter. Frie fladetolkningspunkter er knyttet til profilet, mens de snappende fladetolkningspunkter er projiceret ud på data - i dette tilfælde boringer. Brugen af maksimalkotepunkter er også vist. Her ses den tolkede flade ikke i boringen, og den tolkede flade har derfor ved boringslokaliteten en maksimal kote i boringens bund.

Hjælpepunkterne er ikke punkter, der definerer lagfladernes rumlige former. Disse punkter anvendes alene som en hjælp i modelleringsarbejdet. Dette kan bl.a. være i forbindelse med afgrænsning af lag, angivelse af, hvor en given lagflade ikke eksisterer og angivelse af, om en laggrænse ligger dybere eller højere end et bestemt niveau.

Det bør generelt tilstræbes, at gengive de geologiske forhold med anvendelse af så få tolkningspunkter som muligt (se Figur 12). Dog bør det tilstræbes, at der tilknyttes tolkningspunkter til alle relevante data. Optimalt set bør tætheden af punkter som minimum være så stor, at fladen kan gengives tilfredsstillende ved en efterfølgende interpolation (se 3.38 ”Interpolation af tolkede flader og lag”).

Da der ligger en tolkning til grund for ethvert tolkningspunkt, bør punkterne tilknyttes information om tolkningen/antagelsen og dennes sikkerhed. Denne information bør løbende indbygges i modellen under modelarbejdet. Se mere om dette nedenfor under kap. 3.35 ”Dokumentation”.

Figur 12

Figur 12: Punkttæthed. Geologisk struktur vist med sort stiplet linie, profiler med grå linier og fladetolkningspunkter med røde punkter. A: For får punkter. B. Passende punkttæthed. C. For mange punkter.

Profiltolkning, horisontaltolkning, gridmodellering og 3D-tolkning

Det optimale modelrum at udføre sine tolkninger i er tredimensionelt, da den tolkede geologi også er tredimensionel. Derfor bør modelrummet så vidt muligt visualiseres i tre dimensioner, for at den bedst mulige forståelse af geologien kan uddrages. Dette stiller store tekniske krav til software og computerkraft, men det stiller også krav til brugeren, så længe den tekniske del ikke er fuldt udviklet. På nuværende tidspunkt (medio 2008) er der endnu ikke færdigudviklede programmer, der fuldt ud kan tilbyde geologisk tolkning i et tredimensionelt miljø.

Den digitale modellering foregår derfor stadig mest i programmer, der kun kan håndtere tolkning i to dimensioner. Mest benyttet er som nævnt profiltolkningen, men også horisontaltolkning er benyttet. En kombination af disse to tolkningsmåder giver tilsammen mulighed for tolkning i tre dimensioner – bare ikke samtidigt. Ved horisontaltolkningen er modelrummet drejet 90° i forhold til ved profiltolkningen. Her digitaliseres punkterne på horisontale planer med faste koter eller på interpolerede højdekort over f.eks. laggrænser med valgbare koter (se kap. 3.27 "Horisontaltolkning"). Foruden de grundlæggende data som databaggrund kan forskellige former for kort eller punkttemaer benyttes ved horisontaltolkningen. Kortene kan vise interpolerede dataværdier i faste koter, eller som nævnt interpolerede højdekort over laggrænser m.v. Horisontaltolkningen kan hjælpe med til at definere afgrænsning af lag, og til at modificere og finjustere lagflader i forhold til den geologiske forståelse. I et tredimensionelt tolkningsmiljø kan gridmodellering også hjælpe til med dette. Her er det muligt at modellere og modificere grids på en væsentlig mere effektiv måde (se kap. 3.29 "Gridmodellering").

Ved profiltolkning skal ikke alene data, men også fladetolkningspunkterne, tildeles projektionsafstande. Dette gøres for at få dem vist på nærtliggende naboprofiler eller krydsende profiler. Projektionsafstandene vælges i forhold til den forventede udbredelse og variabilitet af lagene. Hvis lagfølgen er inhomogen, bør der kun anvendes små projektionsafstande, og i stedet må der udlægges et tættere netværk af profillinier.

Interpolation af tolkede flader og lag

Som en del af tolkningsprocessen kan det være relevant at udtegne gridflader over de med fladetolkningspunkter digitaliserede lagflader. Dette kan gøres ved at udføre interpolation af fladetolkningspunkterne. Til støtte ved interpolationen kan anvendes støttende fladetolkningspunkter (se kap. 3.25 "Punkttolkning" og kap. 3.38 "Interpolation af tolkede flader og lag"). Griddede flader kan forbedre visualiseringen af modellens indhold.

Interpolationen af lagflader er sammen med de ovennævnte tolkningsrutiner en iterativ proces, hvor den interpolerede flade holdes op mod fladetolkningspunkterne såvel som mod grunddata og mod geologens forståelse af området. Hvis der er uoverensstemmelser, foretages justeringer i fladetolkningspunkterne og interpolationen foretages igen, indtil den ønskede form af lagfladen er opnået. Interpolationen kan også foregå ved håndkonturering, hvor tolkeren på baggrund af fladetolkningspunkterne optegner konturer med fastlagte intervaller. Dette kan gøres på papir – en udskrift af fladetolkningspunkterne fra modellen med tilhørende koteværdier. Håndkontureringen kan hjælpe med til at give modelløren en forståelse og et overblik over en lagflades form. Det færdige konturkort kan efterfølgende overføres til den digitale model ved f.eks. at lægge støttende fladetolkningspunkter ind langs konturerne ved hjælp af horisontaltolkning.

Interpolation af tolkede flader og lag er yderligere beskrevet nedenfor under den hydrostratigrafiske model (Kap. 2.4).

Afgrænsning af flader og lag

Da den rumlige geologiske model normalt er opbygget af enheder, der kan have begrænset udbredelse, er det nødvendigt at kunne indarbejde laterale afgrænsninger af lagene og lagfladerne (se kap. 3.28 "Afgrænsning af lag og lagflader"). Der er grundlæggende forskel på, om et lag vurderes som afgrænset/ikke til stede, eller om det blot ikke er tolket. Er det ikke til stede, skal denne oplysning indarbejdes aktivt i modellen ved at markere eller afgrænse udbredelsen. Dette kan gøres ved hjælp af afgrænsningspunkter og negativpunkter (se kap. 3.25 "Punkttolkning"). Afgrænsningen fortages nemmest ved at anvende en kombination af profiltolkning og horisontaltolkning.

I den anden situation, hvor lagets tilstedeværelse er ukendt, skal der ikke nødvendigvis indarbejdes nogen oplysninger i modellen. Dog kan der indlægges maksimum- og minimumkotepunkter for angivelse af tolkede maksimale og minimale koter for aktuelle enhed.

Indarbejdelse af landskabsanalyse

Topografiske data kan anvendes i en landskabsanalyse, hvor særligt detaljer i kurvebilledets udformning kan give indirekte, men vigtig information om forhold i såvel de overfladenære som de dybereliggende jordlag. Begravede geologiske strukturer, som forkastninger og dale, kan på denne måde nogle gange afsløres. Ligeledes kan terrænnære ler- eller sandlag ofte afsløres. Landskabsanalysen sammenholdes typisk med boredata eller andre data for at få den optimale udnyttelse. Den udføres ved at inddele landskabet i topografiske delområder, som f.eks. kan visualiseres i modellens profiler og fladekort. Herudfra indbygges tolkningerne fra landskabsanalysen i modellen. Se i øvrigt kap. 3.31 "Indarbejdelse af landskabsanalyse i den geologiske model".

Modellering af særlige geologiske strukturer og områder

Det kan være forbundet med problemer at få nogle geologiske strukturers former gengivet korrekt i modellen, selvom strukturernes rumlige former forstås og kendes af modelløren. Dette gælder særligt, hvis strukturerne har en begrænset størrelse, er diffuse eller har en irregulær form. Sådanne strukturer kan f.eks. være begravede dale, forkastninger, saltstrukturer og istektoniske foldninger og overskydninger. I nogle tilfælde, hvis kompleksiteten er for stor til enten at tolke de rumlige strukturer eller til at få dem modelleret, kan man vælge blot at registrere og indkredse områderne geografisk. Dette gælder typisk for stærkt istektonisk forstyrrede områder, hvor en modellering af den nøjagtige geometri af overskydninger og foldede lagpakker normalt vil være umulig (se kap. 3.33 ”Modellering og implementering af istektonik”). Ofte bliver disse inhomogene områder ignoreret ved geologisk modellering, men da inhomogeniteterne har store konsekvenser i forbindelse med flere af de formål, der er med modelopstillingen (f.eks. beregning af grundvandets strømningsmønstre), er det meget vigtigt, at områderne identificeres og registreres, hvis ikke de på rumlig form kan indgå i modellen.

Ofte forekommende strukturer er f.eks. begravede dale. Begravede dale forekommer overalt i landet og er generelt komplekst opbygget med mange interne, erosive lagflader og generationer af krydsende dale. Ved profiltolkning vil profillinierne typisk placeres vinkelret på dalenes længderetninger og med en profilafstand, der er tæt nok til at beskrive dalene med fladetolkningspunkter langs profillinierne. Der vil ofte være behov for at afgrænse lagene i dalene, da disse kun findes her. Da dalene er erosivt nedskåret gennem de omgivende lag, skal disse lag også afgrænses ind mod dalstrukturerne. Det kan være hensigtsmæssigt at benytte sig af horisontaltolkning med f.eks. baggrundkort konstrueret på baggrund af TEM-data. Den komplekse opbygning gør det ofte til en udfordring, at få dalene modelleret, hvorfor flere forskellige typer af hjælpepunkter med fordel kan benyttes. Ikke desto mindre er det vigtigt at få dalene ordentligt modelleret, da de har stor indflydelse på grundvandets strømningsveje.

Forkastninger er et andet eksempel på ofte forekommende geologiske strukturer, som både er væsentlige og vanskelige at modellere. Modellering af både dale og forkastninger er nærmere beskrevet under kap. 3.32 "Modellering af begravede dale, forkastninger og andre strukturer".

2.3.4 Usikkerhedsvurderinger

De tolkninger den rumlige geologiske model er opbygget af, er alle behæftet med en grad af usikkerhed. Når den færdige model efterfølgende anvendes i den videre proces, vil modellens usikkerheder bringes med videre og have betydning for det videre arbejde. For at andre skal kunne vurdere og bruge modellen og dens tolkninger, må de tilhørende usikkerhedsbetragtninger kendes, og det er derfor vigtigt med en dokumentation, visualisering og formidling af disse. Det vil således være geologens opgave at vurdere og dokumentere de usikkerheder, der knytter sig til tolkningerne, samt at foretage en dokumentation, visualisering og formidling af usikkerhederne.

De data, der anvendes i den rumlige geologiske model, besidder alle en objektiv usikkerhed, som nogle gange er kvantificeret og andre gange ikke. Det er modellørens opgave at sammenholde data og, under betragtning af dataenes objektive usikkerheder, udføre en rumlig geologisk tolkning. Tolkningen er subjektiv, og udover datausikkerhederne er den baseret på forhold som bl.a. dannelsesmiljø og -processer. Ved sammenstillingen og samtolkningen af data tilføres udover datausikkerhederne derfor også en tolkningsusikkerhed til den rumlige geologiske model. Således består den rumlig geologiske models samlede usikkerhed af både objektivt målte datausikkerheder, vurderede datausikkerheder, samt af usikkerheder på subjektive geologiske tolkninger og antagelser. Modelløren tager i forbindelse med tolkningen dog alle disse forhold i betragtning og forholder sig til den samlede usikkerhed, når der tages beslutning om en tolkning. Denne usikkerhedsbetragtning er en samlet usikkerhedsbetragtning af den endelige tolkning og bør dokumenteres sammen med denne. En kvantitativ usikkerhedsanalyse af den rumlige geologiske model kan derfor ikke udføres, men de kvantitative datausikkerheder bør dog alligevel indgå som en del af dokumentationen, sammen med den samlede subjektive usikkerhedsbetragtning.

Usikkerheden på rumlige geologiske modeller er en kompliceret opgave at dokumentere, da den som nævnt indebærer både datausikkerhed og den samlede tolkningsusikkerhed. Datausikkerheden kan dog relativt enkelt vises for hvert enkelt datasæt, hvor denne er blevet målt eller analyseret. Men den samlede tolkningsusikkerhed, som bl.a. integrerer datausikkerheden, er vanskeligere at dokumentere og formidle. I kap. 3.36 "Usikkerhedsvurderinger" er der dog vist et forslag til metode hvormed dette kan udføres på profilniveau, ligesom afsnittet giver en yderligere beskrivelse af usikkerheder.

I den rumlige geologiske model bør der kun udføres tolkninger i områder, hvor der menes at være et rimeligt objektivt grundlag for dette. Meningen med den rumlige geologiske model er ikke, at der absolut skal modelleres i geologisk ukendte områder, men derimod at registrere de tolkninger, der af modelløren vurderes for værende underbyggede i data eller i den dannelsesmæssige forståelse af området til et rimeligt niveau. Den rumlige geologiske model udgør således en status for kendskabet til den geologiske opbygning i modelområdet, som gradvist kan udbygges, når nye data bliver indsamlet, og ny viden kommer til. Da tolkningerne altid er subjektive, og da der er varierende formål med modelopstillinger, er det dog ikke muligt at definere et generelt niveau af sikkerhed, der bør opnås, inden en tolkning/modellering foretages.

2.3.5 Dokumentation

Dokumentation foretages af flere forskellige årsager (se kap. 3.35 "Dokumentation"). Foruden en overordnet dokumentation til brug ved projektstyringen foretages en teknisk dokumentation til brug ved kvalitetssikring eller evt. overdragelse og videreudvikling af modellen. Alene det at benytte modellen – bl.a. i forbindelse med opstilling af en hydrostratigrafisk model – forudsætter, at en omfattende teknisk dokumentation foreligger.

Som beskrevet ovenfor, er usikkerhedsvurderinger et centralt element i den rumlige geologiske modellering, og usikkerhedsvurderingerne indgår derfor også som en central del af dokumentationen. Men foruden usikkerhedsvurderingerne skal der udarbejdes en del anden dokumentation. Dette gælder f.eks. følgende:

  • Beskrivelse og vurdering af datasæt – begrundelse for anvendelse/eksklusion
  • Beskrivelse af valg i forbindelse med modelkonstruktion
  • Begrundelse for valg af tolkningslag og -laggrænser
  • Beskrivelser af baggrunden for alle antagelser og tolkninger, der er indarbejdet i modellen
  • Beskrivelse af mulige, ikke-gennemførte tolkninger
  • Benyttede interpolationsrutiner og indstillinger for disse
  • Den forløbne arbejdsgang/arbejdsproces

Detaljeringsgraden af dokumentationen afhænger af formålet. Skal modellen kunne reproduceres fuldstændigt, kræves en meget detaljeret dokumentation. Generelt vil der være behov for en relativt stor detaljeringsgrad, da modellerne bør kvalitetssikres og normalt skal benyttes som grundlag for videre arbejder.

For at kunne foretage en tilstrækkelig detaljeret dokumentation for en videre anvendelse af modellen, er det vigtigt, at dokumentationen foretages løbende. Det anbefales derfor, at der laves en digital logbog, hvori de tekniske detaljer noteres gennem hele projektet.

Ovenstående dokumentation kan ses som en grundlæggende dokumentation for det udførte modelarbejde. Modellen skal desuden afrapporteres (se kap. 3.42 ”Afrapportering”), hvilket bl.a. kræver en mere formidlende form for dokumentation, hvori der gives et samlet overblik over modelleringsprocessen, det færdige produkt og det opnåede geologiske indblik i modelområdet. Det vil sige et resumé af ovennævnte punkter og usikkerhedsvurderingerne, samt en række uddybende kort, skitser og beskrivelser, der giver et overblik over de rumlige geologiske forhold og den geologiske udvikling af området. Dette bør bl.a. omfatte:

  • En opdatering af den stratigrafi for modelomrĂĄdet, der blev skitseret under arbejdet med den geologiske forstĂĄelsesmodel
  • En præsentation og beskrivelse af den opstillede model (alle observerede/tolkede lag)
  • Beskrivelser af aflejringsmiljøet og dannelsesprocesser
  • Beskrivelse af dannelseshistorien
  • Udvalgte profilsnit
  • Generaliserede profilskitser, der overordnet viser den geologiske opbygning
  • Udarbejdelse af kort, der beskriver udvalgte lags karakteristika (tykkelse, udbredelse m.v.)
  • Eventuelle geologiske zoneringskort
  • Usikkerhedsvurdering af modellen

2.3.6 Kvalitetssikring

Inden den rumlige geologiske model kan betragtes som færdig, bør den være kvalitetssikret. Dette kan evt. foregå løbende undervejs i modelarbejdet, og bør gøres på forskellige niveauer. Her tænkes på følgende:

  • Datagrundlaget – de enkelte datasæt (graden af dette kan defineres i projektbeskrivelsen)
  • Modelkonstruktionen
  • Tolkningerne
  • Usikkerhedsvurderingerne
  • Dokumentationen
  • Rapporten

Kvalitetssikringen bør omfatte alt fra korrekturlæsning og sikring af, at alle bilag f.eks. er med i rapporten, over sikring af anvendte datas anvendelighed og kvalitet, til en vurdering af om tolkningerne er sandsynlige og stemmer med den geologiske dannelseshistorie for modelområdet. Dette kan foregå ved en traditionel intern kvalitetsgennemgang eller evt. ved et eksternt peer review. I begge tilfælde bør det foregå ved, at en person på samme faglige niveau, som den der har opstillet modellen, foretager en kritisk gennemgang af det udførte arbejde, og pointerer eventuelle svagheder eller mulige alternativer, der bør overvejes eller ændres. Den faglige kvalitetssikring kan med fordel foretages løbende i gennem modelopstillingen (se kap. 3.37 "Kvalitetssikring af tolkninger").

2.3.7 Slutprodukt og afrapportering

Slutproduktet for den rumlige geologiske model består af en rapport og en digital model. Rapportens indhold er beskrevet ovenfor under afsnittet 3.35 "Dokumentation" og i 3.42 "Afrapportering" (Kap. 3). Foruden dette skal rapporten også indeholde et indledende kapitel om formål med og forudsætningerne for at opstille modellen. Der skal altid udarbejdes eksemplarer på pdf-format, men der bør også udarbejdes eksemplarer på papir. Den tekniske dokumentation skal som minimum vedlægges rapporten på digital form. Selve den digitale model vedlægges også som bilag i form af relevante filer og databaser. Sammen med den tekniske dokumentation kan dette ske på CD ROM/DVD.

Modeldatabasen bliver i den kommende tid udviklet, således at den på en hensigtsmæssig måde kan indeholde rumlige geologiske modeller. Når denne udvikling er afsluttet, indlæses den færdige rumlige geologiske model i Modeldatabasen.

2.3.8 Status

I forbindelse med afrapporteringen foretages en status mellem de i projektet involverede parter. I denne status holdes resultatet op mod de mål, der blev beskrevet i projektbeskrivelsen. Hvis slutmålet er en grundvandsmodel med tilhørende definerede modelkrav, skal det vurderes, om den rumlige geologiske model danner tilstrækkeligt grundlag for at opstille en hydrostratigrafisk model. Det kan evt. have vist sig, at datadækningen, og dermed den geologiske forståelse i dele af området, er begrænset, og at modellen derfor i disse dele af området må forventes kun at kunne danne grundlag for en usikker hydrostratigrafisk model, og dermed også en usikker grundvandsmodel. Status kan derfor munde ud i en beslutning om at gennemføre en iteration mere ved indsamling af supplerende data og udbygning af den rumlige geologiske model, inden arbejdsgangen fortsætter med en hydrostratigrafisk model.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret. Krævede felter er markeret med *