kth.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
2D and 3D-modelling as a support tool for aquifer mapping and large-scale knowledge transfer: Targeting safe aquifers in Towakull region inGowainghat Upazilla, Sylhet, Bangladesh
KTH, School of Architecture and the Built Environment (ABE), Sustainable development, Environmental science and Engineering.
2024 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesisAlternative title
2D och 3D-moellering som verktyg vid akvifärkartläggning och storskalig kunskapsöverföring (Swedish)
Abstract [en]

Arsenic has been discovered in the groundwater of Bangladesh and affects millions of people. Many parts of the country experiences elevated levels of As above the drinking water limit set by Bangladesh at 50 μg/L. Tube wells installed at a shallow depth is the main source of drinking water in Bangladesh for local communities. Previous investigation has identified elevated levels of As in these shallow tube wells. Color of sediments as well as depth below surface was also identified as important properties in determining As safe aquifers. Despite the knowledge surrounding the elevated As concentrations and mitigation efforts there has been a lack of large scale, successful mitigation methods. The problems have been identified as a lack of large scale knowledge transfer regarding the subsurface geology to local drillers and communities as well as a lack of coherent and country wide data capturing, management and storage. The aim of this study was to investigate how already captured data in Bangladesh from previous projects could be compiled, formatted, visualized and communicated to facilitate large scale knowledge transfer as well as increasing the understanding off what geological and hydrogeological data is necessary to accurately and with a high degree of confidence map the aquifers of Bangladesh. This study was conducted as a pilot study for aquifer mapping in the EPSC-DDM project together with the International Groundwater Research Group at KTH. To understand data necessity and how to effectively map aquifers in Bangladesh data from various sources needed to be compiled. The data was cleaned and investigated as 2D and 3D models. Hydrographs was created from water level data in GeoGIS. Water quality data was used together in modelling processes and alone to investigate the water quality of potential aquifer systems. The modelling was conducted in GeoGIS for 2D cross sections and Earth Volumetric Studios for 3D models. The results showed two distinct aquifer in the study area of Towakull union, at a depth of 50-150 m as well as around 200-250 meters. The shallow aquifer was deemed unsafe in terms of As concentrations while the deep was deemed safe. The results from the modelling indicated that data already gathered for previous projects could be used as a base for aquifer mapping. Lithological data with main grain size together with water quality data at depth was deemed as the minimum data needed for 3D model aquifer mapping and water level data as well as color of the sediments was deemed as important data to collect if possible. The results also indicated that automatic capturing and storage of data into one coherent format would greatly decrease the time of data cleaning before modelling as well as increasing the accuracy and limiting the need for interpretation of the modeler. In conclusion the usage of 2D or 3D models for aquifer mapping shows great promise and the usage of already captured data to create these models was possible. The models had the potential to be easily communicated and distributed in digital format or in print to facilitate large scale knowledge transfer and increase evidence-based decision making in Bangladesh.

Abstract [sv]

Arsenik (As) har upptäckts i grundvattnet i Bangladesh och påverkar tillgången till vatten för miljontals människor. Stora delar av landet har områden med förhöjda halter av As, över 50 μg/L vilket är den nationella gränsen för dricksvatten. Tidigare forskning har visat att rörbrunnar är den till störst del accepterade åtgärdsmetoden för As-säkert dricksvatten bland lokala aktörer, detta på grund av att de är billiga att installera och enkla att använda. Färg på sediment på det djup där filtret till brunnarna installeras har visats ge indikation på om grundvattnet har låga eller höga halter av arsenik. Holocena sediment är ofta grå till mörkt gråa och innehåller höga halter löst arsenik medan de röda eller bruna sediment som blivit exponerade och oxiderade har visat sig ha låga halter av löst arsenik. Även om problematiken och åtgärdsmetoder kring arsenikförorening av grundvattnet i Bangladesh är väl dokumenterade är det fortfarande stora delar av befolkningen som inte har tillgång till rent dricksvatten. Bristen på resultat i åtgärder tros vara avsaknaden av kunskapsdelning och utbildning av lokalbefolkningen, vilka ofta är de som borrar och använder rörbrunnarna, samt att det saknas ett nationellt övergripande format för insamling, lagring och användning av geologisk och hydrogeologisk data. Den här studien skrevs tillsammans med EPSC-DDM som är ett projekt mellan KTH, SIDA, UNICEF och DPHE i Bangladesh. Målet med studien var att undersöka vilken typ av geologisk samt hydrogeologisk data som kunde användas för akvifärkartläggning på lokal nivå i Bangladesh. Vidare var det av intresse att förstå på vilket sätt denna data skulle användas och kommuniceras för att kunna förmedla kunskapen till lokala aktörer. Det var av intresse att använda redan insamlad data i Bangladesh.

Tillgänglig geologisk och hydrogeologiska data samlades in och modellerades i 2D och i 3D för att kartlägga akvifärer på lokal skala i Bangladesh. Programvaran GeoGIS användes för 2D modelleringen och Earth Volumetric Studios användes vid 3D modelleringen. Grundvattennivådata användes för att skapa hydrografer som kunde användas tillsammans med de tillverkade modellerna. Studieområdet var Towakull union i Gowainghat upazilla, norra Bangladesh. Studieområdet valdes på grund av tillgång till olika dataformat och källor.

Resultatet av studien visade att det troligen fanns två distinkta akvifärer, vilket är en ansamling av grundvatten som kan användas som en vattenresurs, i Towakull, Bangladesh, vilket var området för pilotstudien. De aktuella akvifärerna låg på ett djup av 50–150 meter samt 200–250 meter. Den grunda akvifären visade sig innehålla förhöjda halter av arsenik och ansågs vara osäker att använda som dricksvattentäkt. Den djupa akvifären verkade vara frånskild den ovanliggande grunda akvifären och innehöll lägre nivåer av arsenik. Modelleringsprocessen visade att tidigare insamlad data kan användas på ett effektivt sätt för att kartlägga akvifärer i Bangladesh, både i 2D och i 3D. För 3D modellering visade det sig att geologiska data och vattenkvalité var nödvändigt för att få ett resultat som kunde ge information med tillräcklig precision för att stödja lokala aktörer i deras beslutsfattande. Hydrografer samt färg på sediment gav mer säkerhet i kartläggningen men bedömdes inte vara nödvändig om de inte skulle vara tillgängligt. Automatisk insamling av data bedöms underlätta vid modelleringsprocessen då en stor del av problemet var att ”rengöra” och formatera data från olika källor till liknande format. Detta steg kan till stor del undvikas om data samlas in och lagras automatiskt på samma sätt i hela Bangladesh.

Sammanfattningsvis visade pilotstudien att 2D- och 3D modellering är effektiva verktyg för att kartlägga akvifärer i Bangladesh med hjälp av redan insamlad data. Litologisk data och vattenkvalitéan sågs vara nödvändig för modelleringsprocessen, sedimentfärg och hydrografer var kraftfulla hjälpmedel. Resultaten av modelleringen bedöms ha hög potential för att kunna förmedlas till lokala aktörer, i till exempel en liten utskriven sammanfattningsrapport. Att gå över till automatisk insamling och lagring av data är avgörande för att göra data tillgängligt och kvalitetssäkrad och således för att säkra modelleringsprocessens kvalitet och potential för uppskalning.

Place, publisher, year, edition, pages
2024.
Series
TRITA-ABE-MBT ; 2448
Keywords [en]
Ground water, Arsenic, Bangladesh, Aquifer, Mapping, 3D-model, 2D-model
National Category
Engineering and Technology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-346690OAI: oai:DiVA.org:kth-346690DiVA, id: diva2:1859603
Educational program
Degree of Master - Environmental Engineering and Sustainable Infrastructure
Supervisors
Examiners
Available from: 2024-05-22 Created: 2024-05-22 Last updated: 2024-05-22Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(3100 kB)76 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 3100 kBChecksum SHA-512
4605de7b2303a0e5bc39a215ab94a1b3354d8d85ecb7721a9783a741b38063ba2c38645dadf455954da12e32b04b36d8af72547644eb7b3150ae9fe3913a6025
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Sustainable development, Environmental science and Engineering
Engineering and Technology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 76 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 297 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf