Forurensingsregnskap som metode for å kartlegge problemene? Vassforvaltningsseminar Håkon Borch NIBIO - Klima og miljødivisjonen

Transkript

1 Forurensingsregnskap som metode for å kartlegge problemene? Vassforvaltningsseminar Håkon Borch NIBIO - Klima og miljødivisjonen

2 Hva er forurensingskildene? Diffus avrenning fra store arealer Punktutslipp Hydromorfologiske inngrep 2 Foto: Skarbøvik

3 Og landskapet forøvrig og hydrologien - mindre beiting -> mer skog/kratt 3 Foto: Skarbøvik

4 Sterkt modifiserte vannforekomster SMVF = er så hydromorfologisk modifiserte at de ikke kan oppnå God økologisk tilstand uten at det går for mye ut over bruken Bruken = vanligvis produksjon av vannkraft Men også vei, jordbruk, m.m. OBS Går KUN på hydromorfologisk påvirkning på biologi! Foto: Skarbøvik 4

5 Husdyrtetthet og jordas fosforinnhold Kilde: Bioforsk 5

6 Forurensingsregnskap som grunnlag for tiltaksanalyse 1.Undersøke kilder i nedbørfeltet 1.Jordbruk 2.Spredt avløp 3.Kommunalt avløp 4.tette flaters avrenning 5.Industri 2.Kartlegge jordbruksproduksjon; erosjon, husdyr, radkulturer 3.Andre kilder 4.Tiltak - tiltakspakker Foto: Skarbøvik 6

7 Hva er Direktivets krav til miljømål? Hva er avstanden mellom målet og den tilstand som er der i dag? Hva er dagens tilstand? Innen hvilke sektorer bør tiltak iverksettes? Hva er effekten av et tiltak? Og hva koster tiltaket? Kost-effekt??? 7 Foto: Skarbøvik

8 Vanndirektivets rullering 8

9 Tilstandsdata på vannforekomsten må foreligge Hvis ikke blir første tiltak å starte statuskartlegging/overvåkingsprogram 9

10 EU s Vanndirektiv 10

11 11

12 Miljømål settes - hvis næringstoff/eutrofiering er problemet; Grenseverdier for TOT-P i innsjøer og elver Klassegrenser for innsjøer tot-p Det nye klassifiseringssystemet er langt mer nyansert og tilpasset ulike vanntyper. Disse skal basere seg på biologiske parametre, og er derfor bare foreløbig satt. Her vil det komme revideringer basert på igangsatt forskning. Klassegrenser for elver tot-p 12

13 Tiltak Klassifisering gir miljømålene Vannrammedirektivet: Miljømål Klasse Svært god God Moderat Dårlig Svært dårlig Tilstand miljømål Miljømål tilfredstilt Tiltak nødvendig for å nå miljømålene 13

14 Resipientenes avlastningsbehov Beregning av avlastningsbehov: Overvåkingens målte nivå av valgte parameter - Naturlig bakgrunnsnivå x 3 (for elver) x 2 (for sjøer) = Avlastningsbehov Avlastningsbehovet styrer tiltaksambisjonene og restriksjoner som vil måtte innføres i jordbruksdriften Naturlig bakgrunnsnivå blir en meget styrende nøkkelparameter! 14

15 Metoder 1. Måle 2. Sammenligne med andre lokaliteter 3. Benytte ekspertvurderinger 4. Modellere Kombinasjon av disse 15

16 Modellering Etterprøvbart Systematisk Transparent (hvis modellbruken er tilfredsstillende dokumentert) Objektiv Må kobles med godt faglig skjønn Bygger på forenklinger og antagelser 16

17 Modeller enkle og komplekse Modell: kunnskap om et bestemt problem innpakket i et dataprogram (Bakken og Borch, 2011) Trofi-status FOSRES (Berge, 1987) 17

18 Bruk av modeller innen værvarsling Værvarsling ( Altså; 20 % sannsynlighet for at temperaturen faller utenfor båndene! 18

19 Før arbeidet med en tiltaksplan: Befaring ofte svært nyttig for å forstå problemstilli ngene Foto: H.Borch 19

20 Foto: H.Borch 20

21 Eksempel 1 Næringsstofftilførsler på Hadeland 21

22 Området for undersøkelsen Øst for Randsfjorden fra utløpet av Vigga og sørover til Jevnaker. Nedbørfelt er på 354 km 2. Dekker deler av Lunner Gran og Jevnaker. Dominert av av skog ( 70%), høybonitet skog (61%), middels bonitet (28%). 28% er dekket med jordbruk konsentrert langs Vigga og Hadelandsåsen med skråningene ned mot Randsfjorden. Korn, grønnsaker, frukt grasproduksjon og beiter, og noe dyrehold (ikke veldig høy intensitet). Tettstedene Roa/Lunner har ca innbyggere, og tettstedene Gran Brandbu og Jaren har ca innbyggere. 22

23 Faktorer som påvirker naturlig bakgrunnsavrenning kvartærgeologi (partikkelstørrelser, sortering, avsetningstype) nedbør (mengde), topografi (oppholdstid i terrenget, myrdannelse etc.), løsmassetykkelse og sammensetning (grunnvann og oppholdstid i kontakt med jordsmonn), naturlig ravinering og erosjon i bekkeløp. bergrunnsgeologi (jordmaterialets geologiske opphav), vegetasjonstyper (eks. barskog gir surere jordbunnsforhold og påvirker jordsmonnsdannende prosesser), atmosfærisk tørr- og våtdeposisjon, temperatur 23

24 Berggrunn Hadeland har «rikere» bergarter som kalkstein/dolomitt, og kalkrike skiferlag som gjør vannet rikt på løste mineraler. Grunnlag for kalkkrevende arter gode, og slike vannforekomster har egen gruppe i typlogiseringssystemet som brukes i vannforvaltningen. Områdene i sør og øst har syenitt og granitt, harde bergarter som gir liten bufferkapasitet mot forsuring, og i nord er det kvarts- og glimmerskifer, biotittgneis og metasandstein, stedvis hornblendegneis og amfibolitt. Dette området er også mindre robuste i forhold til sur nedbør. 24

25 Løsmasser I grove trekk er størstedelen av nedbørfeltet dekket av et tynt morenedekke i høyden, og tykkere i dalen langs Vigga. I de områder hvor bergarten er løs kalkskifer er det forvitringsjord. I sørvest ved Jevnaker er det en del breelvavsetninger. Hele området ligger over den marine grense, dvs. lettere jordtyper med lite leire. 25

26 Inndeling Totalt er det definert 52 enheter. Det ble generert grenselinjer mellom delnedbørfeltene basert på en 3D høydemodell med en oppløsning på 10x10 meter. Vassdragstypologien er lagt til grunn for inndeling i enheter. I tillegg ble det definert små delnedbørfelt rundt 34 kransalgesjøer som er av spesiell interesse. 26

27 Inndeling Feltkode NBFeltnavn Areal (daa) Kommentar 1 Småbekker til Randsfjorden A Svenåa AB Moselva C Toso-, Furumyrsbekken D Prestegårdselva Da Kårstadtjernet 867 Kransalgesjø. Tiltak i landbruket 1Db Stortjernet Kransalgesjø. 1F Galtedalsbekken Kransalgesjø. 1Fa Markatjernet Kransalgesjø. Tiltak i landbruket 1G Sløvikelva Ga Sverigetjernet Kransalgesjø. 1Gaa Fiskumtjernet 105 Kransalgesjø. 1Gaa Vassjøtjernet Kransalgesjø. Tiltak i landbruket 1Gab Hallumstjernet Kransalgesjø. 1Gac Kjevlingen Kransalgesjø. 1Gaca Karussputten 218 Kransalgesjø. 1Gb Bråtatjernet Kransalgesjø. 1Gba Velotjern Gbaa Orentjernet Kransalgesjø. Tiltak i landbruket 1Gbaaa Korsrudputten 492 Kransalgesjø. 1Gbaaaa Korsrudtjern 284 Kransalgesjø. 1Gbaaab Rokotjern 963 Kransalgesjø. Tiltak i landbruket 1Gbaaaba Østtjernet/Vientjern 642 Kransalgesjø. Tiltak i landbruket 1Gbaaaba a Bråtåtjern Kransalgesjø. Tiltak i landbruket 1Gbaaac Øyskogstjern 849 Kransalgesjø. Tiltak i landbruket Det ble generert en 3D høydemodell basert på en oppløsning på 10x10 meter for å definere nøyaktige grenselinjer mellom delnedbørfeltene. Feltkode NBFeltnavn Areal (daa) Kommentar 1Gbaaaca Høybytjern 206 Kransalgesjø. 1Gbaab Høltjernet 384 Kransalgesjø. 1K Kverndalselva Ka Falangtjern øvre Kransalgesjø. 1Kaa Falangtjern nedre Kransalgesjø. 1Kb Skirstadtjernet Kransalgesjø. 1L Askjumelva La Grunningen 170 Kransalgesjø. Tiltak i landbruket 1Lb Elgtjernet 834 Kransalgesjø. 1Lba Oksetjernet 111 Kransalgesjø. 1Lbb Breidtjern Kransalgesjø. 1Lbba Langtjernet Kransalgesjø. 1Lc Stortjernet Kransalgesjø. 2 Vigga nedre A Eggeelva B Gullåa C Skjerva D Kåvåbekken E Vigga øvre (Jarenvann) Ea Risenfallsbekken Eb Raknerudtjernet 899 Kransalgesjø. 2Ec Kruggerudtjernet Ed Kalvsjøtjernet Kransalgesjø. 2Ef Elgsjøen Eg Oppentjernet 354 Kransalgesjø. 2Eh Omdalsvatnet 638 Kransalgesjø. 27

28 Bakgrunnsavrenning/ut marksavrenning Bakgrunnsavrenning omfatter næringsstofftap fra overflateavrenning og grunnvann samt elveog bekkeerosjon i en tenkt naturtilstand uten menneskelig aktivitet. Avrenning diffrensiert på bonitetsklasser; impediment behandles som fjell uten isbre (4 mg/m2), lav bonitet (0,1-0,3 m3 skogstilvekst per dekar og år) gis koeffisienten 5 mg/m2, middels bonitet (0,3-0,5 m3 skogstilvekst per dekar og år) er gitt 6 mg/m2, høy bonitet (0,5-0,1 m3 skogstilvekst per dekar og år) er gitt 7 mg/m2, svært høy bonitet (> 1 m3 skogstilvekst per dekar og år) er gitt 8 mg/m2, Naturlige bakgrunnsavrenningen for hele nedbørfeltet er 2745 kg P pr år. Utmarksavrenning gjelder avrenningen fra dagens utmarksområder er beregnet til 1365 kg P pr år. Avrenningen tar ikke hensyn til hogstaktivitet, og avrenningen kan være betydelig større de første 1-3 årene etter en flatehogst. 28

29 Atmosfærisk deposisjon Det er 6454 daa vannflate i nedbørfeltet. Deposisjon på fri vannflate er antatt å være 16 g/daa/år; 103 kg P pr år. Tette flater (bebygde arealer og samferdsel) daa bebygde arealer for sentrumsområder, boliger og samferdsel 919 kg P pr år. 29

30 Kommunale renseanlegg i Lunner Gran og Jevnaker Det meste av kommunalkloakk i området ledes til Brandbu renseanlegg som har sitt utslipp i Randsfjorden. Grymyr renseanlegg som har sitt utslipp i Randsfjorden. Grindvoll renseanlegg har sitt utslipp til Sløvikselva/Vassjøbekken. Volla renseanlegg renser tettbebyggelsen på Roa og har sitt utslipp mellom Roa og Jarenvatnet. Antatt utslipp; 232 kg P pr år hvorav det meste går i Randsfjorden. 30

31 Spredte avløpsrenseanlegg Totalt i kommunene er det 5943 spredte avløpsanlegg (inkl. hytter) Vanligste anleggstype er slamavskiller med utslipp til vassdrag eller terreng, totalt 3970 ( ) anlegg. svært dårlig rensing, ned mot 5%, Kommunens registreringer av anleggstyper og tilstand er mangelfull - usikkerhet i resultat Antatt utslipp; 4085 kg P pr år. Resultatene er antakelig et øvre estimat av nivået for belastning til vassdragene. 31

32 Landbrukets bidrag Agricat-P modellen er en partikel- og fosforavrenningsmodell som gir estimater på overflate og grøfteerosjon og P-tap til vassdrag med dagens drift daa dyrket mark lave erosjonsrisikoverdier (127 kg/daa) Korrigerte for klima med HBV modellen til NVE (158 kg/daa). Videre kalibrert mot Kolstadfeltet. På Kolstad har en et relativt likt vinterklima med forholdene på Hadelandsåsene, og jordtypene er moreneavsatt og ikke vannsortert (fluvial), med lignende berggrunnsopphav (Oslofeltet med kalkrike bergarter). (68 kg/daa) 32

33 Jordtap i Kg/haa Årsvariasjoner er viktig 8000 Totalt jordtap ved ulik drift Normalår høstpløyd Normalår Høstharvet Normalår vårpløyd Normalår eng Kilde JOVA 33

34 Jordtap i Kg/haa Årsvariasjoner er viktig 8000 Totalt jordtap ved ulik drift Høstpløyd Høstharvet Vårpløyd Eng Normalår høstpløyd Normalår Høstharvet Normalår vårpløyd Normalår eng Kilde: JOVA 34

35 Landbrukets drift Agricat-P modellen er en partikel- og fosforavrenningsm odell som gir estimater på overflate og grøfteerosjon og P- tap til vassdrag med dagens drift daa dyrket mark lav erosjonsrisikoverdi er årsavrenning (kilde; HBV modellene til NVE (Beldring et al. 2002)) blir gjennomsnittlig erosjonsrisiko 158 kg/daa. Ved kalibrering av erosjon mot Kolstadfeltet blir erosjonsrisikoen ved høstpløying (EHP) 68 kg/daa Ved å korrigere for klima med 35

36 Avrenning fra husdyr P-tap fra husdyr er 480 kg P pr år. GDE totalt er 3762 Ammekyr Melkekyr Andre storfe Sum storfe Avlssvin Slaktesvin Avls-sau Verpehøner Slaktekylling Hest

37 Oppsummering tilførsler 36,6% 4,3% 12,4% 0,9% 8,3% Agricat-P modellen er en partikel- og fosforavrenningsm årsavrenning (kilde; HBV modellene til NVE 0,5% 37,0% Kilde odell som gir (Beldring et al. Estimert P- Estimert N- estimater på 2002)) blir bidrag bidrag overflate og gjennomsnittlig Utmarksavrenning grøfteerosjon og P- erosjonsrisiko tonn tap til vassdrag kg/daa. Ved Atmosfærisk med dagens avsetning drift kalibrering av tonn Tette flater (bebygd areal og erosjon samferdsel) mot 920? daa dyrket Kolstadfeltet blir Spredt mark avløp erosjonsrisikoen tonn Kommunale ved høstpløying lav renseanlegg inkl. lekkasjer ledningsnett 50? (EHP) 68 kg/daa Arealavrenning erosjonsrisikoverdi landbruk tonn er Husdyrgjødseltap tonn Ved å korrigere for Sum tilførsler klima med kg >566 tonn 37

38 Tiltak landbruk - fangdammer Helmeid/Forten (5 162 daa dyrka mark) - reduksjon P 144 kg (38%) Skiaker (663 daa dyrka mark) - reduksjon P 16 kg (46%) Elgsjøen (2005 daa dyrka mark) - reduksjon P 34 kg (44%) Kjevlingen (910 daa dyrka mark) - reduksjon fosfor blir 15 kg (45%) Vassjøtjern (264 daa dyrka mark) - reduksjon fosfor blir 4,6 kg (42%). 38

39 Tiltak landbruk - 80% stubb Foto: H.Borch Scenarioet med 80% i stubb innebærer at 80% av kornarealet skal ligge i stubb om vinteren. Stubbarealet økes med daa (omlegging fra høstpløyd til stubb). Effekten av dette tiltaket er modellert i AgriCat-P til en reduksjon på 618 kg. P-avrenningen reduseres fra 4041 til 3423 kg. P-tap pr daa går ned fra 41 g/daa til 35 g/daa ( 15% reduksjon) 39

40 Tiltak landbruk - Vegetasjonsone Modelleringene viser at en kan få en reduksjon av fosfortapet mellom av å legge inn en vegetasjon langs alle bekker, elver og vann. NB! muligens for høyt anslag Foto: H.Borch 40

41 Tiltak landbruk - Samlet landbrukseffekt med samspillseffekter bygging av alle de omtalte fangdammene gjennomføring av endret jordarbeiding slik at det er 80% stubb på kornarealene 10 meter vegetasjonssone langs alle bekker og vann reduksjon av P-AL nivået i jorda til maks 9 (vil ta mange år) Nedbørfelt Hele nedbørfeltet Fosfortap dagens drift (kg) Fosfortap pr. daa dagens drift (g/daa) Fosfortap simulering samspill Fosfortap pr. daa simulering (g/daa) Reduksjon fosfortap ved simulering (kg) ,6 17,

42 Tiltak spredt avløp Tilkobling av 857 anlegg i Gran + x antall i Lunner vil redusere P-tilførselen med 1132 kg Oppgradere de samme 857 anleggene til dagens standard vil redusere P-tilførselen med 669 kg ned til et samlet utslipp på 463 kg Foto: T. Mæhlum Nyutviklede forbrenningstoaletter 42

43 Detaljering av beregningene for 36 kransalgesjøer 43