Nye erosjonsrisikokart. Sigrun H. Kværnø

Transkript

1 Nye erosjonsrisikokart Sigrun H. Kværnø

2 Bakgrunn Erosjon en trussel mot jord- og vannkvalitet Erosjonsrisikokart utviklet av Lundekvam/NIJOS i 1989 Basert på jordsmonnkartet Viktig verktøy for landbruksforetak og forvaltning Input til modeller 25 års erfaring tid for oppdatering!

3 Prosjekt «Bedre erosjonskart for norske forhold» Forprosjekt : vurdering av dagens metode og alternative metoder, valg av ny metode Hovedprosjekt : tilpasse, kalibrere og validere modellen så den kan brukes som grunnlag for erosjonsrisikokart i Norge Finansiert av Landbruksdirektoratet Utføres av NIBIO

4 Dagens metode: USLE Den «Universelle jordtapslikningen» (USLE), empirisk, tilpasset norske forhold: AAHHHH = XXXX KK LLLL + GGGG AHP = langsiktig gjennomsnittlig jordtap (kg/daa/år) Xe = klimafaktor (avh. av nedbør, avrenning) K = eroderbarhet (avh. av tekstur, struktur, permeabilitet, mold) LS = hellingsfaktor (hellingslengde og grad) GR = jordtap via grøftesystem (0, 5, 10, 20 kg/daa/år) Gjelder for vårkorn med høstpløying, og ingen jordverntiltak

5 Behov for forbedring Lokalklima Terreng Dekning Foto: S.H. Kværnø Jordegenskaper Arrondering Foto: Jørgensen et al.,

6 Ny metode: PESERA+ Forenklet fysisk basert modell PESERA (Kirkby et al., 2008) kombinert med empiriske funksjoner AAHHHH = SSSSSS LL + SSSSSS AHP = langsiktig gjennomsnittlig jordtap (kg/daa/år) SSO = jordtap (flate, rille) via overflateavrenning ved standard hellingslengde 22 m (kalibreringsskala), beregnet med PESERA L = RUSLE-basert empirisk faktor for hellingslengde SSD = jordtap via drensrør, beregnet med ny empirisk funksjon Gjelder for vårkorn med høstpløying, og ingen jordverntiltak

7 PESERA (Pan-European Soil Erosion Risk Assessment model) Regionale beregninger av langsiktig erosjonsrisiko Romlig: >100 m, Tid: gjennomsnitt over mange år Beskriver prosesser som driver erosjonen: Skiller hydrologi og sediment-transport Regionale klimaforskjeller, inkl. snø, og beregner sesongvariasjoner Kan brukes til scenarier! Klima, arealbruk, jordarbeiding Utvikles i et aktivt forskningsmiljø Harmonisert metode i Europa Input-intensiv (128 kart)

8 Drivvariable: PESERA: konsept 96 kart: statistikk for nedbør og temperatur Arealbruk/plante Overflate Jordhydrologi Helling 23 kart: arealbruk, vekst, jordarbeiding 4 kart: ruhet, eroderbarhet, skorpe 4 kart: vannlagring, transportevne 1 kart: DEM Avrenning Jordtap 12 kart: månedlig avrenning 12 kart: månedlig jordtap

9 Faktor for effekt av hellingslengde GIS-basert beregning fra DEM10 Gj.sn. hellingslengde pr. jordsmonnspolygon Beregner RUSLE L-faktor: L = (λ / 22,13)^m λ = hellingslengde m = f(hellingsgrad)

10 Funksjon for jordtap via drensrør Empirisk, basert på måledata fra småfelter. Tar høyde for: Jordtypens «potensiale» for transport (oppsprekking, dype markganger): planert leire > leire > silt, sand Eroderbarhet/stabilitet som i PESERA Grøfteavrenningsmengde = nedbør fordamping overflateavrenning fra PESERA Hellingsgrad fra DEM10 Drenering: pr. nå antatt at alt er drenert Foto: L. Øygarden

11 Prosess Generalisering Kjøre modell for 5 fylker Løse tekniske problemer Kalibrering for rutefelter Førsteutkast til kart Sette opp og kjøre original modell med standard data, Akershus Kjøre modell på nedbørfeltskala Samle alt av data på rutefeltskala Endringer i modellkode og «interface» Tilbakemeldinger referansegruppemøte Korreksjoner Testkart Sensitivitetsanalyse Tilpasning av inputdata Produksjonslinje

12 Kalibrering for rutefelt - resultat PESERA overflateavrenning og jordtap

13 Kalibrering for rutefelt - resultat PESERA overflateavrenning og jordtap

14 Jordtap gjennom drensrør - resultat Beregnet vs. målt, småfelter Referansegruppemøte, erosjonsrisikokart

15 Jordtap gjennom drensrør - resultat Teksturklasser Jordtap drensrør Andel av total (100 m standard h.l.)

16 Testkart pr. okt Modell kjørt for 5 fylker Standard 100 m hellingslengde Kart publisert på Kilden for vurdering fra referansegruppe

17 Resultat 5 fylker, klassefordeling SSO+SSD; NB! Standard 100 m hellingslengde

18 Effekt av hellingslengde - resultat Hellingslengde (m) Hellingsgrad (%) L-faktor (-)

19 Effekt av hellingslengde - resultat Standard 100 m Variabel hellingslengde Differanse

20 Produksjonslinje I samarbeid med Avdeling for Geomatikk Finpuss på metoder og konsepter ( ) Overføring av modellkoder, data og formler ( ) Kjøre modellen for hele landet ( ) Produsere kart (2017) Dokumentasjon (2017)

21 Videre behov Drågerosjon: videreutvikle LIDAR-baserte kart fra NIBIO. LDIR-søknad sendt. Flomutsatte arealer: mangler kvantitative data for effekter Jordsmonnskart: full dekning ønskes! Empiriske data: sand, silt, organisk jord, alle klimaregioner utenom Østlandet, drenert vs. ikke drenert, m.m.m

22