Restaurering av meander, kroksjøer og evjer Hvorfor må vi se etter hydrologien? Peggy Zinke, NTNU Trondheim
Introduksjon Nordre Tyrifjorden og Storelva naturreservat (kart fra verneplanen) Synneren Busundevja Storelva Juveren Vi må se etter «hydrologien»! Tyrifjorden (Hvorfor holder det ikke å se kun etter tilstanden i naturreservatene?) 2018: «Utredning av tiltak for våtmarkrestaurering i kroksjøer og evjer langs Storelva i Ringerike og Hole kommuner i Buskerud» (NINA med samarbeidspartnere)
Introduksjon 1) Kort om dannelse av meandere, kroksjøer og evjer, og om hydrologien 2) Viktige hydrologiske begrep og nøkkeltall, illustrert for Storelva 3) Mulige effekter av hydrologiske endringer 4) Kort om multiple påvirkninger 5) Oppsummering
Meandere, kroksjøer og evjer Juveren Froksøya Synneren Kroksjø eller meandersjø = en U-formet innsjø som dannes når en sving i ei elv blir skilt fra hovedleiet til elva (ser ut som en krok sett fra lufta; på engelsk «oxbow lake») Meander = en vid sving i et elveløp i flatt landskap Evje = gren eller del av elv der det er grunt vann og rolig strøm, som for eksempel skjærer ut fra hovedstrømmen og bøyer tilbake på grunn av en naturlig hindring (bakevje)
Dannelse av kroksjøer Erosjon Den delen av elva som blir liggende utenfor denne snarveien, får etter hvert stadig mindre vannføring og vil bli liggende brakk. Erosjon Avsnøring av en krapp elveslyng (ofte under flommen) Kroksjø Figur: Van Dijk et al (2014) 1) Neck-cutoff 2) Chute-cutoff Figur: Reiker (2019) Elva tar en snarvei, noe som skjer ofte under en storflom.
Avsnøring av Juveren og Synneren for 1100 til 1700 år siden; Lamyra for cirka 5000 år siden (Trondsen 1983) Synneren Chute-cutoff Juveren Neck-cutoff? Lamyra Løsmassekart (NGU)
Storelva Chute cutoff Scroll bars Figurer: Van Dijk et al (2014)
Våtmarksområdene, slik som det framstår på et gradteigskart fra 1827. Fra Statens kartverk. «Lommekart over den meest besögte Deel af Ringerike især til Brug paa Lysttoure og Reiser» fra Carl Schwenzen, 1846. Fra Buskerud Museum. Rød pil indikerer stedet der elva tok nytt løp cirka 1860.
«Å se etter hydrologien?» Vannets kretsløp Store norske leksikon: «Hydrologi, (av hydro- og -logi), eg. læren om vannet, vitenskapen om vannets forekomst, kretsløp og fordeling på landjorden. Hydrologien omfatter også vannets fysiske og kjemiske egenskaper, og hvordan det forandrer seg i forhold til omgivelser og menneskelig aktivitet. Hydrologien omhandler nedbør, fordampning, avrenning i vassdragene, og vannet i undergrunnen (hydrogeologi). «
Viktige hydrologiske begrep og nøkkeltall Nedbørsfelt: et område med felles avrenning til et hav, en elv, en innsjø eller en bekk. Begnavassdraget (4877 km 2) Randselva (3765 km 2) Nedbørsfeltet til Storelva ved utløp i Tyrifjord (NEVINA) uregulert: 8677 km 2 Storelva (nedenfor Hønefoss) Storelva er en del av Drammensvassdraget.
Vannføring er den mengde vann som passerer et tverrsnittareal av en elv per tidsenhet (m 3/s). Middelvannføring for Storelva ved kroksjøene: 3 151,5 m /s (1961-90, NEVINA) Hønefoss Skjerdal, 12.56.0 Meandere og kroksjøer Vannstand er høyden av vannflaten på et bestemt sted på et gitt tidspunkt, både i saltvann og i ferskvann (m eller m.o.h.). Middelvannstand for Tyrifjorden ved Skjerdal: 63,0 m.o.h. (1961-90) Målestasjoner, innsjøer/magasiner og kraftverk i nedre delen av Storelvas nedbørsfelt. Fra NVE-atlas.
Flomregime: beskriver hvilke prosesser som forårsaker de store flommene i et gitt vassdrag. Dette er i all hovedsak regn, snøsmelting eller en kombinasjonen av disse. Meandere og kroksjøer ved Storelva: flomvannstander er påvirket av både vannstand i Tyrifjorden og vannføring i Storelva
1895 1967 1995 1860 1967 1895 1995 Årlig middelverdi, median, minimum og maksimum av vannstanden i Tyrifjorden ved Skjerdal, basert på NVE database (NN 1954). Store flommer er merket med årstall. Historiske vannstander på Hønefoss (cirka 10 km oppstrøms fra utløpet i Tyrifjorden)
Vannstand og vannføring i Storelva er påvirket av regulering for ulike formål vannkraft, fløting, flomsikring). Antall flommer og maks vannstand og vannføring under flommen har blitt redusert. Før 1906.. 1912: ingen eller lite regulering Etter 1912: første Begnaregulering (Sperillen) Etter 1964: dy dam i Sperillen (Begna) Etter 1989: Dokkaregulering (Randselva) Maksimale vannstander og reguleringsvolum i Tyrifjorden. De svarte søylene viser årlig maksimal vannstand i Tyrifjorden fra 1887 2001, den røde kurven viser 10-års glidende middel av disse og den blå kurven viser totalt reguleringsvolum i Drammensvassdraget oppstrøms utløp av Tyrifjorden. Fra NVE (Holmqvist 2002).
Maksimum Middel Minimum Hydrologisk regime beskriver gjennomsnittlig vannstand eller vannføring i løpet av året (som regel for en lang tidsserie, f.eks. 30 år). OBS! Hydrologisk regime har endret seg. Hva betyr det for meanderne, kroksjøene og evjer? Vannføringsregime for Tyrifjorden ved Skjerdal i ulike reguleringsperioder.
Store flommer og antall dager med forholdsvis høye sommervannstander (dvs. dager med «stort vanndekt areal») har blitt betydelig redusert. Oversvømmelsesvarigheten er redusert, noe som påvirker mest spesielt grunne områder ved kanten. Variasjonen på vannstand og vannføring har blitt redusert. Før (1967-88) Nå (1990-2017) Maksimum vanndybde for 0.9-persentilen av årsflommen (Simuleringsresultater av en 2d-hydrodynamisk modell) Lulla (2019) Figur: Lulla (2019)
Effekter av hydrologiske endringer Figur: Vesipa (2017) Vannstands- og vannføringsvariasjoner har en nøkkelrolle for mengde, sonering og artssammensetning av vann- og våtmarkvegetasjon. Mulige (og delvis observerte) økologiske konsekvenser av hydrologiske endringer: Plantesamfunn som trenger store fluktuasjoner blir redusert eller forsvinner. Helofyttbelter, vierbusker og trær kan etablere seg lengre nede ved strandkanten pga. lavere oversvømmelsesvarigket. Endringer på arter og tetthet av vann- og flommarksvegetasjon påvirker hydrodynamiske prosesser og sedimenteringsmønstre.
Høydemodell (hoydedata.no) Hvordan påvirker det de hydromorfologiske prosessene? Kanterosjon nær yttersvingen fører til deponering av nye sedimentstriper langs innersvingen. Forutsetning: Tilstrekkelig antall dager med høy vannføring (høye strømningshastigheter som fører til erosjon) Tilgang på sedimenter (ingen erosjonssikring)
Flyfoto fra Norgeibilder. OBS! Bildene ble tatt ved ulike vannstander. Hønefoss 1947 Ringerike Hole 1983 Fløting og lenser Ringerike 2004 Buskerud, Midt 2017 Hydromorfologiske prosesser foregår, og nye scroll-bars dannes.
Flyfoto fra Norgeibilder. OBS! Bildene ble tatt ved ulike vannstander. Hønefoss 1947 Ringerike Hole 1983 Fløting og lenser Ringerike 2004 Buskerud, Midt 2017 Den gamle meanderen får stadig mindre vannføring og blir liggende brakk.
Storelva Randselva, Flom 2015 Flyfoto fra Norgeibilder. OBS! Bildene ble tatt ved ulike vannstander. Bruk helst flyfoto av lignende hydrologiske forhold for analyser av utvikling over tid. Buskerud, Midt 2017
Flyfoto fra Norgeibilder. OBS! Bildene ble tatt ved ulike vannstander. Hønefoss 1947 Ringerike Hole 1983 Fløting og lenser Ringerike 2004 Buskerud, Midt 2017 Flomsletta er gammelt kulturlandskap og prosessene kan være sterkt påvirket av mennesker.
«Multiple pressures» Elver med meandere, kroksjøer og evjer er ofte utsatt for multiple påvirkninger («multiple pressures»), dvs. flere påvirkninger som virker samtidig: Vassdragsregulering Økt næringstilgang (jordbruk) Morfologiske endringer (fyllinger) Klimaendring Vannuttak Flomforbygning Erosjonssikring Urbanisering / veiutbygging Det er viktig å analysere samspillet av alle relevante faktorer, f.eks. ved å bruke ulike typer av hydrodynamiske modeller. Fellesprosjektet Ringeriksbanen og E16 Høgkastet Hønefoss (kart fra statlig reguleringsplan)
Det kan du ta med deg hjem: Vannføring i meandere og kroksjøer gjenspeiler hydrologiske forhold og deres eventuelle endringer i hele nedbørsfeltet. Glem derfor aldri å se «etter hydrologien» og «det store bildet»! Bruk historiske kart, bilder og informasjoner for å forstå utviklingen over tid. Snakk gjerne med grunneiere om flomminner og observerte endringer. Prøv å forstå de naturlige hydromorfologiske prosessene som har ført til dannelse av meandere, kroksjøer og evjer. Oppdag og ta vare på steder hvor disse prosessene er i gang, med tilstrekkelig tilgang på sedimenter fra kanten! Inkluder hydrologiske målinger og utredninger når du skal planlegge restaureringstiltak i meandere, kroksjøer og evjer!
Restaurering av meander, kroksjøer og evjer Takk for oppmerksomheten! Kontakt: peggy.zinke@sciencemonastery.com peggy.zinke@ntnu.no (til 30. september 2019) Jeg takker Norsk institutt for naturforskning (NINA) for et godt og inspirerende prosjektsamarbeid.