Bioforsk Rapport Vol. 6 Nr. 122 2011 Pilotanlegg med bekkevoller og sedimentasjonsdammer på Jæren Atle Hauge Bioforsk Jord og miljø
Hovedkontor Frederik A. Dahls vei 20, 1432 Ås Tlf: 03 246 Fax: 63 00 92 10 post@bioforsk.no Bioforsk Jord og miljø Frederik A. Dahls vei 20 1432 Ås Tlf: 03 246 Faks: 63 00 94 10 jord@bioforsk.no Tittel/Title: Pilotanlegg med bekkevoller og sedimentasjonsdammer på Jæren Forfatter(e)/Autor(s): Atle Hauge Dato/Date: Tilgjengelighet/Availability: Prosjekt nr./project No.: Arkiv nr./archive No.: 8. desember 2011 Åpen 8187 642.1 Rapport nr.report No.: 6 (122) 2011 ISBN-nr.: ISBN-13 nummer: 978-82-17-00841-5 Antall sider/number of pages: 13 Antall vedlegg: 0 Oppdragsgiver/Employer: Fylkesmannen i Rogaland Kontaktperson/Contact person: Nono Dimby, Monica Dahlmo Stikkord/Keywords: Landbruksavrenning, bekkevoll fangdam, sedimentasjon, fosfor, Jæren Sammendrag I rapporten er det laget skisser av 3 anlegg bekkevoller/sedimentasjonsdammer for å bedre oppsamlingen av partikler og fosfor i åkerkanten på hellende grønnsaksarealer. Ideen er at det i nedbørepisoder dannes midlertidige dammer slik at eroderte partikler fra landbruksarealet sedimenterer. Anleggene skal anlegges som pilotanlegg, og det foreslås å registrere effekten ved måling av sedimentene. Dette er billige tiltak, og kan vise seg å være svært kostnadseffektive. Godkjent / Approved Prosjektleder/Project leader Marianne Bechmann Atle Hauge
Innhold 1. Sammendrag... 3 2. Innledning... 4 3. Bekkevoll og sedimentasjonsbasseng på Håland i Randaberg... 5 3.1 Plan for anlegget... 5 3.2 Skisse/kart over anlegget... 6 3.3 Permeabel terskel/erosjonssikret utløp... 7 3.4 Kostnadsoverslag... 8 4. Sedimentasjonsbasseng i åkerkant på Re i Time... 9 4.1 Plan for anlegget... 9 4.2 Skisse/Kart over anlegget... 10 4.3 Kostnadsoverslag... 11 5. Midlertidig bekkevoll og sedimentasjonsbasseng ved massepåfylling, Skasheim i Klepp... 12 5.1 Plan for anlegget... 12 6. Måling av effekt... 13 2 Bioforsk Rapport 6(122) 2011
1. Sammendrag I rapporten er det laget skisser av 3 anlegg med bekkevoller/sedimentasjonsdammer for å bedre oppsamlingen av partikler og fosfor i åkerkanten på hellende grønnsaksarealer. Ideen er at det i nedbørepisoder dannes midlertidige dammer slik at eroderte partikler fra landbruksarealet sedimenterer. Slike midlertidige dammer vil være bedre enn bare en ugjødslet randsone, fordi partiklene får bedre tid til å sedimentere. Anleggene skal anlegges som pilotanlegg, og det foreslås å registrere effekten ved måling av sedimentene på sedimentasjonsplater. Dette er billige tiltak, og kan vise seg å være svært kostnadseffektive. Bioforsk Rapport 6(122) 2011 3
2. Innledning I forbindelse med Vannområde Jæren og arbeidet med å redusere næringsstofftilførslene til Jærvassdragene letes det etter nye og kostnadseffektive metoder for å stoppe særlig fosfortapet fra den dyrka jorda. Drift med grønnsaker kan være en sårbar produksjon, fordi det brukes mye gjødsel, og fordi jorda ofte ligger ubeskyttet i lange perioder av året. Mange steder drives grønnsaksarealene i skråninger ned mot vassdragene, og en kan her få overflateerosjon i riller, eller etter høsting når jorda ligger ubeskyttet av planter. Fylkesmannen i Rogaland ønsket å prøve ut en løsning med en voll mot bekken, og et basseng langs bekken. Her vil overflateavrenning kunne sedimentere erodert materiale før det går videre i bekken. Bassenget vil være tørt i tørre perioder, men i regnperioder vil det stige opp vann og danne et basseng. Slike midlertidige dammer vil være bedre enn bare en ugjødslet randsone, fordi partiklene får bedre tid til å sedimentere. Ideen er ikke ny, og lignende typer basseng har vært laget f.eks. i Skottland. På Jæren ønsker en slike bekkevoller og basseng utformet etter lokale forhold. På grunn av små eiendommer på grønnsaksgardene og høy produktivitet bør størrelse begrenses til det høyst nødvendige. De må derfor også tilrettelegges for hyppig tømming. 10.10.2011 ble det holdt befaring på 3 aktuelle steder, Håland i Randaberg, Re i Time og Skasheim i Klepp. På Håland og Re ble det planlagt varige dammer i nedkanten av grønnsaksarealer, på Skasheim ble det planlagt et midlertidig anlegg i forbindelse med massefylling. Rapporten beskriver de 3 anleggene og forslag til effektmålinger. 4 Bioforsk Rapport 6(122) 2011
3. Bekkevoll og sedimentasjonsbasseng på Håland i Randaberg 3.1 Plan for anlegget Anlegget er et sedimentasjonsbasseng som ligger nederst i en åkerkant. Det ligger langs en ny, erosjonssikret bekk og langs en anlagt fangdam. Bassenget planlegges som en lang, smal renne i en åpen V, med 25 meter langs bekken, og 15 meter langs fangdammen. Bredden på renna blir 4 meter, så totalt ber det ca 160m 2 i bassenget når det er fylt med vann. Mellom bassenget og bekken legger en igjen en voll på ca 1,5m, og tilsvarende langs kanten av fangdammen. Vollen kan bygges opp litt i forhold til eksisterende terreng, 10-20 cm, slik at det ikke er fare for at vannet skal begynne å renne over vollen i flomepisoder. Bassenget får 2 utløp. Et utløp ligger i den sørlige enden og går ned i fangdammen, og et utløp ligger i brekket, og går ut der bekken møter fangdammen. Utløpene lages som permeable grusterskler som erosjonssikres på toppen med grovere pukk og stein. Nedover skråningen lages det et nedløp som utformes som en erosjonssikret renne med duk i bunnen og større stein oppå, slik at en ikke får erosjon i den bratte skråningen. Permeable terskler betyr at bassenget tømmes for vann i tørre perioder, men fylles under nedbør. Sideskråningene lages 1:1,5 mot bekkevollen og mot fangdammen, mens den lages 1:2 mot åkeren. Slik blir det lett å dra opp igjen sedimentert masse som kan bringes tilbake på åkeren, f.eks. med et lasteapparat. Bassenget skal ha helt flat bunn. Dybden på vannspeilet når det renner over tersklene skal være ca 30 cm. Langs bekk og fangdam bør det lages en liten kant på 10-20 cm. Denne består av dagens jordoverflate, og den kan tettes ved å legge kraftig plast på innsiden av vollen og fylle litt jord over plasten. En anlegger bassenget ved å skave av det øverste jordlaget, som kan flyttes innover på den dyrka jorda og jevnes ut. Det er viktig at bassenget og vollen nivelleres. Deler av området stod under vann ved planleggingen med uhøstet kinakål. Jorda som graves ut i bassenget kan legges inn på arealet innenfor, slik at en får løftet terrenget litt innenfor dammen, slik at dreneringen bedres noe. En unngår at vannet blir stående på areal som er i drift. I tørre perioder er det meningen at bassenget skal tømmes for vann og tørke opp, men det vil nok være for vått til å kunne høstes. Figur 1: Snitt gjennom dam og bekkevoll. Det blir bare vannspeil i bassenget ved nedbørepisoder. Bioforsk Rapport 6(122) 2011 5
3.2 Skisse/kart over anlegget Figur 2: Kart over bekkevoll og sedimentasjonsdam på Håland i Randaberg 6 Bioforsk Rapport 6(122) 2011
3.3 Permeabel terskel/erosjonssikret utløp Figur 3: Snitt av terskel Steinene bør bygges opp nedenfra, slik at de ligger stødig. Den bør utformes som en renne, slik at vannet ikke begynner å renne utenom det erosjonssikrede området med stein. En kan gjerne ha et litt lavere område midt på terskelen og fylle stein oppover på siden, slik at vannet ikke begynner å grave ved siden av terskelen. Fiberduken bør også dras opp på sidene av terskelen og opp på vollen for å unngå graving. Bioforsk Rapport 6(122) 2011 7
3.4 Kostnadsoverslag Kostnadsoverslag Håland i Randaberg Tiltak enhet Omfang Sedimentasjonsbasseng i åkerkant Pris (kr) Kostnad (kr ex mva) Frakt av gravemaskin stk 1 3000 3000 Utgraving sed. Kammer m3 60 15 900 Planering m3 60 10 600 Massetransport < 500 meter m3 60 10 600 Stein og pukk, inkl transport m3 5 300 1500 Plast 200 Fiberduk kl.2 m2 20 15 300 Bygging av terskler antall 2 2000 4000 Tilsåing 500 Kr. 11600 8 Bioforsk Rapport 6(122) 2011
4. Sedimentasjonsbasseng i åkerkant på Re i Time 4.1 Plan for anlegget Det planlegges 2 sedimentasjonsbasseng nederst i åkerkanten på 2 jorder på gården. Det ene blir et mindre sedimentasjonsbasseng like ved innkjørselen til tunet, der det lages en dam ved kumnedløpet. Det andre blir liggende langs veifyllingen i nord på eiendommen, med utløp i en eksisterende kum i vestre enden av sedimentasjonsbassenget. Dam 1 ved innkjørselen: Sedimentasjonsdam 1 ved innkjørselen planlegges som et trekantet basseng, der langsidene blir 8 meter langs riksveien, og 5 meter langs gårdsveien. Slik unngår en at bruken av gårdsveien som vendeteig blir berørt, og en mister ikke mye brukbart jordbruksareal. Dammen blir da 20 m 2. Utløpet på dammen blir ned i eksisterende kum. Sideskråningene lages 1:1,5 mot kummen og mot veien, mens den lages 1:2 mot åkeren. Slik blir det lett å dra opp igjen sedimentert masse som kan bringes tilbake på åkeren, f.eks. med et lasteapparat. En må regne med hyppig tømming av denne dammen, for det vil komme mye jord i våte år. Dam 2 nord på eiendommen: Sedimentasjonsdam 2 legges helt nord på eiendommen langs fyllingsfoten fra veien. Dammen utformes som en lang, grunn renne. Lengden på dammen er 35 meter og bredden blir 4 meter, så totalt blir det ca 140 m 2 i bassenget. Dammen får utløp i eksisterende kum, og bunnen på dammen måles ut i forhold til høyden på kummen. Sideskråningene lages 1:1 mot kummen og mot veien, mens den lages 1:2 mot åkeren. Slik blir det lett å dra opp igjen sedimentert masse som kan bringes tilbake på åkeren, f.eks. med et lasteapparat. Rundt kummen lages en permeabel terskel av stein av størrelse ca 2-10 cm, som kan skjerme kummen mot flytende planterester. Under steinene legger en fiberduk. Bassengene skal ha helt flat bunn. Dybden på vannspeilet når det renner over og ned i kummen skal være ca 30 cm. En anlegger bassenget ved å skave av det øverste jordlaget, jord som kan flyttes innover på den dyrka jorda og jevnes ut. Begge dammene ligger på arealer som stod under vann og var uhøstet under befaringen. Ved dette anlegget er det mulig å få løftet terrenget litt innenfor dammene med utgravd jord, slik at dreneringen bedres noe. En unngår at vannet blir stående på areal som er i drift. I tørre perioder er det meningen at bassenget skal tømmes for vann og tørke opp, men det vil nok være for vått til å kunne høstes. Bioforsk Rapport 6(122) 2011 9
Figur 4: Snitt av kum og basseng 4.2 Skisse/Kart over anlegget Figur 5: Kart over 2 sedimentasjonsdammer på Re i Time. Dammene vil bare være vannfylt i nedbørsperioder, og vil tørke ut i tørre perioder. På figur 5 ser en plasseringen av de to kummene, og omtrentlig omriss av dammene inntegnet. 10 Bioforsk Rapport 6(122) 2011
4.3 Kostnadsoverslag Kostnadsoverslag Re i Time Tiltak enhet Omfang Sedimentasjonsbasseng i åkerkant Pris (kr) Kostnad (kr ex mva) Frakt av gravemaskin stk 1 3000 3000 Utgraving sed. Kammer m3 64 15 960 Planering m3 64 10 640 Massetransport < 500 meter m3 64 10 640 Tilsåing 500 Pukk/stein og fiberduk 1000 Kr. 6740 Bioforsk Rapport 6(122) 2011 11
5. Midlertidig bekkevoll og sedimentasjonsbasseng ved massepåfylling, Skasheim i Klepp 5.1 Plan for anlegget I forbindelse med oppfylling på dyrka jord langs Skas-Heigre-kanalen ønsker en å sikre at ikke avrenning fra fyllingsområdet gir partikkelavrenning til vassdraget. Området vil etter oppfylling få en jevn helling nedover mot kanalen, og det kan bli fare for overflateerosjon i forbindelse og etter fyllingsarbeidet. Matjordlaget skal tas av før oppfylling. Det er et naturlig lite motfall mot kanalen, så i utgangspunktet er det liten fare for at overflatevannet skal renne rett ut i hovedkanalen. Det laveste punktet er i sidekanalene som strekker seg inn fra hovedkanalen. En enkel løsning er at en legger en del av matjorda som tas av som en voll 10-20 meter fra kanalen, og at en bevarer en renne der matjordlaget er tatt av, som vil fungere som et sedimentasjonsbasseng i hele anleggsperioden. Renna bør ligge omtrent der fyllingen planlegges å gå ut i null. Dersom det er så mye høydeforskjell at det er vanskelig å lage flat bunn, kan denne renna deles inn i flere basseng med ulik høyde på vannspeilet. Sannsynligvis vil mesteparten av vannet forsvinne gjennom jorda og ut gjennom dreneringssystemet, slik at det ikke blir noe utløp på overflaten for det vannet som samler seg i dammen. Dersom det fylles opp og begynner å renne ut på det laveste stedet, må en sikre dette stedet med duk og pukk, slik at en ikke får erosjonsskader. Det lages ikke noe kostnadsoverslag for dette tiltaket, da det kan tas i sammenheng med fyllingsarbeidet. 12 Bioforsk Rapport 6(122) 2011
6. Måling av effekt Bioforsk anbefaler at det legges ut et antall hvite plater som presses ned jevnt med bunnen av dammen, og festet med plugger i bunnen. Platene kan være 40x40cm. Platene bør måles inn med nøyaktig GPS eller markeres på annen måte, for de vil sannsynligvis bli dekket av jord etter en tid. Etter et eller to år kan sedimenttykkelsen på platene måles, og det kan tas analyser av tetthet og næringsinnhold av sedimentene. Slik kan effekten av sedimentasjonsdammen anslås. Platene kan tas opp og måles, eller en kan måle ved å stikke ned en målestav inni et rør med muffe, et spesialutstyr for måling av sedimenttykkelse. Det er også mulig å bare bruke en tommestokk dersom kravet til nøyaktighet er lite. Bilde 1: Sedimentasjonsplate for måling av effekt etter opptak. Bioforsk Rapport 6(122) 2011 13