Näringsämnesretention I Fyra Nyanlagda Våtmarker I Falkenbergs Kommun
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
Högskolan i Halmstad Sektionen för Ekonomi och Teknik Näringsämnesretention i fyra nyanlagda våtmarker i Falkenbergs kommun Bo Hansson Miljövetarprogrammet 180 hp Examensarbete C-nivå 15 hp VT 2010 Handledare: Stefan Weisner och Per Magnus Ehde Sammanfattning I den här studien har en utvärdering av näringsämnesretentionen med avseende på kväve och fosfor gjorts i fyra nyanlagda våtmarker i Falkenbergs kommun som ligger i Hallands län. De fyra studerade våtmarkerna har valts ut specifikt eftersom de har anlagts med näringsämnes- retention som huvudsyfte och urvalsprocessen har skett i samarbete med länsstyrelsen i Halland. Genom fältstudier i nära samarbete med markägarna på vars mark de studerade våtmarkerna är belägna har de tillrinningsområden som förser våtmarkerna med vatten ringats in. Tillrinningsområdena har därefter lagts in i ett GIS-program och storleksbestämts. Vilken typ av markanvändning som finns inom tillrinningsområdet har också bestämts. Vidare har under april månad 2010 gjorts en rad fältprover där vattenprover tagits, vattentemperaturer har mätts och vattenflödet har mätts eller beräknats. Senare har också vattenproverna analyserats med avseende på sitt innehåll av totalkväve och totalfosfor. En stor och viktig del av arbetet har utgjorts av modellberäkningar för hur stor belastning av näringsämnen som når de studerade våtmarkerna samt hur väl retentionen av näringsämnen fungerar i samma våtmarker. Både simulerade värden och under april uppmätta medelvärden av totalkväve och totalfosfor har satts in i modellerna. Då vattenflödet och koncentrationerna av de sökta näringsämnena i våtmarkernas in- och utlopp också varit kända har även faktiska beräkningar gjorts på näringsämnesretentionen under april 2010. En annan viktig parameter som också beräknats i modellerna är hur kostnadseffektiva våtmarkerna är med avseende på näringsämnesretentionen. Samtliga av de studerade våtmarkerna är anlagda med hjälp av finansiellt stöd som betalas ut av länsstyrelsen i Halland som dessutom betalar ut olika skötselbidrag för att våtmarkerna ska behålla sin funktion. Resultatet av både modellberäkningar och faktiska beräkningar visar på att de studerade våtmarkerna kan delas in i två grupper. I den ena gruppen har anläggningsarbetet varit betydligt mer kostsamt än i den andra gruppen. Samma grupp har också mindre tillrinnings- områden eller tillrinningsområden som innehåller mindre areal av jordbruksmark än den andra gruppen. Större tillrinningsområde som dessutom innehåller en stor andel åkermark ger ett större flöde och en större belastning av näringsämnen. Detta innebär i förlängningen att retentionen av näringsämnen också blir mer effektiv. Den grupp av de studerade våtmarkerna som har de största tillrinningsområdena med störst andel åkermark är också de våtmarker som har haft de lägsta anläggningskostnaderna. Dessa våtmarker är därför också betydligt mer kostnadseffektiva än de övriga. De slutsatser som kan dras av studien är att ju större tillrinningsområde som en våtmark har och ju större andel åkermark inom samma tillrinningsområde desto bättre kan modellbe- räkningarna förväntas stämma överens med verkligheten. Vidare kan slutsatsen dras att om bara storleken på en våtmarks tillrinningsområde samt tillrinningsområdets markanvändning är känd kan man på förhand räkna ut hur stor retentionen av näringsämnen i samma våtmark kommer att bli. Om länsstyrelsen begär in en kostnadskalkyl innan en bidragsfinansierad våtmark anläggs samt erhåller uppgifter om storlek på tillrinningsområde och markanvändning går det att göra en kostnadsberäkning för det kväve och den fosfor som våtmarken förväntas rena bort. Vissa projekt kan därmed prioriteras framför andra. Nyckelord: anlagda våtmarker, näringsämnesretention, modellberäkningar, kostnads- effektivitet. 1 Abstract This study evaluates the retention of nitrogen and phosphorus in four newly constructed wetlands in the municipality of Falkenberg, Sweden. The four wetlands have been selected because they have been specifically constructed with the aim to reduce nitrogen and phosphorus in farming areas. The process of selecting the specific wetlands has been done in collaboration with the county administration in Halland. Through field studies in collaboration with the landowners where the wetlands are sited, the areas that provide the wetlands with water were determined. The size of these drainage areas were determined in a GIS computer program. The type of land use within the drainage areas was also determined. During April 2010, water sampling in the wetlands was done and the water temperature and the flow of water was measured or calculated. Later the water samples were analyzed for containment of nitrogen (N-tot) and phosphorus (P-tot). An important part of the work was modeling calculation of the load of nutrients that reach the wetlands and the retention of nutrients in the same wetlands. Both simulated values and measured mean values during April 2010 of nitrogen (N-tot) and phosphorus (P-tot) were used in the models. Actual calculations of the nutrient retention during April 2010 were also done based on the flow of water and the concentrations of the nutrients in the in- and outflow of the wetlands. Another important factor that also has been calculated in the models is cost efficiency of nutrient retention in the wetlands. All four evaluated wetlands have been constructed with financial support from the county administration in Halland. The landowners may also receive a yearly benefit for maintaining the function of nutrient retention. The results of modeling and actual calculations show that the evaluated wetlands can be divided into two groups. In one of the groups the cost of construction has been considerably higher then the other group of wetlands. The first group of wetlands has smaller drainage areas with a lower proportion of cropland than the other group. Larger drainage areas with a higher proportion of cropland provide the wetlands in the second group with a higher flow of water that contains a higher load of nutrients. This means that these wetlands remove higher amounts of nutrients on a yearly basis. The group of evaluated wetlands that have the largest drainage areas with a higher proportion of cropland is also the group of wetlands that had the smallest costs of construction. These wetlands are therefore considerably more efficient in the terms of costs for nutrient retention than the other wetlands. The conclusions that can be drawn by this evaluation are that the larger drainage area that provide the wetland with water and the higher part of croplands within the same drainage area the better the modeling calculation describe the actual retention of nutrients. Furthermore the conclusion can be drawn that if only a wetlands drainage area is known and the land use within the same drainage area also is known; the retention of nutrients in the wetland can be calculated before the wetland is constructed. If the county administration request for an estimate of construction costs before a decision of financial support and obtains data of the size of the drainage area and land use within the drainage area, it is possible to evaluate the cost efficiency of nitrogen and phosphorus retention in the wetland. From this, wetland projects that should be given a higher priority than other wetland projects could be selected. Keywords: constructed wetlands, nutrient retention, modeling calculation, efficient of costs. 2 Förord Det här examensarbetet har utförts i samarbete med Våtmarkscentrum på Högskolan i Halmstad samt länsstyrelsen i Hallands län. Arbetet har utförts under vårterminen 2010 och de erfarenheter och rön som jag gjort presenteras i den här rapporten. Jag vill här rikta ett varmt tack till Stefan Weisner för förtroendet att få arbeta med det här projektet och för konstruktiv och rådig handledning under arbetets gång. Vidare vill jag tacka Per Magnus Ehde för hans handledning inför FIA-analysen av alla de vattenprover som jag tagit i de olika våtmarkerna. Jag vill också rikta ett tack till Hans Bjuringer på länsstyrelsen för hans behjälplighet med att välja ut rätt våtmarker samt tillhandahålla behövlig fakta kring dessa. Sist men inte minst vill jag tacka de markägare på vars mark de olika våtmarkerna ligger. Utan ert konstruktiva samarbete hade det här arbetet inte blivit vad det blivit. Halmstad maj 2010 Bo Hansson 3 Innehållsförteckning 1. Inledning och bakgrund ............................................................ 5 1.1. Syfte ...................................................................................... 5 2. De studerade våtmarkerna ....................................................... 6 2.1. Källarbolet, Asige ................................................................. 6 2.2. Hanarp, Heberg ..................................................................... 7 2.3. Risarp, Eftra .......................................................................... 8 2.4. Jonstorp, Vinbergs Kyrkby ................................................... 9 2.5. Markägarnas syfte med att anlägga en våtmark ................. 10 2.6. Så fungerar en brunn med munk ........................................ 10 2.7. Våtmarkernas geografiska läge .......................................... 11 3. Metod ........................................................................................ 12 3.1. Tillrinningsområden ........................................................... 12 3.2. Beräkningsmodeller ...........................................................