Bioforsk Rapport Bioforsk Report Vol. 9 Nr. 37 2014 Beregning av landbruksavrenning i et utvalg av vannområder i vannregion Glomma Sigrun H. Kværnø, Håkon Borch, Inga Greipsland, Anne-Grete Buseth Blankenberg, Hans Olav Eggestad, Marianne Bechmann Bioforsk Jord og miljø Ås Hovedkontor/Head office Bioforsk jord og miljø Frederik A. Dahls vei 20 Bioforsk soil and environment N-1432 Ås Frederik A. Dahls vei 20 Tel.: (+47) 40 60 41 00 1430 Ås [email protected] Tel.: (+47) 40 60 41 00 [email protected] Tittel/Title: Beregning av landbruksavrenning i et utvalg av vannområder i vannregion Glomma Forfatter(e)/Author(s): Sigrun H. Kværnø, Håkon Borch, Inga Greipsland, Anne-Grete Buseth Blankenberg, Hans Olav Eggestad, Marianne Bechmann Dato/Date: Tilgjengelighet/Availability: Prosjekt nr./Project No.: Saksnr./Archive No.: 28.02.2014 Åpen 8571 2013/299 Rapport nr./Report No.: ISBN-13- nr./ISBN-no: Antall sider/Number of Antall vedlegg/Number pages: of appendices: 9(37) 2014 978-82-17-01240-5 109 11 Oppdragsgiver/Employer: Kontaktperson/Contact person: Østfold Fylkeskommune Torhild S. Kongsness Stikkord/Keywords: Fagområde/Field of work: Fosforavrenning, bakgrunnsavrenning, Vannkvalitet, arealbruk, tiltak tilførselsberegninger, modell, Agricat, koeffisienter, landbruk, vannkvalitet, scenarier, tiltaksanalyse, vannregion Glomma, vannområder Sammendrag: På oppdrag fra vannregion Glomma/Østfold fylkeskommune er det brukt modeller for å beregne jordbruksavrenning fra utvalgte nedbørfelter i vannregion Glomma. Det er to delprosjekt. I det ene delprosjektet har man brukt den empiriske modellen Agricat for å beregne fosforavrenning fra jordbruksarealene i korndominerte vannområder i vannregionen. Det er beregnet fosforavrenning slik driften var i 2012, og for ulike tiltakspakker. Fosfortap for de enkelte vannområdene ved faktisk drift i 2012 varierte fra 8 til 170 tonn. Fosfortap per arealenhet varierte mellom 50 og 400 g/daa i gjennomsnitt for vannområder, og fra 20 til 800 g/daa for individuelle delnedbørfelter. Tiltakspakken som kombinerte redusert jordarbeiding, vegetasjonssoner og reduksjon av jordas fosforstatus, var den mest effektive, med en reduksjon i fosfortap på nesten 50 % i gjennomsnitt for vannområdene. Tiltak som innebar kun reduksjon av jordas fosforstatus var minst effektive når det gjelder å redusere tapet av partikkelbundet fosfor. Tiltakspakkene med redusert jordarbeiding var generelt mer effektive enn tiltakspakken med 8 m vegetasjonssoner. Naturlig bakgrunnsavrenning er også beregnet. Ifølge koeffisientmetoden lå naturlig bakgrunnsavrenning fra vannområdenes totale areal på 2-18 tonn fosfor, hvorav bakgrunnsavrenning fra jordbruksarealene utgjorde 20-50 %. Denne metoden tar ikke hensyn til andel marine sedimenter i nedbørfeltene. Naturlig bakgrunnskonsentrasjon av fosfor, beregnet med leirvassdragsmetoden, som tar hensyn til dekningsgrad med marine sedimenter, varierte fra 10 mg/l til 70 mg/l, avhengig av dekningsgraden av marine avsetninger. I det andre delprosjektet er det gjennomført beregninger av fosforavrenning fra nedbørfeltet Vingelen i Tolga, Hedmark, som domineres av grasproduksjon og har høy husdyrtetthet. Her er standard koeffisienter brukt for å estimere tap fra gjødsellager og spredning av husdyrgjødsel om høsten, og en regresjonsmodell er brukt for å beregne arealavrenning fra dyrka mark. Fosfortap fra dyrka mark i Vingelen ble beregnet til ca. 200 kg/år, hvorav tap fra gjødsellager og høstspredning utgjorde svært lite. Nydyrking er en problematikk som ble forsøkt belyst, men effekten på fosfortap i Vingelen lot seg ikke kvantifisere med gjeldende datagrunnlag og metoder. Rapporten peker i tillegg på de mange usikkerheter som er forbundet med beregning av fosfortap fra jordbruk og andre kilder. Land/Country: Norge Fylke/County: Østfold, Akershus, Hedmark, Oppland Sted/Lokalitet: Vannregion Glomma, Haldenvassdraget, Enningdalselva, Glomma sør for Øyeren, Morsa, PURA, Øyeren, Leira-Nitelva, Hurdalsvassdraget/Vorma, Mjøsa, Glomma, Vingelen i Tolga. Godkjent / Approved Prosjektleder / Project leader Forord Dette prosjektet er gjennomført på oppdrag for Vannregion Glomma ved Østfold Fylkeskommune. Det er gjort beregninger av fosfortilførsler fra jordbruksområder ved faktisk drift og gjennomføring en rekke ulike tiltakspakker i på delfeltnivå i vannområder innenfor vannregion Glomma. Tiltakene omfatter endret jordarbeiding, endret fosforstatus og vegetasjonssoner, og til dels fangdammer. Det er også beregnet fosfortilførsler fra en del andre kilder, samt bakgrunnsavrenning. Prosjektet har vært delt i to. Den ene delen har omfattet beregninger for områder dominert av åpen åker, i vannområdene Glomma sør for Øyeren, Haldenvassdraget, Morsa, PURA, Øyeren, Leira-Nitelva, Hurdalsvassraget/Vorma og utvalgte delfelter i vannområdene Mjøsa og Glomma. Her har prosjektgruppa i Bioforsk bestått av Sigrun Kværnø, Håkon Borch og Inga Greipsland. Den andre delen har omfattet beregninger for ett område dominert av grasproduksjon: Vingelen i Tolga. Her har prosjektgruppa bestått av Sigrun Kværnø, Hans Olav Eggestad og Anne-Grete B. Blankenberg. Kontaktpersoner i vannområdene har hatt ansvar for å definere delnedbørfelt, i samarbeid med prosjektgruppa i Bioforsk. Håkon Borch har tilrettelagt inputdata, gjort beregninger av tilførsler med modellen Agricat, beregnet effekter ved ulike scenarier for ytterligere tiltaksgjennomføring og beregnet bakgrunnsavrenning. Hans Olav Eggestad har utviklet en modell for fosfortap fra områder dominert av grasproduksjon og gjort beregninger med denne modellen, mens Anne Grete B. Blankenberg har brukt koeffisienter for å beregne tap knyttet til gjødsellagre og spredning av husdyrgjødsel om høsten. Inga Greipsland har jobbet med inputdata til modellene (blant annet inndeling av delnedbørfelter, i nært samarbeid med kontaktpersoner i vannområdene), kjørt Agricat-modellen og deltatt i utarbeidelse av notater og samlerapport. Sigrun Kværnø har administrert oppdraget, hatt kontakt med oppdragsgiver, gjennomført kart- og dataanalyser og skrevet notater og samlerapport. Marianne Bechmann har kvalitetssikret datagrunnlaget og rapporten. Resultatene fra oppdraget er diskutert på flere møter med oppdragsgiver, og oppdragsgiver har kommentert utkast til rapport. Oppdraget er gjort i samarbeid med daglig leder for vannregion Glomma, Torhild Kongsness. Underveis har det også vært kommunikasjon med prosjektledere for vannområdene. Ås 17. februar 2014 Sigrun Kværnø Kværnø, Borch, Greipsland, Buseth-Blankenberg, Eggestad og Bechmann. Bioforsk Rapport vol. 9 nr. 37 2014 2 Innhold Forord .................................................................................................................... 2 Utvidet sammendrag .................................................................................................. 7 1. Innledning ...................................................................................................... 10 2. Delprosjekt 1: nedbørfelter dominert av kornproduksjon ............................................. 12 2.1 Feltbeskrivelser ......................................................................................... 12 2.1.1 Haldenvassdraget og Enningdalselva ........................................................... 12 2.1.2 Glomma sør for Øyeren ........................................................................... 14 2.1.3 Morsa ................................................................................................ 16 2.1.4 PURA ................................................................................................. 18 2.1.5 Øyeren ............................................................................................... 20 2.1.6 Leira-Nitelva ....................................................................................... 22 2.1.7 Hurdalsvassdraget ned til Vorma og langs Vorma ............................................ 24 2.1.8 Delfelter i Oppland ................................................................................ 26 2.1.9 Delfelter i Hedmark ............................................................................... 28 2.1.10 Felter for kalibrering og validering av Agricat ............................................... 29 2.2 Beregningsmodeller .................................................................................... 35 2.2.1 Agricat-modellen for beregning av jordbruksavrenning .................................... 35 2.2.2 Beregning av fosfortap fra andre kilder enn jordbruk ...................................... 40 2.2.3 Beregning av naturlig bakgrunnsavrenning.................................................... 41 2.3 Resultater og diskusjon ................................................................................ 42 2.3.1 Resultater av validering av Agricat i JOVA-felter ............................................ 42 2.3.2 Resultater av beregninger for vannområdene ................................................ 44 3. Delprosjekt 2: Vingelen i Tolga ............................................................................. 53 3.1 Feltbeskrivelse .......................................................................................... 53 3.2 Beregningsmodeller .................................................................................... 54 3.3 Resultater og diskusjon ................................................................................ 57 3.3.1 Husdyrbesetning og dyretetthet ................................................................ 57 3.3.2 Tap av jord og fosfor