Konstruerede vådområder til målrettet reduktion af næringsstoffer i drænvand

Transkript

1 Konstruerede vådområder til målrettet reduktion af næringsstoffer i drænvand Charlotte Kjaergaard Institut for Agroøkologi, Aarhus Universitet

2 MÅLRETTET REDUKTION AF DRÆNTAB (N, P) Fakta om dræn og dræntab Landbrugsareal >50% drænet Kvælstof 45-60% ( t N/år) Fosfor ~33% (400 t P/år) Store regionale/lokale forskelle

3 KONSTRUEREDE (MINI)VÅDOMRÅDER Overfladestrømning Sedimentationsbassin Vådområde med skiftevis åbne dybe zoner og lavvandede vegetationszoner Min. 1% af drænoplandet (min. opholdstid 1-2 døgn)

4 RODSTENSEJE, ODDER (2012) 100 ha drænopland 1 ha vådområde

5 FILLERUP, ODDER (2011) 50 ha drænopland 0.3 ha vådområde

6 Fillerup, Juni 2013 Konstrueret vådområde, Fillerup, Odder (2011) 50 ha August 2011 August 2012

7 PROJEKTER MILJØTEKNOLOGIORDNINGEN Oversigt over projekter Østjylland: 2 (Odder) + (idræn) Midtjylland: 2 (Brande) Nordjylland / Himmerland: 12 Sønderjylland: 1 (Vejen) Total: 17 projekter Monitering status 1 år: 2 anlæg ~1 år: 3 anlæg

8 HVAD VISER DE FORELØBIGE RESULTATER?

9 KVÆLSTOF REDUKTIONSEFFEKTIVITET 100 Total-N reduktions effektivitet (%) Hydraulisk opholdstid (døgn) March-October December-February November Primære parametre Temperatur Opholdstid N-koncentration Foreløbige indikationer N-reduktionseffektivitet Marts-Nov: 35 til >90 % Dec-Feb: <10 til 40%

10 POTENTIEL ÅRLIG N-REDUKTION (NOTAT JAN. 2013) Gennemsnitligt årlig N-retentionspotentiale (%) Max Middel Min Vinter drænafstrømning (% af total drænafstrømning)

11 RESULTATER DRÆNAFSTRØMNING 2500 Rodstenseje Fillerup 0 Drænafstrømning (m 3 dag -1 ) Vinterafstrømning (dec-feb) andel: Y Axis 2 Rodstenseje: 68% Fillerup 70% /12 1/1 1/2 1/3 1/4 1/5 1/6 1/7 1/8 1/9 1/10 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 1/4 Dato (dag/måned)

12 RESULTATER RODSTENSEJE Monitering 1/ til 10/ TN_ind TN_ud Total N (mg L -1 ) Vandføring (m 3 dag -1 ) /13 2/13 3/13 4/13 5/13 6/13 7/13 8/13 9/13 10/13 11/13 12/13 1/14 2/14 3/14 4/14 0 Dato (dag/måned)

13 RESULTATER FILLERUP Monitering 1/ til 10/ TN_ind TN_ud 12 Total N (mg L -1 ) /13 2/13 3/13 4/13 5/13 6/13 7/13 8/13 9/13 10/13 11/13 12/13 1/14 2/14 3/14 4/14 Dato (dag/måned)

14 KVÆLSTOF REDUKTIONSEFFEKTIVITET Monitering 1/ til 10/ Total N reduktion (%) /13 3/13 5/13 7/13 9/13 11/13 1/14 3/14 Dato (måned/år)

15 RESULTATER KONSTRUEREDE VÅDOMRÅDER Massebalance måleår: 1. jan. til 31 dec Rodstenseje TN-reduktion (periode) : 35% TP-reduktion (periode) : 33% Vinterafstrømning: 66% Fillerup TN-reduktion (periode) : 28% TP-reduktion (periode) : 31% Vinterafstrømning: 70 %

16 UDJÆVNING AF DRÆNAFSTRØMNING - FILLERUP Vandføring (l/s) /12/2012 1/2/2013 1/4/2013 1/6/2013

17 Konstrueret minivådområde pumpet (Ryå-1) 200 ha drænopland 2 ha vådområde

18 Konstrueret minivådområde pumpet (Ryå-1) Monitering 1/7-13 til 3/4-14 8e+6 Indløb Udløb Drænafstr'mning (L/dag) 6e+6 4e+6 2e+6 0 1/5/13 1/7/13 1/9/13 1/11/13 1/1/14 1/3/14 Dato)

19 Monitering 1/7-13 til 3/4-14 Konstrueret minivådområde pumpet (Ryå-1) Total N (mg L -1 ) TN_ind TN_ud Drænafstrømning (m3/dag) N-balance (5/3-14) TN-load: 6105 kg TN-ud: 4121 kg N-ret = 33% 1 1/9 1/10 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 1/4 0 Dato (dag/måned)

20 Konstrueret minivådområde pumpet (Ryå-1) Monitering 1/7-13 til 3/ Total P (kg) P-balance TP-load = 173 kg TP-ret. = 125 kg TP-ret (%) = 72% /13 8/13 9/13 10/13 11/13 12/13 1/14 2/14 3/14 4/14 Dato (måned/år)

21 Konstrueret minivådområde pumpet (Ryå-3) 78 ha drænopland 0.8 ha minivådområde

22

23 Konstrueret minivådområde pumpet (Ryå-3) Drænafstrømning (m 3 / dag) Nedbør (mm) /9/13 1/10/13 1/11/13 1/12/13 1/1/14 1/2/14 1/3/14 1/4/14 1/5/14 Dato

24 Konstrueret minivådområde pumpet (Ryå-3) Monitering 1/7-13 til 3/ TN_ind TN_ud N-balance TN-ind 785 kg Total N (mg L -1 ) TN-ud = 613 kg N-ret = 22% /10 1/11 1/12 1/1 1/2 1/3 1/4 Dato (dag/måned) Effekten kan være begrænset af den meget lave N- belastning

25 Konstrueret minivådområde pumpet (Ryå-3) Monitering 1/9-13 til 3/ TP-ind TP-ud P-balance TP-load = 45 kg Total P (kg) TP-ret. = 27 kg TP-ret (%) = 60% /13 10/13 11/13 12/13 1/14 2/14 3/14 4/14 Date (month/year)

26 Opsummering N effekter Resultater fra 4 konstruerede vådområder der modtager drænvand. Bemærk ikke fuldt måleår for alle vådområder. Resultater fra flere projekter kommer løbende Oplandstype Opland N-belastning (via dræn) Vådområde N retention i konstrueret vådomr. Måleperiode ha Kg/år Kg/ha/år ha % kg/ha/år til Moræne ler , til Moræne ler , til Littorina sand til Littorina ler ,

27 Opsummering P effekter Resultater fra 4 konstruerede vådområder der modtager drænvand. Bemærk ikke fuldt måleår for alle vådområder. Resultater fra flere projekter kommer løbende Oplandstype Opland P-belastning (via dræn) Vådområde P retention i konstrueret vådomr. Måleperiode ha Kg/år Kg/ha/år ha % kg/ha/år til Moræne ler ,24 0, til Moræne ler ,21 0, til Littorina sand , til Littorina ler ,58 0,

28 Potentiale for konstruerede vådområder Teoretiske beregninger ved 100 ha opland, 1 ha vådområde Antaget ~100% drænafstrømning (= nettonedbør) Minivådområde (1 ha) Efterafgrøder 100% efterafgrøder (1200 kg N) N-tabsklasse N-effektivitet (30%) Effekt ~12 kg /ha minivådområde Kg/ha/år Kg/år (kg/ha/år) ha ha

29 DRÆNAFSTRØMNING Dræning og drænafstrømning varierer betydeligt lokalt og regionalt

30 KONKLUSIONER (FORELØBIGE) Konstruerede vådområder kan anvendes som virkemiddel målrettet reduktion af næringsstoftab (N,P, sediment) via dræn: N-effekten afhænger af årstidsvariation i drænafstrømning Åbne vådområder: Første resultater viser 28 til 35% årlig N-reduktion ved 66-70% vinterafstrømning effekten begrænses af vinterreduktionen. Effekten kan forventes af øges når systemerne modnes (kulstofpuljen) Konstruerede vådområder kan tilbageholde P (31-70%) - undersøges pt nærmere. Drivhusgasemission er ikke undersøgte i danske projekter, men flere internationale kilder har fundet meget begrænset N 2 O emission (<0.1% af NO 3 -N red.) Filtermatrice: Højere N-reduktion i vinterafstrømning og samlet højere årlig N-reduktion (45-45%), men problemer med drivhusgasemissioner Konstruerede vådområder målrettet dræntab kan substituere eksisterende virkemidler (omkostningseffektivitet vurderes), men omfang af drænafstrømning og N-belastning afgørende for effekt