Kortlægning af sårbarhed for nitratudvaskning

Transkript

1 Kortlægning af sårbarhed for nitratudvaskning - detailkortlægning af N-reduktionspotentiale mellem rodzone og vandløb Indlæg på workshop den 4. nov arrangeret af VFL

2 Hvorfor er sårbarhedskortlægning interessant? Vi ved at en stor del af den nitratreduktion vi laver på markniveau ingen effekt har på udvaskningen til recipienterne. Den manglende effekt påfører landbruget unødige omkostninger og udbyttereduktion. Skaber en unødig stor modvilje mod de massive reduktionstiltag som der menes er nødvendige. Gør generel regulering urentabelt Målrettede virkemidler: bræmmer og vådområder Svært at komme uden om oplandstiltag i forhold til nitratreduktion

3 Hvordan evaluerer vi effekten af en reduktion/øgning i rodzoneudvaskning? Rodzone udvaskning Mark til recipient reduktion Belastning af recipient Børgesen og Greve 2009 Børgesen og Greve 2009 Børgesen og Greve 2009 Jensen & Sørensen, 2009 Arealinfo.dk

4 Beregningskoncept - relation mellem rodzoneudvaskning og tilførsel til recipient A (A-B)/A*100 = reduktionspotentiale Redoxfront 0 % 50 % B Reduceret forhold i ådal 50 % 100 %

5 Beregningskoncept - 3D simulering af strømningsveje via partikler placeret på jordoverfladen Arbitrær flade Reducerede zoner Arbitrær flade

6 Specialeprojekt Projektområde Odderbæk Intensivt landbrugsområde på ha Afvander til Limfjorden og Natura 2000-områder Beregning af reduktionspotentiale ud fra grundvandsmodel

7 Detailkortlægning af reduktionspotentiale N-udvaskning * N-reduktion = N-tilførsel til vandløb

8 Scenarieberegninger Ekstensivering af de mest følsomme arealer (132 ha) 40 % reduktion Ekstensivering af 50 m vandløbsbræmme (154 ha) 10 % reduktion Detailudpegning kan være 4 gange så effektiv som udtagning af et tilsvarende areal langs vandløbet

9 Aquarius projektet Hovedspørgsmål: Kan man på baggrund af landdækkende data give et fornuftigt bud på reduktionskapacitet på markskalaniveau? Delelementer: Blok 1 opsætning af model med udgangspunkt i DK-modellen Blok 2 opsætning af model med en detaljeret geologisk model (validering) Blok 3 konceptuel tilgang Blok 4 feltmålinger (validering) Blok 5 opskalering

10 Udviklingsprojekt strategi Analyse Validering/kalibrering Delopland N-målinger Feltinspektioner Vandføringer Temperatur målinger Opland N-målinger (tidsserier) Opland Region/DK Udgangspunkt: DK model Jupiter Overvågningsdata Redoxgrænse Resultat: Nitrat reduktionspotentialekort Delopland Bedrift Indsatsplanlægning

11 Modelgrundlag DK-modellen Nitrat - modellen Geologisk/hydrostrategrafisk model 500 x 500 m grid Grov tildeling af hydrauliske parametre Hydrologisk model 500 x 500 m grid Hovedvandløb beskrevet Resterende vandløb som dræn Lagflader Nettonedbør Hydrostrategrafisk model Analyse af transmissiviteter Analyse af dæklagstykkelser udfra Jupiter Hydrologisk model 100 x 100 m grid Alle vandløb inkluderet Stationær model Redoxmodel Interpoleret redoxfront Modelleret redoxfront Reduktionsmodel Partikelbanesimuleringer Post- processering

12 Redoxmodeller GEUS 1x1 km grid Udpegning af reducerede miljøer Lavbundsarealer Jordartskort GOI analyser Grundvandskemisk kortlægning dybde til redoxfront Modelleret redoxfront

13 Modellering af redoxfront Grundidé: Bevægelse af redoxfront er proportional med: Jordens reduktionspotentiale Gennemstrømmet vandmængde Nitrat- og iltkoncentration Her antages samme forhold over alt

14 Modellering af redoxfront Strømning (m3/år) Redox hastighed m/år Relative redox hastighed (-) SAND 2 LER 1 KALK 12

15 Modellering af redoxfront Kalibrering mod: Farveskift Nitratmålinger reduktionsprocenter

16 Redoxfrontens placering ift. nitratmålinger (I) Terræn GVS Redoxfront 1 Redoxfront 2 N-måling fra jupiter

17 Redoxfrontens placering ift. nitratmålinger (II) Terræn GVS Redoxfront 1 Redoxfront 2 N-måling fra jupiter

18 Valideringsgrundlag National kort over kvælstofreduktionspotentialer Hydrologisk model baseret på detaljeret geologisk model Feltmålinger af nitrat i vandløb og tilløb Karakterisering af ådalsprocesser vha. GOI typologien Temperaturmålinger

19 Udgangspunktet

20 Modelleret reduktionskort (DK-model)

21 Validering mod nitratklasser % målt 73 % model % målt 89 % model % målt 64 % model % målt 80 % model % målt 94 % model % målt 98 % model 0-50 % målt 74 % model 0-50 % målt 48 % model 0-50 % målt 52 % model

22 Reduktionskort Modelleret reduktionskort (Dk-model) Modelleret reduktionskort (detailmodel)

23 N-udvaskning Conterra N-udvaskning Nutidig udvaskning Arealer udenfor markblokke: 10 kg/ha/år

24 Tilført nitrat til recipient Tilført N til recipient = N-udvaskning * reduktion

25 NO3-N + NO2-N [mg/l] Q [mg/l] Validering mod feltmålinger Stor tilvækst i vandføring og nitrat på nedre strækning Målestation: 62 ton N/år Flow rate measurements at Lundgårds Bæk 8-9 sept nov sampling 6 stations 5 [number] , Nitrate-N and Nitrite-N measurements at Lundgårds bæk 17 dec eurofins ,5 1 sampling stations [number]

26 Sammenhæng ml. beregninger og målinger Lundgaard Bæk Rodzoneudvaskning i det topografiske opland til Lundgaard Bæk (ton/år) Nitratafstrømning ved Egelund station (ton/år) Reduktionsprocent N-reduktion Målt Dk- model Detailmodel

27 Feltmålinger

28 kg N/år Sammenhæng ml. beregninger og målinger Lundgårds Bæk N-transport (dk/detail vs. obs) Obs dk-model detail ,5 1 station nr.

29 Følsomhedsanalyse, dk-model

30 Sårbarhedskort, dk-model

31 Scenarier Ekstensivering af 15 % arealet 10 kg N/ha/år Total sårbart areal 15% af samlet areal som giver størst tilførsel Tilsvarende areal omkring vandløb Areal 216,2 km2 70,05 km2 69,72 km2 Total tons N pr år Reduktion ved begrænsning til 10 kg N pr ha pr år Reduktion i % Målrettet indsats er 4 gange mere effektivt end en tilsvarende indsats langs vandløb

32 Scenarier Ekstensivering af 15 % arealet 10 kg N/ha/år De værste 15 % af arealet De ånære 15 % af arealet

33 Kan det betale sig? Eksempel: Oplægning fra intensiv dyrkning til vedvarende græs N-belatsning [kg N/ha/år] Omkostning kr/kg N Intensiv dyrkning Vedvarende græs kr /ha kr/ha

34 Nitrattransport i terrænnære magasiner og dræn Beregnet sårbarhed Sårbarhed jf. dræning Samlet sårbarhed

35 Virkemidler Krav/støtte til specielle sædskifter i sårbare områder fx ingen majs Skovrejsning Jordfordeling Arealudtagning Håndtering af drænvand

36 Afslutning Er det usikkerhed på belastningskortet? Ja Kan der defineres områder er er helt sikre følsomme og helt sikre robuste? Ja