Genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø - N-balance

Transkript

1 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Bilag xx.x Notat om Nbalance for et projektområde på ha. Udarbejdet til brug for valg af ét eller flere scenarier for genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø i Morsø Kommune. Morsø Kommune har på et teknikermøde tirsdag, den 1. november 2011 besluttet at screenlægge et scenarium, som indbefatter etablering af digeanlæg ind mod Sillerslevøre sommerhusområde samt frisluse for oplandsafstrømning. På mødet blev aftalt, at undertegnede kikker nærmere på kvælstoftilbageholdelseseffekten i følgende elementer: etablering af en sø vest for Møllersmindevej, omdannelse af Sillerslev Å igennem Sillerslev Kær til et gennemsivningsområde etablering af et overrislingsareal øst for Ørding Kærvej Kvælstoftilbageholdelsen vil have afgørende betydning for valg af scenarium i et større eller mindre projektområde. SillerslevØrding Kær Landvindingslag afgiver visse arealer til projektet, men skal opretholdes som pumpelag for de arealer, der ikke indgår i projektet. Et større projekt resulterer i et mindre landvindingslag og et mindre projekt resulterer i et større landvindingslag. Et projektomfang på i størrelsesordenen ha resulterer i, at det nuværende landvindingslag på 167 ha reduceres med i størrelsesordenen 46 ha. Det fremtidige pumpebehov i landvindingslaget er opgjort pr ha afvandet areal og er i nærværende notat belyst ved et indekstal (Nuværende pumpebehov/ha landvindingslag = 100). Projektets landskabelige værdi ansættes subjektivt efter udbredelsen af frie vandflader efter en skala fra 15, hvor 5 angiver størst udbredelse, se bilag 1.02 I nærværende notat gennemføres beregninger for i alt 5 forskellige scenarier for genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø. Disse scenarier er vist på et oversigtskort, bilag 1.02 og er gengivet med nøgletal for kvælstofomsætning mv. i nedenstående tabeller. Beregningerne beskrevet i notatet vedlægges de ved beregningen anvendte regneark. Der anvendes regnearket på følgende link: 4D674ABABA90777B8D19293E/122314/N_beregning_NST_2011ver2.xls med de relevante inddata og uddata. Sammendrag. Beregninger af stofomsætningen i et ha stort projektområde kan kort fortalt opgøres til en kvælstoftilbageholdelse på ca. 8,3 13,6 tons N/år, hvilket svarer til en årlig kvælstoftilbageholdelse på kg N/ ha projektområde. Beregninger af pumpebehovet i SillerslevØrding Kær Landvindingslag, som fremover vil have en udstrækning på i størrelsesordenen ha viser, at dette vil have en størrelsesorden på fra ca. 15 % lavere til ca. 70 % højere end det nuværende pumpebehov opgjort pr. ha afvandet område. Der gives en oversigt over nøgletal i nedenstående tabeller 1, 2 og 3. Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

2 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Tabel 1. Kvælstoftilbageholdelse ved genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø i Morsø Kommune med foreløbige beregninger for 5 forskellige scenarier benævnt "ENGE", " SØ", "ENGE OG ", " " samt alternativt et udvidet modelleret scenarium benævnt " 0,5 M DVR90". Kg N pr. år 0,5 M Områdets nuværende nettobelastning Udvaskning Nfjernelse, netto Netto Nfjernelse, i alt Netto Nfjernelse, i alt pr. ha Arealopgørelser for kvælstofbalancer På baggrund af forundersøgelsesrapporten, ultimo 2011 og rapportbilagene 1.5, 4.2, 5.1, 6.0 og 10.0 er udarbejdet arealopgørelser for et projektområde på op til i alt 110 ha. Arealopgørelser fremgår af et kortbilag, se Bilag 1.01: Kvælstoftilførsel/omsætning. Tabel 2. Vandløbsopland og direkte opland ved genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø i Morsø Kommune med foreløbige beregninger for 5 forskellige scenarier benævnt "ENGE", " SØ", "ENGE OG ", " " samt alternativt et udvidet modelleret scenarium benævnt " 0,5 M DVR90". 0,5 M Vandløbsopland til sø Direkte opland til Engene: Kær Å Sø , ,9 114,5 431,0 114,5 20,0 251,9 114,5 20,0 Ha ,5 65 Deloplande i alt 545,5 534,4 565,5 554,4 610,5 Arealsummer 5,5 5,5 627,5 627,5 720,5 Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

3 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Tabel 3. Infiltrationsarealer for tilstrømningen fra det direkte opland samt oversvømmelsesarealer fra vandløbsoplandet ved genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø i Morsø Kommune med foreløbige beregninger for 5 forskellige scenarier benævnt "ENGE", " SØ", "ENGE OG ", " " samt alternativt et udvidet modelleret scenarium benævnt " 0,5 M DVR90". 0,5 M Infiltrationsarealer for Tilstrømning Kær Tilsrømning Å Tilstrømning Sø 16,50 13,75 14,61 13,75 16,50 13,75 7,29 14,61 13,75 7,29 16,50 13,75 11,60 Arealer i alt 30,25 28,36 37,54 35,65 41, Oversvømmelses Arealer Kær Å Sø 6,0 6,8 Ha 4,5 9,8 6,8 9,8 Arealer i alt 6,0 6,8 14,3 16,6 4,5 Laguner delopland 9 med gens. 0,25 m vand, vandvolumen: M3 (Sø Metode 2) 4,5 Vandløbsopland og direkte opland til projektområdets engarealer, infiltrationsarealer for tilstrømning fra oplandet samt oversvømmelsesarealer fremgår af arealopgørelsen og er vist i tabel 2 og 3. Kvælstofbalancer og beregninger mv. Beregningsforudsætninger Da der ikke foreligger direkte målinger i oplandet beregnes kvælstof og vandbalancen for projektets nedsivnings og udstrømningsområde ved opstilling af en simpel vandbalanceligning. Vandbalancen, der anvendes i beregninger af kvælstoftilførsel og transporter i nedsivnings og udstrømningsområdet for Sillerslev Kær, Å og Sø kan beskrives i henhold til forundersøgelsen, rapportens tabel Vandbalancen for nedsivningsområdet er 0,7 x nettonedbøren og opgjort til 331 mm (0,7 x regnoverskuddet beregnet til 473 mm, som vist i tabel 2.4.3). Jordbundsforholdene i oplandet og i projektområdet indgår som beregningsforudsætninger og er beskrevet i forundersøgelsen, afsnit 2.8, se endvidere bilag 6.0. Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

4 Vandbalance Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Tabel Opstilling af indledende vandbalance for nedsivnings og udstrømningsområdet for Hundsø vådområdeprojekt. N = E akt + A O + A U + R A O N er den til jordoverfladen korrigerede nedbør E akt er den aktuelle fordampning A O er afstrømning fra nedbørsområdet via overfladisk afstrømning (vandløb, dræn og grundvand) A U er eventuel udsivning eller indsivning af dybere grundvand fra/til nedbørsområdet R magasinled, som der kan bortses fra ved brug af hydrologiske data over længere tidsperioder (10 år) Nedbør i oplandet er ca. 757 mm (DMI perioden , Klimagrid 20025) Korrigeret nedbør i oplandet er 757 mm + 20 % = ca. 908 mm (N)* Aktuel fordampn. I oplandet er 435 mm (jf. 4 jyske oplande, gns. Perioden ) (E akt ) Der foreligger ikke registreringer som gør det muligt at sætte tal på A U R sættes lig 0 Regnoverskud kan beregnes til ca mm = 473 mm *Jf. Standardværdier (196190) af nedbørkorrektioner. Technical Report 9810, DMI, Peter Allerup, Henning Madsen og Flemming Vejen, København /12/ Jordbunds og okkerforhold er belyst og opgjorte infiltrationsarealer i området er vist i Bilag På baggrund af jordbundsoplysningerne og analyserne vurderes det, at størstedelen af projektområdet og infiltrationsarealerne har et metertykt eller et tyndt lag tørvejord og/eller er udpeget som områder med stor risiko for okkerudledning (klasse I). Ntilførsler beregnes ved at prediktere det gennemsnitlige årlige kvælstoftab ud fra vandbalancen, andelen af dyrket areal og andelen af sandjord i nedsivningsområdet. Beregningsparametre i henhold til opgørelser/ forudsætninger: Projektområde vest for Møllersmindevej: Oplandet er 428 ha. Dyrkningsprocent i oplandet er 84. Sandjordsprocent i opland 1 er 58. Sandjordsprocent i øvrige oplande er 100. Projektområde mellem Møllersmindevej og ØrdingKærvej: Oplandet er 114,5 ha. Dyrkningsprocent i oplandet er 84. Sandjordsprocent i oplandet er 100. Projektområde øst for Ørding Kærvej: Oplandet er 65 ha. Dyrkningsprocent i oplandet er 84. Sandjordsprocent i oplandet er 100. Ntilførsel. Det gens. årlige kvælstoftab pr. hektar nedsivningsområde (N tab ) predikteres udfra vandbalancen for nedsivningsområdet (A i mm), andelen af dyrket areal i nedsivningsområdet (D i %) og andelen af sandjord i nedsivningsområdet (S i %): Ved følgende udtryk: Ntab=1,124*EXP(3,080+0,758671*LN(A)0,0030*S+0,0249*D) Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

5 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Scenarium ENGE (jf. bilag 1.03_Regneark_Scenarium ENGE). Vandløbsoplandet på 0. Direkte opland på 107 ha har et gens. årligt Ntab på 28,9 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Direkte opland på 438,5 ha har et gens. årligt Ntab på 25,2 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Det samlede kvælstoftab til projektområdet bliver således: kg N/år Scenarium SOE (jf. bilag 1.03_Regneark_Scenarium SOE). Vandløbsoplandet på 168 ha har et gens. årligt Ntab på 25,2 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Direkte opland på 102,2 ha har et gens. årligt Ntab på 28,9 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Direkte opland på 264,2 ha har et gens. årligt Ntab på 25,2 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Det samlede kvælstoftab til projektområdet bliver således: kg N/år Scenarium ENGE (jf. bilag 1.03_Regneark_Scenarium ENGE ). Vandløbsoplandet på 0. Direkte opland på 107 ha har et gens. årligt Ntab på 28,9 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Direkte opland på 458,5 ha har et gens. årligt Ntab på 25,2 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Det samlede kvælstoftab til projektområdet bliver således: kg N/år Scenarium SOE (jf. bilag 1.03_Regneark_Scenarium SOE ). Vandløbsoplandet på 168 ha har et gens. årligt Ntab på 25,2 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Direkte opland på 102,2 ha har et gens. årligt Ntab på 28,9 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Direkte opland på 284,2 ha har et gens. årligt Ntab på 25,2 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Det samlede kvælstoftab til projektområdet bliver således: kg N/år Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

6 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Scenarium ENGE LAGUNE PUMPE (jf. bilag 1.03_Regneark_Scenarium ENGE LAGUNE PUMPE). Vandløbsoplandet på 0. Direkte opland på 107 ha har et gens. årligt Ntab på 28,9 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Direkte opland på 503,5 ha har et gens. årligt Ntab på 25,2 kg N/ha. Ntab fra oplandet er kg N. Det samlede kvælstoftab til projektområdet bliver således: kg N/år Oversigt over kvælstoftabet er gengivet i tabel 4. Tabel 4. Kvælstoftab fra vandløbsopland og direkte opland ved genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø i Morsø Kommune med foreløbige beregninger for 5 forskellige scenarier benævnt "ENGE", " SØ", "ENGE OG ", " " samt alternativt et udvidet modelleret scenarium benævnt "SØ I KOTE 0,5 M DVR90". Kg N/år 0,5 M Vandløbsopland Direkte opland til engene Arealer i alt Nettotab fra projektområdet. Nettotab fra projektområdet som følge af gødskning og dyrkning er ud fra den nuværende arealanvendelse og erfaringstal for gennemsnitlig årlig udvaskning beregnet som anført i nedenstående tabel 5. Ekstensivering af landbrug i alt udgør således fra ca kg N/år til ca kg N/år. Beregningerne er baseret på foreløbige vurderinger af arealanvendelsen i projektområderne. Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

7 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Tabel 4. Nettotab fra projektområdet ved genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø i Morsø Kommune med foreløbige beregninger for 5 forskellige scenarier benævnt "ENGE", " SØ", "ENGE OG ", " " samt alternativt et udvidet modelleret scenarium benævnt " 0,5 M DVR90". Kg N/år 0,5 M Områdets nuværende nettobelastning Udvaskning Ekstensivering i alt Nomsætning. Ved etablering af vådområdet tilføres kvælstofholdigt vand fra oplandet. Ved dannelsen af mere eller mindre vandmættede forhold i området vil der skabes gunstige betingelser for en kvælstoffjernelse ved denitrifikation. Denitrifikationen er en mikrobiel proces, hvor primært nitrat reduceres til luftformigt kvælstof under omsætning af organisk stof (tørv). Andre forbindelser såsom pyrit (FeS 2 ) kan også omsættes i forbindelse med denitrifikationen. For at optimere kvælstoffjernelsen i området er det derfor vigtigt med en fordeling af det gennemstrømmende/ infiltrerende nitratholdige vand, samt med en tilstedeværelse af organisk stof alternativt pyrit. Beregningen af kvælstoffjernelsen i nærværende projekt er baseret på vurderinger af kvælstoffjernelsen dels ved gennemsivning af nitratholdigt vand fra det direkte opland til vådområdets infiltrationsarealer og dels ved tilbageholdelsen i søen henholdsvis vest for Møllersmindevej, laguneområder ved ØrdingKærvej og vanddækkede arealer i det centrale landvindingslag mellem ØrdingKærvej og pumpestationen. Desuden indgår der den del der fjernes ved ekstensivering af landbrugsdriften indenfor det valgte projektareal. For at kunne opfange en stor del af det vand, og dermed den mængde kvælstof der kommer fra det direkte opland, skal der opfyldes grøfter og brydes dræn indenfor projektområdet. Ved at gøre dette, og samtidig hæve den generelle vandstand i området, kan man øge vandets transportvej betragteligt, fra vandet løber ind i området, og til det når vandløbet/ søen. Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

8 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Box 1. TEMArapport fra DMU, 13/1997, Næringsstoffer arealanvendelse og naturgenopretning: Box 9 Ud fra de feltundersøgelserne af jordbundsforholdene er det vurderingen, at den tørverige øverste del af jordbunden, forekommende pyritholdige jordlag samt den fremtidige vegetation, tilsammen vil kunne levere tilstrækkelig organisk materiale til kvælstoffjernelsesprocessen. Til vurderingen af potentialet for kvælstoffjernelse er det direkte opland opdelt i mindre deloplande, jf. bilag Deloplandene er blevet nummereret fra 111 og ved genopretning af fjordarmen er skitseret genåbning af rørlagte hoveddræn og placering af slyngede åbne vandløb, der skal fungere som sivegrøfter, hvorfra afstrømningen fra det drænede opland bedst muligt fordeles på infiltrationsarealer. Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

9 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance For hvert af de respektive deloplande er de potentielle placeringer og størrelser af kommende infiltrationsområder opgjort og indtegnet på et arbejdskort. Deloplandene er herefter opdelt/ samlet i puljer. Disse er præsenteret på det udarbejdede kortbilag til denne beregning af kvælstofbalance for de forskellige scenarier. For hvert delområde er der beregnet hvor stor vand og kvælstofmængde, der vil kommer til det potentielle infiltrationsområde. Ligeledes er arealudbredelsen af infiltrationsområderne opgjort, hvorved en vurdering af reduktionskapaciteten kan sandsynliggøres ved at betragte den hydrauliske belastning af hvert infiltrationsområde (givet ved 1/m 2 /dag) samt den potentielle kvælstoffjernelse (givet ved kg N/ha/år). Ifølge retningslinjerne på vandprojekter.dk bør den resulterende hydrauliske belastning af infiltrationsområdet ikke overstige 3050 l/m 2 /dag og den potentielle fjernelse ikke overstige kg N/ha/år. Tallene for vurderingen af infiltrationskapaciteten indgår i beregningsbilaget. Skøn over kvælstofomsætning er foretaget således: Alle deloplande Nosætning på 50 % Kvælstoftilbageholdelse i projektområdet Kvælstofretentionen i søerne skønnes ud fra vandgennemstrømningen og vandets opholdstid. Erfaringsmæssige estimater for tilbageholdelsen af kvælstof i en ferskvandssø, Nret(%), kan beregnes som N ret (%) = 42,1+17,8*log10 (t w ), hvor t w er vandets opholdstid eller vandskiftet pr. år, hvilket er 0,03197 (opholdstid er 12 dage) Sø i kote 1,0 m DVR90 vest for Møllersmindevej. 0,01900 (opholdstid er 7 dage) laguner ved ØrdingKærvej 0,02439 (opholdstid er 9 dage) Sø i kote 0,50 m DVR90 i det centrale landvindingslag Den tilførte kvælstofmængde til søerne er ovenfor beregnet. Den samlede kvælstoftilbageholdelse på de vanddækkede arealer kan beregnes som 15,0 % af tilført mængde Sø i kote 1,0 m DVR90 vest for Møllersmindevej. 11,0 % af tilført mængde til laguner ved ØrdingKærvej. 13,0 % af tilført mængde Sø i kote 0,50 m DVR90 i det centrale landvindingslag Endvidere kalkuleres med, at det nuværende nettotab som følge af gødskning i projektområdet ophører. En opgørelse af projektets kvælstofbalance er vist i tabel 5. Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider

10 Sillerslev Kær, Å og Sø Nbalance Konsekvensen af at realisere vådområdeprojektet kan med hensyn til Nbalance således afhængigt af valgt scenarium opgøres til i alt ca. 8,313,6 tons N/år. Reduceres kvælstofudledningen med i alt kg N/år efter projektets gennemførelse, svarer dette til en årlig tilbageholdelse på kg N/ha projektområde. Tabel 5. Kvælstoftilbageholdelse ved genopretning af Fjordarm Sillerslev Kær, Å og Sø i Morsø Kommune med foreløbige beregninger for 5 forskellige scenarier benævnt "ENGE", " SØ", "ENGE OG ", " " samt alternativt et udvidet modelleret scenarium benævnt " 0,5 M DVR90". Kg N pr. år 0,5 M Områdets nuværende nettobelastning Udvaskning Nfjernelse, netto Netto Nfjernelse, i alt Netto Nfjernelse, i alt pr. ha Til denne beskrivelse hører endvidere følgende kort og tekstbilag: Bilag1.01 Kortbilag Kvælstoftilførsel/omsætning kort 1: A3 pdf Bilag1.02 Kortbilag Oversigt scenarier Kvælstof mv. kort 1: A3 pdf Bilag1.03 Regneark Beregning af omsætning for 5 scenarier, 14 sider pdf Notat om Nbalance for projektet, udskrift af 10 sider