Kvælstoffets vej til recipient erfaringer med kortlægning af retention

Relaterede dokumenter
Status på retentionskortlægningen - inddragelse af målinger og vurdering af usikkerhed Baggrund Metodik Resultater Konklusion

På vej mod en landsdækkende nitratmodel

Nitrat retentionskortlægningen

Hvor fintmasket et net over Danmark har vi behov for, og hvor ser det slemt ud med grundvandet?

Oplandsmodel værktøjer til brug for vandplanlægningen

National kvælstofmodel Oplandsmodel til belastning og virkemidler

Opskalering og potentiale for implementering

Arbejdet med den målrettede regulering af næringsstofferne på arealerne. Hvad er vigtigt, og hvilke brikker skal falde på plads før 1. august 2016.

Ny viden til forbedring af retentionskortlægningen

KVÆLSTOFPÅVIRKNING AF GRUNDVANDET MED NY N-REGULERING HVAD VISER NATIONALE MODELBEREGNINGER?

Velkomst og introduktion til TReNDS

Modellering af nitrat transport Oplands- til national skala

Seminar om vandrammedirektivet: værktøjer og virkemidler, Foulum, 27. februar 2018 Grundvands- og skala aspekter -Nitrat transport og reduktion

Notat om Nitratklassekortet

Dokumentation for beregning af N-reduktion fra rodzonen til kyst i N- risikoværktøjet

Kvælstoftransport og beregningsmetoder. Dansk Landbrugsrådgivning Landscentret Plan & Miljø

Hydrologisk modellering af landovervågningsoplandet Lillebæk

Bestemmelse af dybden til redoxgrænsen med høj opløsning på oplandsskala. Anne Lausten Hansen (GEUS) NiCA seminar, 9.

Kortlægning af retention på markniveau erfaringer fra NiCA projektet

Næringsstoffer i vandløb

Usikkerhed på opgørelsen af nitrat reduktion på skalaer fra 100 m til 2000 m. Anne Lausten Hansen (GEUS) NiCA seminar, 9.

Oversigt over opdatering

Mod en forbedret modellering af drænstrømning i oplandsmodeller

Sådan er udledningerne omkring år 1900 fastsat En proxy for kvælstofkoncentrationen i vandløb omkring år 1900

Konsekvenser af Natur- og landbrugskommissionens

National kvælstofmodel Oplandsmodel til belastning og virkemidler

Kortlægning af sårbarhed for N udledning

Anvendelse af DK-model til indvindingstilladelser

Målinger i pilotområder Måleresultater og kildeopsplitning

Velkomst og introduktion til NiCA

Konference om videreudvikling af det faglige grundlag for de danske vandplaner. 28. september 2012

Miljø Samlet strategi for optimal placering af virkemidler

HVAD BETYDER RESULTATERNE AF DRÆNVANDSUNDERSØGELSERNE FOR TANKEN OM EN MÅLRETTET REGULERING AF LANDBRUGETS NÆRINGSSTOFTAB?

Udvikling i det samlede næringsstoftab til det marine miljø Jørgen Windolf Institut for BioScience, Aarhus Universitet

N-REDUKTION FRA RODZONE TIL KYST FOR DANMARK Fagligt grundlag for et national kort

Retentionskortet - ny vej til regulering af miljøbelastning

Miljømæssige konsekvenser af fødevare- og landbrugspakken

Sammenfatning. Kvælstof

Som besvarelse på bestillingen fremsendes hermed vedlagte kommentarer.

National Vandressourcemodel (Dk-model) Torben O. Sonnenborg Danmarks og Grønlands Geologiske Undersøgelser (GEUS)

Hvad er de miljømæssigt acceptable koncentrationer af kvælstof i drænvand i forhold til vandmiljøets tilstand

Går jorden under? Sådan beregnes kvælstofudvaskningen

Vandplaner - belastningsopgørelser og overvågning

Effekt af randzoner AARHUS AU UNIVERSITET. Notat fra DCE - Nationalt Center for Miljø og Energi Dato: 24. november 2015

Effekter af afgrødeændringer og retention på oplandsniveau

Beregningsmetoder på oplandsskala og sårbarhedsvurdering. Specialkonsulent Flemming Gertz

Hvornår slår effekten af forskellige foranstaltninger igennem i vandmiljøet

Økonomi, regulering og landbrugspakke

Horsens, 16. november 2016 Temadag MÅLING AF KVÆLSTOFUDLEDNING OG EMISSIONSBASERET REGULERING PÅ BEDRIFTSNIVEAU

Kvælstofs vej fra mark til recipient

Tekniske udfordringer i ny 3D afgrænsning af 402 grundvandsforekomster og tilknytning af boringer og indtag

AARHUS UNIVERSITET. NaturErhvervstyrelsen

AARHUS UNIVERSITET. Til Landbrug- og Fiskeristyrelsen

National kvælstofmodel

Modelanvendelser og begrænsninger

Anvendelses- muligheder for GOI typologien

Information om retentionsfaktorer for fosfor i vandløb for målte/umålte oplande

AARHUS UNIVERSITY. N-udvaskning fra landbrugsarealer beskrevet med NLES4 model. Christen Duus Børgesen Seniorforsker Institut for Agroøkologi, AU

Fastsættelse af reduktionsmål og indsats for fjorde og kystvande i Vandområdeplanerne Kontorchef Harley Bundgaard Madsen, Miljøstyrelsen

Status for arbejdet med et nyt regelgrundlag for acceptabel påvirkning af vandføringen ved vandindvinding

FREMTIDENS MILJØFORVALTNING

Emissionsbaseret kvælstofregulering på bedriftsniveau

Forespørgsel fra Miljø- og Fødevareministeriet vedr. fejlanalyser

GENOPRETNING AF FEJLBEHÆFTEDE KVÆLSTOF- OG FOSFORANALYSER I FERSKVAND

Konference om videreudvikling af det faglige grundlag for de danske vandplaner. 28. september 2012

Opsummering af det 1. møde i Den Faglige Referencegruppe 2. september 2013, kl

Erfaringer med udpegning af robuste og sårbare landbrugsarealer fra Aquarius-projektet

Sådan kan vi måle lokalt i små og mellemstore vandløb

Muligheder for at vurdere effekter af klimaforandringer

Målinger af kvælstoftransport i vandløb med kendt teknik

Fremtidens landbrug i lyset af landbrugspakken

Kvælstofreduktionen fra rodzonen til kyst for Danmark

Nitratreduktion i geologisk heterogene

Notat om basisanalyse: Opgave 2.2 Stofbelastning (N, P) af søer og kystvande

Hyacints Perspektiver set fra to slutbrugere

Landovervågning AU AARHUS AU DCE - NATIONALT CENTER FOR MILJØ OG ENERGI. Gitte Blicher-Mathiesen, Anton Rasmussen & Jonas Rolighed UNIVERSITET

Beregning af afstrømningsnormaliseret belastningsniveau til vandområder

Sammenfatning. depositioner til de enkelte farvands- og landområder, kildefordeling og det danske bidrag til depositionen

Fastlæggelse af baggrundsbidraget af N og P i Danmark

Minivådområder En frivillig kollektiv indsats. Julie Rose Bang

September Miljø- og Fødevareudvalget L 68 endeligt svar på spørgsmål 62 Offentligt

Vurdering af klima ændringens konsekvenser for udvaskning af pesticider i lerområder ved brug af en oplandsskala hydrologisk model

Udvikling i udvalgte parametre i marine områder. Udvikling i transport af nitrat på målestationer

Præcisering af trendanalyser af den normaliserede totale og diffuse kvælstoftransport i perioden

Modelstrategien særlige faglige udfordringer for kystvande

Oversvømmelsesrisiko i et fremtidigt klima

Nye økonomiske incitamenter til lokalt samarbejde om reduktioner af kvælstoftabene til vandmiljøet

Skønnet økonomisk vurdering af sårbarhedsdifferentieret N-regulering Jacobsen, Brian H.

Grundvandskort, KFT projekt

Helhedsorienteret vandforvaltning Arbejdet med Vandområdeplaner

Emissionsbaseret regulering

Notat om modelmæssige og agronomiske problemstillinger ved retentionskortene

Ad. forudsætning 1) at opgørelsen af udviklingen i det samlede husdyrhold foretages for de enkelte oplande

Hydrologiske forhold i ådale og betydning for stoffer og processer

Størrelsen på den fremtidige vandressource

Hvilken betydning får resultaterne af drænvandsundersøgelsen?

Dokumentation Søoplande

MÅLINGER I DRÆN MÅLEMETODER, MÅLEHYPPIGHED OG MÅLESIKKERHED

Kvælstofkoncentrationen og algeproduktionen over året og betydningen for miljøtilstanden

Konference om videreudvikling af det faglige grundlag for de danske vandplaner. 28. september 2012

Transkript:

Minihøring, 18. november 2014, Scandinavian Congress Center, Århus Kvælstoffets vej til recipient erfaringer med kortlægning af retention Baggrund Metodik Konklusion GEUS og Aarhus Universitet (DCE og DCA) Seniorforsker, Anker Lajer Højberg, GEUS AARHUS UNIVERSITET

Baggrund NST Modelstrategiprojekt Implementering af modeller til brug for Vandforvaltningen Modelværktøjer til brug for vandforvaltningen, herunder vandplanlægningen og vandmiljøovervågningen Delprojekt Oplandsmodel til belastning og virkemidler Modelværktøj til beregning af N-transport og omsætning fra Jord til Fjord og effekt af virkemidler Nye N-reduktionskort Grundvand Overfladevand Samlet reduktion fra jord til fjord

Baggrund Rammer Projekt start: sommer 2013 Model og reduktionskort skal anvendes i 2. generations vandplaner Udgangspunkt i eksisterende værktøjer, der kun i begrænset omfang kan nås at videreudvikles Skal etableres på nuværende viden, ingen nye undersøgelser eller dataindsamling Deltagere Naturstyrelsen NaturErhverstyrelsen Miljøstyrelsen GEUS Århus Universitet, DCE, DCA

Kvælstoffets transportveje og omsætning Målinger af kvælstoftransport i vandløb Omsætning af kvælstof er bestemt af de samlede processer hele vejen fra jordoverfladen til endelige recipient Kan ikke måles direkte

Reduktion af kvælstof Input Udvaskning fra rodzone Andre kilder Reduktion/retention Grundvand Overfladevand Observeret kvælstoftransport i vandløb

Eksisterende retentionskort Beregnet nitrat udvaskning fra rodzonen indenfor målt opland Kvælstoftransporter i vandløb Retentionsprocent: kkkkkkkkkkkkkkkkk BBBBBBBB uuuuuuuuuu 100 % Nuværende opgave Underinddele målte oplande Forbedre estimat i umålte oplande

Fra vandopland til ID15 Underinddeling af reduktion i ID15 oplande indenfor målt opland Mest simple antage samme reduktion overalt Homogen model

Fra vandopland til ID15 Men Udvaskning varierer Afgrøder/gødskning Jordbund nedbør Aarhus Universitet

Fra vandopland til ID15 Men Udvaskning varierer Afgrøder/gødskning Jordbund nedbør Reduktion i undergrund varierer Geologiske forhold Redox forhold Aarhus Universitet

Fra vandopland til ID15 Men Behov for en model der kan interpolere Udvaskning og ekstrapolere varierer i forhold Afgrøder/gødskning til målte data og hvor der indbygges Jordbund effekt af de naturgivne nedbør variationer der har betydning Reduktion for omsætning i undergrund af kvælstof varierer Geologiske forhold Redox forhold Reduktion i overfladevand varierer afhængigt af antal og type af Vandløb Søer opholdstid Vådområde

Overordnet tilgang Udvikling af national model Inkluderer rumlige variationer, der har betydning for N- omsætning Tidsvarierende forhold Input data N-omsætning Kalibrering af model mod målinger i vandløb Udvikle model til bedst mulig overensstemmelse mellem beregnede og simulerede værdier Anvende model og rumlig data til interpolation og ekstrapolation Indenfor vandoplande (til ID15 oplande) Beskrivelse af N-transport og omsætning i umålte oplande

Oplandsmodel til belastning og virkemidler N-udvaskning NLES, statistisk model til beregning af udvaskning fra dyrkede arealer Koblet til data for dyrkning og gødskning Udviklet på baggrund af registeret dyrkning og målinger af udvaskning Typetal for øvrige arealer

Oplandsmodel til belastning og virkemidler Transport og reduktion grundvand National vandressource model (DKmodel) til beregning af strømninger (partikelbaner) kombineret med redoxgrænse Etableret på baggrund af ca. 13.000 observationer

Oplandsmodel til belastning og virkemidler Andre kilder Rensningsanlæg Industri Regnvandsbetinget overløb Spredt bebyggelse Atmosfærisk deposition Organisk kvælstof

Oplandsmodel til belastning og virkemidler Transport og retention overflade vand Statistiske modeller udviklet på basis af review af international modeller og data fra overvågning

Oplandsmodel til belastning og virkemidler Oplandsmodel Kobling af modelberegninger på oplandsniveau i GIS

Beregning af kvælstoftransport Deloplande med middel areal på 1500 ha udgør beregningsenhederne i oplandsmodellen (ID15) Oplandstørrelse med observationer Tilført kvælstof Rodzone efter reduktion i grundvand Andre kilder Reduktion af kvælstof Vandløb, søer, vådområder Routing ned gennem systemet Reduktion af kvælstof ned gennem overfladevandssystem Ingen differentiering indenfor ID15 opland Middel størrelse 1500 ha (mindste skala for resultat)

Beregninger Input data etableret for perioden 1990 2010 på ID15 niveau Beregning på månedsskridt For hver måned beregnes det samlede input og reduktion (klimaafhængigt) Model beregninger holdes op mod målinger ved kalibrering

Kalibreringsmetodik Der anvendes en national kalibrering Variationer i omsætning styres af de rumlige forskelle Betydning af de fysiske forhold (størrelsen af omsætningen) kalibreres nationalt Eksempel: RRd vvvvvvv = A KKKKKKKKKKKKKK(dddddddd, bbbbbb, oooooooooo) National kalibreringsparameter Nationale data (FOT vandløb) National kalibreringsparameter Bestemmes for kalibreringsopland Testes for valideringsoplande Kan overføres til umålte oplande og give samme præcision som fundet for valideringsoplande

Kalibrering/ validerings stationer 183 kalibreringsoplande ~ 50 små oplande (ID15 oplands skala eller mindre) 159 valideringsopland ~ 30 små oplande (ID15 oplands skala eller mindre) Ikke overlappende kalibrerings-/valideringsoplande

Input Udvaskning fra rodzone Andre kilder Kalibrering oplande Aarhus Universitet Nationale kalibreringsparametre sikre, at beregningerne kan overføres til umålte oplande og det er muligt at estimere usikkerheden på de umålte oplande Nationale kalibreringsparametre vil derimod ikke kunne fange regional/lokale variationer For målte oplande kan der foretages en lokal kalibrering Reduktion/retention Grundvand Overfladevand Observeret kvælstoftransport i vandløb Ensartet korrektion i alle ID15 oplande opstrøms målestation Kalibrering af reduktion Korrektion af reduktion Sikre overensstemmelse mellem målt og beregnet transport for perioden Målt: 10 Beregnet: 12 Overfladevandsreduktion 25 % 30 % 12 % 10 % 5 %

Samlet tilgang Aarhus Universitet NLES Database Input Udvaskning fra rodzone Andre kilder National kalibrering DK-model Reduktion i grundvand Strømningsveje Redoxgrænse Reduktion i overfladevand Vandløb Søer Vådområder Forbedring mulig? Ja Justering A*rumlig fordeling Vertikal placering af redoxgrænse Parametre for overfladevandsretention Observeret N-transport vandløb Regional kalibrering Nej Analyse af residualer Bias korrektion Korrektion til målinger Korrektion af umålte oplande Korrektion til målte oplande

Beregnet og målt udvikling i N- koncentrationer på landsplan

Eksempel på resultater Aarhus Universitet Vandføringer (mm) Oplandstab (kgn/ha) N-koncentrationer (mg/l)

Eksempel på resultater Aarhus Universitet Vandføringer (mm) Oplandstab (kgn/ha) N-koncentrationer (mg/l)

Reduktionskort FORELØBIG Eksempel Reduktionskort beregnes på basis af den samlede tilførte og reducerede mængde for perioden Afspejler en effektiv middel reduktion under nuværende forhold

Regner modellen rigtigt? Enhver tolkning af observationer sker på baggrund af en model Kan være simpel model i hovedet Ved komplekse systemer, med interaktion mellem forskellige processer, er der behov formaliserede beskrivelse af årsags virkning sammenhænge Model til retentionskortlægning bygger på den bedst tilgængelige viden og datagrundlag Internationalt review af koncept påpegede udfordringer, men ikke alternative løsninger i forhold til de anvendte Modeller er altid en forsimpling af naturen og vil derfor være behæftet med usikkerhed Men modeller giver mulighed for at kvantificere denne usikkerhed

Udfordringer Elementer der kan bidrage til usikkerhed Videnshuller (procesforståelse og beskrivelse heraf) Modelbeskrivelser Usikkerhed i observationer Heterogenitet, variationer i de naturlige forhold, der ikke er kendte Redoxgrænse N-udvaskning Geologi/strømning N-transport/omsætning terrænnært (dræn, lavbund, ådale etc.) Observationer N-omsætning overfladevande

Det er teknisk muligt at gennemføre beregninger på vilkårlig lille skala Usikkerhed generelt stigende med faldende arealstørrelse Usikkerhed og skala Aarhus Universitet Vi kan kun estimere usikkerheden på den skala hvorpå vi har observationer Skala for modelberegning identisk med mindste skala med observationsdata Usikkerhed på retention fra jord-til fjord estimeres ved sammenligning af målt og beregnet data

Konklusion Retentionskortene udvikles ved kombinering af målte kvælstoftransporter i vandløb og model Model nødvendig Samlet reduktion fra jord-til fjord kan ikke måles Tolkning af observationer Interpolation/ekstrapolation under hensyntagen til rumlig og tidslig variationer af forhold betydende for N-reduktion Model bygger på bedst tilgængelig viden og datagrundlag Fagligt niveau er state-of-the-art givet projektets rammebetingelser Kan vi blive klogere? Ja Stort fokus på problemstillingen i forskningsverdenen