Problemer med vandbalancer og mulige konsekvenser for beregning af nitratudvaskning



Relaterede dokumenter
DANISH METEOROLOGICAL INSTITUTE MINISTRY OF TRANSPORT TECHNICAL REPORT KLIMAGRID - DANMARK

DANISH METEOROLOGICAL INSTITUTE MINISTRY OF TRANSPORT TECHNICAL REPORT KLIMAGRID - DANMARK

Går jorden under? Sådan beregnes kvælstofudvaskningen

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

Vandbalance på mark- og oplandsskala

Grundvandskort, KFT projekt

Kapitel 7. Vandkredsløbets regionale variationer og klimainput til den nationale vandressourcemodel

National kvælstofmodel Oplandsmodel til belastning og virkemidler

Oplandsmodel værktøjer til brug for vandplanlægningen

Grundvandsressourcen *UXQGYDQGVSRWHQWLDOH

Teknisk rapport Tørkeindeks version metodebeskrivelse

Udvikling i landbrugets næringsstoftab og effekt på vandmiljøet

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

3. INTRODUKTION. Hans Jørgen Henriksen og Alex Sonnenborg, GEUS

Bag om drikkevandet. om året. I foråret blev resultatet af den nye opgørelse af drikkevandsressourcerne

Genberegning af modellen N-LES

Grundvandsressourcen. Nettonedbør

Grundvandsstand i et fremtidigt varmere og vådere klima

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

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

Sammenfatning. 6.1 Udledninger til vandmiljøet

Nitrat retentionskortlægningen

Fastlæggelse af baggrundsbidraget af N og P i Danmark

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

Fremtidige landvindinger og oversvømmelser i Danmark som følge af klimaændringer. Torben O. Sonnenborg Hydrologisk afdeling, GEUS

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

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

Forhold af betydning for den til rådighed værende grundvandsressource Seniorrådgiver Susie Mielby Seniorrådgiver Hans Jørgen Henriksen

Fra vandføring til grundvandsoplandets areal og transport af opløste stoffer i Naturgeografi

Fremtidige klimaudfordringer i Ringkøbing-Skjern Kommune

SÅRBARHED HVAD ER DET?

Hydrologisk modellering af landovervågningsoplandet Lillebæk

Totale kvælstofbalancer på landsplan

Nitratudvaskning fra skove

CLIWAT. Klimaændringernes effekt på grundvandet. Interreg project

Ny viden til forbedring af retentionskortlægningen

Risikovurdering af punktkilder Koncept, data og beregningsmetoder

Titel: Hydrometriske stationer, Korrelationsberegning, QQ-station

Kristoffer Piil Temamøde om nitratudvaskning, Aalborg d. 18/3-15 DRÆNMÅLINGER HVAD FORTÆLLER DRÆNMÅLINGER, OG HVAD KAN DE BRUGES TIL?

ER VEJSALT EN TRUSSEL MOD GRUNDVANDET?

Kornudbytter og høstet kvælstof - udvikling i perioden

Erfaringer med brugen af DK-model Sjælland til udvikling af kommunemodel ved Næstved m.m.

KIMONO Modellering af klimaændringer og hydrologiske effekter på Horsens by.

AARHUS UNIVERSITET. NaturErhvervstyrelsen

Kvælstoffets vej til recipient erfaringer med kortlægning af retention

TEST AF DK-MODELLENS RODZONEMODUL

Kapitel 9 SAMMENFATNING AF BEHOV FOR VI- DEN, OVERVÅGNING OG DATAADGANG

På vej mod en landsdækkende nitratmodel

Transkript:

Problemer med vandbalancer og mulige konsekvenser for beregning af nitratudvaskning Diskussionsoplæg 17. august 2001 Jens Christian Refsgaard, forskningsprofessor GEUS Søren Hansen, lektor Institut for Jordbrugsvidenskab KVL Hans Jørgen Henriksen, seniorrådgiver GEUS

Indledning - baggrund Flere af hinanden uafhængige undersøgelser viser, at vi med de nyeste officielle data for nedbør og potentiel fordampning fra DMI, som senest er blevet revideret med nyt beregningsgrundlag i 1998, ikke kan opnå konsistens i vandbalancetallene i Danmark. DMU har i forbindelse med rapporteringen af afstrømningsforholdene i danske vandløb (Ovesen et al., 2000) konstateret, at vandbalancen under danske forhold tilsyneladende kun stemmer hvis fordampningen er af samme størrelsesorden som den såkaldte potentielle fordampning. GEUS har under arbejdet med opstilling af den nationale vandressource model (DK modellen) i foråret 2001 konstateret, at der med de givne inputdata for nedbør og fordampning simuleres vandløbsafstrømninger, som er af størrelsesorden 5 30 % højere end de målte afstrømninger. Sideløbende hermed har GEUS som forberedelse til et PhD projekt omkring nitratmodellering på oplandsskala, som startede i samarbejde med KVL den 1. august 2001, undersøgt det eksisterende talmateriale vedrørende vand- og nitratbalance i de fem landovervågningsoplande (LOOP). Konklusionen heraf har været, at der laves signifikante og ensidige fejl ved den hidtidige opgørelse af såvel vand- som nitratbalancer i LOOP områderne, samt at dette kan have konsekvenser for skønnene af nitratudvaskning på landsplan. På denne baggrund har vi udarbejdet dette faglige notat med vores foreløbige analyser og konklusioner. Vi mener det er nødvendigt at fagfolk fra såvel de berørte sektorforskningsinstitioner (GEUS, DMU, DJF og DMI) som universiteter sætter sig sammen og når til enighed om hvad præcist problemerne er samt hvordan de gennem nye undersøgelser kan løses. Nærværende notat skal ses som et oplæg til en bred faglig diskussion i forsknings- og vandressourceforvaltningskredse. Metoder og inputdata til opgørelse af vandbalance et resume Vandbalancen i et opland kan udtrykkes ved vandbalanceligningen: N = E a + Q o + Q u + P + S hvor N = nedbør E a = aktuel fordampning Q o = den afstrømning, der kan måles i vandløbene Q u = underjordisk afstrømning, dvs den mængde der direkte via grundvandet løber til et naboopland eller til havet P = oppumpning til vandindvinding S = magasinændring, som ofte kan sættes lig nul, hvis balancen beregnes for en periode på flere år 2

Selv om vandbalanceligningen i princippet er meget simpel, er en korrekt opgørelse af de enkelte størrelser i praksis behæftet med betydelig usikkerhed. Det skyldes dels, at der er store usikkerheder på målinger af nedbør og fordampning og dels, at disse målinger oftest er punktmålinger, som efterfølgende skal opskaleres til oplandsskala. Vandbalancen blev første gang opgjort på landsplan af Forureningsrådet (1971). Her blev P og Q u anset for at være negligible og E a blev på amtsbasis skønnet som differencen mellem den målte nedbør og den målte afstrømning. Siden da er Danmarks Meteorologiske Institut (DMI) blevet opmærksom på, at den nedbør, der måles i DMI s stationsnet undervurderer nedbøren ved jordoverfladen. DMI anbefalede derfor i 1979, at den målte nedbør korrigeres med faktorer, som i årsgennemsnit på landsplan øgede nedbøren med ca. 16% (Madsen and Allerup, 1979). I 1998 udsendte DMI nye standardværdier af nedbørskorrektioner (DMI, 1998). De nye korrektionsfaktorer er på årsbasis ca. 5% større end de gamle værdier. Samtidig med ændringerne i det bedste skøn på nedbøren har der været anvendt flere forskellige metoder til at skønne den såkaldte potentielle fordampning, E p, som kan opfattes som den klimamæssigt set maksimale fordampning. Den virkelige fordampning, E a, er mindre end E p i situationer, hvor der mangler vand eller hvor bladene på vegetationen ikke er fuldt udviklede. E p kan skønnes på mange forskellige måder. De to metoder, der hidtil har været anbefalet af Danmarks Jordbrugsforskning (DJF), er Makkink s formel (Makkink, 1957; Hansen 1984) og en modificeret Penman formel, AJMET_EP (Mikkelsen og Olesen, 1991). En sammenligning af de to metoder viser, at Makkink ved visse af DJF s forsøgsstationer giver signifikant højere værdier (op til 100 mm/år) end AJMET_EP (Detlefsen og Plauborg, 2001). Årsagen til denne store forskel mellem de to metoder er diskuteret af Detlefsen og Plauborg (2001), der anbefaler, at alene Makkink formlen benyttes til estimering af E p. Makkink benytter færre målte klimaelementer og er mere robust. Sammenligninger af E p værdier på månedsbasis beregnet med henholdsvis Makkink og AJMET_EP med Danmarks længste og bedste tidsserie af fordampningsmålinger på KVL s Klima- og Vandbalancestation i Højbakkegård ved Taastrup viser, at begge metoder stemmer godt overens med måledata, og at selv Makkink formentlig giver en lille undervurdering af E p. Efter Forureningsrådets landsopgørelse i 1971 er vandbalancerne blevet opgjort i enkelte større oplande, hvor de er blevet testet mod data for vandløbsafstrømning og i nogle tilfælde også mod jordfugtighedsdata og hermed indirekte mod målte E a værdier (fx Refsgaard, 1981). En oversigt over hovedtal fra disse undersøgelser er givet i Rasmussen et al. (1995). Fælles for disse undersøgelser er, at det er lykkedes at få vandbalancen afstemt på en tilsyneladende konsistent måde. Disse undersøgelser var hovedsageligt baseret på fordampningsberegninger, der som grundlag havde E p værdier på niveau med Makkink eller højere. En hovedårsag til, at der er problemer med at få vandbalancerne til at passe med de nyeste tal, mens det tilsyneladende var muligt tidligere, er, at nedbørskorrektion er blevet øget med 5%, samtidig med at E p skønnene er blevet reduceret betydeligt ved overgangen fra Makkink til AJMET_EP. 3

Vandbalancer på landsplan DK-model GEUS har under arbejdet med opstilling af den nationale vandressource model (DKmodellen) i foråret 2001 konstateret, at der med de givne inputdata for nedbør og fordampning simuleres vandløbsafstrømninger, som er signifikant større end den målte afstrømning. Validering af DK-modellen for Sjælland indikerer således, at nettonedbøren her for perioden 1991-96 er overvurderet med ca. 30 %, når der anvendes data fra det nye 40x40 km klimadatasæt fra DMI. For Sønderjylland viser foreløbige resultater fra DK-modellen, at der er tale om en noget mindre overestimering, idet der her simuleres afstrømninger, som er 5-10 % større end de målte værdier (Henriksen et al., 2001). Resultater fra øvrige dele af landet foreligger endnu ikke. Det ser ud til, at der er tale om en overestimering af nettonedbøren, med en betydelig geografisk variation. Vandbalancer og nitratudvaskning i LOOP I de årlige rapporter fra landovervågningen er der angivet data for nedbør, fordampning afstrømning, og nitratudvaskning. Den seneste LOOP rapport (Grant et al., 2000) indeholder nogle forstyrrende skrivefejl i tallene for nedbør og afstrømning. Tabel 1 indeholder ifølge DMU (Grant, 2001) de korrekte hovedtal for nedbør, fordampning og afstrømning, således som de er opgjort og danner grundlag for det efterfølgende skøn for N-udvaskning. Tabel 1. Nedbør, fordampning og vandafstrømning fra rodzonen ved stationsmarkerne i Landovervågningen i perioden 1990/91 1998/99 (mm/år). Nedbøren er korrigeret til jordoverfladen med DMI s nye nedbørskorrektioner. Lerjordsoplande Sandjordsoplande Storstrøm Fyn Vejle/Århus Nordjyll. Sønderjyll. LOOP1 LOOP4 LOOP3 LOOP2 LOOP6 Nedbør, N 709 855 918 779 1039 4 Fordampning E 1 a 450 443 402 350 398 Fordampning, E 2 p 547 534 488 492 476 Percolation rodzone, N E a 259 412 516 429 641 Merfordampning pga skov og vådområder 32 0 16 13 21 Vandløbsafst. målt i LOOP 168 243 276 203 453 3 Vandløbsafst. Ovesen, Q ovesen 175 300 425 4 325 325 Vandbalance: N E a Q ovesen 84 112 91 104 316/188 5 1 Aktuel fordampning beregnet for marker med jordvandsstationer 2 Potentiel fordampning beregnet af DJF (Makkink for nogle år og modificeret Penman i de resterende år) 3 Vandløbsafstrømningen for den nærmeste region tilhørende de enkelte LOOP, aflæst på kort B Middelafstrømning i Ovesen et al. (2000) 4 Incl. gns. 33 mm vanding pr. år 5 Det sidste tal er N E a målt vandløbsafstrømning i LOOP Den angivne percolation i Tabel 1 er den afstrømning, der forlader rodzonen. Den er fremkommet ved at fratrække den beregnede E a fra den målte og korrigerede nedbør. Perkolationen ses at være meget større end den vandløbsafstrømning, der er målt i oplandet. Vandbalanceopgørelser på så små oplande som LOOP områderne (få km 2 ) er imidlertid meget usikre, fordi den underjordiske afstrømning, Q u, kan være ganske betydelig. Derfor er den 4

skønnede percolation fra rodzonen i stedet sammenholdt med den målte vandløbsafstrømning for større oplande (Ovesen et al., 2000) i nærheden af LOOP områderne. Erfaringer fra DKmodellen og fra tidligere grundvandsundersøgelser (Rasmussen et al., 1995) tyder på at Q u fra større oplande højst kan være af størrelsesorden 10 mm/år. Fra tabellen kan der drages følgende konklusioner med hensyn til de opgjorte vandbalancer: Vandbalancetallene for de fire af områderne viser det samme mønster, mens LOOP 6 adskiller sig ved et markant højere vandbalanceoverskud. Fordampningstallene er for små i forhold til almindelig hydrologisk forskningserfaring, fx studierne i Refsgaard (1981) og Storm et al. (1990) hvor vandbalancerne er kontrolleret mod afstrømningsdata på oplandsskala. Det er meget tydeligt for LOOP 3, LOOP 2 og LOOP 6, og er formentlig også, men i mindre grad, tilfældet for de øvrige to oplande. Vandbalancen i nederste linie i Tabel 1 viser, at de skønnede percolationer fra rodzonen ligger i størrelsesorden 100 mm/år højere end de målte vandløbsafstrømninger. Selvom der tages hensyn til, at LOOP områderne også indeholder skove og vådområder, hvor fordampningen kan forventes at være større end fra landbrugsafgrøder, og at Q u kan være op til 10 mm/år, kan det langt fra forklare overskuddet på de ca 100 mm/år. Vandbalanceoverskuddet minus merfordampningen fra skov- og vådområder minus et Q u led på 10 mm/år giver som gennemsnit for de fem oplande (når det laveste tal fra LOOP 6 benyttes) 90 mm/år, hvillket svarer til 29% af den målte vandløbsafstrømning, Q ovesen, i regionen. Vi kan således konkludere, at den beregnede percolation fra rodzonen er overvurderet med tal, der varierer fra område til område, men som i gennemsnit formentlig er af størrelsesorden 30 %. N-udvaskningen fra LOOP områderne er opgjort ved at multiplicere en målt N-koncentration i bunden af rodzonen med en beregnet percolation ud af rodzonen. Det betyder, at en overvurdering af percolationen slår direkte igennem i form af en overvurdering af N- udvaskningen fra rodzonen. For at opnå en kvantitativ fornemmelse af i hvilket omfang en forøget percolation giver anledning til en forøget N-udvaskning kan man fx. sammenligne de beregnede N- udvaskninger i LOOP rapporterne fra 1998 og 2000, hvor der er benyttet henholdsvis gamle og nye nedbørskorrektioner fra DMI. Resultaterne heraf fremgår af Tabel 2. Tallene i Grant et al. (2000) indeholder nogle forstyrrende skrivefejl, hvorfor tallene i Tabel 2 stammer fra Grant (2001). Af tabellen fremgår, at en 5-6% øgning af nedbøren resulterer i en forøgelse af den beregnede percolation på mellem 7% og 24% og i en forøgelse af den beregnede N-udvaskning på mellem 6% og 23%. Med de beregningsmetoder der benyttes vil en forøgelse af percolationen fra rodzonen altså resultere i en procentvis tilnærmelsesvis lige så stor forøgelse af den beregnede N-udvaskning. Dvs. at en en konklusion om, at percolationen i LOOP områderne er overvurderet i størrelsesorden 30% logisk vil medføre, at den beregnede N-udvaskning er overvurderet i samme størrelsesorden. 5

Tabel 2 Sammenstillinger af tal fra LOOP rapporterne 1998 og 2000. De gamle tal er fra Grant et al. (1998) og de nye tal er fra Grant et al. (2000). Alle tallene er gennemsnitstal for perioden 1990/91-1996/97. Lerjordsoplande Sandjordsoplande Storstrøm Fyn Vejle/Århus Nordjylland Sønderjyl. LOOP 1 LOOP 4 LOOP 3 LOOP 2 LOOP 6 Nedbør - gamle tal 677 803 861 689 903 - nye tal 705 848 907 726 944 - nye tal/gamle tal 1,05 1,06 1,05 1,05 1,05 Percolation/afstrømning - gamle tal 211 358 458 317 550 - nye tal 241 401 506 392 590 - nye tal/gamle tal 1,15 1,12 1,10 1,24 1,07 N-udvaskning - gamle tal 35 60 108 105 140 - nye tal 39 68 118 130 148 - nye tal/gamle tal 1,11 1,13 1,09 1,23 1,06 Mulige konsekvenser for N-LES Den beregningsmetode, der i dag benyttes mest til at skønne N-udvaskningen i Danmark er den multiple regressionsmodel N-LES (Simmelsgaard et al., 2000). Den benyttes både som grundlag for opgørelse af N-udvaskning på landsplan og som grundlag for at skønne N- udvaskningen på bedriftsniveau i forbindelse med de VVM vurderinger, der skal gennemføres, når landbrug søger om tilladelse til at udvide husdyrbrugsproduktionen. Datagrundlaget for N-LES fremgår af Tabel 3 i Simmelsgaard et al. (2000). Af de 600 datasæt stammer de 40% fra LOOP udvaskning. De resterende udgøres af to forskellige DJF datasæt. LOOP datasættet er behæftet med vandbalanceproblemer og for høje skøn på N-udvaskning, jfr. ovenfor. Eftersom de LOOP tal, der er blevet anvendt i N-LES, er med de gamle DMI nedbørskorrektioner, er afstrømningen ikke overvurderet så meget som i Grant et al. (2000), men dog meget betydeligt. Det kan bemærkes, at afstrømningstallene i de to DJF datasæt er større end i DMU datasættet, således at gennemsnitsafstrømningen for de 600 datasæt er 466 mm/år, hvilket er 47 % højere end den gennemsnitlige målte afstrømning på landsplan på 318 mm/år (Ovesen et al., 2000). Nu er de 600 datasæt næppe repræsentative for hele landet mht beliggenhed (nedbør, klima, jordtyper, afgrøder mv), men forskellen på 47% virker alt for stor til at kunne forklare det. Det betyder, at N-LES tilsyneladende er blevet kalibreret til at "sigte for højt", og at den som vi skal forklare nedenfor derfor vil give for høje værdier for N-udvaskning, såfremt den forsynes med de korrekte inputdata. Konsekvenserne af denne fejl i N-LES vil i praksis afhænge af hvordan, og med hvilket datagrundlag, N-LES benyttes. En central faktor i forståelsen heraf er den relation mellem percolationen og N-udvaskningen, der er indbygget i N-LES. N-udvaskningens afhængighed af percolationen er givet ved faktoren (1-exp -0.0473A ), hvor A er percolationen/afstrømningen i 6

mm/år. Denne ikke-lineære sammenhæng er vist på Figur 1. Forskellen på den lineære (1:1) sammenhæng mellem percolation og N-udvaskning i de "målte" LOOP data og den ikkelineære sammenhæng i N-LES er vigtig. Hvis vi laver det tankeeksperiment, at den sande percolation er overestimeret med 25 % og den sande N-udvaskning derfor også er overestimeret med 25%, så vil N-LES for en percolation, der er overestimeret med 25% (kalibrerings-datasættet) selvfølgelig give en N-udvaskning på +25 %, hvorimod N-LES for den sande percolation ikke vil give +0% men ca. +8%. Dvs. at en kalibrering af N-LES mod for høje (percolations, N-udvasknings) værdier i de grundlæggende datasæt vil skævvride modellen, så den giver for høje N-udvaskningstal, når den fodres med den korrekte percolation. Figur 1 Sammenhængen mellem percolationen/afstrømningen og N-udvaskningen i N-LES. Figur 15 fra Simmelsgaard et al. (2000) De mulige konsekvenser heraf for de typer anvendelser, hvor N-LES benyttes, er følgende: N-LES benyttes af DMU til at vurdere hvorledes N-udvaskningen varierer fra år til år. Det sker ved at benytte N-LES på de fem LOOP områder og herefter se hvor store ændringerne er fra år til år. Ved en sådan anvendelse er det ikke de absolutte tal, men de relative ændringer fra år til år, der er afgørende. Her vil der være en fejl som følge af at kurverne i Figur 1 er krumme og ikke lineære, men den fejl vil ikke være særlig stor. N-LES benyttes til at estimere N-udvaskningen på landsplan, fx i Kyllingbæk et al. (2000). Grundlaget for denne beregning er percolationer, som er beregnede med Daisy på baggrund af gamle nedbørskorrektioner og Makkink værdier for potentiel fordampning, dvs med data, hvor percolationen må formodes ikke at være så meget overvurderede som i det datagrundlag, der ligger bag N-LES. I en sådan situation vil N-LES overvurdere udvaskningen, som beskrevet ovenfor. Det kan bemærkes at N-LES konsekvent giver ca 5% højere tal end N-udvaskninger fra Daisy for perioden 84/85 00/01 (Tabel 4.4 i Kyllingbæk et al., 2000). 7

N-LES benyttes i forbindelse med VVM vurderinger til at vurdere N-udvaskningen på bedriftsniveau og herudfra beregne N-koncentrationen i det vand, der perkolerer fra rodzonen mod grundvandet. I sådanne tilfælde vil N-LES, såfremt den anvendes med de høje percolationstal som inputdata, give for store N-udvaskninger målt i kg N/ha/år. Såfremt percolationen og N-udvaskningen begge er overvurderet med samme størrelsesorden som i LOOP områderne (30%) vil den resulterende N-koncentration blive korrekt, fordi både N-udvaskningen og percolationen er overvurderet med samme %-sats. Såfremt N-LES derimod benyttes med de korrekte tal for percolationen vil den resulterende N-udvaskning være overstimeret med 5-10 % og N-koncentrationerne tilsvarende. Konsekvenser for vandmiljøet Det skal bemærkes, at de konklusioner der drages i nærværende notat omkring vandbalance og nitratudvaskning ingen konsekvenser har for tilstanden i vandmiljøet. Vi har ingen grund til at betvivle målinger eller beregninger af nitratindholdet i grundvand eller vandløb. Hvis man betragter den nitratbalance, der er opgjort for LOOP områderne i Grant et al. (2000), jfr Figur 2, så er den "eneste" konsekvens af vores konklusioner, at udvaskningstallene på 138 kg N/ha/år og 74 kg N/ha/år for henholdsvis sand- og lerjordsoplande er overvurderede. Fra Figur 2 ses, at selv om skønnene for udvaskningstallene nedsættes med fx 30 %, så vil disse tal stadig være markant højere end de nitratmængder, der genfindes i vandløbssystemet (henholdsvis 11 kg N/ha/år og 26 kg N/h/år). Det betyder blot, at skønnet for de nitratmængder, der forsvinder som følge af nitratreduktion i undergrunden, skal reduceres tilsvarende. Figur 2 Kvælstofkredsløbet i LOOP områderne. Figur 9.1 fra Grant et al. (2000) 8

En vurdering af årlig kvælstofudvaskning fra rodzonen på et videnskabeligt sikkert grundlag med identifikation af en mulig ændring som følge af Vandmiljøplanen er vanskelig eller umulig, fordi datagrundlaget indeholder store klimatisk betingede naturlige variationer, der i denne sammenhæng optræder som støjkilde. Modeller, som kan beregne den tidslige variation af nitratudvaskningen på baggrund af klimadata og landbrugspraksis, kan hjælpe med at reducere denne naturlige støjkilde, således at signalet (effekten af Vandmiljøplanen) optræder tydeligere og derfor lettere kan identificeres. Der er således ingen tvivl om, at en kombineret anvendelse af dynamiske modeller og overvågningsdata vil være den eneste måde at udnytte hele den værdifulde information, der gemmer sig bag dataene i NOVA2003. Det vil på sigt formentlig være den eneste måde hvorpå der kan gives entydigt svar på i hvor stor udstrækning Vandmiljøplanen har virket (Henriksen, 2001). Konklusioner Der er problemer med den opgørelse af vandbalancerne for danske forhold. Der er ikke konsistens mellem måletal og teorier for nedbør, fordampning og vandløbsafstrømning, når det opgøres på oplandsbasis. Vi kan ikke med det nuværende vidensniveau med sikkerhed vide hvad de korrekte tal for de enkelte led i vandbalancen er. Der er derfor et stort og akut behov for at få etableret et forbedret vidensgrundlag omkring vandbalanceforhold. Et sådant forbedret vidensgrundlag kan kun tilvejebringes via et tværgående forskningsprogram med deltagelse af de relevante forskningsinstitutioner og universiteter. Afstrømningen/percolationen fra rodzonen i LOOP områderne er overvurderet i de hidtidige opgørelser. Percolationen er formentlig af størrelsesorden 20-40 % mindre end angivet i Grant et al. (2000). En direkte konsekvens heraf er, at N-udvaskningen i LOOP områderne også er overvurderet med 20-40 %. Den empiriske beregningsmodel, N-LES (Simmelsgaard et al., 2000), der oftest benyttes til at skønne N-udvaskning i vandmiljøforvaltnings sammenhæng i Danmark, er kalibreret på et datagrundlag, som tilsyneladende indeholder for høje tal for N-udvaskning. Hvis det er korrekt, giver N-LES for høje tal for N-udvaskningen på landsplan, ligesom den i nogle tilfælde kan give for høje tal for N-udvaskningen på bedriftsniveau, når den benyttes i VVM sammenhæng. Fejlen er sandsynligvis betydelig, men kan ikke vurderes sikkert på nærværende grundlag. Vidensgrundlaget om N-balancen på oplandsskala er yderst mangelfuld. Derfor kan sammenhængen mellem N-udvaskningen fra rodzonen og N-forholdene i vandmiljøet i dag ikke forklares kvantitativt med det resultat, at effekten af vandmiljøplanen på vandmiljøet kun kan forudsiges med betydelig usikkerhed. Der er behov for i højere grad at betragte sammenhængen mellem de forskellige delelementer af hele N-kredsløbet. GEUS har påbegyndt dette arbejde i form af et netop iværksat PhD projekt, som gennemføres i samarbejde med KVL. Den langsigtede strategiske målsætning herfor er en forbedret beskrivelse af effekten af N-udvaskning på vandmiljøet på oplandsskala via implementering af N-kredsløbs beskrivelser i DK-modellen. 9

Referencer Detlefsen, N., K. og Plauborg, F. (2001). Revurdering af metoder til beregning af potentiel fordampning. DJF-Rapport (under granskning). DMI (1998) Standardværdier (1961-96) af nedbørskorrektioner. Teknisk Rapport 98-10. Danmarks Meteorologiske Institut. Forureningsrådet (1971) Vandressource. Publikation nr. 14. Grant, R. (2001) Personlig kommunikation. Grant, R., I. Paulsen, H.E. Andersen, A.R. Laubel, J.O. Jørgensen, P.G. Jensen, M. Pedersen og P. Rasmussen (1999) Landovervågningsoplande 1998 NOVA 2003. Faglig rapport fra DMU, nr. 293. Grant, R., G. Blicher-Mathiesen, J.O. Jørgensen, B. Kloppenborg-Skrumsager, B. Kronvang, P.G. Jensen, M. Pedersen og P. Rasmussen (2000) Landovervågningsoplande 1999 NOVA 2003. Faglig rapport fra DMU, nr. 334. Hansen, S. (1984). Estimation of Potential and Actual Evapotranspiration. Nordic Hydrology 15, 205-212. Henriksen, H.J. (2001) Hvornår kan man forvente at kunne se en effekt af Vandmiljøplanerne i grundvand og overfladevand. ATV møde. Vintermøde om grundvandsforurening. Vingstedcentret, 7.-8. marts, 2001. Henriksen, H.J. Troldborg, L., Nyegaard, P. og J.C. Refsgaard (2001) Construction of a national hydrological model for Denmark Exemplified for the isle of Zealand (submittet til GEUS tidsskrift: Rodia, august 2001) Kyllingbæk, A., C.D. Børgesen, J.M. Andersen, H.D. Poulsen, C.F. Børsting, F.P. Vinther, T. Heidmann, V. Jørgensen, S.E. Simmelsgaard, J. Nielsen, B.T. Christensen, R. Grant og G. Blicher- Mathiesen (2000) Kvælstofbalancer i dansk landbrug. Mark og staldbalancer. Rapport fra DJF og DMU, December 2000. Madsen, H. og P. Allerup (1979) Accuracy of point precipitation measurements. Danish Meteorological Institute. Climatological papers no 5. Makkink, G.F. (1957): Ekzameno de la formula de Penman. Neth. J. Agric. Sci. 5: 290-305 Mikkelsen, H.E. og J.E. Olesen (1991) Sammenligning af metoder til bestemmelse af potentiel vandfordampning. Tidsskrift for Planteavls Specialserie. Beretning S1257. Statens Planteavlsforsøg. Ovesen, N.B., H.L. Iversen, S.E. Larsen, D.-I. Müller-Wohlfeil, L.M. Svendsen, A.S. Blicher og P.M. Jensen (2000) Afstrømningsforhold i danske vandløb. Faglig rapport fra DMU, nr. 340. Rasmussen, P., H.J. Henriksen, P. Nyegaard, N. Kelstrup, V. Søndergaard, M. Hundahl og R. Thomsen (1995) Klassificering af grundvandsressourcen. Projekt om jord og grundvand fra Miljøstyrelsen Nr. 6. Refsgaard, J.C. (1981) The surface water component of an integrated hydrological model. SUSÅ Rapport H12. Dansk Komite for Hydrologi, Miljøstyrelsen. Simmelsgaard, S.E., K. Kristensen, H.E. Andersen, R. Grant, J.Ø. Jørgensen og H.S. Østergaard (2000) Empirisk model til beregning af kvælstofudvaskning fra rodzonen N-LES Nitrate Leaching Estimator. DJF rapport Markbrug nr. 32. Storm, B., M. Styczen og T. Clausen (1990) Regional model for næringssaltransport og omsætning. NPO forskning fra Miljøstyrelsen, nr. B15. 10