Protokoll F Vattendrag i finkorniga sediment

Transkript

1 Protokoll F Vattendrag i finkorniga sediment

2 Bakgrund Har sitt ursprung från tankar inom Kompetensnätverket kring fysisk påverkan, grupp B: Hydromorfologi analys, strategi och inventering (Jakob Bergengren, Katarina Vartia, Marie Eriksson, Johan Kling, Jonas Svensson) Del i ett projekt kring Åtgärdsstrategi för fysisk påverkan finansierat av Vattenmyndigheten, Västerhavets vattendistrikt hos Länsstyrelsen i Hallands län Utgått från ett behov att beskriva jordbruksåar i finkorniga sediment så att samband mellan ekologi och påverkanskällor kan fastställas samt att rätt åtgärd kan sättas in på rätt plats

3 Varför ersätta A protokollet? Vattendrag i finkorniga vattendrag är ofta stabila i naturtillstånd. När de påverkas fysiskt blir de ofta instabila i hela systemet, inte bara lokalt Påverkan mer än direkt påverkan såsom dammar, rensningar m.m. Förändras ofta långsamt vilket gör det svårt för ett otränat öga att observera den fysiska påverkan Ekologin ofta helt annorlunda jämfört med skogsvattendragen, styrs av mer av sedimentprocesserna Samspelet mellan landmiljöerna och vattenmiljöerna är tätt sammankopplade genom svämplanen.

4 Syftet med F protokollet Beskriv de biotoper som förekommer inom vattendraget samt de terrestra miljöer som är beroende av vattnet i vattendraget. Öka förståelsen för hur olika former av påverkanskällor ger kort och långsiktiga konsekvenser på vattendraget som system Utgöra grund för att förstå vattendraget som system för att kunna sätta in rätt åtgärd på rätt plats Insamla information om de fysiska tillståndet och processerna i vattendraget så att dessa kan korreleras med miljöövervakningsdata samt data för bedömning av ekologisk status

5

6 När ska man använda F istället för A? Riktlinje Vattendraget rinner genom jordarter finare än sand även om bottensubstratet är grövre. Det finns ett tydligt svämplan runt vattendraget Erosion, deposition samt transport av sediment är viktiga processer som styr ekosystemet Vattendraget rinner genom jordbruksmark Vattendraget meandrar Vattendraget rinner genom torvjordarter Obs. Vattendraget kan hysa små strömsträckor även om det i huvudsak platsar under F protokollet.

7 Hur ser ett typiskt F vattendrag ut?

8

9

10

11

12

13 Avgränsa ett segment Förändring av vattendragstyp, Förändring av vattendragets planform från en typ till en annan enligt Bilaga: Planform Fysisk påverkan som har förändrat vattendragets morfologi på ett betydande sätt Storskalig förändring från en jordartsklass till en annan, t.ex. övergång från vattendrag med grus och sten till ett finkornigt vattendrag, övergång från ett vattendrag i ravinlandskap till ett vattendrag i lera utan tydlig dalgång. Förekomst av strömsträckor längre än dubbla vattendragets bredd

14 Rosgen klassificering

15

16 Avgränsa en rinnsträcka Kortare strömsträckor i ett segment, men en längd kortare än 2 ggr fårans bredd. När morfologin förändras betydligt inom samma vattendragstyp. När fysisk påverkan har ändrat karaktären men inte planformen. Om vegetationen längs fårans kanter ändras på ett betydande sätt. Om markanvändningen på svämplanet ändras Förändring i bottensubstrat.

17 Avgränsa en rinnsträcka Kortare strömsträckor i ett segment, men en längd kortare än 2 ggr fårans bredd. När morfologin förändras betydligt inom samma vattendragstyp. När fysisk påverkan har ändrat karaktären men inte planformen. Om vegetationen längs fårans kanter ändras på ett betydande sätt. Om markanvändningen på svämplanet ändras Förändring i bottensubstrat.

18 Bra hjälpmedel!

19 Beskrivning av planform Planform 2.1 Lateral aktivitet 2.3 Leveer 2.5 Typ av planform Ingen, stabil fåra Inga tecken på levéer Meander radie, fas 1 (m) Meanderförflyttning nedströms Levéer med genombrott Meandervåglängd, fas 1 (m) Ökande amplitud Tydliga, Vänster kant Meanderradie fas 2 (m) Meanderförflyttning, avskärning Tydliga, Höger kant Meanderradie, fas 2 (m) Ojämn erosion Båda sidor av fåran Fårans läge (V,M,H) Avulsion Invallning 2.6 Rätning 2.2 Småvatten anslutna till fåran 2.4 Invallning vänster sida Andel rätning (m/m) Selsjöar Invallning höger sida Ålder rätning (år) Lagunsjöar Höjd invallning (m)

20 Planform Hur vattendraget ser ut rakt ovanifrån Beskrivs bäst genom att studera kartor och flygbilder Avgränsar segment Analyseras bäst i GIS eller flygbilder Säger mycket om relationen mellan vattendragets utseende, jordarterna och hydrologin Sätt att identifiera fysisk påverkan (rätningar, kanaliseringar m.m.)

21 O1: Rak fåra till svagt sinusformad A1: Meandring, enkel fas, jämn bredd på fåran G: Meandring, tvåfasfåra, jämn bredd. J: Meandring, enkel fas, tvingad meandring I: Meandring, komplex med fåror, oregelbunden meandring. D: Meandring, enkel fas, bredare i kurvorna, rikligt med genombrott.

22 Lateral aktivitet Beskriver om vattendraget, framförallt meandrande vattendrag vill förflytta sig i sidled. Meandrande vattendrag vill nästan alltid flytta meanderbågarna nedströms Ger information om storskaliga förändringar i systemet Avulsion = naturlig genomskärning av meanderbågar Jämför med historiska kartor!

23 Lateral aktivitet

24 Småvatten anslutna till fåran Viktiga miljöer i ett vattendrag där grundvatten och ytvatten möts Uppväxtområden för många organismer Rester av tidigare miljöer Selsjöar = ett utlopp och ett inlopp Lagunsjö = gemensamt in och utlopp

25 Leveer Låga ryggar längs vattendrag som bildats naturligt. Ej invallning! Har en brant sida mot fåran och en flack sida mot Sand och grus närmast fåran och allt finkornigare längre ut mot svämplanet Varviga sediment med organiska skikt emellan Bildas enbart i samband med översvämningar! God indikator på översvämningsrisk Torra områden i annars blöta miljöer ofta bevuxna med träd.

26 Relation mellan fåran och dalgången Terrasser 1.1 Deposition på svämplan och fårans kanter 1.2 Skräpnivå 1.4 Inga tydliga terrasser Inga tecken på deposition Saknas Ojämn övergång till äldre terrass Små fläckar med finsand på kanter Förekommer Fragmentariskt med äldre terrasser Kontinuerlig förekomst av äldre terras på ena sidan Kont. förekomst av terrass på båda sidor Deposition längs långa sträckor på fårans kanter Deposition som skikt på svämplanet Riklig förekomst Nivå över vattenytan (m) Vertikal stabilitet 1.3 Typ av material Dalgång saknas Stabilitetsindex Gammalt material Antal terrassnivåer (antal) Överfördjupning (Ja/Nej) Färskt material Korresponderande (Ja/Nej) Höjning av botten (Ja/Nej) Ensilage plast

27 Terrasser Rester av äldre svämplan Inte ovanligt med grundvattenutströmning vid foten av en terrass. Sandblotter i terrasser nära vattendrag kan hysa rik insektsfauna Säger något om vattendragets utveckling

28 Deposition på svämplanet Sker i samband med höga flöden Föryngrar de terrestra ekosystemen runt fåran Avsätter sediment som annars skulle fortsätta nedströms Viktiga småbiotoper för insektsfauna Bibehåller svämplanet Ger en indikation hur sedimentsystemet fungerar uppströms

29 Vertikal stabilitet Anger om fårans botten sjunker genom erosion eller höjs på grund av deposition Ofta en konsekvens av en rätning av meandrande vattendrag Överfördjupning av fåran kan leda till att kontakten med svämplanet får förlorat Svårt att bibehålla ett fungerande habitat på botten i båda fallen Uppskattas med ett stabilitetsindex Ger pusselbitar var man ska angripa problemet istället för att rensa.

30 Vertikal stabilitet

31 Skräpnivå Ger information om hur högt vattenståndet minst kan nå Viktig information för att bedöma instabilitet samt för restaureringsåtgärder. Kan innehålla en del mindre trevliga saker som ensilageplast, döde djur m.m.

32 Fårans form och hydrauliska egenskaper Fårans storlek 3.1 Typ av flöde 3.2 Bestämmande sektioner 3.5 Bredd, breddflöde (m) Djup, breddflöde (m) Bredd, vattenyta (m) Djup, vattenyta, (m) Lugnflytande utan turbulens, under 0,2 m/s Lugnflytande med viss turbulens och uppvällning, ca 0,2 0,3 m/s Lugnflytande med omfattande turbulens, ca 0,3 0,6 m/s Hög flödeshastighet med tydlig krusning på ytan över 0,6 m/s Förekommer ej Lutning (m/100m) Strömningsfördelning 3.3 Block och sten m Antal bestämmande sektioner Flödeshastighet (m/s) Jämn i hela delsträckan Grusbank, naturlig Tvärsnittsarea (m 2 ), BF Slumpmässig variation mellan låg och hög flödeshastighet Typ, bestämmande sektioner 3.6 Berg Kohesiva material, lera Tvärsnittsarea (m 2 ) Riffle & pool system Konstruktioner i fåran Våta kontaktytan (m) Fårans form 3.4 Fiskevårdsåtgärder Bredd/Djup (m/m) Typ av fåra Ansamling av död ved Inskärning (m/m) Hydraulisk radie (m)

33

34

35 Bredd vid breddflöde Djup vid breddflöde Bredd, vattenyta Djup vattenyta Tvärsnittsarea, BF Tvärsnittsarea Våta kontaktytan Bredd/djup kvot Inskärning Motsvarar den bredd fåran har precis innan vattnet svämmar ut på omkringliggande marker eller svämplan. Fårans djup vid ett vattenstånd precis när vattnet svämmar ut på omkringliggande marker eller svämplan. Vattenytans bredd i tvärsektionen vid det aktuella flödet när vattendraget kartläggs. Avståndet mellan vattenytan och botten vid mitten av fåran vid det aktuella flödet när vattendraget kartläggs. Tvärsnittsarean för den aktuella tvärsektionen vid ett vattenstånd motsvarande breddflödet. Kan beräknas från formler om bredd och djup är kända. Tvärsnittsarean för den aktuella tvärsektionen vid det aktuella vattenståndet när vattendraget kartläggs. Kan beräknas från formler om bredd och djup är kända. Sträckan över botten som är i kontakt med vatten. Ett mått på hur mycket botten som finns tillgänglig för akvatiska organismer. Kvoten mellan fårans bredd och djup vid det aktuella flödet när vattendraget kartläggs. Kvoten mellan dubbla vattendjupet vid breddflöde och vattendjupet vid det aktuella flödet när vattendraget kartläggs.

36 Strömningsfördelning Jämn i hela delsträckan Slumpmässig variation Riffle pool system Ingen variation i flödeshastighet eller turbulens i delsträckan Det förekommer korta lugnflytande sträckor bland med sträckor med turbulent uppvällande vatten utan tydlig jämn fördelning. Strömsträckor med mellanliggande lugnflytande partier förekommer på jämn avstånd motsvarande 5 8 ggr fårans bredd. Fårans form Halvcirkulär Parabelformad Trapetsoid Rektangulär

37 Tvärsektionens form har betydelse! USE OF WETTED PERIMETER IN DEFINING MINIMUM ENVIRONMENTAL FLOWS, Regul. Rivers: Res. Mgmt. 14: (1998)

38 Bestämmande sektioner En bestämmande sektion innebär inom kanalströmningen att det naturliga vattendjupet sammanfaller med det verkliga vattendjupet. Då är också Mannings formel tillämplig för flödesberäkningar. Typer Berg Block och sten Grusbank, naturlig Kohesiva material, lera Konstruktioner i fåran Fiskevårdsåtgärder Ansamling av död ved

39 Bestämmande sektion

40 Fårans botten Bottensubstrat 4.1 Typ av sedimentbankar 4.3 Frekvens av bankar 4.4 Dominerande material Mittbank, utan vegetation Inga sedimentbankar Sekundärt material Mittbank, med vegetation Enstaka bankar Vattenvegetation 4.2 Mittbank, moget stadium RIlklig med bankar Total täckningsgrad (0 3) Rotade, amfibiska ÖV växter Flytbladsväxter, friflytande arter Sidobank, utan vegetation Sidobank, med vegetation Material i bankar 4.5 Dominerande material Sidobank, moget stadium Död ved 4.6 UV växter, hela blad Älvvall, enstaka Förekomst (0 till 3) UV växter med fingrenade blad Älvvallar, serie Typ av död ved Rosettväxter Bottenformer 4.2 Nedfallna träd Trådalger Ripples Antal träd/100 m Övriga påväxtalger Små dyner Beskuggning 4.7 Främmande art Stora dyner tvärs över fåran Grad av beskuggning Vass Sedimentbankar bakom objekt Metod Säv Oregelbunden bottentopografi

41 Bottensubstrat Material Kod Förklaring Grovdetritus GD Identifierbara organiska partiklar från barr, löv, m.m. Findetritus FD Organiskt material som är så finfördelat att enstaka partiklar inte går att identifiera, motsvarande gyttja Lera LE Sediment mindre än 0,002 mm. Knastrar ej vid tuggprov. Kan rullas ut till smal sträng Silt SI Mjäla till och med finmo, 0,002 0,06 mm Sand SA Kornstorlek mellan 0,06 till 2 mm Grus GR Kornstorlek mellan 2 mm till 2 cm Sten ST Kornstorlek mellan 6 till 60 cm Block BL Kornstorlek över 60 cm

42 Sedimentbankar Mittbank

43 Sedimentbankar Sidobank

44 Sedimentbankar älvvallar

45 Bottenformer

46 Död ved Död ved kan förekomma som i flera former Död ved förankrad i botten Död ved liggande längs fårans sidor Död ved som ligger ut från fåran Nedfallna träd

47

48 Fårans kanter 5.1 Kanternas form V H 5.3 Storlek V H Linjär kant Kanthöjd från vattenytan (m) Konkav kant Kantlutning (m/m) Konvex kant 5.5 Vegetation på kanter V H S formad kant Bar mineraljord (%) Komplex stegvis kant Gräsvegetation (%) Vertikal kant Buskar (%) Deposition vid sluttningsfoten Småträd (%) Erosion vid sluttningsfoten Träd (%) 5.2 Sluttningsrörelser V H Träd, art Ras Stamdiameter medel (cm) Flakskred Förekomst av träd (0,1,2,3) Djupa rotationsskred Lutande träd över fåran Flaskskred/subsidiens Exponerade trädrotsystem Slamström Fickbildning mellan träd Krökta träd (kryprörelser) Främmande arter

49 Fårans kanter

50 Sluttningsrörelser flakskred, slamström och rotationsskred

51

52

53

54

55 Exponerade rotsystem Tecken påerosion

56

57 Inte så bra för kanterna.

58 Tramskador från hästar + erosion i sidled

59 Automatiserad beräkning av beskuggning

60 Svämplanet 6.1 Svämplanets storlek V H 5.3 Kvalitéer på svämplanet V H Bredd, medel Hög grundvattenyta, fuktig mark Bredd, min Utströmningsområde grundvatten Bredd max Andra småvatten Tydlig avgränsning (ja/nej) Solexponerad bar sandjord, sluttning 6.2 Terrängformer på svämplanet V H Kortbetad strandäng Korvsjöar Fuktig bar lerig jord Fuktiga sänkor Skuggig skogsmiljö Svämkäglor Riklig förekomst av död ved 6.3 Påverkan på svämplanet V H Gamla lövträd Dikning Körskador Periodvis översvämmade lågor Skuggig skogsmiljö, ej prod. Skog Rikedom av blommande örter Rikligt med naturlig salix Främmande arter

61