Åtgärdsstrategi för Växjösjöarna Etapp 1 av 3 (Undersökningar och beslutsunderlag)

Transkript

1 Åtgärdsstrategi för Växjösjöarna Etapp 1 av 3 (Undersökningar och beslutsunderlag) Växjö kommun

2 Uppdragsgivare: Kontaktperson: Växjö kommun Andreas Hedrén, (Växjö kommun) Adress: Box 1222, VÄXJÖ Tel: E-post: Utförare: ALcontrol AB / DHI Sverige AB Kontaktperson/ Projektledare Håkan Olofsson (ALcontrol AB) Adress: Karins gränd 13, HALMSTAD Tel: E-post: hakan.olofsson@alcontrol.se Delprojektledare: Kvalitetsgranskning: Omslagsbild: Dick Karlsson (DHI Sverige AB) Holger Torstensson (ProVAb AB) Sven Thunéll (ALcontrol AB) Lars-Göran Gustavsson (DHI Sverige AB) Beräkningsnät för modellering av hydrodynamiska och biokemiska förhållanden i Växjösjöarna. I varje beräkningscell löses de hydrodynamiska och biokemiska ekvationerna. Den horisontella upplösningen är ca 1 m. Bilden illustrerar sjöarnas djupförhållanden.

3 INNEHÅLL Sid nr 1. SAMMANFATTNING INLEDNING Bakgrund Uppdraget Genomförandet VÄXJÖ OCH VÄXJÖSJÖARNA Sjöstaden Växjö Växjösjöarna Trummen (vikiga händelser i Trummens historia) Växjösjön (vikiga händelser i Växjösjöns historia) Södra Bergundasjön (vikiga händelser i Södra Bergundasjöns historia) Norra Bergundasjön (vikiga händelser i Norra Bergundasjöns historia) NUVARANDE TILLSTÅND OCH STATUS SAMT TIDSSERIER OCH TRENDER Väder och vatten Fosfor Kväve Konduktivitet och alkalinitet ph-värde Turbiditet Vattenfärg och organiskt material Syre Växtplankton, klorofyll och skiktdjup Fisk KOMPLETTERANDE UNDERSÖKNINGAR Dagvatten Tillrinnande vattendrag Vattenkemi sjöar Detaljerade temperaturmätningar Sediment Vattenväxter Djurplankton KÄLLFÖRDELNING (EXTERNA KÄLLOR) Allmänt Metodik

4 6.3. Beskrivning av källorna Sammanställning tillförsel från extern belastning HISTORISK KÄLLFÖRDELNING (EXTERNA KÄLLOR, BUDGET OCH INTERN BELASTNING) Trummen Växjösjön Södra Bergundasjön Norra Bergundasjön HYDRODYNAMISK MODELL Allmänt Beräkningsnätet Koppling mellan sjöarna Indata Kalibreringsresultat BIOKEMISK MODELL Allmänt Indata Kalibrering och verifiering av modellen Simulering av långtidseffekt SCENARIER Allmänt Åtgärder och scenarier för Trummen Åtgärder Växjösjön Åtgärder Södra Bergundasjön Åtgärder Norra Bergundasjön SLUTSATSER REFERENSER BILAGA 1. Indata och tillhörande referenser BILAGA 2. Vidtagna åtgärder och viktiga händelser i sjöarnas historia BILAGA 3. Vattenkemi sjöar åren BILAGA 4. Växtplankton åren BILAGA 5. Vattenanalyser dagvatten år BILAGA 6. Vattenanalyser tillrinnande vattendrag åren och BILAGA 7. Sedimentanalyser år BILAGA 8. Vattenväxter aug BILAGA 9. Djurplankton maj-okt 212 samt jul 21, aug 21 och aug

5 BILAGA 1. Växtplankton Barnsjön aug BILAGA 11. PLC5-data BILAGA 12. MOUSE-modellens utsträckning samt fördelning av hårdgjord yta på sjöarna BILAGA 13. Naturmarksavrinning BILAGA 14. Kalibrerings- och valideringsresultat för den biokemiska modellen BILAGA 15. Startfosforpooler i sediment samt P-release rate för simuleringar

6 Sammanfattning 1. SAMMANFATTNING Växjösjöarna (d.v.s. Trummen, Växjösjön, Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön) har historiskt sett varit kraftigt påverkade av framför allt avloppsvatten men även dagvatten från Växjö stad. Växjö kommun har, särskilt under de senaste 45 åren, bedrivit ett målmedvetet och intensivt miljöarbete som resulterat i en avsevärd förbättring av sjöarnas vattenkvalitet. År 21 togs en projektplan fram som ett nytt avstamp i åtgärdsarbetet för att på sikt uppnå miljökvalitetsnormen god ekologisk status i alla sjöarna. Projektet uppdelades i tre etapper: Etapp 1 Undersökningar och beslutsunderlag, Etapp 2 Framtagande av åtgärdsstrategi och Etapp 3 Projektering av åtgärder. Projektets Etapp 1 har omfattat sammanställning av tidigare utförda åtgärder, insamling och sammanställning av befintliga fysikalisk-kemiska och biologiska data, behovs- och bristanalys, kompletterande undersökningar, beräkning av källfördelning och närsaltsbalanser, uppbyggnad, kalibrering och validering av hydrodynamiska och biokemiska sjömodeller samt beskrivning av olika scenarier och möjliga åtgärders effekt. Arbetet med och resultaten från projektets etapp 1 redovisas i denna rapport och fungerar som beslutsunderlag för fortsatt åtgärdsutredning och framtagande av åtgärdsstrategi. I rapporten finns en beskrivning av sjöarnas historik samt nuvarande näringstillstånd och -status. Sammanfattningsvis kan nämnas att övergödningssituationen har förbättrats avsevärt de senaste 4 åren i samtliga sjöar framför allt tack vare restaureringen av Trummen i början av 197- talet, restaureringen av Växjösjön i början av 199-talet samt avlastningen av Södra Bergundasjön från Växjös avloppsreningsverk och införandet av kemisk fosforrening i Växjös avloppsreningsverk i mitten av 197-talet. Ytterligare ett stort antal åtgärder har utförts genom åren, vilka sammantaget har bidragit till att förbättra sjöarnas vattenkvalitet. De senaste 4 åren har fosforhalterna minskat från ca 3 till 27 µg/l i Trummen, ca 1 till 26 µg/l i Växjösjön, ca 1 2 till 8 µg/l i Södra Bergundasjön och ca 6 till 8 µg/l i Norra Bergundasjön. Dock ligger fosforhalterna fortfarande för högt för att god ekologisk status skall kunna uppnås. Nuvarande näringsstatus (treårsmedelvärde ) bedöms utifrån fosforhalter som måttlig i Trummen, otillfredsställande i Växjösjön samt dålig i Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön. Algbiomassan indikerar också en tydlig näringspåverkan. Nuvarande näringsstatus (treårsmedelvärde ) bedöms utifrån växtplankton som måttlig i Trummen och Växjösjön samt otillfredsställande i Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön Kompletterande undersökningar har utförts i detta projekt för att öka förståelsen kring hydrodynamiska och biokemiska processer och förhållanden i sjöarna samt generera information till projektets modellsystem. - Vattenkemiska undersökningar i tillrinnande vatten visade bl.a. att fosforhalterna i vattnet från dagvattenanläggningarna Kvarnbäcken (till Trummen) och Lagunerna vid Strandbjörket (till Växjösjön) var höga till mycket höga respektive mycket höga till extremt höga i ett recipientperspektiv och att fosforhalterna i vattendragen som mynnar i Trummens södra del (Skirviken) var extremt höga. - Vattenkemiska undersökningar i sjöarna ökade kunskapen om närsaltsdynamiken och fördelningen mellan olika fosfor- och kvävefraktioner. - Detaljerade temperaturmätningar i Växjösjöns och Norra Bergundasjöns djupprofiler gav värdefull information om sjöarnas skiktningsförhållanden för kalibrering och validering av den hydrodynamiska modellen. - Omfattande sedimentundersökningar visade fortsatt mycket höga totalfosforhalter i Södra Bergundasjöns sediment och att halterna av mobilt fosfor som med tiden kommer att 1

7 Sammanfattning läcka ut från sedimenten var mycket höga. Detta trots sedimentmuddringen som utfördes under 199-talet. Även i Norra Bergundasjön var totalfosforhalterna och halterna av mobilt fosfor i sedimenten mycket höga. I Växjösjön var halterna lägre än i Bergundasjöarna, men tydligt förhöjda jämfört med Trummen. - Vattenvegetationen i de fem sjöarna var sparsam och utgjordes främst av övervattensväxter och flytbladsvegetation. Undervattensvegetation noterades, förutom rikligt i Skirviken, endast på enstaka lokaler i Växjösjön och Trummen. En naturlig återetablering av vattenväxter i sjöarna försvåras sannolikt av en kombination av otillräcklig fröbank, förekomst av kräftor på hårda bottnar, större bottenlevande fiskar på lösa bottnar samt att arter med effektiv inomsjöspridning inte finns representerade i sjösystemet och att siktdjupet i vissa fall (särskilt i Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön) fortfarande är mycket litet. - Djurplanktonbiomassan var mycket hög i samtliga undersökta sjöar och inslaget av näringsindikerande arter var påtagligt. Samtliga sjöar hade ett djurplanktonsamhälle som indikerar stor påverkan från fisk. För att få en god beskrivning av vattenbalansen och närsaltsbelastningen för respektive sjö har belastningen av närsalter från tillrinningsområdena beräknats för enskilda externa källor (dagvattenflöden, naturmarksavrinning och atmosfärisk deposition samt i förekommande fall överledning av vatten från Helgasjön och utsläpp från Sundets avloppsreningsverk). Beräkningarna gjordes med utgångspunkt från vattenflöden och i första hand uppmätta ämneskoncentrationer. Med det omfattande datamaterial som samlats in och bearbetats har vattenflöden och belastningar av fosfor från externa källor samt transporter mellan sjöarna beräknats med hög tidsupplösning för hela perioden Detta för att beskriva sjöarnas fosforbalans i syfte att få en bild av förändringarna i extern och intern belastning. I Figur I presenteras fosforbalansen för sjöarna vid nuvarande situation (treårsmedelvärde ). - Fosforbelastningen på Trummen domineras av tillflöden från Kvarnbäcken och området söder om Skirviken. Efter tillkomsten av Kvarnbäcksdammen år 1996 minskade belastningen från dagvatten och naturmarksavrinning, men från övriga dagvattenområden har belastningen ökat i takt med att nya hårdgjorda ytor anlagts. Detta gör, i kombination med en ökad hydrologisk belastning, att den totala externa fosforbelastningen på Trummen under åren inte minskat signifikant. Trummen fungerar som fälla för fosfor på årsbasis, men vår och sommar sker en viss intern belastning. De senaste åren har i genomsnitt ca 86 kg P/år renats i sjön. Beräkningarna tyder på att den haltminskning och haltvariation som synts i Trummen de senaste 3-35 åren till stor del kan förklaras av en förbättrad men varierad retention (rening i sjön). - Växjösjön belastas årligen med ca 219 kg fosfor och den dominerande källan är transporten från Trummen följt av dagvatten och övrig tillrinning via Lagunerna vid Strandbjörket. Fosforbelastningen har minskat signifikant med ca 3 % under perioden Påverkan från dagvatten ökade fram till mitten av 199-talet, men halverades tack vare anläggningen av Lagunerna vid Strandbjörket m.fl. anläggningar. Före restaureringen av sjön på 199-talet fungerade Växjösjön som en källa för fosfor (1-3 kg/år), d.v.s. mer fosfor lämnade sjön än vad som tillfördes via extern belastning. Men efter restaureringen har det istället oftast skett en rening av fosfor i sjön på årsbasis. De senaste åren har reningen varit i genomsnitt ca 4 kg P/år, vilket är lågt p.g.a. betydande intern belastning delar av året. - Den externa fosforbelastningen på Södra Bergundasjön är i storleksordningen ca 381 kg/år och en stor del kommer från Växjösjön. Påverkan från dagvatten ökade fram till år 1993, men har därefter minskat med ca 75 % tack vare anläggningen av Bäckaslövs våtmark. Dagvatten och övrig tillrinning via Bäckaslövs våtmark bidrar, vid nuvarande situation, med 2

8 Sammanfattning ca 48 kg P/år. Övrig extern belastning kommer mestadels från naturmarken särskilt söder och väster om sjön. Den externa belastningen av fosfor har halverats under perioden I Södra Bergundasjön sker en kraftig intern fosforbelastning från sjöns näringsrika sediment. Uttransporten av fosfor har alla år varit större än vad som tillförts sjön via extern belastning. Den interna belastningen vår och sommar har vissa månader varit upp mot, eller över, 1 ton per månad. - Norra Bergundasjön belastas årligen med ca 1 8 kg fosfor och de dominerande källorna är Södra Bergundasjön och Sundets reningsverk. Den totala fosforbelastningen har minskat signifikant med ca 7 % under perioden Belastningen från Södra Bergundasjön har minskat signifikant med ca 5 % och utsläppen från reningsverket har minskat med i storleksordningen 8 %. Fram till mitten av 199-talet fungerade Norra Bergundasjön som fälla för fosfor, men därefter har mer fosfor frigjorts från sjöns näringsrika sediment än vad som renats i sjön. Figur I. Fosforbalans (kg P/år) för Trummen, Växjösjön, Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön vid nuvarande situation (medelsituation för åren ). Pilarnas bredd är proportionella mot fosformängden. Siffran i sjöarnas högra del motsvarar förändringen i fosformängd i sjöns vattenvolym från beräkningsperiodens början till slut. Fosforbalansen varierar betydligt under året. Generellt sker en retention (rening) i sjöarna höst och vinter medan den interna belastningen är störst, och sker i alla sjöarna, vår och sommar. 3

9 Sammanfattning Bl.a. utifrån källfördelnings- och balansberäkningarna har förslag på tänkbara åtgärder för respektive sjö tagits fram och diskuterats som underlag för val av åtgärdssimuleringar i projektets modellsystem. Ett numeriskt 3-dimensionellt modellsystem (MIKE3) har satts upp för hela sjökedjan Trummen Växjösjön Södra Bergundasjön Norra Bergundasjön för att beskriva och kvantifiera de hydrodynamiska och biokemiska processerna i sjöarna. Syftet med att använda modeller har bl.a. varit att koppla ihop befintliga kunskaper från genomförda mätningar för att förstå de komplexa sambanden i sjöarnas nuvarande biologiska/ekologiska struktur och analysera effekter av förändringar som annars kan vara svåra att förutse. Den hydrodynamiska modellen, som utgör grunden i projektets modellsystem, kalibrerades för år 21 och validerades med hjälp av data från år 29. Den biokemiska modellen kalibrerades och validerades på samma sätt. Modellsystemet har framför allt använts för att beskriva sjöarnas långsiktiga utveckling och effekter av olika praktiskt genomförbara och lämpliga åtgärder. Först simulerades varje åtgärd var för sig. Resultaten från dessa simuleringar låg sedan till grund för val av åtgärdskombinationer och slutscenarios. Simuleringarna genomfördes överlag för en period motsvarande nio år för att ge en bild av åtgärdens/-ernas effekt då jämvikt i princip ställt in sig i sjön. Sammanfattande nyckeltal illustreras i rapporten för första och nionde året efter åtgärd dels som års- eller säsongsmedelvärden, dels som variation under året. Även effekten av förväntade klimatförändringar har behandlats. Följande enskilda åtgärder eller åtgärdskombinationer och slutscenarios har simulerats. Trummen Enskilda Minskad extern belastning från Kvarnbäcken och minskad extern belastning till Skirviken Vattenöverledning från Helgasjön Reduktionsfiske Vegetationsetablering Slutscenario - Vegetationsetablering + minskad extern belastning Södra Bergundasjön Enskilda God status Växjösjön (slutscenario) Al- behandling vattenfas och sediment Växjösjön Enskilda Minskad extern belastning från dagvattenanläggningarna genom delvis avledning till Södra Bergundasjön Minskad extern belastning från dagvattenanläggningarna genom extra rening Al- behandling av vattenfas och sediment Al- behandling och extra inflöde från Helgasjön genom Trummen Slutscenario - Al-behandling + rening av dagvatten + slutscenario Trummen Norra Bergundasjön Enskilda God status Södra Bergundasjön (slutscenario) Avlastning från Sundets reningsverk + slutscenario Södra Bergundasjön Avlastning från Sundets reningsverk + slutscenario Södra Bergundasjön + Al-behandling vattenfas och sediment Slutscenario Slutscenario - Al-behandling + slutscenario Växjösjön - Avlastning från Sundets reningsverk + slutscenario Södra Bergundasjön + Al-behandling Utifrån den samlade bilden från projektets första etapp Undersökningar och beslutsunderlag har följande slutgiltiga bedömningar för respektive sjö gjorts: 4

10 Sammanfattning Slutsatser Trummen: - Fosforhalterna i Trummen har vissa år legat nära gränsen mellan god och måttlig näringsstatus, men naturliga variationer gör att man vissa år, särskilt under sommarsäsongen, får ett stort genomslag av intern fosforbelastning. Mot bakgrund av utförd långtidsanalys kan man inte förvänta sig någon tydlig förbättring av tillståndet i sjön de närmaste 2 åren om inga åtgärder vidtas och framför allt kommer den ekologiska strukturen sannolikt vara fortsatt instabil och obalanserad. - För att uppnå en långsiktig förbättring av Trummens vattenkvalitet behöver den externa belastningen på sjön minska. Den största externa belastningen kommer från Kvarnbäcken, där fosforhalterna bedöms vara höga till mycket höga, och från tillrinnande vattendrag till Skirviken (bl.a. Skirsnäskanalen), där fosforhalterna bedöms vara extremt höga. En minskad belastning från dessa områden (3% reduktion av alla N/P-fraktioner som passerar Kvarnbäcksdammen och 35% reduktion av alla N/P-fraktioner till Skirviken) förväntas kunna ge en betydande haltminskning i Trummen jämfört med alternativet. - Även inverkan från intern fosforbelastning är tydlig i Trummen sommartid. Totalfosforhalterna och halterna av mobilt fosfor i sedimenten är dock inte förhöjda jämfört med t.ex. Barnsjön, som är förhållandevis opåverkad och kan fungera som referenssjö i sammanhanget. Någon direkt behandling/åtgärd av sedimenten bedöms därför inte motiverad i dagsläget. Med utgångspunkt från detta bedöms det däremot vara av central betydelse för Trummen att förbättra den ekologiska strukturen i sjön. I ett parallellt projekt utreds möjligheterna att återetablera vattenväxter i sjön. En lyckad återetablering av vattenväxter i Trummen, i kombination med en minskad extern belastning, förväntas ge en betydande förbättring av tillståndet i sjön jämfört med -alternativet och man förväntas uppnå god näringsstatus med avseende på fosfor. Slutsatser Växjösjön: - För att god näringsstatus med avseende på fosfor i Växjösjön skall kunna uppnås måste fosforhalterna minska med i storleksordningen 4-5 % utifrån nuvarande situation. Långtidsanalysen ger en bild av att det sannolikt kommer ske en fortsatt naturlig förbättring i sjön de närmaste 2 åren, men ytterligare åtgärder behövs för att nå god näringsstatus. - Inverkan från intern fosforbelastning är tydligare i Växjösjön än i Trummen. Totalfosforhalterna och halterna av mobilt fosfor i sedimenten är förhöjda, jämfört med t.ex. Trummen och Barnsjön, och en betydande upplagring av fosfor kan mätas i sjöns bottenvatten. Behandling/åtgärd av sedimenten är därför central för Växjösjön och förväntas kunna ge en stor haltminskning i sjön jämfört med -alternativet och man förväntas uppnå god näringsstatus med avseende på fosfor. - För att göra åtgärder mot intern belastning i Växjösjön långsiktigt hållbara är det av vikt att även minska den externa belastningen till sjön. Den största externa belastningen kommer från Lagunerna vid Strandbjörket, där fosforhalterna bedöms vara mycket höga till extremt höga. En extra rening av detta vatten (koncentrationen för P-fraktionerna i vatten som passerat Lagunerna reduceras med 5%) förväntas kunna ge en liten, men betydelsefull, haltminskning i Växjösjön, då den interna belastningen åtgärdats. - I samband med behandling/åtgärd av sedimenten är det också viktigt att aktivt förbättra den ekologiska strukturen i sjön. Detta genom t.ex. återetablering av vattenväxter och biomanipulation. Slutsatser Södra Bergundasjön: - Södra Bergundasjön bedöms ha dålig näringsstatus med avseende på fosfor och för att kunna uppnå god näringsstatus måste fosforhalterna minska med i storleksordningen 8 % utifrån nuvarande situation. Fosforhalterna i sjön är minskande, men resultaten från långtidsanalysen visar att den naturliga förbättringstakten är långsam och att god status inte kommer att kunna uppnås i sjön inom överskådlig framtid genom enbart naturlig återhämtning eller i kombination med åtgärder som innebär en minskad extern belastning. 5

11 Sammanfattning Detta betyder bl.a. att även om man skulle uppnå god näringsstatus i Växjösjön, skulle detta endast få marginell betydelse för nuvarande situation i Södra Bergundasjön. - Södra Bergundasjöns sediment innehåller, trots muddringarna på 199-talet, fortfarande stora mängder mobilt fosfor och genomförda modelleringar visar att näringssituationen i Södra Bergundasjön till stor del styrs av den interna fosforbelastningen från sjöns sediment. Beräkningarna visar att åtgärder som fastlägger huvuddelen av den mobila fosforn i sjöns sediment (t.ex. Al-behandling) behöver vidtas för att god näringsstatus skall kunna uppnås inom överskådlig framtid. - Genomförda modelleringar visar att om sedimentet behandlas så att huvuddelen av den mobila fosforn fastläggs kan man förvänta sig låga fosforhalter i sjön och låga klorofyllhalter sommartid, som kan resultera i ett betydligt större siktdjup än i dagsläget. Detta är en förutsättning för att andra biologiska strukturer skall kunna ändras till ett mer stabilt förhållande. - Redan idag är den externa fosforbelastningen på Södra Bergundasjön mindre än vad som krävs för att uppnå god näringsstatus förutsatt friska sediment i sjön. För att göra åtgärden mot intern fosforbelastning i Södra Bergundasjön långsiktigt hållbar är det dock av vikt att även minimera den externa belastningen till sjön. Den största externa belastningen kommer i dagsläget från Växjösjön. En fortsatt framsynt dagvattenhantering kopplad till befintliga och nyexploaterade områden kring sjön är också av betydelse. - I samband med åtgärd för att fastlägga huvuddelen av den mobila fosforn i sjöns sediment är det, på samma sätt som för Trummen och Växjösjön, viktigt att aktivt arbeta med att förbättra den ekologiska strukturen i sjön. Detta genom t.ex. återetablering av vattenväxter och biomanipulation. Slutsatser Norra Bergundasjön: - Även Norra Bergundasjön bedöms i dagsläget ha dålig näringsstatus med avseende på fosfor. För att uppnå god näringsstatus måste fosforhalterna minska med i storleksordningen 8 % utifrån nuvarande situation. Fosforhalterna är minskande, men utifrån långtidsanalysen förväntas inte näringssituationen i sjön förbättras nämnvärt inom överskådlig framtid förutsatt oförändrad extern belastning. Inte heller om sjöns sediment behandlas, som en enskild åtgärd, så att huvuddelen av den mobila fosforn fastläggs, kan man förvänta sig någon avsevärd förbättring av näringssituationen i sjön. Detta eftersom belastningen från Södra Bergundasjön och Sundets reningsverk är dominerande i dagsläget. - Genomförda modelleringar visar att om man säkrar god näringsstatus i Södra Bergundasjön, men inte genomför några åtgärder i Norra Bergundasjön, kan man förvänta sig en tydlig förbättring av näringssituationen i Norra Bergundasjön, men fortsatt höga algkoncentrationer och dominans av blågrönalger. God näringsstatus i Norra Bergundasjön uppnås inte med enbart denna åtgärd. - Inte heller en kombination av åtgärder som leder till god näringsstatus i Södra Bergundasjön och att Norra Bergundasjön helt avlastas från reningsverkets utsläpp kan förväntas ge god näringsstatus i Norra Bergundasjön. Detta eftersom den interna belastningen i Norra Bergundasjön då får avgörande betydelse för situationen i sjön. - Det som krävs för att uppnå god näringsstatus i Norra Bergundasjön är en kombination av åtgärder som leder till god näringsstatus i Södra Bergundasjön, avlastning från reningsverkets utsläpp och fastläggning av huvuddelen av den mobila fosforn i Norra Bergundasjöns sediment (t.ex. Al-behandling). Om inte åtgärder vidtas mot den interna belastningen från sedimenten kan man räkna med att god status inte kommer att kunna uppnås inom överskådlig tid även om övriga åtgärder genomförs. - På samma sätt som för övriga sjöar kommer det också att vara viktigt att aktivt arbeta med att förbättra den ekologiska strukturen i Norra Bergundasjön. Detta genom t.ex. återetablering av vattenväxter och biomanipulation. 6

12 Inledning 2. INLEDNING 2.1. Bakgrund Växjösjöarna (Trummen, Växjösjön, Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön; Karta 1) har historiskt sett varit kraftigt påverkade av framför allt avloppsvatten men även dagvatten från Växjö stad. Växjösjön började tidigt påverkas av orenat avloppsvatten p.g.a. närheten till Växjö. Även Trummen fick tidigt ta emot betydande mängder orenat avloppsvatten från delar av staden. Södra Bergundasjön blev recipient för Växjös avloppsreningsverk år Fram till år 1974, då utsläppspunkten flyttades nedströms till Norra Bergundasjön, hade Södra Bergundasjön och vattenområdet närmast nedströms (Norra Bergundasjön) tillförts stora mängder otillräckligt renat avloppsvatten med bristfällig rening. En lång period med en allt för hög belastning av näringsämnen resulterade i att Växjösjöarna med åren blev kraftigt övergödda (eutrofierade) och kom att tillhöra de mest övergödda (eutrofierade) sjöarna i landet. Växjö kommun har, särskilt under de senaste 45 åren, bedrivit ett målmedvetet och intensivt miljöarbete för att förbättra Växjösjöarnas vattenkvalitet. År 1969 togs ett principbeslut att restaurera sjökedjan Trummen Växjösjön Bergundasjöarna. Sjöarna har sedan dess varit föremål för intensiva studier och ett stort antal omfattande åtgärder har genomförts för att på olika sätt bidra till att förbättra sjöarnas övergödningssituation. Trummen restaurerades i början av 197-talet genom bl.a. sedimentmuddring i full skala, Växjösjön och Södra Bergundasjön genomgick omfattande sedimentmuddringar under 199-talet och år 1994 stod Växjös nya avloppsreningsverk (Sundet) klart med höggradig rening av fosfor och Norra Bergundasjön som recipient. Resultat från vattenkemiska och biologiska undersökningar i Växjösjöarna visar att åtgärderna har lett till att övergödningssituationen förbättrats avsevärt de senaste 4 åren. För åren karakteriserades dock Trummen och Växjösjön fortfarande som näringsrika sjöar med höga fosforhalter och otillfredsställande näringsstatus medan Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön bedömdes vara mycket näringsrika med extremt höga fosforhalter och dålig näringsstatus. Dessutom bedömdes risken för massförekomst av potentiellt giftproducerande blågrönalger fortsatt vara stor eller mycket stor. Den bästa vattenkvaliteten har generellt uppmätts i Växjösjön som de senaste åren, trots det näringsrika tillståndet, har ansetts vara en väl fungerande badsjö. Växjösjöarna har haft stor betydelse för Växjö stads utveckling och kommer att spela en allt större roll i stadens framtida expansion. Flera områden runt sjöarna pekas ut som möjliga utbyggnadsområden i Växjös översiktsplan. Växjösjöarnas vattenkvalitet har därmed kommit i allt mer fokus de senaste åren. Införandet av EU:s ramdirektiv för vatten har också ökat kravet på åtgärder för att förbättra sjöarnas vattenkvalitet och uppnå gällande miljökvalitetsnorm. Miljökvalitetsnormen för Trummen, Växjösjön, Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön är god ekologisk status år 221 (VattenInformationsSystem Sverige, Uppdraget Under hösten 21 togs en projektplan fram i syfte att utforma en åtgärdsstrategi med målsättningen att ytterligare förbättra miljöförhållandena (övergödningssituationen) i Trummen, Växjösjön, Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön och på sikt uppnå god ekologisk status i alla sjöarna. Att uppnå god ekologisk status innebär bl.a. att fosforhalterna i sjöarnas vatten måste minska, skitdjupet måste öka, mängden växtplankton måste minska och risken för blågrönalgblomningar måste minska. Dessutom måste fisksamhället ändras från karpfiskdomi- 7

13 Inledning nans till mer dominans av rovfisk. Projektplanen utarbetades av Håkan Olofsson (ALcontrol) i samarbete med Holger Torstensson (ProVAb) och Dick Karlsson (DHI) i samråd med Växjö kommun. Projektplanen delades upp i tre etapper: Etapp 1: Undersökningar och beslutsunderlag Etapp 2: Framtagande av åtgärdsstrategi Etapp 3: Projektering av åtgärder Karta 1. Karta över Växjö och Växjösjöarna. Växjösjöarnas samlade avrinningsområde redovisas som en grå linje runt sjöarna och Växjö stad. Vattnet från sjöarna leds via Bergunda kanal till Bergkvarasjön som ligger i Mörrumsåns huvudfåra (Mät- och GIS-avdelningen, Växjö kommun). 8

14 Inledning Etapp 1 syftar till att ta ett helhetsgrepp kring redan utförda undersökningar och åtgärder för att tillsammans med kompletterande undersökningar skapa underlag och förutsättningar för hydrodynamiska och biokemiska modeller där sjöarnas framtida utveckling och effekter av olika åtgärder kan studeras och åtgärdsbehov för respektive sjö kan belysas. I Etapp 2 utförs en åtgärdsutredning för att identifiera och värdera olika åtgärdsmetoder som kan ge en effekt som motsvarar åtgärdsbehovet. I Etapp 3 projekteras de åtgärder som beslutas i Etapp 2. Hösten 211 fick ALcontrol, i nära samarbete med DHI, uppdraget av Tekniska kontoret i Växjö att genomföra projektets Etapp 1 Undersökningar och beslutsunderlag. Uppdraget har utförts inom ramen för Vattenkompetensgruppen, som är ett kompetensnätverk för vattendirektivet med fyra medlemsföretag, ALcontrol AB, DHI Sverige AB, Medins Biologi AB och Naturcentrum AB. Projektet har till 5 % finansierats med LOVA-bidrag från Länsstyrelsen i Kronobergs län. Målet med projektets Etapp 1 är att erhållna resultat skall kunna användas som beslutsunderlag för fortsatt åtgärdsutredning och framtagande av åtgärdsstrategi. I föreliggande rapport presenteras data och information som samlats in och bearbetats samt resultat från kompletterande undersökningar. I rapporten redovisas också de modeller som byggts upp och använts i projektet samt resultaten från modellberäkningar och senariekörningar. Parallella sidoprojekt har uppstått under arbetets gång, vilka redovisas i separata rapporter: - Under åren genomfördes en förstudie för våtmark som poleringssteg vid Sundets reningsverk i Växjö för ytterligare reduktion av kväve- och fosforutsläppen och avlastning av Norra Bergundasjön (DHI, ALcontrol & Naturcentrum 213) - Under sommaren 212 genomfördes omfattande provtagningar, analyser och försök som en förstudie för skörd av algbiomassa från Södra och Norra Bergundasjön (Andersson Chan et. al. 212). - Under hösten 212 genomfördes en analys/modellkörning av hur vattenkvaliteten i Norra Bergundasjön och Bergunda kanal påverkas av att bygga en lagun vid Bäckaslöv i Norra Bergundasjön och i samband med detta tillföra 2,5 Mm 3 vatten per år från Helgasjön till lagunen (DHI 212a). - Under hösten 212 genomfördes en förstudie avseende förutsättningar för biomanipulation i Växjösjöarna (Carlstein 212). - Hösten 212 startade kompletterande dagvattenanalyser baserade på flödesproportionell provtagning vid Bäckaslövs våtmark (inloppet och utloppet). - Under våren/sommaren 213 gjordes en översiktlig bedömning av effekt och lämplighet avseende några åtgärder med mycket stor förväntad effekt: Att införa ett nytt reningssteg och ny utsläppspunkt avseende dagvattnet som passerar Lagunerna. Samt Al-behandling av bottensedimentet i Växjösjön och Södra Bergundasjön. Åtgärderna bedömdes ha stor positiv effekt och Växjö kommun ansökte i juni 213 om medel ur EU-Life för genomförandet av dessa åtgärder (Växjö kommun 213). - Under sommaren 213 gjordes en bedömning av prestanda och möjliga förbättringar avseende fem betydelsefulla dagvattenutsläpp till Trummen (Kvarnbäcken, Campus och Sigfridsområdet), Växjösjön (Lagunerna och Södra Skogsägarna) samt Södra Bergundasjön (Västra Teleborg). - Under sommaren och hösten 213 genomfördes en detaljerad inventering av undervattensväxter i Trummen samt bedömning av negativ påverkan (betestryck) från kräftor, fisk och fågel för framtagande av Plan för etablering av vattenväxter i Trummen (ALcontrol, Hushållningssällskapet Halmstad och Ekoll 213). 9

15 Inledning - Under sommaren genomfördes ett fältförsök i Trummen för att undersöka möjligheterna att transplantera individer av långnate från Skirviken till sjöns huvudbassäng, samt utröna bottenlevande fisks påverkan på etableringen av de transplanterade individerna (ALcontrol, Hushållningssällskapet Halmstad och Ekoll 213). - Under år 214 gjordes en utredning för att lyfta frågorna som rör alternativa behandlingsmetoder samt osäkerheter, nackdelar och risker med aluminiumbehandlingen av sjösediment (Huser & Köhler 214) Genomförandet Arbetet med Etapp 1 Undersökningar och beslutsunderlag har omfattat olika delmoment som framgår av flödesschemat i Figur 1. De olika delmomenten presenteras översiktligt i detta avsnitt. Arbetet påbörjades i september 211. Uppstartsmötet med beställaren hölls på Växjö kommun. Därefter har löpande kontakt via telefon och e-post samt fysiska möten hållits inom projektgruppen och med berörda inom projektet. Projektgruppen har i huvudsak bestått av Håkan Olofsson (ALcontrol), Dick Karlsson (DHI), Lars- Göran Gustavsson (DHI), Jørgen Krogsgaard Jensen (DHI), Andreas Hedrén (Växjö kommun) Deltagande personer Följande personer har deltagit i projektet: - Håkan Olofsson (ALcontrol) projektledning, provtagning vatten, sediment, djurplankton och växtplankton samt rapportskrivning - Dick Karlsson (DHI) projektledning modellering - Jørgen Krogsgaard Jensen (DHI) modellering och rapportskrivning - Lars-Göran Gustavsson (DHI) kvalitetsansvarig modellering - Andreas Hedrén (Växjö kommun) beställare, projektledare - Kjell Gustafsson (Växjö kommun) beställare - Holger Torstensson (ProVAb) kvalitetsgranskning - Ann-Charlotte Norborg Carlsson (ALcontrol) korrekturläsning av delrapport - Sven Thunéll (ALcontrol) korrekturläsning av rapport - Per Wallenborg (ALcontrol) provtagning sediment - Magnus Bergström (ALcontrol) provtagning sediment - Reijo Nygård (ALcontrol) provtagning sediment - Patricia Moreno Arancibia (DHI) modellering - Rikke Margrethe Closter (DHI) modellering - Flemming Thorbjørn Hansen (DHI) modellering - Jan-Erik Svensson (Medins Biologi) analys och utvärdering av djurplankton samt analys och utvärdering av växtplankton i Barnsjön - Carin Nilsson (Medins Biologi) provtagning, analys och utvärdering av vattenväxter - Karin Johansson (Medins Biologi) provtagning vattenväxter - Emil Rydin (Naturvatten Roslagen) beräkning av mobilt fosfor i sedimenten Utöver ovan nämnda har ett stort antal personer engagerats för bl.a. vattenkemiska analyser, leverans av data och information, diskussioner m.m. 1

16 Inledning Projektplanering, projektgruppen, avstämningar och möten Sammanställning av utförda åtgärder Insamling och sammanställning av befintliga data Behovs- och bristanalys Kompletterande undersökningar Tabell med utförda åtgärder och viktiga händelser i sjöarnas historia Mätdata vattenkemi, sediment och biologi Dagvatten Kartmaterial och GIS PLC5-data Befolkning och stadsplanering Dagvatten Tillrinnande vattendrag Vattenkemi sjöar Reningsverk och bräddning Hydrologi Detaljerad temperaturmätning Enskilda avlopp Meteorologi Sediment Markanvändning Bottentopografi Vattenväxter Djurhållning Djurplankton Historisk beskrivning Växtplankton Barnsjön Resultatredovisning Bearbetning av indata och modellering Hydrologi, naturmarksavr. och dagvatten (MOUSE) Vattenbalans till källor från land och sjömodeller Källor från land Hydrodynamisk sjömodell 3D (MIKE3 FM) Biokemisk sjömodell (ECOLAB) Källfördelning och närsaltsbudgetar Inledande kalibrering (Q/H, temperatur) Avslutande kalibrering och validering Delavrinningsområden och belastningspunkter Processbeskrivning Inledande kalibrering WQ Avslutande kalibrering ovch validering Scenariekörningar, framtida utveckling och möjliga åtgärder Scenariebeskrivningar, enskilda åtgärder och slutscenarios Figur 1. Arbetsgång och olika delmoment i projektet. 11

17 Inledning Sammanställning av utförda åtgärder De åtgärder som utförts genom åren i och kring Växjösjöarna, för att förbättra övergödningssituationen i sjöarna, finns till stor del väl dokumenterat i litteraturen. Utifrån litteraturen har en lista på utförda åtgärder och viktiga händelser i sjöarnas historia tagits fram. Listan har därefter kompletterats med relevant information efter att den kommunicerats med nuvarande och tidigare nyckelpersoner på Växjö kommun m.fl. Listan redovisas i sin helhet i Bilaga 2. I avsnitt 3 ges bl.a. en översiktlig beskrivning av respektive sjös utveckling och viktiga händelser i sjöarnas historia. Informationen i detta avsnitt har framför allt hämtats från följande referenser: Vejde 1942, Larsson 1991, Fernstedt 1972, Lettevall & Forsberg 1975, Forsberg 1975, Lettevall & Svensson 1977, Enell 1985 och Forsberg & Gustavsson Insamling och sammanställning av befintliga data En stor mängd data och information har samlats in och behandlats, i första hand som indata för uppbyggnad, kalibrering och validering av de modeller som använts i projektet, men också som underlag för beskrivning av sjöarnas historik samt nuvarande tillstånd och status. I Bilaga 1 redovisas en lista med indata och tillhörande referenser. På Karta 2 med tillhörande Tabell 1 visas provpunkter för vattenkemiska data som samlats in och behandlats i projektet. Karta 2. Provpunkter för vattenkemiska data som samlats in och behandlats i projektet. Provpunkternas namn samt provtagningens omfattning redovisas i Tabell 1. 12

18 Inledning Tabell 1. Provpunkter för vattenkemiska data som samlats in och behandlats i projektet. I tabellen redovisas provpunkternas namn samt provtagningens omfattning. Provpunkternas nummer hänvisar till Karta 2. Nr Provpunkt Omfattning 1 Barnsjön 1995, 1999 och Barnsjöns utlopp Skirviken Trummens mitt Trummens utlopp Växjösjöns mitt Växjösjön sjöinventering 1971, 1977, 1982 och Växjösjön PP Växjösjön PP Växjösjöns utlopp Växjösjöns utlopp 43B Södra Bergundasjön Furutåviken + sjöinventering 1971, 1977, 1982 och Södra Bergundasjön sjöinventering 1971, 1977, 1982 och Södra Bergundasjöns mitt Södra Bergundasjön Sundet Södra Bergundasjöns utlopp 315B Södra Bergundasjöns utlopp Norra Bergundasjöns mitt Norra Bergundasjön extrapunkt 21 2 Norra Bergundasjön extrapunkt Norra Bergundasjön extrapunkt Norra Bergundasjön extrapunkt Norra Bergundasjön extrapunkt Norra Bergundasjön PP , Norra Bergundasjön extrapunkt Norra Bergundasjön extrapunkt Norra Bergundasjön extrapunkt 21 Nr Provpunkt Omfattning 28 Norra Bergundasjön PP , Norra Bergundasjön sjöinventering 1971, 1977, 1982 och Norra Bergundasjön sjöinventering 1971, 1977, 1982 och Norra Bergundasjöns utlopp Skirsnäskanalen Bäck vid Sjöholmen Bäck vid Sjöliden Bäck vid Sjöanäs Bäck vid Oxhagahallarna Helgasjöns utlopp Tuvediket Brändeudde Kvarnbäcken SSS Södra Skogsägarna Linnéparken Linnégatan Blekingegatan Hollandsgatan Bäckaslövs våtmark uppström Bäckaslövs våtmark nedström Arabydiket Torpavägen/Hyttvägen Furutåvägen Från kvarteret Hamburg Teleborg I Sundets reningsverk För långtidsstudier av sjöarnas vattenkvalitet och belastningssituation sammanställdes vattenkemiska data för Trummen, Växjösjön, Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön för längsta möjliga period. För Trummen, Växjösjön och Södra Bergundasjön finns analysdata inom den samordnade recipientkontrollen sedan år 1978 och för Norra Bergundasjön sedan år 1973 (Mörrumsåns vattenvårdsförbund). Naturvårdsverkets sjöinventeringar (vattenkemi) utfördes 1971, 1977, 1982, 1987 och 1993 i samtliga sjöar (Länsstyrelsen i Kronobergs län). I rapporten Sjön Trummen i Växjö (Lettevall & Svensson 1977) redovisas resultat från Trummen bl.a. för åren Från Gunnar Andersson, som var verksam på Limnologiska avdelningen vid Lunds universitet, erhölls resultat från Växjösjön bl.a. för åren inför rapporten Växjösjön , rapport över undersökningar i samband med restaureringen (KM Lab 1992). I rapporten Södra Bergundasjön, Igår-Idag-Imorgon (Enell 1985) redovisas resultat från Södra Bergundasjön bl.a. för åren I sammanställningen ingår även resultat från undersökningar i samband med muddringsarbetena i Växjösjön åren och Södra Bergundasjön åren samt andra vattenkemiska undersökningar i sjöarna. Detta gäller bl.a. utökade undersökningar i samband med byggnationen av bron över Trummen (29-212) samt utredningar kring påverkan från Sundets reningsverk på Norra Bergundasjön (21-212). Växtplanktondata samlades in och digitaliserades för hela perioden i en gemensam databas där samtliga arter med beräknade biomassor finns angivna. Viss information om totalbiomassor före år 1995 erhölls via den samordnade recipientkontrollen (Mörrumsåns vattenvårdsförbund). Detta gäller Södra Bergundasjön åren 1982, 1987, 199 och 1993 samt Norra Bergundasjön år I rapporten Växjösjöarna, Kemi och Biologi (ALcontrol 22a) redovisar Gertrud Cronberg även augustiresultat för Trummen , Växjösjön 1983, 1986 och 1987, Södra Bergundasjön 1972, 1976, 1977, 1978, 1983 och 1986 samt Norra Bergundasjön 1983 och I rapporten Södra Bergundasjön, Igår-Idag-Imorgon 13

19 Inledning (Enell 1985) redovisas sommarmedelvärden (juni-september) från Södra Bergundasjön för åren Från Gertrud Cronberg erhölls ett diagram med samtliga provtagningsresultat (totalbiomassa) från Trummen bl.a. under åren (från detta diagram inmättes totalbiomassor för respektive provtagningstillfälle). För att påvisa signifikanta trender vid långtidsstudierna har Mann-Kendell test används Behovs- och bristanalys Vid framtagandet av projektplanen hösten 21 samt löpande under projektet identifierades behovet av indata för uppbyggnad och kalibrering av modellerna. Utifrån behovsanalysen insamlades i första hand befintlig data och information. Indata behandlades, granskades och bedömdes utifrån kvalitet och informationsvärde för projektet och samtidigt bedömdes behovet av kompletterande undersökningar. Behovs- och bristanalys samt kompletterande undersökningar genomfördes löpande under projektets gång. Behovet av kompletterande data uppstod bl.a. under modellarbetets kalibreringsfas Kompletterande undersökningar Följande kompletterande undersökningar utfördes inom projektets ramar: Dagvatten: I utloppen från dagvattenanläggningarna Kvarnbäcksdammen (till Trummen) och Lagunerna vid Strandbjörket (till Växjösjön) genomfördes automatisk tidsstyrd provtagning för dygnsprover vid tre tillfällen under år 212. I början av januari i samband med kraftiga regn före snö- och vinterförhållanden, i slutet av februari i samband med vårens kraftigaste snösmältning samt i slutet av juni vid ett av sommarens kraftigaste regn. Dessutom provtogs inloppet till Kvarnbäcksdammen i slutet av februari och slutet av juni med samma metodik. Totalt 25 dygnsprov analyserades framför allt med avseende på olika fosfor- och kvävefraktioner. Se vidare avsnitt 5 samt Bilaga 5. Tillrinnande vattendrag: I Barnsjöns utlopp samt i tre bäckar som mynnar i södra delen av Södra Bergundasjön (bäck vid Sjöliden, bäck vid Sjöholmen och bäck vid Oxhagahallarna) togs vattenprov en gång i månaden från oktober 211 till september 212 som stickprov. Proverna analyserades med avseende på bl.a. totalfosfor, fosfatfosfor, totalkväve, nitratnitritkväve, ammoniumkväve och TOC. Kompletterande prover togs också i Skirsnäskanalen, som normalt undersöks årligen inom ramen för kontrollen av Skirtippen, samt diken/bäckar som mynnar i Skirvikens västra del och dagvatten som mynnar i Trummens nordvästra del. Se vidare avsnitt 5.2 samt Bilaga 6. Vattenkemi sjöar: För att öka kunskapen om närsaltsdynamiken och fördelningen mellan olika fosfor- och kvävefraktioner kompletterades den ordinarie vattenprovtagningen i sjöarna (Mörrumsåns vattenvårdsförbund) med månatliga prover i Barnsjöns, Växjösjöns och Södra Bergundasjöns mitt (yt- och bottenprov) i februari och mars samt maj-oktober 212. Utifrån resultaten från den ordinarie kontrollen och de kompletterande provtagningarna har bl.a. sjöarnas näringstillstånd och näringsstatus bedömts. Se vidare avsnitt och 5.3 samt Bilaga 3. Detaljerad temperaturmätning: För att öka kunskapen om sjöarnas skiktningsförhållanden genomfördes mätningar av vattentemperaturer med Tinytag Aquatic dataloggrar i Växjösjön på,5, 1,5, 2,5, 3,5, 4,5, 5,5 och 6,5 meters djup samt i Norra Bergundasjön på,5, 1,5, 2,5, 3,5 14

20 Inledning och 4,5 meters djup. Temperaturen loggades var femte minut under perioden till Se vidare avsnitt 5.4. Sediment: Sedimentundersökningar utfördes år 212 i Barnsjön, Trummen, Växjösjön och Norra Bergundasjön i februari från is samt i Södra Bergundasjön i maj från båt. Totalt genomfördes karakterisering av sedimentnivåerna -9 cm i 98 provpunkter. I samtliga punkter analyserades TS, GF, GR och totalfosfor i den översta nivån -2 cm. I 49 provpunkter analyserades hela sedimentprofilen, uppdelad i nivåerna -2, 2-5, 5-1, 1-2, 2-3, 3-6 och 6-9 cm, med avseende på TS, GF, GR, totalfosfor, totalkväve och järn. I 16 provpunkter utfördes fraktionerad fosforanalys i hela sedimentprofilen, uppdelad i samma nivåer som ovan. Se vidare avsnitt 5.5 samt Bilaga 7. Vattenväxter: Vegetationsundersökningarna utfördes i Barnsjön, Trummen, Växjösjön, Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön i augusti 212 och omfattade inventering av kärlväxter, makroalger, kransalger och mossor. Biomassan av vegetationen, exklusive övervattensväxter och flytbladsväxter, uppskattades. Bårder av sammanhängande flytbladsvegetation inventerades översiktligt från båt. Se vidare avsnitt 5.6 och Bilaga 8. Djurplankton: Vid sex tillfällen från maj till oktober 212 togs djurplanktonprov i Barnsjön, Trummen, Växjösjön, Södra Bergundasjön och Norra Bergundasjön för kvantitativ analys. Analysinsatsen innebar att minst 1 rotatorier och minst 1 kräftdjur räknades i varje prov. Biovolymen av rotatorier, cladocerer och copepoder bestämdes. Dessutom gjordes en översiktlig skattning och jämförelse av tätheter i Trummens huvudbassäng och Skirviken med hjälp av några tillgängliga prover som samlats in med andra syften i juli-augusti 21 och augusti 212. Se vidare avsnitt 5.7 och Bilaga 9. Växtplankton Barnsjön: I Barnsjön utfördes en växtplanktonundersökning i augusti 212 dels för att förbättra underlaget vid klassning av sjöns näringsstatus, dels som referens till ordinarie växtplanktonundersökningar i övriga sjöar. Se vidare avsnitt 4.9 och Bilaga Modellering Befintliga data och information som samlats in och behandlats samt resultat från kompletterande undersökningar har fungerat som indata till projektets modellarbete. För att beskriva och kvantifiera de hydrodynamiska och biokemiska processerna i Växjösjöarna samt simulera olika scenarier har ett numeriskt 3-dimensionellt modellsystem (MIKE3) satts upp för hela sjökedjan Trummen Växjösjön Södra Bergundasjön Norra Bergundasjön. Modellsystemet består av en hydrodynamisk modell kopplad med en biokemisk modell (Figur 2). Den hydrodynamiska modellen, som drivs med information om de meteorologiska förhållandena, tillrinningen från land och utsläpp av vatten, samt med förhållandena på ränderna, utgör grunden. Med denna modell beräknas ström, blandning och temperatur i sjöarna. Dessa resultat används sedan för att driva den biokemiska modellen. För att modellerna ska reproducera verkligheten så bra som möjligt måste de först kalibreras. Det innebär att de modellparametrar som inte är universella anpassas så att modellresultaten stämmer väl överens med mätningar. Den hydrodynamiska modellen har kalibrerats för år 21, vilket innebär att den drivs med omgivningsförhållandena under det året, och modellresultaten jämförs med mätningar från samma år. 21 valdes dels för att det var ett normalt år ur ett meteorologiskt och hydrologiskt perspektiv och dels för att det finns en stor mängd data tillgängliga för det året. 15

21 Inledning När en modell är kalibrerad ska den valideras, d.v.s. utan att göra någon ytterligare anpassning simuleras en fristående tidsperiod och modellresultaten jämförs med mätningar. Om modellresultaten och mätningarna stämmer väl överens har man en modell som kan beskriva olika förhållanden och som därmed kan anses tillförlitlig. Den hydrodynamiska modellen validerades med hjälp av data från år 29. Den biokemiska modellen kalibrerades och validerades på samma sätt. Både kalibrering och validering gjordes för ett helt år. Båda simuleringarna startade den 1:a januari för respektive år och slutade den 31:a december. 1-års simuleringar är lämpliga vid vattenkvalitéstudier eftersom modellen då täcker alla årstidsvariationer. Modellsystemet har använts för att beskriva den samlade närsaltsbelastningen på sjöarna samt beskriva ett antal olika scenarier och möjliga åtgärder, bl.a. betydelsen av en förändring av olika belastningskällor i tillrinningsområdet, åtgärder mot internbelastning från sediment och insatser som medför en annan sammansättning av fiskpopulationen m.m. Ett -alternativ, d.v.s. vad händer på sikt med sjöarnas tillstånd och status om man inte gör några åtgärder alls, har beräknats liksom åtgärdskombinationer och slutscenarios för att uppnå god näringsstatus (se avsnitt 1 på sidan 235). Figur 2. Konceptuell bild av den kopplade hydrodynamiska-biokemiska modellen. Indata till modellerna visas med blå pilar och röda pilar visar vad modellen räknar ut. Koppling mellan de båda modellerna består av ström/blandning och temperatur. Den hydrodynamiska modellen räknar ut dessa variabler och den biokemiska modellen använder de som drivning. För att beskriva vattenbalansen till modellerna har delavrinningsområden och belastningspunkter för respektive sjö definierats. Hydrologin (naturmarksavrinning och dagvatten) har bestämts genom beräkning med befintlig modell för Växjöområdet (MOUSE). Belastningen av närsalter 16