Landsbygdens avvattningssystem i ett förändrat klimat

Transkript

1 Landsbygdens avvattningssystem i ett förändrat klimat KSLA Dimensionering av jordbrukets vattenanläggningar Jordbruksverket Vattenenheten C-J Rangsjö Linköping, 013/

2 Jordbrukets vattenanläggningar Dimensionering av jordbrukets vattenanläggningar syftar till att ge markens porvolym en optimal blandning av luft och vatten. Det handlar om att ge vattenanläggningarna en sådan dimension i höjd och flödeskapacitet att marken kan dräneras till 1,0-1,4 m. Flödet är en avgörande dimensionsparameter för vattennivån

3 Båtnadsareal Båtnadsareal för tillståndsprövade markavvattningsanläggningar inom Skenaåns avrinningsområde. Skenaåns vattenavledningsföretag 1954 Översvämning juli 2007, 400 ha, 10 milj kr

4 Emån, översvämning juli 2012 Skadad areal: Skada: 2100 ha >20 milj kr Nederbörd: 14-dagarsnederbörd på mm, ÅT=15-25 år Flöde: 110 m 3 /s sommarflöden ÅT=20-25 år

5 ca 40 % av landets åkerarealen är beroenda av en vattenanläggnings dimensionering och funktion. ca anläggningar är tillståndsprövade. Dikningsföretag i Skåne

6 Framtidens klimat-högre temperatur Period Nederbörd Avdunstning Avrinning Höga flöden Vinter Vår Sommar Höst

7 Framtidens flöde genom bakrutan

8 Framtidens flöde genom bakrutan

9 Framtidens flöde genom bakrutan

10 Framtidens flöde genom bakrutan

11 Framtidens flöde genom bakrutan Förändrad återkomsttid 25 avrinningsområden 1,2-158 km 2. Födesseriens längd år. Högflödenas utveckling, jämförelse period 2/period 1 Region HQ5 HQ10 HQ50 Östra Götaland 0,87 0,81 0,72 Västra Götaland 1,08 1,00 1,06 Skåne 1,00 0,98 0,93

12 Framtidens avrinning genom vindrutan Förändring av temperatur och nederbörd påverkar den avrinnande mängden vatten Det framtida klimatet pekar mot att avrinningen kommer att öka i norra och i västra Sverige medan den kommer att minska i sydöstra delen.

13 Framtidens låga flöde genom vindrutan Relativ utveckling av låga vattenföringar

14 Framtidens höga flöde genom vindrutan Relativ utveckling av 100-årsflödet

15 Sommarföde och underhåll Ökad sannolikhet för höga sommarflöden medför att underhållsåtgärder aktualiseras mer regelbundet för att undvika höga sommarvattenstånd/översvämningar. Viktig ambition blir att underhållsåtgärderna skall göras innan flödet inträffar

16 Extrem nederbörd som ger hög avrinning i vattendrag med a.o km års återkomsttid av 4-dygnsnederbörd [mm]. 10 års återkomsttid av 4-dygnsnederbörd [mm].

17 Extrem nederbörd som ger hög avrinning i vattendrag med a.o km års återkomsttid av 14-dygnsnederbörd [mm]. 10 års återkomsttid av 14-dygnsnederbörd [mm].

18 Lantbrukets vattenanläggningar Dimensioneringspraxis Anläggningstyp Avrinningsområde ha Dimensionerande specifik avrinning l/s ha Återkomsttid år Rörledningar ,0-1, Öppna diken ,0-1,0 3-8 Invallningar Pumpar Vallar ,0-2, Täckdikning ,5-1,0

19 Flöde och vattennivå

20 Beräkning av markvärdet relativt dräneringsdjupet vid medelvattennivå

21 Frekvensanalys och återkomsttid Flödesseriens årshögsta värde Flödets återkomsttid Sannolikhet x konsekvens = riskkostnad 1,4 m3/s FLÖDE m3/s 10,00 Största risken på 50 år 1,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0, år 1,00 0,10 Stor osäkerhet ÅTERKOMSTTID ÅR HQ Antal Sannolikhet % % % % %

22 Beräkning av högvattenskada Reduktion av markvärdet vid högvatten med återkomsttid n år Reduktion/Skada 35% 30% 25% 20% 15% 10% 5% 0% Återkomsttid år

23 Spec. avrinning A.o 120 ha, HQ3-HQ50 1,0-1,5 l/s ha

24 Spec. avrinning A.o 120 ha, HQ3-HQ50 1,25-2,6 l/s ha

25 Dräneringskapacitet för täckdiken

26 Dräneringskapacitet för täckdiken Dimensioneran de nederbörd mm Tid mellan vattenmättnad och fältkapcitet vid 0,4 m djup under my Dräneringskapacitet Dikesavstånd m l/s ha mm/dygn Vinter Sommar Dygn , , , ,3 Ett sommarregn (rotblöta) på 50 mm medför att profilen når full vattenmättnad med risk för ytvattenavrinning. Vattenmättnad påverkar rotandningen och medför risk för skador på växternas rotsystem efter 1-2 dygn eller kortare tid för känsliga grödor ex. potatis och grönsaker

27 Öka dräneringskapaciteten

28 Flöde Magasinering Q ut = Q in +/- dmagasin +dq m 3 /s Efter Före Effekt om magasinsvolym tas bort Flöde Tid -dq m 3 /s Före Efter Effekt om magasinsvolym tillskapas Tid

29 Våtmark-Utdikning-Ökad kapacitet Våtmark Åkermark

30 Våtmark-Utdikning-Ökad kapacitet Våtmark Dike bottenbredd 0,3 m Dike bottenbredd ökad till 1,5 m

31 Vart är vi på väg? Av landets ca mil diken ligger ca 9000 mil i åkermark och utgör vattenanläggningar som dimensionerats för att ge förutsättningar för livsmedelsproduktion. Backspegelsperspektivet ger en bild av att vårfloden minskar och vinterfloden ökar. Sommarhögvattenföringarna tenderar att ha ökat. Framtidsperspektivet ger bilden av högre temperatur, mer nederbörd, ökad avrinning, längre perioder med låga flöden och högre högflöden. Nuvarande klimatsituation aktualiserat underhållsåtgärder Vattenanläggningarna har en teknisk livslängd på mer än 50 år vilket medför att underhåll och nya investeringar ska utformas för att möta situationer med högre flöden än idag.

32 Framtidens klimat högre dimensionering Att öka dimensioneringen med ex. 50 % medför: Breddning av diken ex. Bottenbredd 0,3 m ökas till 1,0 m Ökad rördimension för rörledningar ex. närmast större dimension ökar kapaciteten till ca det dubbla. Täckdikningsavståndet bör minskas till 3/4 av nuvarande rekomendationer ex m istället för m. Ökad pumpkapacitet för invallningar kommer att kräva ombyggnad av pumpstationerna Högre flöden i vattendragen medför högre vattennivåer i vattendrag och sjöar vilket medför behov av högre vallar