Användarmanual MACRO-DB 4.2

Kompetenscentrum för kemiska bekämpningsmedel RAPPORT 2017-11-14 Användarmanual MACRO-DB 4.2 SLU, Box 7066, SE-750 07 Uppsala, Sweden tel: +46 (0)18-67 10 00 www.slu.se/ckb ckb@slu.se

Innehåll Inledning... 4 Översiktlig programbeskrivning... 5 Användarhandledning... 6 Programkomponenter... 6 Systemkrav... 7 Nedladdning och installation första gången... 7 Nedladdning och installation vid uppdatering från tidigare version... 8 Hantering av projektdatabaser... 8 Uppdateringar av ämnesegenskaper... 9 Projekt... 9 Projektöversikt... 10 Skapa ny simulering... 11 A. Simuleringsnamn och beskrivning... 11 B. Markegenskaper och hydrologiska faktorer... 11 C. Markanvändning och markprofil... 15 D. Klimatzon... 16 E. Val av aktiv substans och gröda... 18 Hantera simuleringar... 21 Visa resultat... 22 Grundvatten... 23 Ytvatten... 24 Mer information... 25 BILAGA 1. Rutiner för att uppskatta modellparametrar... 26 Fysikaliska och hydrauliska egenskaper... 26 Vattenhållande förmåga... 26 Organisk kolhalt... 26 Skrymdensitet... 27 Makroporositet och strukturparametrar... 27 Hydraulisk konduktivitet... 28 Genomsläppligt bergsubstrat... 29 Ämnestransport... 29 Hydrologi... 29 Hydrologiska klasser... 29 Dränering... 31 Ämnesegenskaper... 34 2(41)

Fastläggning... 34 Grödparametrar... 35 Referenser... 36 BILAGA 2. Översättning mellan SGU:s jordart och benämningar för modermaterial i MACRO-DB... 38 BILAGA 3. Utspädningsrutiner... 41 3(41)

Inledning MACRO-DB är ett simuleringsverktyg baserat på simuleringsmodellen MACRO 5.3 1 och är framtaget av CKB för att utgöra underlag för bedömning av bekämpningsmedelstransport inom vattenskyddsområden. Läs mer om bakgrund, lagstiftning samt verktyget på CKB:s hemsida 2. Bedömningen görs stegvis i Steg 1 och Steg 2, där MACRO-DB utgör Steg 2. Steg 1 utgörs av en så kallad metamodell av MACRO-DB och bygger på resultaten från ett stort antal simuleringar som körts i förväg. Användaren anger några få parametrar och ett besked ges omedelbart i form av korta textförklaringar av resultatet från simuleringarna. Steg 1 består av en webapplikation på CKB:s hemsida som är tillgänglig för alla intressenter och som inte behöver laddas ner till datorn 3. Om resultaten inte visar att risken för bekämpningsmedelsläckage i halter över dricksvattengränsvärdet är försumbar behöver en bedömning göras med hjälp av Steg 2. Viss information som finns i Steg 1 är av nytta vid användandet av MACRO-DB (Steg 2), exempelvis information om vilka aktiva substanser som ingår i en viss produkt och vilka doserna är för respektive substans. Med MACRO-DB kan man genomföra simuleringar av bekämpningsmedelstransport för ett fält och bedöma förluster av bekämpningsmedel till yt- och grundvatten. För bedömningen av risken för transport av bekämpningsmedel till grundvatten redovisas en medelkoncentration vid botten på den simulerade profilen. Förluster till ytvatten simuleras som förluster via dränering. Eventuell transport via ytavrinning eller erosion ingår inte i simuleringarna i dagsläget. De simulerade förlusterna till ytvatten är avsedda att användas för bedömningar ur ett dricksvattenperspektiv, och inte med avseende på ekotoxikologiska effekter. MACRO-DB simulerar transport av bekämpningsmedel från normal användning och tar inte hänsyn till felaktig användning, spill (t.ex. från påfyllning och rengöring av spruta) eller olyckor. 1 Larsbo, M., Roulier, S., Stenemo, F., Kasteel, R., Jarvis, N., 2005. An improved dual-permeability model of water flow and solute transport in the vadose zone. Vadose Zone Journal 4, 398 406. 2 www.slu.se/ckb 3 www.slu.se/macro-db-steg1 4(41)

Översiktlig programbeskrivning En simulering definieras genom val av jord (modermaterial, texturklass och mullhaltsklass), aktiv substans, gröda, klimatzon och definition av besprutningar (dos och tidpunkt). Användaren har inte tillgång till modellens faktiska parametrar utan modellparametrarna bestäms genom att kombinera samband som relaterar exempelvis jordegenskaper till en viss modellparameter, standardvärden, och rimliga värsta-falls-antaganden. De funktioner och rutiner som används för att beräkna modellens parametrar beskrivs i Bilaga 1. Utifrån val av markegenskaper och markanvändning skapas en jordprofil som används för simuleringen. Det går att redigera markegenskaperna, exempelvis ler-, silt- och sandhalt. Utifrån en karta väljs relevant klimatzon. ph påverkar i viss mån adsorption och nedbrytning av vissa substanser. Vid dagens registreringsprocess tas denna egenskap med i bedömningen och värdet för adsorptionsförmågan och/eller halveringstiden tas från studier som har gjorts vid värsta-falls-ph-värden. Därför ingår inte ph som modellparameter, och behöver därmed inte anges. En ämnesdatabas med inneboende egenskaper för aktiva substanser ingår i verktyget. Underlag till denna tas främst från databasen Pesticide Properties Database; PPDB vilken tillhandhålls och underhålls av University of Hertfordshire 4 och bygger i första hand på det underlag som tas fram av Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA) i samband med att substanserna registreras på EUnivå. Ämnesdatabasen uppdateras vid behov när nya aktiva substanser blivit godkända eller när befintliga substanser fått ändrade egenskaper i PPDB. Ett antal vanliga grödkategorier finns att välja för simulering. Användaren definierar också de behandlingar av aktiv substans som ska genomföras i simuleringen. Utdata från simuleringen beror på om transport bedöms ske till yt- eller grundvatten, eller både och. Då transport av bekämpningsmedel bedöms ske till grundvatten redovisas en medelkoncentration i vattnet vid botten på den simulerade jordprofilen (på 2 meters djup), d.v.s. i vattnet som är på väg ner till grundvattnet. Efter en utspädningsberäkning som tar hänsyn till andel åkermark i tillrinningsområdet och behandlingsfrekvens kan man också få fram en uppskattad medelkoncentration i hela grundvattenmagasinet. Förluster till ytvatten redovisas som en medelkoncentration i ytvattnet vid fältkanten baserat på simulerad 4 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/footprint/index2.htm 5(41)

koncentration i dräneringsvattnet samt eventuell inblandning av utflödande grundvatten. På motsvarande sätt som för grundvatten kan man beräkna en uppskattad medelkoncentration i hela ytvattentäkten. Användarhandledning Nedanstående avsnitt syftar till att ge en överblick av användargränssnittet till MACRO-DB 4.2. Avsnitten kan användas som en steg-för-steg-manual första gången verktyget används, och senare som referensinformation. På CKB:s hemsida (www.slu.se/ckb) kommer löpande information om nya versioner, uppdaterade ämnesdatabaser, kurser m.m. att läggas upp. Det finns även svar på vissa vanliga frågor i avsnittet Frågor & svar 5. Programkomponenter Simuleringsverktyget MACRO-DB består av ett antal komponenter (Figur 1): 1) ett användargränssnitt, 2) simuleringsmodellen MACRO, 3) databasfiler som innehåller egenskaper för aktiva substanser (Ämnesdatabasen) och sparade simuleringar och resultat (Projektdatabasen), och 4) drivdatafiler (väderfiler). Som resultat av simuleringarna skapas också 5) resultatfiler sparade av användaren. Projektdatabasen som innehåller sparade simuleringar kan kopieras och skickas mellan användare, även resultatfilerna som sparats kan skickas mellan användare. 1. Användargränssnitt 2. MACRO 5. Resultatfiler 3. Databaser 4. Drivdatafiler Figur 1. Komponenter i simuleringsverktyget MACRO-DB. 5 https://www.slu.se/centrumbildningar-och-projekt/kompetenscentrum-for-kemiskabekampningsmedel/modeller/macro-db/fragor-och-svar-macro-db/ 6(41)

Systemkrav MACRO-DB är testat på Windows 7 och Windows 10. Användaren behöver ha tillräckliga rättigheter för att installera programmet på datorn. För att köra programmet krävs att användaren har läs- och skrivrättigheter till installationskatalogen och dess underkataloger. Programmet ställer inga speciella krav på processor eller tillgängligt internminne. För en normal modern dator tar en simulering cirka 20 minuter att köra. Programmet upptar cirka 100 Mb på hårddisken vid installation. Nedladdning och installation första gången Installationsprogrammet laddas ned från CKB:s hemsida. Den nedladdade filen sparas på datorn. För att starta installationen dubbelklickas den nedladdade filen. En installationsguide startas. Vid start av installationsguiden kan en säkerhetsvarning visas som t.ex. ser ut som i figur 2. Utgivare är Sveriges lantbruksuniversitet, vilket framgår av det certifikat som använts för att signera installationspaketet. Figur 2. Exempel på säkerhetsvarning vid start av installationspaket För att kunna fullfölja installationen måste licensvillkor avseende exempelvis användning av de väderfiler tillhandhållna av SMHI som ingår i programmet accepteras. En mapp som heter MACRO-DB42 skapas på C-disken (C:\). Programmet startas genom att dubbelklicka den körbara filen MACRO-DB (filändelse exe ) som återfinns i programkatalogen (mappen där programmet installerades). Efter installation återfinns en Acces-databas i denna mapp som heter Projects.mdb, hädanefter kallad projektdatabas. I projektdatabasen lagras samtliga definierade simuleringar och utdata från simuleringar. Det kan vara en god idé att göra en kopia av denna databas för att ha en tom vid behov. Exempelvis 7(41)

kan olika projektdatabaser användas för olika projekt. När programmet startar är det alltid databasen som heter Projects.mdb och som ligger i programkatalogen som används av programmet. Det går dock bra att byta databas (Figur 3). Nedladdning och installation vid uppdatering från tidigare version För att spara gamla simuleringar ska projektdatabasen kopieras, och eventuellt ges ett nytt namn, innan ominstallation och sparas på t.ex. skrivbordet till ominstallationen är klar, varefter databasen kan kopieras tillbaka. Notera, som ovan, att den databas som programmet arbetar med när det först startas är den som är namngiven Projects.mdb och ligger i programkatalogen MACRO-DB42. Vid ominstallation, exempelvis vid uppdateringar ska programmet först avinstalleras som vanligt. Detta görs genom att använda verktyg som nås via Windows Kontrollpanelen. Därefter ska mappen där programmet var installerat och samtliga filer i den raderas helt. Detta för att säkerställa att samtliga filer uppdateras på ett korrekt sätt. Det räcker således inte med att enbart avinstallera programmet via kontrollpanelen i Windows. Hantering av projektdatabaser Det är möjligt att använda sig av flera separata projektdatabaser (filen Projects.mdb ). Detta kan exempelvis vara användbart om man vill dela simuleringar med en annan användare utan att skicka med alla projekt och simuleringar man jobbat med. Man kan då skapa en separat projektdatabas för ett specifikt ändamål. Som standard används projektdatabasen som är namngiven Projects.mdb. Man kan dock göra en kopia av denna, ge den ett valfritt namn, och använda Byt databas (Figur 3) för att skapa projekt och simuleringar som lagras i denna. Om man har fått en projektdatabas skickad från någon annan användare, används likaså Byt databas för att se och hantera projekt och simuleringar i den skickade databasen. Projektdatabaser med simuleringar från tidigare versioner av MACRO-DB kan användas i MACRO-DB 4.2. Det är då möjligt att se resultaten från de gamla simuleringarna, men det går inte att automatiskt köra dessa i den nya versionen innan simuleringarna har uppdaterats. Vid byte av projektdatabas får man en fråga om man vill uppdatera denna om den härrör från en tidigare version av MACRO- DB. Om man svarar Ja på den frågan så uppdateras inställningarna automatiskt till att inkludera de nya parametrar som finns i MACRO-DB 4.2 och de tidigare resultaten raderas, varefter det går att köra simuleringarna på nytt. Om man svarar Nej på den frågan så behåller man resultaten från de gamla simuleringarna. Man kan då titta på gamla resultat, men inte redigera eller köra simuleringarna. Det är 8(41)

lämpligt att spara en kopia av den gamla projektdatabasen innan uppdateringen om man fortfarande vill kunna se de gamla resultaten och jämföra med de nya. Uppdateringar av ämnesegenskaper Databasen med information om de olika substansernas egenskaper uppdateras vid behov. Den version som var aktuell när MACRO-DB 4.2 lanserades är den som kommer med automatiskt. Det är dock viktigt att kontrollera på hemsidan (www.slu.se/ckb) om någon ny uppdatering finns tillgänglig innan simuleringar utförs. Uppdateringar av ämnesegenskaper sker genom att databasfilen Ämnesegenskaper.mdb ersätts med den senaste versionen som finns tillgänglig på hemsidan. När man uppdaterar ämnesdatabasen innebär det att simuleringar skapade med en äldre ämnesdatabas inte kan köras direkt, utan måste redigeras för att få med de nya ämnesegenskaperna. Projekt Arbetet med simuleringar i MACRO-DB är organiserat i projekt. Varje projekt innehåller ett antal simuleringar. Exempelvis kan ett projekt innehålla simuleringar för en viss aktiv substans, en viss jordart eller en viss gård. Tillgängliga projekt syns i Projekthanteraren (Figur 3), från vilken även nya projekt (Figur 4) skapas. Härifrån raderas också projekt, vilket då raderar samtliga ingående simuleringar. I projekthanteraren finns möjligheten att byta projektdatabas genom att klicka på Byt databas. När detta är gjort visas de projekt som finns i den valda projektdatabasen. Alla nya projekt och simuleringar sparas sedan i denna databas. Figur 3. Projekthanteraren. 9(41)

Figur 4. Definition av nytt projekt. I varje projekt kommer du att lägga in ett antal olika simuleringar. Beskriv gärna projektet kortfattat så underlättar det för dig att skilja olika projekt åt (Figur 4). Projektöversikt Genom att via projekthanteraren (Figur 3) välja ett befintligt projekt och öppna detta kommer man till en översikt av det befintliga projektet (Figur 5). I det här fallet är projektet tomt, och det första steget är att skapa en ny simulering. Figur 5. Projektöversikt för ett tomt projekt. I projektöversikten finns funktioner för att skapa simuleringar och köra dessa. Simuleringar kan raderas och kopieras. Läs mer om dessa funktioner under avsnittet Hantera simuleringar. Vissa av funktionerna kan vara inaktiverade om man exempelvis väljer simuleringar som är skapade med en äldre databas för ämnesegenskaper. 10(41)

Skapa ny simulering En ny simulering skapas genom att klicka på Skapa i projektöversikten (Figur 5). En ny simulering skapas genom att gå igenom ett antal steg i en guide. Nedan beskrivs dessa steg. A. Simuleringsnamn och beskrivning 1. Ange simuleringsnamn och beskrivning I det första steget anges ett namn och en beskrivning för simuleringen (Figur 6). Figur 6. Simuleringsnamn och beskrivning B. Markegenskaper och hydrologiska faktorer Hydrologiska faktorer och markegenskaper bestäms genom att gå igenom en guide. För varje steg i guiden finns det en hjälp-knapp som ger viss vägledning för det aktuella steget. Det går också att gå tillbaka i guiden genom att trycka på knappen Föregående, men när man då trycker på Nästa måste man göra om sina val på nytt. 2. Välj modermaterial I det första steget väljs lämpligt modermaterial för den aktuella platsen (Figur 7). Modermaterial ska väljas i enlighet med SGU:s klassificeringssystem vilket är karterat på 50 cm djup. Detta modermaterial finns karterat i SGU:s jordartskartor (Jordarter 1:25 000 1:100 000) 6. I MACRO-DB används den terminologi som i huvudsak svarar mot jordartskartorna i skala 1:100 000. För jordartskartor i skala 1:25 000 och 1:50 000 används en mer detaljerad indelning i SGU:s kartor. En beskrivning av hur denna indelning svarar mot den indelning som används i 6 https://apps.sgu.se/kartvisare/ 11(41)

MACRO-DB återfinns i Bilaga 2. Tabellen kan även laddas ner i pdf-format från CKB:s hemsida 7. Det krävs en viss kunskap för att kunna identifiera korrekt modermaterial. Det är viktigt att detta steg ges tillräckligt med uppmärksamhet eftersom valet är viktigt för hur simuleringen i stort definieras, exempelvis om det främst föreligger läckage till grundvatten eller om det är riskerna för transport av bekämpningsmedel till ytvatten som är styrande. Kartorna är ganska grova vilket innebär att informationen är generaliserad. Utbredningen av isälvssediment i åsarna är till exempel ofta överdrivna för att de ska framträda tydligt på kartan. Detta gör att lokalkännedom om markförhållandena i området är till stor hjälp. Figur 7. Val av modermaterial. 3-4. Välj texturklass Efter val av modermaterial följer två steg med val av texturklass för alven och matjorden (Figur 8). Texturklasserna följer EU:s klassificeringssystem som finns beskrivet om Hjälp -knappen klickas, samt i Figur 9. De val av texturklass som finns tillgängliga begränsas i viss mån av tidigare valt modermaterial. För vissa modermaterial är texturklassen i alven förutbestämd och detta steg hoppas i så fall över automatiskt. Om inte mätningar av textur finns att tillgå från platsen kan CKB:s jordartshjälp för MACRO-DB 8 användas som underlag. 7 https://www.slu.se/centrumbildningar-och-projekt/kompetenscentrum-for-kemiskabekampningsmedel/modeller/macro-db/ladda-ner-macro-db-4/ 8 https://www.slu.se/centrumbildningar-och-projekt/kompetenscentrum-for-kemiskabekampningsmedel/modeller/macro-db/ckbs-jordartshjalp-for-macro-db/ 12(41)

Figur 8. Val av texturklass Figur 9. Texturklass i enlighet med EU:s texturklassificeringssystem: Finkornig (klass 4, 5) = >35% lera; Medium-finkorning (klass 3) = lerhalt <35% och sandhalt <15%; Grovkornig (klass 1) = sandhalt >65% och lerhalt <18%; Medium (klass 2) i övrigt; (coarse = grov, fine = fin, very fine = mycket fin; clay = ler, sand = grovmo + sand, silt = mjäla + finmo). Klasserna gäller för både matjord och alv. 5. Välj mullhaltsklass Efter val av texturklass följer ett val av mullhaltsklass för matjorden (Figur 10). Sifforna inom parentes i Figur 10 avser gränserna för respektive mullhaltsklass. Figur 10. Val av mullhaltsklass. 13(41)

6. Välj dräneringsstatus I nästa steg görs ett val angående dräneringsstatus för området (Figur 11). Artificiell dränering innebär att fältet är dränerat genom täckdikning. För vissa av modermaterialen och vald texturklass i alven är dräneringsstatusen förutbestämd och detta steg hoppas automatiskt över. Figur 11. Val av dräneringsstatus. Val av dräneringsstatus avslutar guiden för markegenskaper och hydrologiska faktorer. Efter att guiden avslutas visas en sammanfattning av valda markegenskaper och en beskrivning av hydrologiska faktorer (Figur 12). Här anges också den hydrologiska klassen vilken visar vilka flödesvägar som är relevanta i det område som ska simuleras samt mark-kod vilken anger markförhållandena på platsen. Mark-koden kommer eventuellt att användas i en kommande version av Steg 1 men är ingenting som används för bedömning med MACRO-DB, Steg 2. I Bilaga 1 beskrivs de olika hydrologiska klasserna i mer detalj. För att redigera sina inställningar kommer man tillbaka till guiden för hydrologiska faktorer och markegenskaper genom att klicka på Redigera inställningar. Går man tillbaka får man göra om alla sina val avseende markegenskaper och hydrologiska faktorer på nytt. 14(41)

Figur 12. Sammanfattning av markegenskaper och hydrologiska faktorer. C. Markanvändning och markprofil 7. Välj markanvändning Olika val kan göras för att beskriva markanvändningen (Figur 13). Valet av markanvändning påverkar hur de fysikaliska och hydrauliska egenskaperna för matjorden sätts. Valet påverkar inte exempelvis halt av organiskt kol i jorden, men påverkar den typ av horisonter som utgör matjorden (A, At, eller Ap; se Figur 14). Reducerad jordbearbetning avser markanvändning där plöjning inte används, medan direktsådd i detta fall innebär att varken harvning eller plöjning används. Figur 13. Val av markanvändning. 15(41)

8. Redigera markprofil De fysikaliska egenskaperna för den definierade jordprofilen visas i nästa steg (Figur 14). Texturen (ler, silt och sand) är ursprungligen satt till medelpunkten i den valda EU-klassen. Den simulerade jordprofilen består av fem horisonter, varav de två översta utgör matjorden (0-30 cm djup) och betecknas A. Beteckningarna At och Ap innebär en harvad respektive plöjd horisont. Har fältet plöjts är dessa två lager omblandade och bör ha samma värden med avseende på textur och organisk kolhalt. De tre nästföljande horisonterna (30-200 cm djup) utgörs av alven. Det är möjligt att redigera ler-, silt- och sandhalterna, samt organisk kolhalt, i de olika horisonterna. De nya värdena som anges måste ligga innanför de ramar som den valda EUtexturklassen anger (Figur 9) och inget värde kan sättas till noll (då fungerar inte beräkningen). Notera att den organiska kolhalten sätts utifrån det val av mullhaltsklass som gjordes i steg B-5 (Figur 10) när en ny simulering definieras. Den organiska kolhalten beräknas genom att multiplicera mullhalten med 0,58. Figur 14. Redigera markprofil. D. Klimatzon 9. Välj klimatzon I verktyget har Sverige delats in i 18 klimatzoner (Figur 15). Aktuell klimatzon väljs ur en rull-lista (Figur 16). Information om årsmedeltemperatur och årsmedelnederbörd visas. Genom att klicka på Visa karta visas en karta där de olika klimatzonerna är markerade (Figur 15). Klimatzonerna är avsedda att representera ett större område varför lokala avvikelser kan förekomma. Vid osäkerhet vilken klimatzon som bäst representerar en viss plats, om platsen ligger på gränsen mellan två zoner, kan en utvärdering göras exempelvis med avseende på årsmedeltemperatur och årsmedelnederbörd. 16(41)

Figur 15. Klimatzoner i MACRO-DB 17(41)

Figur 16. Val av klimatzon. E. Val av aktiv substans och gröda 10. Välj aktiv substans Den aktiva substans som ska användas i simuleringen väljs ur en rull-lista (Figur 17). Egenskaper för de olika substanserna tas främst från databasen PPDB (Pesticide Properties Database) 9. Databasen tillhandhålls och underhålls av University of Hertfordshire och bygger i första hand på det underlag som tas fram av Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet (EFSA) i samband med att substanserna registreras på EU-nivå. Den aktiva substansens halveringstid (DT 50 ; dagar) och sorptionskoefficient, d.v.s. bindningsförmåga till organiskt kol (K foc ; ml/g) visas i fönstret efter val av substans. I PPDB finns ofta flera olika värden angivna för varje parameter. När det gäller halveringstiden används i första hand DT 50 -lab. När det gäller sorptionskoefficienten används K foc (sorptionskoefficient då Freundlich sorptionsisoterm används). För aktiva substanser som har en halveringstid som är mindre än eller lika med 2 dagar körs en simulering för en relevant nedbrytningsprodukt, om en sådan finns, istället för modersubstansen. Om nedbrytningsprodukt saknas så simuleras modersubstansen som vanligt. Finns det flera nedbrytningsprodukter så väljs den som modersubstansen till största del bryts ned till. Ett meddelande visas med information om vilken nedbrytningsprodukt som kommer att simuleras. Denna information återfinns också i resultatfilen efter avslutad simulering. 9 http://sitem.herts.ac.uk/aeru/footprint/index2.htm 18(41)

Figur 17. Val av aktiv substans. 11. Välj gröda I MACRO-DB finns det fördefinierade grödkategorier att välja mellan (Figur 18). De grödor som går att välja beror på vilken klimatzon som valts i tidigare steg. Figur 18. Val av gröda. 12. Definiera behandlingar I det sista steget definieras de behandlingar som ska göras av den aktiva substansen (Figur 19). Valet av behandlingsmetod påverkar hur mycket av substansen som fångas upp av grödan och inte når marken. Om Bomspruta eller Fruktspruta väljs fångas en del av behandlingsmängden upp av grödan. Exakt hur stor del som fångas upp beror på när behandlingen sker i förhållande till grödans tillväxt. Datum för behandling definieras genom att ange tidpunkt för första behandling. Ett minsta intervall mellan behandlingarna anges ifall fler än en behandling sker per säsong, liksom dosen (kg aktiv substans/ha) för varje enskild behandling. Vid flera behandlingar med olika dos kan en medeldos för behandlingarna användas. Alltså inte den sammanlagda dosen som i Steg 1. Dosen som anges avser modersubstansen. I det fall en nedbrytningsprodukt simuleras korrigeras dosen automatiskt i samband med simuleringen för att ta hänsyn till hur stor del av modersubstanser som bryts ned till aktuell nedbrytningsprodukt. 19(41)

Figur 19. Definition av behandlingar. Med hjälp av Dosberäknare (Figur 20) kan dosen aktiv substans (a.s.) i enheten kg a.s./ha beräknas utifrån den dos av produkten som används vid behandlingen (l/ha, tablett/ha (7,5 g tablett), kg produkt/ha) och koncentrationen av aktiv substans i produkten (g/l, vikt-%). Koncentrationen av aktiv substans i ett visst preparat kan fås från bekämpningsmedelsregistret på Kemikalieinspektionens hemsida 10 eller från Steg 1. Fördelen med informationen från Steg 1 är att dosen där har korrigerats, t.ex. med hänsyn tagen till om produkten är ett salt, eller en ester, och det därmed bara är en del av vikten som anges i bekämpningsmedelsregistret som utgör den aktiva substansen, och är alltid den dosen som ska användas vid simuleringar med MACRO-DB. Om flera behandlingar per säsong simuleras är det viktigt att tänka på att i MACRO-DB är det dosen per behandlings som ska anges, medan det i Steg 1 är den summerade dosen för samtliga behandlingar som anges. Så dosen för en aktiv substans som anges i resultatdelen från Steg 1 kan t.ex. behöva halveras om det är aktuellt med två behandlingar per säsong. 10 www.kemi.se 20(41)

Figur 20. Dosberäknare för beräkning av dos aktiv substans Genom att klicka Slutför avslutas guiden för att definiera en simulering och du återgår till översikten av projektet. Hantera simuleringar Simuleringar i ett projekt hanteras i projektöversikten (Figur 21). En ny simulering skapas genom Ny simulering. Kryssmarkerade simuleringar körs genom att klicka Kör markerade under menyn Simulering. Det är alltså möjligt att kryssmarkera ett större antal simuleringar och låta programmet köra dessa i följd, exempelvis över natten. Vald simulering kan också kopieras ( Kopiera ). Då en tidigare definierad simulering kopieras sparas alla inställningar i en ny simulering. Man kan då ändra t.ex. bara aktiv substans och låta alla resterande inställningar finnas kvar. Detta görs genom att gå in i Redigera. Genom att klicka Visa visas resultaten för den valda simuleringen. Resultat för markerade simuleringar kan sparas i antingen pdf-format eller csv-format (kommaseparerade data, öppnas med Excel) genom att välja Spara markerade (filformat väljs i den följande dialogrutan; Figur 22). Resultat för de simuleringar som är markerade sparas i den valda pdf-filen eller filen i csv-format. När resultaten sparas till csv-filen lagras de värden som i MACRO-DB redovisas som <0,001 µg/l som 0 för att lättare kunna bearbetas som tal. 21(41)

Figur 21. Projektöversikten med definierade simuleringar för ett projekt Figur 22. Val av filformat då resultat sparas till fil. Visa resultat Resultat för grundvatten och för ytvatten visas i två olika flikar (Figur 23 och 24). Utöver resultaten visas också en mer komplett resultatfil för simuleringen som innehåller all information om den körda simuleringen. För att spara resultatfilen till pdf eller Excel klicka på Spara resultat. För att på ett enkelt sätt spara resultat 22(41)

för flera simuleringar, läs under avsnittet Hantera simuleringar ovan. Om simulerade eller uppskattade koncentrationer underskrider 0,001 µg/l visas resultaten som < 0,001 µg/l. När Andel åkermark i tillrinningsområdet eller Behandlingsfrekvens ändras så uppdateras både resultaten i det övre fältet samt i resultatfilen automatiskt, detta kan dock inte göras för simuleringar som är körda med en tidigare version av MACRO-DB. Grundvatten För grundvatten presenteras resultaten i form av en simulerad medelkoncentration (µg/l) i vatten som lämnar botten (2 m) på den angivna jordprofilen, d.v.s. i vattnet som är på väg ner till grundvattnet (Figur 23). Hänsyn till spädning och behandlingsfrekvens kan tas genom att ändra Andel åkermark i tillrinningsområdet och/eller Behandlingsfrekvens för att uppskatta en medelkoncentration i hela grundvattenmagasinet. Utgångspunkten i programmet är att 100 % av arealen utgör åkermark inom tillrinningsområdet och att hela arealen behandlas med aktuell substans varje år, något som är ett värsta-falls-antagande och sällan är fallet i praktiken. Utspädningsrutinerna beskrivs i Bilaga 3. Figur 23. Grundvattenresultat. 23(41)

Ytvatten För ytvatten presenteras resultaten som en medelkoncentration i ytvattnet vid fältkanten baserat på simulerad koncentration i dräneringsvattnet samt eventuell inblandning av utflödande grundvatten (Figur 24). Hänsyn till spädning i tillrinningsområdet kan tas genom att ändra Andel åkermark i tillrinningsområdet och/eller Behandlingsfrekvens för att uppskatta en medelkoncentration i hela ytvattnet. Utgångspunkten i programmet är att 100 % av arealen utgör åkermark inom tillrinningsområdet och att hela arealen behandlas med aktuell substans varje år, något som är ett värsta-falls-antagande och sällan är fallet i praktiken. Utspädningsrutinerna beskrivs i bilaga 3. Den nuvarande versionen av MACRO-DB hanterar förluster till ytvatten via dräneringsvatten, men inte via ytavrinning och erosion vilket gör att i de fall där dessa transportvägar är relevanta kan koncentrationerna i ytvattnet underskattas. Inte heller partikelbunden transport till dräneringsrör och ut till ytvatten hanteras i verktyget. Det är främst glyfosat som hittas i miljöövervakningen av ytvatten trots att körningar med MACRO-DB ger resultatet låg risk för kontaminering. Detta kan bero på annan användning men också för att glyfosat, till skillnad från de flesta andra substanser, adsorberar mycket starkt till lerpartiklar vilka utgör den största delen av partiklarna som transporteras till ytvatten. Användning av MACRO-DB för att bedöma risken av transport av glyfosat till ytvatten bör alltså ske med försiktighet. De simulerade förlusterna till ytvatten är avsedda att användas för bedömningar ur ett dricksvattenperspektiv, och inte med avseende på ekotoxikologiska effekter då i så fall hänsyn till fler faktorer såsom toppkoncentration, återhämtning etc. också bör beaktas. 24(41)

Figur 24. Resultat för ytvatten. Mer information Information om MACRO-DB finns på CKB:s hemsida (www.slu.se/ckb). Där kommer det att publiceras svar på vissa vanliga frågor och information om eventuella uppdateringar av modellen. Ni är även välkomna att kontakta oss direkt på CKB via e-postadressen ckb@slu.se 25(41)

BILAGA 1. Rutiner för att uppskatta modellparametrar Denna bilaga beskriver de rutiner som används i MACRO-DB för att bestämma modellparametrar. Fysikaliska och hydrauliska egenskaper Vattenhållande förmåga För jordmatrisen uppskattas parametrarna i van Genuchtens (1980) funktion för vattenretention (parametrarna α, n och det mättade vatteninnehållet θ S ) genom att använda de kontinuerliga pedotransferfunktioner (PTF) som utarbetats av Wösten et al. (1999) från HYPRES-databasen, under antagandet att m = 1 1 n och att det residuala vatteninnehållet θ R är noll. Det mättade vatteninnehållet korrigeras för mängden sten: θ S = θ S(HYPRES). (1 f S. (1 ε S )) (1) där θ S(HYPRES) [m 3 m -3 ] är det mättade vatteninnehållet uppskattat med HYPRES pedotransferfunktionen, f S är den volymetriska andelen stenar i jorden [m 3.m -3 ] och ε S är stenporositeten [m 3.m -3 ]. I egenskap av en modal funktion, kan inte van Genuchten-ekvationen återspegla effekterna av jordens makroporer på jordens vattenbindande förmåga. Därför används inte θ S som en parameter i MACRO. Istället används den nominella mättade vattenhalten, tillsammans med α och n för att uppskatta vattenhalten vid vissningsgränsen (θ vid en tryckpotential på -150 m) och θ S(m), den mättade vattenhalten i jordmatrisen. Den vattenpotential som definierar gränsen mellan mikroporer och makroporer, ψ m, sattes till - 10 cm, som föreslagits i en litteraturstudie (Jarvis, 2007). Organisk kolhalt Ursprungsvärdet för den organiska kolhalten i matjorden bestäms utifrån den valda mullhaltsklassen. Den organiska kolhalten för övriga horisonter sätts till konstanta värden: 30-60 cm 0.5 %, 60-100 cm 0.3%, 100-200 cm 0.1 %. Notera att den organiska kolhalten sätts utifrån det val av mullhaltsklass som gjordes när en ny simulering definieras. Omvandlingsfaktor från mullhalt till organisk kolhalt är 0,58. Tabell 1. Organisk kolhalt för matjorden för olika mullhaltsklasser Mullhaltsklass för matjorden Organisk kolhalt (%) Mullfattig (mf) 1 Något mullhaltig (nmh) 1,5 Måttligt mullhaltig (mmh) 2,6 Mullrik (mr) 5,3 Mycket mullrik (mycket mr) 8,2 Mineralblandad mulljord 17,6 26(41)

Skrymdensitet Skrymdensiteten, γ (g/cm 3 ), uppskattas genom γ = H z {10 0.3546+0.1173 log SOC 0.000954 C 0.167 SOC0.5 } (2) där SOC är den organiska kolhalten (%), C lerhalten (%) och H z en djupfaktor som sätts till 1 för 0-60 cm, 1,05 för 60-100 cm och 1,1, för 100+ cm. Makroporositet och strukturparametrar Parametrar som är relaterade till makroporer i jord uppskattas genom en kombination av konstanter (parametrar som inte varierar med lokal eller jordegenskaper) och klass- och kontinuerliga PTFer. Den volymetriska makroporositeten, ε MA, bestäms med hjälp av klass-ptfen som presenteras i Tabell 2. Denna PTF utvecklades från expertkunskap och är baserad på USDAs jordartsklasser, FAOs horisontbeteckningar och aktuell jordbearbetning. ε MA summeras med θ S(m) för att få den totala porositeten i jorden. Tabell 2. Klasspedotransferfunktion för att uppskatta makroporositet i MACRO (horisontbeteckningar följer FAO). Jord Horisont 1 Textur Fin Medium Grov Matjord (mineral) 2 Ostörd 0.050 3 A T 0.050 4 A P 0.030 0.040 0.050 Alv (mineral) 5 Övre B eller E 0.160 0.160 0.050 6 Nedre B eller E 0.008 0.008 0.050 BC 0.002 0.004 0.040 C 0.002 0.004 0.030 Organisk O eller H 0.050 1 Fin är lera, siltig lera, siltig lera (loam från USDAs textur-triangel), Grov är sand och loamy sand, Medium är alla andra klasser 2 perenna grödor, d.v.s. gräsmark, fruktträdgårdar 3 harvat och plöjt övre jordlager 4 Plöjt men inte harvat 5 mittpunktsdjupet av horisonten är <50 cm 6 mittpunktsdjupet av horisonten är >50 cm Den effektiva diffusionslängden, d, som reglerar utbytet av vatten och lösta ämnen mellan makroporer och mikroporer och den kinematiska exponenten, n, som återspeglar storleksfördelning, tortuositet (slingrighetsfaktor) och konnektivitet för makroporer, samt även kontrollerar flödeshastigheten i makroporsområdet, erhålls från den klass-ptf som presenteras i Tabell 3, vilken särskiljer fyra olika klasser med olika grad av förutsättningar för makroporflöde. 27(41)

Tabell 3. Klass-pedotransfer-funktioner för parametrar relaterade till struktur. Den aktuella flödesklassen väljs med hjälp av beslutsträdet som presenterats av Jarvis et al. (2009). Flödesklass 1 Effektiv diffusionslängd, d [mm] I (ingen) 1 6 II (svag) 15 4 III (måttlig) 50 3 IV (stark) 150 2 Kinematisk exponent, n* [-] 1 Den effektiva diffusionslängden (d) tilldelas värdet 3 mm i det övre harvade lagret för odlingsbar jord oberoende av klass. Förutsättningen för makroporflöde i varje enskild horisont bestäms med hjälp av ett beslutsträd som beskrivs i detalj, och framgångsrikt har testats av Jarvis et al. (2009). Beslutsträdet baseras på USDAs jordartsklasser, FAOs horisontbeteckningar, aktuell jordbearbetning (ingen eller reducerad plöjning, konventionell plöjning eller harvning) och halt av organiskt kol. Beslutsträdet utnyttjar också ett underliggande beslutsträd för att förutsäga mängden bioporer (maskhål) (Lindahl et al., 2009) utifrån klimat, markanvändning, textur-klass samt närvaro av begränsningsfaktorer (såsom horisonter utan pedogenetiska kännetecken eller som har grov struktur, ligger under grundvattenytan, har hög skrymdensitet). De MACRO-parametervärden som associeras med varje klass (Tabell 3) bestämdes med hjälp av expertkunskap baserat på omfattande erfarenheter från kalibrering och validering av modellen mot experimentella data (exempelvis Jarvis, 2007; Köhne et al., 2009a;b). Hydraulisk konduktivitet Den mättade hydrauliska konduktiviteten i jordmatrisen K S(m) (d.v.s. jordens hydrauliska konduktivitet vid ψ m ) uppskattas med en ny PTF: K S(m) = C. θ S(m). n l (3) där C och l är konstanter som härletts från experimentella data från Jarvis et al. (2002) och satts till 0.186 mm h -1 respektive 10.73 [-]. θ S(m) och n är vatteninnehållet vid -10 cm och van Genuchten parametrarna som beräknats med hjälp av Wösten et al. (1999) pedotransfer funktioner. Ett enkelt uttryck för makroporers mättade hydrauliska konduktivitet K S(MA) kan härledas från capillary bundle -modellen för hydrauliska egenskaper hos makroporer i jord som beskrivs i Jarvis (2008): K s(ma) = (B. ε MA ) n (4) där B är en sammansatt matchningsfaktor som tar hänsyn till både fysikaliska konstanter och till geometrin hos makroporsystemet. B har satts till 6000 mm.h -1. 28(41)

Genomsläppligt bergsubstrat Som ett specialfall, tilldelas hydrauliska parametrar för genomsläppligt bergsubstrat (R-horisonter) konstanta värden, under antagandet om hög potential för makroporflöde (d.v.s. klass IV), som visats av Roulier et al. (2006): d = 150 mm; K S(MA) = 30 mm.h -1 ; K S(m) = 0.04 mm.h -1 ; θ S(m) = 0.1 m 3.m -3 ; α = 0.0004 cm - 1 ; n = 1.8; n = 2; ε MA = 0.01 m 3.m -3. Ämnestransport Förutom den effektiva diffusionslängden, har ämnestransportparametrar satts till konstanter (identiska för alla jordar). Diffusionskoefficienten i vatten har satts till 1.9 10-9 m 2.s -1, blandningsdjupet vilket kontrollerar ett ämnen fördelas till makroporer eller mikroporer vid markytan, har satts till 1 mm. Ingen hänsyn togs till uteslutande av anjoner. Dispersiviteten har satts till 3.4 cm, vilket är medelvärdet för ett urval av 116 prover taget från Vanderborght och Vereeckens (2007) databas, gällande experiment som utförts vid konstanta flöden lägre än 1 mm.h -1, vilket borde exkludera påverkan från dispersion på grund av makroporflöde. Slutligen, den andel av löst ämne som tas upp av grödors rötter med vattnet har satts till 1 (d.v.s. helt passivt upptag). Hydrologi Hydrologiska klasser Fyra hydrologiska klasser har definierats, baserat på de viktigaste transportvägarna för vattenflöde och pesticidförlust i profilen (figur 1). Dessa hydrologiska klasser utgör sedan basen för de parametrar som kontrollerar dränering i MACRO, i synnerhet bottenrandvillkoret och utformningen av dräneringssystem (Tabell 4). 29(41)

Hydrologisk klass 1 2 3 4 - Genomsläpplig modermaterial - Inströmning - Odränerad - Flöde till grundvatten - Ganska genomsläppligt modermaterial - Inströmning/ Utströmning - Odränerad - Flöde till grundvatten och ytvatten - Långsamt genomsläpplig modermaterial - Inströmning/ Utströmning - Dränerad (lerig morän) - Odränerad (urberg) - Flöde till grundvatten och ytvatten - Ogenomsläpplig modermaterial eller låglänt terräng - Utströmning - Dränerad - Flöde till ytvatten Figur 1. Flödesvägar i landskapet och de hydrologiska klasserna Klass 1 representerar jordar med fri dränering till djupt liggande grundvatten. Som bottenrandvillkor utnyttjas en hydraulisk enhetsgradient, inga dräneringsrör simuleras, allt överflödigt vatten perkolerar till grundvatten och endast pesticidutlakning blir utdata från modellen (Tabell 4). Klass 2 och klass 3 representerar jordar med svagt genomsläppliga modermaterial som tillåter både perkolation till grundvatten och avrinning till ytvatten (via underjordsdränering och/eller lateralt markflöde). En grundvattenyta återfinns i profilen och bottenrandvilkoret ges av en perkolations-hastighet definierad som en linjär funktion av höjden till grundvattenytan. Klass 3 är dränerade jordar som har lägre genomsläpplighet i alven och/eller i modermaterialet jämfört med klass 2 vilket betyder att grundvattnet stiger högre i markprofilen. Endast avrinning till ytvatten simuleras för klass 4 jordar, vilka antingen har ogenomsläppliga substrat (d.v.s. ogenomtränglig lera) eller är lokaliserade i låglänt 30(41)

terräng i landskapet (d.v.s. utströmningsområden). Bottenrandvillkoret är således nollflöde. Avrinning simuleras via dränering. Tabell 4. Hydrologiska klasser som underlag för MACRO-parameterisering. Kvartärgeologi Alvens textur b Hydrologisk klass Dränerad Odränerad Isälvssediment (huvudsakligen sand/grus) - 1 Sedimentärt berg - 1 Morän, Moränlera eller lerig morän grov - 2 medium, medium-fin 3 2 fin 3 - Berg - 3 Grovsilt/finsand, sand eller grus 4 2 Lera/silt 4 2 Organisk jordart 4 - Sväm/älvsediment 4 - b Röd = inströmningsområde. Flöde till grundvatten. b Blå = både in- och utströmningsområden. Flöde till både grund- och ytvatten. b Grön = utströmningsområden. Flöde till ytvatten. Den hydrologiska klassen bestäms av kvartärgeologin på platsen (som kan identifieras m.h.a. SGU kartor), alvens textur (endast för moräner) samt om fältet är dränerat eller ej (tabell 4). Dränering Ett effektivt dräneringsavstånd, L, beräknas för varje jord som tillhör en av de hydrologiska klasser som inkluderar avrinning till ytvatten (klasser 2, 3 och 4), enligt den metodik som introducerades av Hooghoudt (1941): L 8K dh 2 4 q eff K h 1 2 (5) 31(41)

d D 8D D ln 1 L u (6) där d är ett reducerat effektivt jorddjup under dräneringsbasen, q eff är önskat avrinningsflöde, h är önskad höjd till grundvattenytan ovanför dräneringsbasen, D är det egentliga jorddjupet mellan dräneringsdjupet och botten av profilen (se Tabell 4), K 1 och K 2 är de viktade medelvärdena för mättad hydraulisk konduktivitet över jorddjupen h respektive D och u är den våta perimetern för dräneringskanalen. Det kan noteras från ekvationer 5 och 6 att L beror av d och d av L. Avstånd mellan dräneringsrör, L, beräknas därför iterativt när D>0. L är ett effektivt dräneringsavstånd : för hydrologiska klasser 3 och 4 har fältdränering installerats (exempelvis parallella rör- eller tegeldragningar eller öppna diken som omger fältet). För klass 2 simuleras ett effektivt dräneringssystem som ska efterlikna den verkliga situationen med lateralt mättat flöde utmed ett sluttande plan ovanför ett långsamt genomsläppligt substrat i riktning mot diken och vattendrag. I frånvaron av parallella dräneringsrör kan avståndet mellan fiktiva dräneringsrören, L, istället kopplas till den effektiva arean tillhörande en kvadratisk dräneringsbassäng (Larsbo och Jarvis, 2003). Den våta perimetern för dräneringskanalen, vilken är okänd, är låst till 0.2 m, även om den i själva verket kan variera mellan ca 0.1 och 0.5 m beroende på typen av dräneringssystem. Grundvattenytans önskade höjd, h, väljs som det minsta värdet av antingen dräneringsdjupet eller 0.7 m. Med andra ord; vi förutsätter att för att erhålla uthållighet i ett jordbrukssystem (åtminstone för sådana där pesticider typiskt skulle utnyttjas), så måste dräneringen (antingen anlagt eller naturligt) vara tillräckligt bra för att förhindra att grundvattenytan stiger till markytan vid den önskade avbördningshastigheten. Den designade avbördningen/avrinningen beräknas enligt: q P eff q out (7) där P är grundvattenbildning och q out är en genomsnittlig perkolation vid jordprofilens bas under samma tidsperiod. Perkolationen, q out, är självklart låst till noll för klass 4 som har ett nollflöde som randvillkor vid botten av profilen, men det krävs ett positivt värde för klasser med svagt genomsläppliga substrat (2 och 3). Givet det bottenrandvillkor som används i MACRO för denna hydrologiska grupp, så kan q out uttryckas som en linjär funktion som beror av grundvattenytans 32(41)

genomsnittliga höjd ovanför jordprofilens bas, under naturliga dräneringsförhållanden (d.v.s. utan anlagd dränering), H: q out B grad H (8) där B grad är den parameter (tidskonstant) i MACRO-modellen som kontrollerar perkolation till grundvattnet. I MACRO-DB estimeras B grad enligt: B grad p gw H R (9) där R är perkolationen (överskott av nederbörd efter faktisk evapotranspiration) vid fältkapacitet och p gw är andelen överskottsvatten som perkolerar till grundvattnet (bidrar till grundvattenbildningen). Sålunda kan ekvation 6 skrivas om på följande sätt: q eff P p gw R (10) Parametern R beror av klimatet och den har uppskattats genom enkel vattenbalansmodellering. För enkelhets skull sätts p gw och H till 0.5 respektive 0.5 m för klass 2 och till 0.25 respektive 1.5 m för klass 3. Av detta följer att i samma klimatzon så är B grad 6 gånger så stor för klass 2 som för klass 3. Tabell 5 visar värdena på R och korresponderande värden för B grad (BGRAD) för varje klimatzon. Denna parameterisering ger grovt sett en fördelning mellan perkolation till grundvatten av avrinning till ytvatten i enlighet med erfarenhet. Tabell 5. Uppskattade värden på R (mm/dag) och BGRAD (1/timme) för svagt permeabla substrat Klimatzon Beskrivning R (mm/dag) BGRAD (1/timme) Klass 2 Klass 3 1a Skåne och Hallands slättbygd, Skånedelen 1.47 6.1*10-5 1.05*10-5 1b Skåne och Hallands slättbygd, 1.47 6.1*10-5 1.0*10-5 Hallandsdelen 2a Sydsvenska mellanbygden, skånedelen 1.47 6.1*10-5 1.0*10-5 2b Sydsvenska mellanbygden, Blekinge- och 1.47 6.1*10-5 1.0*10-5 Kalmardelen 3 Öland och Gotland 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 4 Östgötaslätten 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 5a Vänerslätten, södra delen 1.47 6.1*10-5 1.0*10-5 5b Vänerslätten, norra delen 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 6 Mälar- och Hjälmarbygden 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 7a Sydsvenska höglandet, västra delen 1.47 6.1*10-5 1.0*10-5 7b Sydsvenska höglandet, östra delen 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 8 Östsvenska dalbygden 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 9 Västsvenska dalbygden 1.47 6.1*10-5 1.0*10-5 10 Södra Bergslagen 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 33(41)

Klimatzon Beskrivning R (mm/dag) BGRAD (1/timme) 11 Västsvenska dalsjöområdet 1.91 8*10-5 1.3*10-5 12 Norra Bergslagen 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 13 Östra Dalarna och Gästrikland 1.14 4.8*10-5 7.9*10-6 14 Kustlandet i nedre Norrland 1.25 5.2*10-5 8.7*10-6 15 Kustlandet i övre Norrland 1.25 5.2*10-5 8.7*10-6 16 Nordsvenska mellanbygden 1.25 5.2*10-5 8.7*10-6 17 Jämtländska silurområdet 1.25 5.2*10-5 8.7*10-6 18 Fjäll- och moränområdet 1.25 5.2*10-5 8.7*10-6 P ska återspegla en typisk maxgräns för den mängd vatten som kan fylla på grundvattenmagasinet under en dag, vilken som helst, och kommer därför att vara starkt beroende av djupet till grundvattenytan i jorden (kortvariga flödestoppar i ytliga jordlager kommer att dämpas med djupet). Därför har P satts till: P = 20; z<0.5 P = R; z>(30-r)/20 I övriga fall: P = 30 20z (11) där z är djupet till dräneringsbasen från markytan (i meter) och P och R ges i enheten mm dag -1. Detta enkla uttryck antyder att P varierar mellan ett maximum på 20 mm dag -1 för ytliga, laterala flöden (d.v.s. dräneringsdjup på 0.5 m eller mindre) till ett minimum som motsvarar R om dräneringsbasen ligger mycket djupare än 1 m under markytan. Ämnesegenskaper Fastläggning Ämnets fastläggning beskrivs i modellen genom dess sorptionskoefficient (K f ) som beräknas utifrån ämnets benägenhet att adsorbera till mullhalten i marken. Metoden beaktar att oorganiska komponenter i marken också bidrar till adsorptionen när mullhalten är låg t.ex. i alven (Jarvis, 2016). K f värdet beräknas som: K f = f oc k foc(ref) (f oc(ref) ) 1 m (min (f oc, 0.02)) m 1 (12) där f oc är den organiska kolhalten (kg kg -1 ), k foc(ref) är referensvärdet för k foc från databasen med ämnesgenskaper, och f oc(ref) är den organisk kolhalt vid vilken ämnets k foc är uppmätt och m är en empirisk exponent. Det antas att f oc(ref) = 0.015 kg kg -1 (dvs att det värde för k foc som rapporteras i databasen för ämnesegenskaper är uppmätt vid ett typiskt värde på f oc i matjorden om 0.015 kg kg -1 ). Minimumfunktionen i ekvation 12 används för att sätta en lägre gräns för reduktionen av k foc i matjordar med högre organisk kolhalt (>0.02 kg kg -1 ) eftersom organiskt material tenderar att täcka mineralytorna och dominera fastläggning i sådana jordar. Parameters m uppskattas genom: 34(41)

m = min (1, 0.7 + 0.002 k foc(ref) ) (13) Grödparametrar Grödparametrar (Tabellerna 5, 6 och 7) har satts delvis i enlighet med FOCUS (2001) och är delvis baserade på information om tålighet mot torka och rotdjup från Allen et al. (1998). Det bör noteras att det maximala rotdjup som visas i Tabell 5 och 6 reduceras om det finns en begränsande jordhorisont i jordprofilen i enlighet med de beslutsregler som finns i MACRO_DB (Jarvis et al., 1997). En horisont anses begränsa rotgenomträngning om: ( C eller R horisont) eller f st > 0.2 eller ( B eller BC ) och (texturklass = grov ) Tabell 6. Grödparametrar för olika ett-åriga grödor. Parameter Grödgrupp A B C D E F G Max bladyteindex 5 5 4 4 3 5 5 (LAIMAX) Bladyteindex vid 1 5 2 3 3 2 0,01 skörd (LAIHARV) Tålighet mot torka a Medium Medium Låg Medium Låg Medium Medium Max rotdjup (m) 1,1 0,8 0,5 0,8 0,5 1,1 1,4 (ROOTMAX) Max 2 2 2 2 2 3 3 interceptionsförmåga (mm) (CANCAP) Kvot av evaporation av intercepterat vatten och transpiration (ZALP) 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1.5 1.5 A: Höstsäd, vårsäd, höstraps, vårraps; B: Sockerbetor, foderbetor; C: Potatis; D: Ärter; E: Rotgrönsaker, bladgrönsaker; F: Majs, fodermajs; G: Bär a transpiration adaptability factor transpirationsanpassningsfaktor (BETA): låg = 0.5, medium = 0.2, hög = 0.1; kritiskt tryck för transpirationsreducering (WATEN) beräknas från de kända jordegenskaperna tillsammans med procenten extraherbart mikroporvatten som kan tömmas innan en reducering av transpirationen inträffar: låg = 50%, medium = 65%, hög = 80% 35(41)

Tabell 7. Grödparametrar för fleråriga grödor. Parameter Grupp Gräs/vall Fruktträdgård Bladyteindex (LAIC) 5 5 Tålighet mot torka a Medium Medium Rotdjup (m) (ROOTDEP) 0,8 1,4 Max interceptionskapacitet (mm) 2 2 (CANCAP) Kvot av evaporation av intercepterat vatten och transpiration (ZALP) 1,0 2,0 a transpirationsanpassningsfaktor (BETA): låg = 0.5, medium = 0.2, hög = 0.1; kritiskt tryck för transpirationsreducering (WATEN) beräknas från de kända jordegenskaperna tillsammans med procenten tillgängligt vatten som kan tömmas innan en reducering av transpirationen inträffar: låg = 50%, medium = 65%, hög = 80% Tabell 8. Parametrar konstanta för alla grödor. Parameter Värde Rotfördelning (RPIN) 67% Formfaktor, tillväxt (CFORM) 1,6 Formfaktor, mognad (DFORM) 0,3 Bladyteindex på specificerad dag a 0,01 (LAIMIN) Rotdjup på ZDATEMIN a (m) 0,01 (ROOTINIT) Kritiskt luftinnehåll för reducering av 0,05 transpiration (m 3 m -3 ) (CRITAIR) a För vårsådda odlingsbara grödor. För höstsådda odlingsbara grödor sätts LAIMIN och ROOTINIT till 1.0 respektive 0.2. För grödgrupp G sätts ROOTINIT till 95% av det maximala rotdjupet Referenser Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D., Smith, M. 1998. Crop evapotranspiration guidelines for computing crop water requirements. FAO Irrigation & Drainage Paper 56. Boorman, D.B., Hollis, J.M., Lilly, A. (1995). Hydrology of Soil Types: a hydrologicallybased classification of the soils of the United Kingdom. Institute of Hydrology Report No. 126, Wallingford, UK. 137 pp. FAO-ISRIC. (1990). Guidelines for profile description (3 rd edition, revised), Food & Agricultural Organization of the United Nations (FAO), Rome, Italy, 70 pp. FOCUS. (2001). FOCUS Surface water scenarios in the EU evaluation process under 91/414/EEC, EC document reference SANCO/4802/2001-rev 2, 245 pp. Goncalves, M.C., Leij, F.J., Schaap, M.G. (2001). Pedotransfer functions for solute transport parameters of Portuguese soils. European Journal of Soil Science, 52: 563-574. Hoffmann-Riem, H., van Genuchten, M.T., Flühler, H. (1999). General model of the hydraulic conductivity of unsaturated soils. In: van Genuchten, M.T., Leij, F.J., Wu, L. (Eds.), Characterization and measurement of the hydraulic properties of unsaturated porous media. US Salinity Laboratory, ARS-USDA, Riverside CA, pp. 31-42. Hooghoudt, S.B. (1940). Bijdrage tot de kennis van enige natuurkundige grootheden vad de grond. Verslagen van Landbouwkundige Onderzoekingen, 46, 515-707 (in Dutch). 36(41)