Sedimentkontrollklumpströmmen

Sedimentkontrollklumpströmmen i Ljusnan. Vårflod och sedimenttransport. 2016-09-30 Bollnäs kommun Fiskevårdare Jonas Engberg

Bollnäs kommun har genom Fiskevårdare Jonas Engberg på uppdrag av Fortum utfört sedimentkontroll och iordningsställande av testområde A och B i Klumpströmmen, Dönje. Efter vårflodssimulering kontrollerat verkan av vårflodstappningen i testområde A och B. Bakgrund Fortum ska utföra en vårflodstappning vid Dönje kraftverk under prövotidsutredning enligt dom: M815-14. Som ett led i denna vårflodstappning ska verkan av genomspolningen utredas genom att utföra en kontroll av sediment inför vårflodstappningen. Undersökningarna ämnar att: Utföra sedimentkontroll och iordningsställande av två testområden på vardera 2 x 2 meter A och B i Klumpströmmen, Dönje. Efter vårflodstappning kontrollera verkan av vårflodstappningen på testområde A och B. Sammanställa sedimentskontroll och utförda åtgärder samt verkan av vårflodstappningen i en rapport.

Allmänt om vårflodens betydelse Djursamhällena varierar med årstiderna i rinnande vatten, vattendragens organismsamhällen har samma dynamik som landmiljöer med den skillnaden att medan aktiviteten i terrestra miljöer påtagligt minskar under vintern, så pågår livet relativt obrutet under vattenytan. Djur och växtsamhällen är anpassade till naturliga flödesvariationer och därmed sammanhängande förändringar i fysiska och kemiska förhållanden. En utjämnad eller/och omvänd vattenföring över året eliminerar i varierande grad de naturliga översvämningarna av stränder i vattendrag som normalt präglas av vårfloden i samband med snösmältningen. I Norrland, och där vattendragen har en utpräglad vårflod i samband med snösmältningen, blir under en begränsad tid deras närmaste omgivning årligen översvämmade, då blir normalt torrlagda områden tillgängliga för vattenorganismer. Det finns exempel på arter, som har anpassat sina livscykler till dessa översvämningar och som utnyttjar den snabba uppvärmningen och rika biologiska produktionen på översvämningsmarker (Söderström 1988). Ett flödesrelaterat fenomen i strömmande vatten, är driften av organismer under året och dygnet. Det finns en tydlig variation under dygnet och året av antalet individer, som deltar i driften. Driften är som störst i samband med tillfälliga höga flöden, antalet driftande djurplankton brukar vara som högst i flödesökningarnas inledningsfas. Man har därför sett att artificiella förändringar av flödet skulle kunna störa naturliga cykler av nedströmsförflyttning och återkolonisation. Det är stor skillnad på det djursamhälle man finner i strömmande vatten jämfört med sjöar. Bottenfaunan i strömmande vatten reagerar snabbt på störningar i vattenflödet, både när det gäller återhämtning (att störningarna upphör) och när det gäller negativ påverkan från tex. Reglering. Här ser vi Klumpströmmen vid vårfloden 2016 (vattenföring 80m3), vattnet Svämmar över älvens naturliga Svämplan. SWEREF99 TM nord, öst 6807453, 575344

Erosion, transport och deposition Är tre processer som har stor betydelse för utvecklingen av vattendragets morfologi, dessa processer styrs i första hand av vattnets hastighet, vilken i sin tur påverkar de hydrauliska förhållandena, samt storlek och form hos transporterat material. Ett naturligt vattendrag varieras mellan sträckor med erosion och deposition. Övergångarna mellan dessa utgörs av transportsträckor. En minskning av vattenföringen i vattendraget innebär att erosions och transportförmågan sjunker och att depositionen ökar på den berörda sträckan. Detta kan medföra kraftigt sedimenterade bottnar, samt på efterföljande sträcka med högre vattenhastighet blir vattenmassan mer omättad med sediment, vilket gör att erosionen ökar. Dessa processer har bidragit till Stenpälsen vi nu ser i klumpströmmen, viket gör att det är av stor vikt att få igång dessa naturliga processer igen för att nå önskat resultat. Här ser vi ett exempel på Klumpströmmens armerade Stenpäls, ytan är stenhård och helt obrukbar för fisklek. Här finns fina fraktionsstorleker för öringlek men gruset har armerats med finare sediment och bildar en Stenpäls.

Flottledsrensningar Klumpströmmen är också försiktigt flottledrensad. Vid låga flöden är det framförallt bottenstrukturen som bromsar upp vattenströmmen, men vid högre vattenflöden ökar betydelsen av forsnackar, meandring, Kvillar, stora block, och bakvatten för det totala flödesmotståndet. Under höga flöden är det naturligt att älven svämmar över sin normala fåra och expanderar till strandskogar, våtmarker och högvattenfåror. En älv som tillåts använda dessa buffertzoner/svämplan utefter hela vattendragslängden kan effektivt fördela och dämpa den höga energi som höga flöden innebär. En flottningspåverkad älv har förlorat mycket av denna buffertförmåga vilket ökar risken för katastrofala översvämningar särskilt i älvens nedre delar. Rensningarna ändrar också betingelserna för sedimenttransport på ett negativt sätt, framför allt transporten av finare substrat, vilket normalt sedimenterar längre ner i systemet som till exempel nedströmsliggande sjöar. Det sedimentet som blir kvar på strömsträckorna är ofta grövre fraktionsstorlekar, ett grövre substrat som kräver större kraft för att flyttas. Det har därför skett en armering av bottnarna på forssträckor som rensats från block och sten, och det får förödande konsekvenser för exempelvis naturliga lekbottnar för fisk. Bottensubstratet i rensade vattendrag förlorar både de finare fraktionerna genom urspolning men även de stora viktiga blocken. Detta påskyndar armeringen av forsarnas bottnar. Här ser vi ett exempel på rensningar gjorda i klumpströmmens nedre del, detta måste åtgärdas för att bottnarna ska återfå sin funktion. SWEREF99 TM (nord, öst) 6807316, 574697 Här ser vi ett annat exempel på rensad sten och block, dessa hindrar flera processer i kantzonen tex. Erosion. SWEREF99 TM (nord, öst) 6807410, 574605

Testområden för Vårflodssimulering och sedimentkontroll Vårflodssimuleringen våren 2016 såg ut som följer: Tisdag 10/5 - Fredag 13/5: upptappning från 10m3 till 80m3 Lördag 14/5- Söndag 15/5: tappning 80m3 Måndag 16/5 Torsdag 19/5: Nedtrappning från 80m3 10m3 Fredag 20/5 : Sommartappning 10m3 Före Provtappningarna utsågs två referensbottnar på 2x2 meter vardera (referensbotten A och B) vilka undersöktes före den väntade vårflodsimuleringen och efter utförd vårflodsimulering. En referensbotten lämnades orörd och den andra referensbotten luckrades och mjukgjordes med Hartijokimetoden. Bottnarna valdes ut på platser med jämförbar vattenhastighetet över bottnarna och med liknande sammansättning av bottensubstrat. Båda testområdena hade så kallad Stenpäls, det vill säga kraftigt armerade bottnar av mycket hård karaktär. Vattendjupet över bottnarna var vid undersökningstillfället 0,6m. Området runt testområdena hade få större block och en relativt slät homogen botten. Referensbotten A och B ligger belägna på en forsnacke med homogen accelererande vattenhastighet över hela älvbrädden i Klumpströmmens nedre del, och har en bottensubstratsammansättning som är representativt för Klumpströmmen. SWEREF99 TM (nord, öst) 6807275, 574808

Referensbottnar före vårflodssimuleringen. Referensbotten A Denna referensbotten(stenpäls) lämnades orörd före Vårflodssimulering SWEREF99 06748812/6807266 Referensbotten A Denna referensbotten(stenpäls) lämnades orörd före Vårflodssimulering. Stenpälsen på denna botten var jämförbar med botten på referensbotten B. SWEREF99 06748812/6807266

Referensbotten B före vårflodssimulering. Referensbotten B Före uppluckring, ett område där vi tidigare sett försök till öringlek. SWEREF99:0574810/6807282 Referensbotten B Stenpälsens var väl armerad och hård. Det var svårt att komma igenom den även med spett. Stenpälsen på denna botten var jämförbar med referensbotten A. SWEREF99:0574810/6807282

Referensbotten B efter uppluckring. Referensbotten B efter uppluckring och före Vårflodssimulering (borttagen Stenpäls). Ett mycket fint älveget material, ingen sortering av materialet har skett. SWEREF99:0574810/6807282 Referensbotten B efter uppluckring före vårflodssimulering. (borttagen Stenpäls) Notering: De mindre fraktionsstorlekarna saknas till stor del och har spolats nedströms SWEREF99:0574810/6807282

Bottnarna efter vårflodssimulering. Referensbotten A efter Vårfloden (SWEREF99 06748812/6807266) Referensbotten A efter vårflodssimulering. Man kan tydligt se att vårfloden för med sig finare fraktionsstorlekar av sand och grus som landat på bottnarna, stenpälsen är dock kvar. SWEREF99 06748812/6807266

Referensbotten B efter vårfloden SWEREF99:0574810/6807282 Referensbotten B efter vårfloden. Här syns tydligt hur finare substrat transporterats med vårfloden och landat på referensbotten, dessa fraktionsstorlekar saknades helt före vårfloden på den uppluckrade referensbotten. SWEREF99:0574810/6807282

Referensbotten B efter vårfloden. Dessa något större fraktionsstorlekar (30mm och neråt) var bristvara före vårfloden men ökade/tillfördes också till referensbotten B under vårfloden. SWEREF99:0574810/6807282

Slutsatser kring vårflodssimulering och sedimentkontroll i Klumpströmmen. Referensbotten A Uppvisade få tecken på att Stenpälsen skulle ha förbättrats av vårfloden, vårfloden tillförde dock nya fraktionsstorlekar av bottensubstrat till botten vilket är positivt. På vissa områden där något större block låg på botten och skapade turbulenta strömmar visades tendenser till att Stenpälsen börjat luckras upp, men avsaknaden av block gör att för lite turbulenta strömmar skapades för att mjuka upp hela Stenpälsen på referensbotten. Samt att tiden, två dagar med 80m3 sannorlikt är för kort för att strömmen ska hinna bearbeta bottnarna ordentligt. För att denna botten skall kunna fungera över tid krävs förmodligen en manuell uppluckring av botten till att börja med, samt att block återförs till vattendraget som skapar turbulenta strömmar. En längre period av 80m3 vattenföring kommer också hjälpa till att mjuka upp denna botten om det sker i kombination med att turbulenta strömmar skapas (lägga ut block). Referensbotten B Visade att nya fraktionsstorlekar tillförts botten med Vårfloden, god genomströmning (tvättning) av substratet skedde också då dom finaste (armerande) partiklarna spolats ur botten med vårfloden. Tvättningen av botten hade effekt 3 decimeter ned i materialet (Öring rommen) läggs ofta på detta djup). I anslutning till denna botten fanns några större block som skapade turbulenta strömmar. Min bedömning är att denna botten med hjälp av vårfloden kan hålla sig i gott skick över tid. Övriga noteringar I anslutning till båda bottnarna i kantzonen på vattendraget hade vårfloden skapat erosion som rivit ner nytt material till omgivande bottnar, det nytillförda materialet hade de storlekar som generellt saknas i klumpströmmen. Erosionen skedde på områden som tidigare varit älv men vuxit igen och man kan beskriva processen som att älven tog tillbaka förlorad yta. Detta är en för klumpströmmen mycket positiv effekt av vårfloden. Även tillförseln av död ved ökade dramatiskt vilket också är en mycket positiv effekt av vårfloden. Genom vattnets strömning runt trädstammar bildas en varierad botten av sand, grus och gropar, och på samma sätt som block motarbetar den döda veden armerade bottnar (Stenpäls). Död ved leder till betydligt större variation i bottentopografin och bryter ett enformigt flöde, Död ved fångar också in sediment som annars skulle transporteras nedströms. Död ved är således en viktig parameter att ta med i arbetet med att få Klumpströmmens bottnar i gott skick.

Sammanfattning och resultat. De Naturliga lekbottnarna i Klumpströmmen har helt eller delvis tappat sin funktion genom att finpartiklar sedimenterat och gjort bottnarna hårda och kompakta (Stenpäls). Det är flera olika faktorer som bidragit till bottnarnas status, och utöver de faktorer som redan nämnts kan tilläggas att långvariga perioder med få eller inga lekfiskar som rör om i lekbottnarna kan medföra att bottnarna snabbare armeras. För att avbryta armeringsprocessen kan man manuellt eller maskinellt luckra bottnarna vid tiden före leken. Metoden är enkel och relativt billig. Hartijoki-metoden är den vanligaste typen av lekbottenrestaurering som vid uppföljning påvisat positiva effekter. Metoden går ut på att bryta igenom Stenpälsen och mjukgöra bottnarena genom uppluckring samt att omfördela fraktionsstorlekarna på älvbottnen. Under den hårda ytan påträffas oftast grus som fisk kan använda för lek. Så även i Klumpströmmen, under Stenpälsen finns fantastiskt fint substrat (se bild nedan) som lämpar sig för lek av både öring och Lax. Det bästa resultatet når man dock genom att återställa de naturliga processerna i Klumpströmmen, där vårfloden är en viktig del, men även återställning efter rensningar, att skapa naturlig erosion, att återskapa naturliga svämplan genom konnektivitet i sidled är avgörande för Klumpströmmens bottnar. Vårflodssimuleringens positiva effekter på dessa naturliga processer är tydliga. Jag bedömer att 80m3 är en bra nivå på vattenföringen för vårflodssimulering i Klumpströmmen för att få igång de processer som nämnts tidigare. Man blötlägger genom denna vattenföring Klumpströmmens naturliga svämplan vilket är en nyckelfunktion när det gäller vårfloder. Men min bedömning är att vårflodssimuleringens högsta flöde (80m3) skall vara under längre tid än två dygn för att få önskad effekt av vårflodsimuleringen. Klumpströmmens bottnar består till stora delar av mycket fint varierat bottensubstrat under Stenpälsen, som lämpar sig utmärkt som leksubstrat för tex. öring och lax.