Ekologiska flöden och anpassad reglering. Birgitta Malm Renöfält Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap Umeå Universitet

Relevanta dokument
The Dundee Hydrological Regime Alteration Method (DHRAM) Åsa Widén

VATTENKRAFT OCH LEVANDE VATTENDRAG? Christer Nilsson Landskapsekologi Inst. för ekologi, miljö och geovetenskap Umeå universitet

Flödesdata inom fysisk påverkan - möjligheter och konflikter? Johan Kling johan.kling@lansstyrelsen.se

Umeälven. Åtgärder vid kartläggning av Maximal Ekologisk Potential Samverkansprocess. Åsa Widén Projektledare Umeälven Åsa Widén

Miljöförbättringar i utbyggda älvar en arbetsgång för att prioritera mellan åtgärder PRIOKLIV Roland Jansson, Birgitta Malm Renöfält och Åsa Widén

Samverkansgruppen 3 regleringsmagasin GEP i Lycksele, Lycksele kommun Åsa Widén Greger Jonsson

Miljökvalitetsnormer och miljöundersökningar

Vad finns det för stöd för att miljöåtgärder fungerar?

Korttidsregleringsmönster i Ångermanälvens avrinningsområde

Miljöanpassade flöden

Översvämningar i jordbrukslandskapet exempel från Smedjeån

Sammanfattning åtgärd vid Storbäcksdammen, samrådshandling

Vattendag varför bryr vi oss om vatten Niklas Kemi Ida Schönfeldt

Vad avgränsar ett vattendrag? Geomorfologiskt perspektiv. Ekologiskt perspektiv. Ramdirektivet Artikel 1 a:

Klassning av ekologisk potential och möjliga åtgärder i Kraftigt modifierade vatten

Vattnet i landskapet hur fungerar det? Johan Kling Verksamhetsområdeschef, vattenresurs

Göran Sjöberg Vilt, fisk och miljö, SLU

ANSÖKAN OM UTRIVNING AV AUGERUMS KRAFTVERKSDAMM I LYCKEBYÅN

BIOTOPKARTERINGSMETODEN, VIKTIGASTE MOMENTEN

NYA BIOTOPKARTERINGSMODELLEN, MAJ 2017 BAKGRUND OCH VARIABLER

Umeälven. Beskrivning av vattendraget

Åtgärder utan betydande produktionspåverkan. 12 åtgärdsgrupper i huvudfåra och biflöden

Metoder för att kvantifiera ekologiska effekter av miljöåtgärder i reglerade vattendrag

Restaurering Ramsan 2017

Dalälvens vattenkraftssystem naturvärden och åtgärdspotentialer

Göta älv - Klarälven. Beskrivning av avrinningsområdet och vattendraget/n

Älvräddarna. Älvräddarnas Samorganisation

Förslag till prioriterade objekt vid en omprövning av vattendomar i Ljusnan nedströms Laforsen och Voxnan

Vegetationsrika sjöar

Emån en långsiktigt hållbar resurs för samhälle och miljö

Vattendragens biologiska värden Miljöstörningar vid rensning

Göran Sjöberg Vilt, fisk och miljö, SLU, Umeå

Vattenkraftens påverkan på miljön och Miljöundersökningar för egenkontroll vattenkraft

Vindel River LIFE. Work plan för 2011 Action C2-C4

Rensning och underhåll av dikningsföretag

PM angående Miljöpåverkan från vattenkraft i Galvån/Rösteån.

Appendix 1 1 (5) Environment/Birgitta Adell

Flottledsåterställning i Bureälven Etapp 1 Delrapport Strömsholm Bursjön 2015

HVMFS 2016:31 BILAGA 3: BEDÖMNINGSGRUNDER FÖR HYDROMORFOLOGISKA KVALITETSFAKTORER I SJÖAR, VATTENDRAG, KUSTVATTEN OCH VATTEN I ÖVERGÅNGSZON

Göta älv nedan Vänern

Figur 1. Karta över norra Götaälvs huvudavrinningsområde med Norsälven samt dess biflöden markerade.

Växter längs vattendrag i. mångfalden?

Hur hanteras översvämningar i vattenmiljöarbetet? Johan Kling Planeringsavdelningen Vattenförvaltningsenheten

Vattenkraften och miljön

Rimlighets- och expertedo mning av ekologisk status med sto d av hydromorfologi.

Elfiske i Jönköpings kommun 2009

Hur utvärderar man effekterna av ekologisk restaurering?

Nya statusklassningar vattendrag nov 2013

Figur 1: Karta över Motala Ströms avrinningsområde (den skuggade delen). Bilden är hämtad från SMHI:s vattenwebb.

Samhällsekonomisk analys av alternativa åtgärder i flödespåverkade vattendrag: Emån och Ljusnan

Nationell Inventering av Landskapet i Sverige - NILS

Bilaga 3: Fortums kommentarer som rapporterats i VISS-webbverktyg

MÅLARMUSSLANS ÅTERKOMST. Resultat och erfarenheter

Naturreproducerande öring i reglerade älvar utopi eller faktisk möjlighet? Lycksele Ingemar Näslund

EKOLOGI LÄRAN OM. Ekologi är vetenskapen som behandlar samspelet mellan de levande organismerna och den miljö de lever i.

Restaureringsåtgärder bra och dåliga exempel. Johan Kling Verksamhetsområdeschef, vattenresurs

Bedömning av effekter av farledstrafik på vegetation och områden för fisklek, Skanssundet till Fifång.

Lule älv. Beskrivning av vattendraget

Vattenreglering vad är det?

Vattendrag processer, strukturer och åtgärder

PM ÖRINGBIOTOPER I HULEBÄCKEN

Vad är ekosystemtjänster? Anna Sofie Persson, Ekologigruppen

Ekosystemtjänster. Hans-Göran Lax Havsmiljöns tillstånd och hållbar utveckling SeaGIS 2.0 slutkonfererans

Dalälvens vattenkraftssystem

Indalsälven. Beskrivning av vattendraget

Hydromorfologi. Vad har EU inneburit för hydromorfologin? Johan Kling Havs- och vattenmiljöenheten

Sida 1 (18) Förvaltande Enhet /Upphandlingsnu mmer. Stora Projekt, Projekt Mälarbanan 2012/27198 Handläggare/upprättad av (projektör)

Ekologiska och ekonomiska strategier för optimering av vattenkraftsrelaterade miljöåtgärder

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Bävern. en landskapsarkitekt som gillar generationsboenden. Vattendagarna Göran Sjöberg Fakulteten för skogsvetenskap, SLU

Roland Jansson. Åtgärder för a, förbä,ra trandvegeta0on i utbyggda älvar miljöanpassade va,entånd och skydd mot stranderosion

Restaurering av vattendrag

HALLERUDSÄLVEN. Inventering av biotoper och kulturlämningar samt rekommendationer på fiskevård och kulturmiljöhänsyn nedströms Boksjön.

Ångermanälven. Beskrivning av vattendraget


Världsnaturfonden WWF och vattendirektivet

Vattnet i landskapet hur fungerar det? Johan Kling Verksamhetsområdeschef, vattenresurs

Allmänt om Tidanöringen

PM HYDROMORFOLOGISK PÅVERKAN

VATTENKRAFT. Information om. renovering av Långforsens vattenkraftstation INFORMATION FR ÅN JÄMTKR AF T

VATTENDRAGSRESTAURERING

Blåplan och Vattenplan

VATTENDRAGSRESTAURERING

Redovisning av genomförda fiskevårdsåtgärder i Pjältån 2008

Miljöförbättrande åtgärder för vattenkraft värdering av ekologiska effekter och verksamhetspåverkan EXTERN

Sedimentkontrollklumpströmmen

FISKEVÅRDSPLAN VEGEÅ 2013

Ekologiska och ekonomiska strategier för optimering av vattenkraftsrelaterade miljöåtgärder

Förslag till handlingsplan med åtgärder, prioriteringar och ansvarsfördelning för vattenarbetet

Redovisning av åtgärder i Silverån, Forserumsdammen Östergötland 2008 Foto: Urban Hjälte

Bedömning av försurning - stora förändringar mot förra cykeln. Länsvattendagen

Isättrabäcken. Biotopvård för ökad biologisk mångfald

Elfiskeundersökning i Mölndalsån i Landvetter med utvärdering

Hydrologins vetenskapliga grunder

Praxis Bra Miljöval Elenergi 2009 Version:

Figur 1. Älvmagasin Bjurfors Nedre, 6.8 km långt, meter över havet.

Eolus Vind AB Naturvärdesbedömning Rångedala / Falskog

Samverkan Umeälven CO/Carl-Olof Blomqvist Hemnäsvägen Gunnarn. Länsstyrelsen i Västernorrland

Fiskundersökningar i Fyleån 2015

Fiskundersökningar i Fyleån 2016

Transkript:

Ekologiska flöden och anpassad reglering Birgitta Malm Renöfält Institutionen för ekologi, miljö och geovetenskap Umeå Universitet

m 3 /s Vattenflöde vad är det? magnitud timing frekvens varaktighet Jan Dec förändringshastighet

Olika flöden utför olika tjänster Omarbetad efter Bunn och Arthington 2002

Stabila basflöden Upprätthålla tillräckligt habitat för akvatiska organismer Upprätthålla lämpliga vattentemperaturer, mängd löst syre och god vattenkemi Upprätthålla vattennivån i strandjordar och se till att vatteninnehållet i strandjorden inte blir för lågt under torra perioder. Dricksvattenkälla för terrestra djur Hålla fisk- och amfibieägg dränkta Möjliggöra för fisk att röra sig i vattendraget för att söka föda och nå lekplatser

Extrema lågflöden Upprätthålla rekrytering av vissa strandarter Motverka att invasiva växtarter etablerar sig Koncentrera födodjur till begränsade områden för att gynna predatorer (gäller framförallt större vattendrag) Skapa refugier för födodjur genom att skapa områden där större predatorer inte kan komma åt dem (gäller framförallt mindre vattendrag)

Högflödestoppar (i många analysprogram definerade som det flöde som överstiger 75 percentilen) Forma vattendragsfåran Styr storlekssorteringen på bottensubstrat (mängden sand, grus och sten) Hindrar att strandens vegetation växer ner i fåran Återställa vattenkvalitet efter perioder av längre lågflöden och spola ur föroreningar Syresättning av ägg i lekgrus, hindra att finare sediment packas i hålrum i grövre bottensubstrat Upprätthålla rätt nivåer på salthalt i estuariemiljöer Möjliggör nedströmsdrift av organismer. Underlätta fiskvandring

Större översvämningar Storskalig påverkan på fårans form, skapa nya habitat genom att skapa meandrande fåror (multipla fåror, korvsjöar, etc) Underlätta fiskvandring och trigga lek hos fisk Trigga förändringar i faser i olika organismers livscykel (t.ex.) akvatiska organismer. Tillgängliggöra strand/svämplanen för fisklek, utgöra uppväxtområden för juvenil fisk Förse strand/svämplanen med vatten till gagn för groddjurslek, fåglar och andra organismgruppers födoproduktion. Tillgängligöra nya födosöksområden för fisk och fågel knutna till vatten Deponera grus och småsten i lekområden Spola ner organiskt material (föda) och död ved (habitatstrukturer) till fåran Missgynna invasiva arter Sprider frön och andra spridningsenheter av strandlevande växter Upprätthålla markfuktighet för groddplantor

Större översvämningar Återställa vattennivån i strandjordar Upprätthålla artrikedom i strandskogar genom relativt långvariga översvämningar då olika arter har olika toleransnivåer Definierar och kontrollerar fördelning och abundans av strandvegetation genom att dränka och/eller rycka upp viss vegetation. Tillföra näring till strandekosystemen Upprätthålla artbalansen i strand- och vattenlevande samhällen Skapa habitat och områden för nyetablering av arter Formar det fysiska habitatet på stränder

Flöden i reglerade vattendrag Beror på typ av reglering Kraftverk i vattendrag med blygsam magasineringskapacitet = mindre påverkan på säsongsmässigt flödesmönster. OBS Turbintyp viktig! Kontinuerlig drift alltid bättre än intermittent körning. Vattendrag med stor magasineringskapacitet ofta stor förändring i alla flödesvariabler med omvänt vattenföringsmönster (minskad vårflod och förhöjd vattenföring vintertid). Förändring på två tidsnivåer; säsongsmässiga förändringar och snabba förändringar inom dygnet

Korttidsreglering Erosion Stor påfrestningar på strand och vattenorganismer Instabila vinterförhållanden med avseende på isbildning Algtillväxt och kvarhållande av organiskt material försvåras Urspolning av material och organismer Strandning av organismer

Vattenkraftens ekosystempåverkan Opåverkat system (naturlig flödesregim) Hög artrikedom av naturligt förekommande arter Hög komplexitet av biofysiska habitat Ökande påverkansgrad Starkt påverkat system (kraftigt förändrad flödesregim) Låg artrikedom av naturligt förekommande arter Förändrad samhällssammansättning av arter Simplifierade fysiska strukturer (fåra och strand) Modifierad vattenkvalitet (kemisk och temperatur)

Vad kan vi göra? Oftast inte samhällsekonomiskt försvarbart, vattenkraften är ännu en för viktig del i vår energiförsörjning

eflows (Environmental flows, Ekologiska flöden) Industrin/ jordbrukets/ samhällets behov av vatten för att fungera Ekosystemens behov av vatten för att fungera

Environmental Flows (eflows) :det vatten som behövs i ett vattendrag, våtmark eller kustområde för att upprätthålla ekosystemen knutna till dem och de förmåner de innebär för människor Brisbane Declaration 2007 Förhandlad trade-off mellan olika intressenter

Ursprunget till konceptet Stora förändringar i vattendrag i USA (och andra delar av världen) under mitten av förra seklet Vatten som når havet är bortslösat! Dammbyggaryra under1950-1960 talet Nästan 200 stora dammar byggdes under denna period. Sverige hade en liknande utbyggnad. Många dammar förändrade vattenföringen radikalt och lämnade inget vatten till ekosystemen nedströms Framförallt reaktion på att laxfisket skadades

Metoder Hydrologiska (30%) Hydraulic rating (11 %) Baserade på flödesstatistik, minimiflöden Kopplar fårans form med vattenföring, Habitatsimulering (28%) Holistiska (8%) Hydraliska modeller kombinerat med organismens habitatbehov Konceptuella. Integrerar alla viktiga ekosystemkomponenter med flödesvariation i tid och rum 207 olika metoder från 44 länder (Tharme et al 2003).

Hydrologiska metoder Q-index (lågflödesindex): anger ett flöde som överskrids en viss andel av året under en tidsperiod, angett i procentandel eller antal dagar. Traditionellt sett ofta använts för att upprätthålla en viss vattenkvalitet. Q95: anger det flöde som råder eller överskrids 95 % av tiden räknas som ett av de allra vanligaste. 7Q10: anger det flöde som motsvarar eller överskrider ett lågflöde som varar sju dagar och har en periodicitet på tio år, Q364: den naturliga vattenföring som överskrids 364 dagar per år Saknar biologisk relevans och ger låga och statiska flöden vilka inte speglar variabiliteten i flödet.

Hydrologiska metoder

1972-1973- 1974-1975- 1976-1977- 1978-1979- 1980-1981- 1982-1983- 1984-1985- 1986-1987- 1988-1989- 1990-1991- 1992-1993- 1994-1995- 1996-1997- Discharge (m3/s) Hydrologiska metoder IHA Index of hydrologic alteration 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 tajming frekvens ihållighet hur snabbt variationer sker magnitud Långa serier av dagliga vattenföringsdata från en opåverkad sträcka uppströms lokalen/ innan påverkan jämförs med data efter påverkan. Ger 32 olika hydrologiska index som grupperas fem olika kategorier av flödeskaraktäristik Date

IHA Index of hydrologic alteration

DHARM Dundee Hydrological Regime Assessment Method Utvecklad inom ett forskningsprogram tillsammans med Skottlands naturvårdsverk (Scottish EPA). Baserad på IHA, men jobbar med färre index. Syftet är att kartlägga hydrologisk förändring och göra riskanalyser. Modellen är specifikt utvecklad att användas där tillgången på data för ett opåverkat system är bristfällig, genom att använda modellerade vattenföringar. Outputen från modellen ger förutom en översikt över flödesförändringar, även en riskbedömning i fem klasser för vattendragets ekosystem kompatibelt med kraven i vattendirektivet.

DHARM Dundee Hydrological Regime Assessment Method 22

DHARM Dundee Hydrological Regime Assessment Method Points classification Class Points range Description 1 0 Un-impacted condition 2 1-4 Low risk of impact 3 5-10 Moderate risk of impact 4 11-20 High risk of impact 5 21-30 Severely impacted condition TOTAL CLASSIFICATION 18 High risk of impact Lägg till poäng om vattendraget även är påverkat av korttidsreglering

Habitatsimuleringsmodeller Instream Flow Incremental Metodology (IFIM).

The Ecosystem Functions Model (HEC-EFM) Designat för att kunna modellera ekossytemresponser på flödesförändringar. Analyser inkluderar: 1) statistisk analys av samband mellan hydrologi och ekologi, 2) hydraulisk modellering och 3) användande av Geografiska Information Systems (GIS) för att visa resultat och andra spatiella data.

Holistiska metoder Hydrologi Förstå geomorfologi vattendraget botanik vattenkemi Hydraulik Förutsäg zoologi flödesrelaterade förändringar

Building Block Method Mest applicerade holistiska metoden Sydafrika, Australien, Norge, Storbritannien, m.fl. Finns tillgänglig manual Tre huvudstegsteg; (1) förberedelse och framtagande av bakgrundsmaterial (ex. hydrologiska data, biologiska data, geomorfologiaka data) (2) workshop med expertpanel där modellen tas fram (3) modellen ställs mot andra aspekter, t.ex. tekniska, ekonomiska eller sociala aspekter Viktigt att ha en klar målsättning innan arbetet börjar. T.ex. kan målsättningen vara bred som att uppfylla kraven i EUs vattendirektiv, eller smalare som t.ex. gynna produktionen fisk i vattendraget.

Byggkloss 1: definiera ett miniflöde för vattendraget. Byggloss 2: flöden för att upprätthålla geomorfologiska processer och fårans struktur. Byggkloss 3-?: flöden för att tillgodose livsmiljöbehov, reproduktionsbehov och spridningsbehov för organismer. Den vetenskapliga grunden för olika antaganden kan variera kraftigt i kvalitet, från antaganden gjorda efter fältbesök till mer detaljerade studier över flödesbehovet Målsättning och detaljbehov avgör.

Korttidsreglering Undersökning Ångermanälvens avrinningsområde Hur påverkat är systemet av korttidsreglering? ID Namn Yta (km 2 ) MQ (m 3 /s) Typ ID Namn Yta (km 2 ) MQ (m 3 /s) Typ 1 Forsmo 28000 341 Ä A Gautsträsk 1260 34,1 O 2 Nämforsen 27700 344 Ä B Sorsele 6060 127 O 3 Kilforsen 14900 141 Ä C Granåker 11900 190 O 4 Lasele 12500 199 Ä D Fättjaur 372 8,27 O 5 Långbjörn 11700 190 Ä E Ankarvattnet 362 12,3 O 6 Åsele 9800 165 Ä F Mesjön 307 8,35 O 7 Stenkullafor 8210 145 Ä G Lajksön 288 4,54 O s 8 Stalon 1710 46,7 R H Röån 708 7,33 O

Korttidsreglering Beräkningsmetod Formelbeskrivning Referens Richards-Baker flashiness index (RBF)-index q står för flödet under aktuell timme och n för antalet mätvärden under analysperioden (24 timmar). Indexet visar sammanlagda värdet av flödesoscillationerna dividerat med summan av timflödena för varje 24-timmarsperiod. (Baker m.fl. 2004) Procent av totalflödet (PTF) PTF = (högsta timvärdet minsta timvärdet)/summan av timvärdena för 24-timmarsperioden. Detta ger den dygnsvisa procentandel som adderats eller subtraherats från totalflödet. (Lundquist och Cayan 2002) Dygnsvariationskoeffi cienten (CDV) Standardavvikelsen för dygnets timvärden dividerat med medelflödet för dygnet (McKinney m.fl. 2001) Reverseringar (NREVS) Beräknar antalet gånger mätstationen registrerar växlingar mellan perioder av stigande och fallande timvärde under dygnet. (The Nature Conservancy 2007)

Korttidsreglering - Index Index Oreglerade Reglerade p (O) (R) RBF medel 4,08 72,03 <0,001 max 18 139 min 0 19 PTF medel 5,08 275,81 <0,001 max 54 365 min 0 46 CDV medel 7,18 279,82 <0,001 max 54 365 min 0 45 NREVS medel 19,56 344,95 <0,001 max 162 366 min 0 154

Korttidsreglering - Index Reglerat Oreglerat

Nolltappningar

Nolltappningar Mätperiod Medelvärde - nolltappningstimmar per år och kraftverk Medelvärde - nolltappningsförekomster per år och kraftverk Totalt 1993-2011 787 (234-1755) 105 (39-258) 1993-2007 587 (234-1007) 72 (39-107) 2008-2011 1538 (1444-1755) 225 (199-258)

Nolltappningar

Ekologiska flöden hur ska dé va? Definierade utifrån ekologiska eller geomorfologiska (habitat) behov inte bara baserade på hydrologi Inte bara riktade mot enstaka arter ser till hela vattendragsekosystemet (organismer och processer, inklusive människor) Inte bara standarder för minimiflöde mönster av flödeskomponenter som speglar magnitud, timing, frekvens, varaktighet och förändringshastighet

Olika behov styr val av metod Särskilt värdefulla sträckor Modellering av habitatbehov hos organism (habitatsimulering) Generell översikt av regleringspåverkan generell design av miljöanpassat flöde Regleringsgrad, MLQ, MHQ mkt grova mått på påverkan, bättre med hydrologiska metoder som bättre speglar variabilitet i ekologiskt viktiga komponenter av flödet IHA-RVA dyngsdata, bäst med minst 20-30-års serier DHARM (Dundee Hydrological Regime Assessment Method) dygnsdata, fungerar med modellerat flöde Kunskap om hur korttidsregleringen förändrar vattenföringen

Utmaningar Informationsbehov Tillgång till hydrologiska data på dygnsnivå ganska god Tillgång på ekologiska data övervakningsprogram??? Korttidsreglering på timnivå? Kunskapsbrist Även om kunskapen om att vattenkraften påverkar negativt är god, är kvantitativ kunskap en bristvara. Hur mycket kan flödet förändras innan ekosystemet påverkas. Vilka vinster kommer åtgärder att ge?

Utmaningar Juridik Behov av samlade omförhandlingar av vattendomar Vem driver frågor kammarkollegiet enbart? Högre takt. Motstående intressen - avvägningsbehov Kraftproduktion olika miljömål vattendirektivet lokala intressenter - säkerhetsaspekter Kostnader Vem bär dem, hur mycket får det kosta?

Övervakning SOCIAL PROCESSS VETENSKAPLIG PROCESSS Behov av uppföljningar och pilotstudier Hydrologisk grund Opåverkade (baseline) flödeskurvor Analys av flödesförändring Analys av flödesförändring Mått på flödesförändring Modellering av flödesdata Samband mellan ekologi och flöde Reglerade flödeskurvor Hypoteser om samband mellan ekologi och flöde Ekologisk respons på flödesförändring Implementering Standarder för ekologiskt flöde Acceptabel ekologisk status Samhälleliga värderingar och skötselbehov Vi kommer sannolikt inte hitta rätt med en gång! Tid!

https://www.havochvatten.se/ hav/uppdrag-- kontakt/publikationer/publikati oner/2013-10-30-ekologiskafloden-och-ekologisktanpassad-vattenreglering.html

Tack!