Utvärdering av anlagda våtmarker i Örupsåns avrinningsområde - Ett arbete om anlagda våtmarkers effekt på vattenkvaliteten i Örupsån, Tomelilla kommun

Abstract

The agricultural land in Sweden is a major reason why a large amount of nitrogen and phosphorus is transported to rivers, lakes and the sea. Nutrient transport has consequences for the environment as the conditions for plant organisms change and eutrophication takes place. Wetlands are a natural part of the environment that have nutrient removing properties regarding nitrogen and phosphorus. During the last century, almost a quarter of Sweden’s wetland area has been removed as a result of dewatering by trenching to convert the wetlands into agricultural land. This has led to both a greater amount of nutrients in the drainage and a reduced ability to separate nutrients in the drainage. The conversion of wetlands to agricultural lands has been particularly evident in southern Sweden where only about 10 % of the original wetlands remain as a result of dewatering. Tomelilla municipality in Skåne County has measured very high values of nitrogen and phosphorus in Örupsån, located in Tomelilla municipality. There are 8 constructed wetlands in the area that are intended to add biodiversity and nutrient removal. Tomelilla municipality now wants to improve their environmental work with the Örupsån river and its associated river basin to improve its water quality and this thesis is linked to this. In order to improve water quality, the distribution of the origin of the nutrients has been mapped in the catchment area and the landscaped wetlands have been evaluated. The evaluation of the wetlands was done by calculating their capacity to perform denitrification and sedimentation in combination with an analysis of nutrient concentrations over time as well as a mass calculation. The total nitrogen concentration has decreased by 31 % and phosphorus has decreased by 25 % during 2004 – 2019, which the implementation of wetlands accounts for 2.0 % of the reduction of nitrogen and 2.2 % of phosphorus. The total decrease is assumed to have been largely due to the uptake of surrounding land and water. To improve water quality in Örupsån, shallow and long wetlands can be placed adjacent to Örupsån to have a constant flow through wetlands with high concentrations that optimize nutrient removal.

Abstract (Swedish)

Jordbruksmarken i Sverige är en stor anledning till varför en stor mängd kväve och fosfor transporteras till vattendrag, sjöar och hav. Näringstransporten medför konsekvenser för miljön då växtorganismers förutsättningar förändras och övergödning sker. Våtmarker är ett naturligt inslag i miljön som har näringsrenande egenskaper gällande kväve och fosfor. Under det senaste seklet har uppemot en fjärdedel av Sveriges våtmarksareal försvunnit till följd av utdikning för att omvandla marken till jordbruksmark. Detta har både lett till en större mängd näringsämnen i avrinningen samt en minskad förmåga att avskilja näringsämnen i avrinningen. Omvandlingen av våtmarker till jordbruksmarker har varit särskilt tydlig i södra Sverige där bara ca 10 % av de ursprungliga våtmarkerna återstår till följd av utdikning. Tomelilla kommun i Skåne län har uppmätt mycket höga värden av kväve och fosfor i Örupsån som är belägen i Tomelilla kommun. I området finns 8 anlagda våtmarker som är tänka att tillföra biologisk mångfald och näringsrening. Nu vill Tomelilla kommun förbättra sitt miljöarbete med Örupsån och dess tillhörande avrinningsområde för att förbättra dess vattenkvalitet och det här arbetet är kopplat till detta. För att förbättra vattenkvaliteten har fördelningen av ursprunget till näringsämnena kartlagts i avrinningsområdet och de anlagda våtmarkerna utvärderats. Utvärderingen av våtmarkerna gjordes genom att beräkna deras kapacitet att utföra denitrifikation och sedimentering i kombination med en analys av näringskoncentrationer över tid samt en massberäkning. Den totala kvävekoncentrationen har minskat med 31 % och fosfor har minskat med 25 % under 2004 – 2019, vilket anläggandet av våtmarkerna står för 2,0 % av minskningen av kväve och 2,2 % av fosfor. Den totala minskningen antas ha skett till största del genom upptag av kringliggande mark och vattendrag. För att förbättra vattenkvaliteten i Örupsån ytterligare föreslås att anlägga grunda och långa våtmarker i anslutning till Örupsån för att erhålla ett konstant flöde genom våtmarkerna med höga koncentrationer som optimerar näringsreningen.

Popular Abstract (Swedish)

Våtmarker i jordbruksområden kan förbättra vattenkvaliteten i vattendrag

I jordbruksområden uppstår lätt problem med övergödning i närliggande vattendrag då näringsämnen från gödsling spolas undan åkermarker när det regnar. För att minska övergödningen och förbättra vattenkvaliteten kan avrinningen ledas via våtmarker.

I Örupsåns avrinningsområde som ligger i Tomelilla kommun har 8st våtmarker anlagts mellan 2002 - 2019. Våtmarkerna har haft en liten inverkan på vattenkvaliteten i Örupsån genom att fungera som näringsfällor där kväve och fosfor fångats upp. Mellan perioden 2004 – 2019 så åstadkom de 8 våtmarkerna en reningsförmåga på 2,0 respektive 2,2 % för kväve och fosfor i avrinningsområdet. Resultaten som arbetet kommit fram till visar att våtmarkerna har en positiv inverkan på vattenkvaliteten och är ett gott tecken på att anläggning av våtmarker fungerar i syftet att förbättra miljön. I framtiden kan förhoppningsvis fler kommuner implementera våtmarker som en naturliga del i deras arbete med förbättring av vattenkvaliteten i vattendrag.
I våtmarkernas vatten skapas förutsättningar för bakterier som konsumerar syret i kvävehaltiga molekyler och således frigör kvävgas som sedan går ut i atmosfären istället för att fungera som näring för alger. Fosforhaltiga partiklar sjunker även till botten och stannar i våtmarken. Genom att låta näringsrikt vatten som kommer från jordbruksmark rinna genom våtmarkerna och genomgå dessa processer kan övergödning i närliggande vattendrag förebyggas.
Höga värden av näringskoncentrationer har uppmätts i Örupsån som är belägen i ett område med stor andel jordbruksmark och här finns således ett stort behov av våtmarkernas effekter på vattenkvaliteten. Även Länsstyrelsen har klassat Örupsån som att den har en otillfredsställande status gällande näringsämnen. För att kunna komma till rätta med de höga näringskoncentrationerna och förebygga övergödning i vattendraget samt nedströms liggande vattendrag så är ett alternativ just att anlägga våtmarker som renar vattnet. Genom att förbättra vattenkvaliteten så kan det naturliga ekosystemets balans bibehållas och naturligt förekommande växter och djurs förutsättningar bevaras.
Arbetet påbörjades först med att utreda varifrån Örupsån har sitt största tillskott av näringsämnen för att kunna identifiera om jordbruksmarken står för det största tillskottet eller ifall reningsverket i området har en större inverkan. Därefter fortsatte arbetet med att beräkna den reningsförmåga samtliga våtmarker i avrinningsområde har som sedan jämförts med näringskoncentrationerna i Örupsån över tid. Slutligen gjordes en beräkning på hur stor näringsmassa som transporterats årligen i avrinningsområdet och hur stor näringsmassa som tagits upp av våtmarkerna. Fortsatt arbete som kan göras utifrån examensarbetet är att göra en mer omfattande kartläggning av utsläppskällor i avrinningsområdet samt att insamla mer detaljerad data på våtmarkerna för att göra mer detaljerade beräkningar på deras reningskapacitet.


Emil Widén, Master’s programme in Water Resources Engineering, LTH

• author: Viden, Emil
• supervisor: Erik Nilsson
• organization: Division of Water Resources Engineering
• course: VVRM01 20201
• year: 2020
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: jordbruksmark, näringsämnen, kväve, fosfor, övergödning, vattenkvalitet
• publication/series: TVVR20/5015
• report number: 20/5015
• ISSN: 1101-9824
• language: Swedish
• additional info: Examiner: Magnus Persson
• id: 9022031
• date added to LUP: 2020-06-24 16:30:27
• date last changed: 2020-06-24 16:30:27