Modellering av föroreningsreduktion i dagvatten - Fallstudie på Ståstorpsån i Trelleborg

Abstract (Swedish)

Föroreningar i dagvatten är en stor bidragande faktor till dålig vattenkvalitet i sjöar och vattendrag, och en stor andel av dessa föroreningar generas av mänskliga aktiviteter. Dagvattens föroreningssammansättning varierar kraftigt beroende på vilka ytor vattnet kommer i kontakt med. I ett jordbruksdominerat landskap transporteras stora mängder näringsämnen via ytavrinning och dränering till närliggande vattendrag, vilket har en negativ inverkan på vattendragets ekologiska miljö och kan orsaka övergödning. Vattendrag starkt påverkade av näringsämnen från omgivande jordbruksmark är i behov av stora reningsinsatser för att uppnå de krav på vattenkvaliteten som regleras av MKN. För att uppnå god status och inte riskera att försämra de nuvarande förhållandena på de vattenförekomster som regleras av MKN krävs i vissa fall åtgärder på uppströms recipienter.

I denna studie undersöktes en metod för att kartlägga och kvantifiera reningsbehovet i en å lokaliserad i ett jordbruksdominerat avrinningsområde, samt bestämma omfattningen av reningsåtgärder som krävs för att uppnå god status. En fallstudie genomfördes på Ståstorpsån, lokaliserad i Trelleborgs kommun, där avrinningsområdet kartlades och den nuvarande föroreningssituationen samt föroreningsreduktion i potentiella våtmarker modellerades i dagvatten- och recipientmodellen StormTac.

Resultatet visade att Ståstorpsån har ett omfattande reningsbehov med ca. 90 % av totala fosforbelastningen, samt ca. 75 % av totala kvävebelastningen för att uppnå god status utifrån kvalitetsfaktorn näringsämnen för ekologisk status. Vidare visade resultatet att våtmarker kan vara ett effektivt sätt att rena vattnet från näringsämnen, men att omfattningen av nödvändiga våtmarker för att nå god status i avrinningsområdet inte är praktiskt genomförbart. För att dimensionera effektiva reningsanläggningar krävs god kunskap rörande de lokala avrinningsförhållandena, och jordbruksmark uppvisar stora skillnader i förhållandet mellan markavrinning och dränering, samt en stor skillnad i föroreningsläckage beroende på använda jordbrukstekniker. StormTac är därför inte ensamt ett lämpligt verktyg för att ta fram en effektiv åtgärdsplan i denna typ av miljö, då osäkerheterna rörande jordbruksmarkens avvattning är stor, samt att det är centralt att också implementera lösningar för att gynna föroreningsreduktion i själva vattendraget och anpassning och optimering av jordbrukstekniker för att minska näringsläckaget från dessa ytor.

Popular Abstract (Swedish)

Modellera föroreningar i dagvatten – går det att rena ner till god vattenstatus?

Sjöar och vattendrag utsätts för negativ påverkan från mänskliga aktiviteter, som läckage av kväve och fosfor från åkermark eller tillförsel av tungmetaller som spolas bort från vägar eller andra urbana ytor. För att minimera denna påverkan finns miljökvalitetsnormer (MKN) som är lagkrav på hur mycket föroreningar som får släppas ut i vattendrag innan det påverkar växt och djurlivet i vattnet negativt, och dessa används för att kommunerna ska veta hur mycket reningsåtgärder som behövs göras för att nå god status. Ett sätt att komma tillrätta med föroreningsproblematiken är att härma naturens egna vattenreningslösning: anlägg våtmarker!

Ståstorpsån i Trelleborgs kommun är starkt påverkad av näringsämnena fosfor och kväve som sprids till vattendraget via de stora arealerna åkermark som finns i åns avrinningsområde. I denna studie modellerades föroreningarna i vattnet som rinner till ån för att kunna bestämma hur stor mängd av föroreningarna som måste bort innan man når god status. Modelleringsprogrammet som användes heter StormTac. Resultatet visade att Ståstorpsån behöver reducera nära 90% av allt fosfor i vattnet, och 75% av allt kväve, för att uppnå god status på vattnet, vilket är väldigt mycket. Att göra detta med hjälp av våtmarker hjälper en hel del, men det når inte ner till den nödvändiga nivån för god status enligt modellen, och våtmarkerna skulle behöva ta upp stora markområden där det idag bedrivs jordbruk. Därför måste ett helhetsgrepp tas på hela avrinningsområdet för att komma till rätta med problemet, t.ex. sätt att minska hur mycket näringsämnen som läcker ut i ån från åkrarna, eller att ån återställas till en mer naturlig form med meandrande och bredare åfåra, svämplan och kantplanering.

Hur vattnet rinner av från jordbruksmark och hur mycket föroreningar det sveper med sig skiljer sig mycket mellan olika platser, och att uppskatta ett medelvärde på detta som ska representera all åkermark i Sverige (som StormTac gör) är riktigt svårt och ska därför tas med en nypa salt. Det stora variationerna gör det klurigt att modellera ett avrinningsområde med mycket jordbruksmark på ett korrekt sätt utan att undersöka t.ex. hur all dränering inom området ser ut. Hur bra en våtmark renar föroreningar beror mycket på hur den ser ut, var den är placerad, hur mycket vatten som når den osv. Därför behöver man ha bra kännedom om området innan våtmarker anläggs, och att endast använda StormTac till det är inte att rekommendera.

En dagvatten- och recipientmodell som StormTac kan alltså hjälpa beslutsfattare på kommuner och myndigheter att lista ut var de värsta föroreningsproblemen kommer ifrån, och hjälpa till att planera för tillräckligt stora åtgärder i landskapet för att förbättra vattnets kvalitét. Däremot måste man ha bättre koll på områdets dränering och lokala förutsättningar för att designa våtmarker placerade i jordbrukslandskap i StormTac, annars riskerar man att överskatta hur väl våtmarkerna kommer rena vattnet.

• author: Bengtsson, Märta
• supervisor: Karin Jönsson; Hanna Malmström; Patrik Gliveson
• organization: Chemical Engineering (M.Sc.Eng.)
• alternative title: Modeling of pollution reduction in stormwater - case study of Ståstorpsån in Trelleborg
• course: VVAM05 20211
• year: 2021
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Water engineering, Dagvatten, StormTac, Föroreningar, Våtmarker
• language: Swedish
• id: 9061096
• date added to LUP: 2021-07-15 10:47:23
• date last changed: 2021-07-15 10:47:23