Förbättring av beräkning av erosion och sedimentation (retention) i små vattendrag

Under arbetet med att beräkna den vattenburna belastningen av fosfor till Sveriges omgivande havsbassänger inom SMED har det noterats att partikulärt bunden fos-for ofta överskattas i simuleringarna i små områden. Fosforutsläpp från jordbruks-läckage är framräknade med ICECREAMDB och inkluderar redan retentionen i marken fram till vattendragen (Johnsson m.fl., 2008), och därför finns ingen funk-tion för ytterligare avskiljning i marken. Det finns heller ingen avskiljning i små-vattendrag fram till vattendraget i den hydrologiska modellen. Det är dock troligt att det förekommer en avskiljning av partikulär fosfor i diken och i mindre vatten-drag under lågvattenföring och resuspension vid höga flöden. Syftet med denna studie är att ta fram en funktion för permanent avskiljning av partikulärt bunden fosfor kopplat till de små vattendragen och att testa detta i ett antal mindre sjölösa jordbruksområden för att i framtiden förbättra de nationella beräkningarna av fos-forbelastningen.

Studien omfattar 16 områden i mellersta och södra Sverige där synoptiska fos-formätningar inkluderar fraktionerna löst reaktiv fosfor och partikulär fosfor. Jord-bruksandelen varierar mellan 15-88% av områdenas yta. Den hydrologiska model-len med rutin för fosforberäkning, HBV-NP, har modifierats för att testa fyra alter-nativa processer för permanent avskiljning av partikulärt bunden fosfor genom sedimentation i små vattendrag (lokal avskiljning) samt en process för markreten-tion i utströmningsområdet.

Resultaten visar att de fyra föreslagna avskiljningsprocesserna som verkar ge-nom sedimentation uppför sig likvärdigt och att man får liknande resultat oavsett vilken process som används. Avskiljning genom markretention av jordbruksläcka-ge och enskilda avlopp ger normalt större effekt än avskiljning genom sedimenta-tion. I de flesta fall krävs mycket hög permanent avskiljning av partikulär fosfor i sedimenten eller från jordbruksläckage/enskilda avlopp för att reducera halterna framräknade i PLC5 till samma nivå som observationerna. Enstaka observerade koncentrationstoppar är svåra att reproducera med modellen, men medelhalter stämmer relativt väl efter maximal avskiljning. Det är fysikaliskt osannolikt att all sedimenterad fosfor binds permanent i diken/små vattendrag, eller att all partikulär fosfor från jordbruksmark och enskilda avlopp avskiljs, och detta kan vara en indi-kation på att antingen läckagekoefficienterna för partikulär fosfor är överskattade och/eller att sedimentationen underskattas av den hydrologiska modellen. I PLC5-beräkningarna styrdes sedimentation/resuspension av en enda parameter i model-len, vilket gav begränsade möjligheter för justering av denna dynamik. En möjlig-het som bör utredas i framtiden vore att införa en flexibel inställning av flödesin-tervallet mellan full sedimentation/resuspension, och kanske knyta detta intervall till de dominanta jordarterna i områdena för att sedan generalisera kalibreringen nationellt.

Vår slutsats är dock att de simulerade halterna av partikulär fosfor i samtliga 16 områden förbättras åtskilligt när permanent avskiljning används.