Breyting á þversniði áa með endurbugðun

Hvað

Breyting á þversniði árinnar með því að endurskipuleggja farveg hennar. Með endurbugðun er átt við hluta árinnar hafi verið breytt í náttúrulegri farveg eða bugðóttari farveg. Þessir farvegir eru oft með hlykkjum og beygjum og gera leiðina lengri fyrir vatnið að renna eftir.  

 

Wetland graphic: Before

Rivers, lakes and wetlands before NbS have been implemented

Wetland graphic: After

Rivers, lakes and wetlands after NbS have been implemented

 

Hvar

Hægt er að beita endurbugðun í farvegum áa sem hafa verið gerðar beinni, breiðari og styttar. Þessi vatnasvið eru oft í dreifbýli.

Hvers vegna

Endurbugðun er hægt að nota eitt sér eða ásamt öðrum náttúrumiðuðum lausnum til að draga úr áhrifum loftslagsbreytinga og aðlaga að breyttu loftslagi, hamfarahættu og viðbúnaði og vatnsstjórnun. Oft er endurbugðun beitt til að endurheimta náttúruleg einkenni farvegsins og getur falið í sér að flatmyndin sé endurgerð og yfirborð árinnar hækkað sem gagnast líffræðilegum fjölbreytileika. Endurbugðuð svæði hafa almennt meiri vatnssöfnunargetu í náttúrulegum hlykkjum, margbrotinnar myndunarfræða og aukið samspil við nánasta umhverfi, en vatnið fer hraðar í gegnum bein sund með hlutfallslegri aukningu á útskolun og aukinni flóðahættu.  

Þegar áin er endurbugðuð minnkar geta farvegsins til að flytja vatn og við það hækkar vatnsyfirborð árinnar og veldur tíðari flóðum í næsta umhverfi. Með hækkuðu vatnsyfirborði minnkar frárennslisgetan og grunnvatnsstaða á svæðinu hækkar. Endurbugðun stuðlar að því að endurheimta náttúrulegt vatnafar svæðisins.  

Endurbugðun getur tekið á ýmsum samfélagslegum áskorunum, en skilvirkni verkefnisins ræðst af hæð árfarvegsins miðað við landið í kring. Ef árfarvegurinn er áfram lækkaður/ styttur miðað við landið í kring mun ávinningurinn takmarkast við hægari straum í gegnum ána (SI).  

Verði árfarvegur hækkaður mun ávinningurinn vera bætt vatnafræði (hydrology) milli árinnar og landsvæðisins í kring leiða til hærri stöðu grunnvatnsyfirborðs á svæðinu, minni straumi í ánni og möguleiki fyrir hana að flæða yfir bakka sína þegar vatnsmagn er mjög mikið (SII). Hér að neðan verður gerður greinarmunur á SI og SII .  

  • SIEndurbuðgun getur verndað svæði við árósa fyrir flóðum. Við miðlungs til mikla úrkomu getur það seinkað flóði því straumur er hægari eftirendurbugðun miðað við í beinum árfarveg. Hægt er að auka þennan ávinning ef árfarvegurinn er hækkaður (SII).  
  • SIIEndurbugðun getur stuðlað að minni losun gróðurhúsalofttegunda ef henni er beitt á láglendi þar sem jarðvegur inniheldur miðlungs til hátt magn kolefnis með því að draga úr losun koltvísýrings frá landi. Ennfremur geturendurbugðun aukið bindingu koltvísýrings úr andrúmsloftinu umfram losun þess.  

Endurbugðun getur einnig verndað neðri hluta áa fyrir flóðum í miðlungs til mikillar úrkomu, vegna þess að straumur en minni eftir endurbugðun auk þess sem hærra vatnsyfirborð í hlutfalli við hæð lands eykur geymslugetu landsins fyrir vatni og veitir verd gegn flóðahættu svæða neðar í ánni og ver þannig t.d. mikilvæga innviði, þéttbýli eða aðra landnýtingu á svæðinu.  

Hvernig

Fylgja skal almennum viðmiðunarreglum í landmótunarfræða vatnasviða þegar árfarvegi er breytt. Fjarlægðin milli tveggja flúða ætti að vera um það bil 5-7 sinnum breidd óraskaðs árfarvegs til að stuðla að náttúrulegri straumvirkni, setflutningi og fjölbreytileika búsvæða. Hins vegar er þetta almenn regla og ætti að skipuleggja sérstaka fjarlægð með hliðsjón af staðbundnum aðstæðum eins og breidd og halla árinnar, flutningsvirkni sets og staðbundnum jarðfræðilegum aðstæðum.

Niðurstöður

Hugsanlegar niðurstöður:  

  • SI Verndar neðri hluta áa og árósa fyrir flóðum: Endurbugðun vatnaleiða býr til lengri leið fyrir vatn að renna og þannig verndað neðri hluta áa fyrir flóðum í miðlungs til mikillar úrkomu. Það getur einnig seinkað flóðum með því að auka vatnsgeymslueiginleika svæðisins. Sá ávinningur mun ráðast af lengd endurmótaðs kafla og legu árfarvegs í landslaginu. Þeir eiginleikar verða meiri ef árfarvegurinn er hækkaður (sjá S11 hér að neðan).  
  • SII Verndaar neðri hluta áa og árósa fyrir flóðum: Rennsli gegnum ána minnkar þegar nærliggjandi land flæðir. Þar af leiðandi er vatni haldið innan framkvæmdasvæðisins og vatnsmagn sem rennur niður ána minnkar. Þetta getur verið hentugt ef verja á neðri hluta áa fyrir flóðum og t.d. þéttbýli eða ræktarland við þær. Skilvirkni endurbugðunar til flóðavarna fer eftir lengd endurnýjaðs árfarvegs, rennsli og landslagseinkennum næsta umhverfis þar sem þessar breytur munu allar hafa áhrif á vatnsmagnið sem hægt verður að geyma. Skilvirknin verður mest á svæðum sem liggja lægra og nægilega stór til að halda miklu vatni.  
  • SII Minnkar losun gróðurhúsalofttegunda: Minni losun koltvísýrings verður mest á svæðum þar sem hluti lífrænna efna í jarðvegi er hár (>6%) og þar sem vatnsyfirborð árinnar jafnhátt yfirborði landslags á stórum hluta verkefnissvæðisins. Þetta skapar aðstæður þar sem súrefni kemst ekki að og hægir á niðurbroti lífrænna efna í jarðveginum og stuðlar að minni losun koltvísýrings.  
  • SII Minnkar magn köfnunarefnis í vatnavistkerfinu: Flóð á svæðum með nítratmenguðu vatni getur örvað eyðingu niturs og þar með dregið úr flæði niturs til árósa, vatna og strandsvæða.  

Hugsanlegar hliðarverkanir:  

  • SII Metanlosun: Mikil hætta er á losun metans á svæðum með stillu vatni. Loftfirrtar aðstæður skapa hagstæð skilyrði fyrir myndun metangass við niðurbrot og þar sem metan er gróðurhúsalofttegund, rétt eins og koltvísýringur, getur losun metans unnið gegn jákvæðum áhrifum af minni losun koltvísýring. Því er mjög mikilvægt að halda vatnsyfirborði sem næstu yfirborði bakkanna til að lágmarka þessa áhættu.  
  • SII Fosfórssöfnun: Þegar landbúnaðarland er ekki lengur nýtt í landbúnaði og inniheldur mikið magn fosfórs fer undir vatn er mikil hætta á að fosfór losni úr jarðveginum sem getur borist í ána og valdið ofauðgun neðar í henni, í vötnum og árósum. Þess vegna ætti að íhuga mótvægisaðgerðir til að draga úr þessari áhættu áður en farið er í verkið. Þetta gæti þurft að slá gömul tún til að fjarlægja næringarefni í lífmassanum, að fjarlægja efsta hluta jarðvegs eða gera aðrar ráðstafanir. 
  • SII Breytt vatnafar utan framkvæmdasvæðis: Þegar grunnvatnsborð er hækkað í árfarvegi getur verið hætta á að það hafi áhrif á vatnsborðið ofar í ánni, í frárennslisrörum og skurðum sem renna í ána innan framkvæmdasvæðis. Því ætti að skilgreina mörk framkvæmdasvæðis þannig að einungis svæði sem liggja lægra séu innan verkefnisins en hærri svæði séu undanskilin. Þetta mun draga úr hættu á neikvæðum áhrifum ræsingar utan framkvæmdasvæðisins.  

TIL ATHUGUNAR

Endurbugðun er náttúrumiðuð lausn sem getur hjálpað til við að endurheimta náttúrulegt vatnafar svæðis annaðhvort eitt og sér eða samhliða öðrum aðgerðum eins og hækkun árfarvegslokun frárennslisröra og skurða. Það er því náttúrumiðuð lausn með mikla möguleika á að endurheimta náttúruleg einkenni ferskvatnsvistkerfa, og þar á meðal auka mismunandi vistkerfisþjónustur sem einkenna endurheimt votlendissvæði.  

Hins vegar, til að tryggja ábata á líffræðilegan fjölbreytileika innan verkefnissvæðisins, er mikilvægt að vera meðvitaður um að of mikið magn næringarefna í kerfinu getur verið mikilvægt fyrir margar plöntutegundir þá gæti ábati líffræðilegs fjölbreytileika ekki orðið eins jákvæður við þessa náttúrumiðuðu lausn í bland við lokun frárennslisröra og/eða skurða í jaðri framkvæmdasvæðisins þar sem aukið magn nítratmengaðs vatns sem berst til róta plantnanna.  

Þar að auki getur það valdið streytu í gróðri sem er háður grunnvatni eins og í fenja og mýrasvæðum að vera í langvarandi flóðaástandi, sérstaklega á vaxtarskeiði þeirra. Það þarf að huga að mögulegri togstreytu sem gæti myndast við innleiðingu leiðbeininga við endurheimt.   

Kostnaður

Kostnaðurinn er breytilegur eftir staðbundnum félags- og efnahagslegum aðstæðum, þar á meðal mannafla, tækjabúnaði, kostnaði við kaup á landi osfrv. Að er rekstrarkostnaður eftirfylgni innleiðingar náttúrumiðaðra lausna viðhaldskostnaður ef þörf er á aðlögun til að viðhalda skilvirkni hennar til framtíðar.

Nánari staðsetning: Allan Vatn og mólendi yfir svæðinu  

Hvaða vistkerfistegund(ir): Straumvatn og votlendi  

Titill/nafn Nbs: Endurtenging flæðiengja, endurheimt hafsvæðis, þar með talið viðbætur á stórum viðardrumbum og fjarlæging fyllingar, endurheimt hydrology, endurheimt mólendis, stjórnun á votlendi, myndun votlendis.  

Samantekt: Þetta verkefni miðar að því að endurheimta á og aðliggjandi land og endurheimta þar með vistkerfin og virkni þeirra á sama tíma og þróa sjálfbært kerfi, ferðaþjónustu og samgöngur. Þessu er náð með því að innleiða ýmsar náttúrumiðaðar lausnir, þar á meðal endurtengingu flóðasvæðis, fjarlægja stíflu og endurheimt votlendis. Þessar lausnir munu meðal annars leiða til aukinnar bindingar og geymslu kolefnis og draga úr flóðahættu.  

Tengiliður: Háskólinn í Stirling (email : forth-era@stir.ac.uk ).

Nánari upplýsingar: https://project-merlin.eu/cs-portal/case-study-17.html    

Tengt efni:

Kronvang, B., Thodsen, H., Kristensen, E.A., Skriver, J., Wiberg-Larsen, P., Baattrup-Pedersen, A., Pedersen, M.L. and Friberg, N., 2008, June. Ecological effects of re-meandering lowland streams and use of restoration in river basin management plans: experiences from Danish case studies. In Proceedings from the Fourth ECRR conference on River Restoration. Venice–Italy, San Servolo Island (pp. 16-21). 

Roley, S. S., J. L. Tank, and M. A. Williams (2012), Hydrologic connectivity increases denitrification in the hyporheic zone and restored floodplains of an agricultural stream, J. Geophys. Res., 117, G00N04. https://doi.org/10.1029/2012JG001950  

Pistocchi, A. (ed.), Nature-based solutions for agricultural water management — Characteristics and enabling factors for a broader adoption, Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2022, doi:10.2760/343927, JRC131465.