Designade våtmarker för minskning av fosforförluster från "hot-spots" i jordbruksområden

Sammanfattning av slutrapport
Flödesproportionella vattenprov samlades under 2 år i in- och utloppet av en nykonstruerad fosforvåtmark i en öppnad kulvert. Dessutom togs tidsproportionella prov under snösmältning eftersom snöackumuleringen var stor båda åren. Halterna totalfosfor (TP) och löst fosfor (DP) varierade mycket (0,02-1,09 mg L-1). I utflödet var halterna nästan hela tiden lägre än i inflödet och något nettobidrag från våtmarken beräknades bara år 2010 under månaderna 08 och 12. På årsbasis fungerade våtmarken som en bra fosforfälla med en retention på 69 kg TP, 17 kg DP and 30 ton totalt suspenderat material (TSS) ha-1 år-1, som motsvarar en minskning av 0,22 kg TP ha-1 år-1 från jordbruksmarken i tillrinningsområdet. Den relativa retentionen var hög (36% TP, 9% DP and 36% TSS), vilket visar att små konstruerade våtmarker (0,3% av området) kan minska förlusterna av fosfor från jordbruksmark med lerjordar i ett landskap med omväxlande höjdförhållanden. En till våtmark har byggts i en öppen bäck.

Populärvetenskaplig sammanfattning
Fosforretention i små nya våtmerker nedströms jordbruksmark med höda fosforförluster

Två fångdammar för fosfor av delvis olika karaktär

Två små fångdammar utformades för att ta emot vatten med höga fosforhalter och mycket partiklar från jordbruksmark med lerjord. Båda är utformade med en djupare inloppsdamm för sedimentation och efterföljande två eller tre grundare dammar med vegetation. Vegetationen filtrerar vattnet och stabiliserar botten med sina rötter. Båda fångdammarna är ungefär lika stora i förhållande till sina tillrinningsområden (0,3 %), men Nybble damm är nästan 1,5 ggr större än Bergaholmsdammen.
Fångdammen i Bergaholm anlades 2009 genom att en kulvert öppnades upp och vattnet leddes in. Den första djuphålan ligger i anslutning till den första vegetationsdelen som är avskild från den andra genom en grund tröskel. Denna har grovt grusfilter för att gynna ytterligare filtrering. Vattenkvalitén i in och utlopp har utvärderats under de första två åren.
Nybble fångdamm anlades hösten 2010. Den är grävd i ett litet vattendrag där de olika delarna av fångdammen är avskilda av trösklar med vegetation. Tillförseln av partiklar kan ha påverkats av dikesrensningar uppströms under 2011. Det blir viktigt att kunna följa upp mätningar av flöden och vattenkvalitet under en längre period även här.
I båda fångdammarna har det skett en omsorgsfull mätning av flöden och vattenkvalité genom flödes-proportionella samlingsprover. Dessutom har vattenprov tagits tätt och tidsstyrd i samband med snösmältningsperioderna för att mera grundligt kunna följa hur mycket näring som samlas i våtmarken under begränsad tid.

Utvärderingen av fångdammen i Bergaholm

Koncentrationerna av fosfor och partiklar varierade med en faktor på över 50 mellan högflöden och lågflöden. De två första åren efter anläggandet kvarhölls 69 kg fosfor per ha och år (beräknat på dammytan) vilket motsvarade 36 % av hela belastningen. Samtidigt kvarhölls 30 ton per ha och år av suspenderat material vilket motsvarade 36 % av hela belastningen. Den mesta av fosforn hölls kvar som partiklar som innehöll ungefär 0,15 % fosfor. Hög belastningen är en viktig förutsättning för att man ska förvänta sig en bra reduktion. Retentionen i Bergaholm fångdamm var ändå dubbelt så hög jämfört med vad som rapporterats för ett par andra svenska våtmarker med 2-3 ggr högre belastning. Effektiviteten i att hålla kvar fosforn i Bergaholm fångdamm ökade från 28 % det första året till 43 % det andra året. Det blir viktigt att kunna följa den fortsatta utvecklingen, dels för att se om effektiviteten ökar ännu mer och inte minst för att bedöma om när det blir aktuellt att ta upp sedimentet från fångdammen för att behålla god effektivitet och återföra sedimentet och fosforn på åkern igen.

Många faktorer påverkar effektiviteten

En rad faktorer påverkar hur effektiv fångdammen är med att minska retentionen i dag och i framtiden. Förutom dammens utformning och dess storlek i förhållande till tillrinningsområdet diskuteras; nederbörden och mängden vatten som når dammen; snömängd och snösmältning; grundvattnets rörelser i området; jordart, markens fosforstatus och andra förhållanden i området; fosforkoncentrationen i vattnet och dess variation under året; andelen partikelbunden fosfor och andelen löst fosfor i vattnet; frigörning (resuspension) av partiklar och av fosfor i själva dammen; vegetationens sammansättning och utveckling i dammen; reningen av fosforn i dammen i förhållande till dess storleksyta; reningen av fosforn i dammen i förhållande till mängden fosfor som når dammen.

Fångdammen kan ibland släppa ifrån sig fosfor

De få tillfällen (motsvarande mindre än 7 % av tiden) då fosforkoncentrationerna var högre i utflödet än i inflödet av fångdammen i Bergaholm sammanföll antingen med extrema tillfällen med högt flöde eller med perioder av lågt vattenflöde med isbeläggning. Att det fanns (sällsynta) tillfällen med utflöde av sediment under högflöde visar att det kommer att behövas skötsel genom att gräva ut sedimentet inom några år. Det blir viktigt att kunna följa när det blir nödvändigt att ta upp sedimentet från fångdammen och lägga ut det på åkern igen. En långtidsstudie kan hjälpa till att definiera när det blir optimalt med en sådan åtgärd. Sedimentationen i Nybble fångdamm har varit betydande. Belastningen på denna fångdamm kan ha påverkats av en dikesrensning uppströms. Det blir viktigt att kunna följa upp med mätningar av flöden och vattenkvalitet under en längre period för att göra en mera fullödig utvärdering.