Beregning af kvælstoffjernelse i et vådområde

Beregning af kvælstoffjernelse i søer

Der kan anvendes følgende simple formel.

N ret (%) = 42,1 + 17,8 x log 10 (T w )

N ret = kvælstoffjernelsen i procent

hvor T w = V/Q til er vandets opholdstid eller vandskiftet pr. år

Vandtilførsel (Q til , m 3 år -1 )
Vandvolumen (V, m 3 )

N fjernelse ved Sø = N (%) * N tilførsel fra vandløbsopland


Sømodellen kan kun benyttes, hvis opholdstiden er mindst 1 uge. Bemærk venligst at søens rørskov er inkluderet i formlen og IKKE bidrager særskilt. Beregningen skal udføres på årsbasis. Det bør også bemærkes, at sømodellen er baseret på data fra ”gamle” søer og derfor ikke nødvendigvis beskriver tilstanden i nydannede søer særlig godt i den første periode efter deres dannelse. Der vil nemlig gå nogen tid (måneder – år) før de biologiske og kemiske forhold svarer til dem, man ser i ældre søer.
Det er sket, at beregningerne af kvælstoffjernelsen ikke var mulig i nogle få af de genetablerede lavvandede søer, fordi vandets opholdstid blev for kort – altså under en uge. Problemet blev løst ved at antage - ud fra forskellige litteraturstudier - at søerne maksimalt kunne fjerne 10 % af den samlede årlige tilførsel dog maksimalt 300 kg N ha sø år, og dette under forudsætning af, at der i hvert enkelt tilfælde blev foretaget en nøje gennemgang og vurdering at det pågældende projekt mht. beliggenhed, tilførsel af vand og næringstoffer, oplandskarakteristika mm.
Beregning af N- fjernelse ved overrisling af enge
Der findes ingen beregningsmodeller for, hvor meget engene kan fjerne ved overrisling med drænvand. Kvælstoffjernelsen afhænger af lokale forhold såsom afstand fra drænudløbet til vandløbet, arealstørrelse og om der sker infiltration ad drænvandet. Som tommelfingerregel kan der fjernes 50 % af den tilførte kvælstof. Det forudsætter dog, at både den hydrauliske belastning (L m-2 d-1) og kvælstofbelastningen står i rimeligt forhold til hinanden.
Eks. man kan forestille sig at et område overrisles med 50 l m-2 d-1 drænvand med en koncentration på 5 mg NO3--N l-1 – årlig belastning 912 kg NO3--N ha-1 – men man kan derimod ikke overrisle et areal med 500 l m-2 d-1 vand uanset kvælstofkoncentrationen. Grunden hertil er, at man ikke kan infiltrere 500 l vand m-2 d-1 i en jord, men derimod vil man godt kunne infiltrere 50 l vand m-2 d-1 i jorde med høj infiltrationskapacitet. Man bør dog være opmærksom på at en høj belastning som ovennævnte 912 kg NO3--N ha-1 kan have negative effekter, hvis denitrifikationsraten er tilsvarende høj (se afsnit om overbelastning).
Ved visse vådområdeprojekter angives, at der ved overrislingen samtidig sker en infiltration af vand, hvorved kvælstoffjernelsen øges. Dette kan være korrekt, men det kræver, at det kan dokumenteres, at både de hydrologiske og jordbundsmæssige forhold er i orden. Hvis jorden er en lerjord eller en meget velomsat tørvejord vil infiltrationskapacitet være lille og kun en mindre del af vandet infiltreres i jorden. Hvis grundvandsspejlet i afstrømningsperioden ligger omkring jordoverfladen, vil der heller ikke være mulighed for infiltration.
Mængden af kvælstof, der kan fjernes ved infiltration bør derfor vurderes realistisk. Den samlede kvælstoffjernelse i områder med infiltration vil typisk ligge i området 50-75 %. I de tilfælde hvor alt vandet infiltreres, vil kvælstoffjernelsen blive endnu højere dvs. mellem 75 og 95 %, i sådanne tilfælde bør det nøje dokumenteres (f.eks. ved den topografiske opmåling, arealets hældning), og jordens infiltrationskapacitet).
Beregning af kvælstoffjernelse ved oversvømmelse af åvand
Ifølge DMU har resultater vist, at der ved oversvømmelser af vandløbsvand med en mindre kvælstofkoncentration (over 2-3 mg l-1) i årsgennemsnit kan fjernes ca. 1 kg N ha-1 pr. oversvømmet døgn. I vandløb med højere koncentration (over 5 mg l-1) kan fjernelsen nå op på 1,5 kg N ha-1 pr. oversvømmet døgn. For at ovenstående faktorer kan anvendes, kræves det, at der hele tiden bliver tilført nyt vand, dvs. permanent vanddække er ikke godt nok, der skal tilføres nyt vand i en lind strøm (vandet skal strømme på arealerne). Endvidere har erfaringer vist, at når man længere væk fra vandløbet end 100 meter sker der ikke længere vandudskiftning.
Ved meget hyppige oversvømmelser (tidevandspåvirkede områder undtaget) bør man nøje overveje om vandløbets profil er korrekt dimensioneret eller om projektet snarere bør betegnes som en lavvandet sø. Ved meget hyppige oversvømmelser kan man ikke forvente, at den daglige kvælstoffjernelse forbliver på samme niveau som nævnt ovenfor, idet den letomsættelige kulstofpulje udtømmes og denitrifikationshastigheden går ned.
Tidevandspåvirkede vådområder skønnes at have en kvælstoffjernelse på ca. 200 kg N ha-1 år-1.
Beregning af N reduktion ved ændret arealanvendelse i projektområdet
I VMPII og VMPIII vådområdeordningerne er det tilladt at medregne den reduktion, der sker i udvaskningen ved at arealanvendelsen på projektarealet ændrer sig. For arealer, der gødes efter normen, og hvor jorden er sandblandet lerjord og der er gennemsnitlig nedbør, kan anvendes følgende tal:
Udtagning af agerjord: 45-50 kg N ha-1
Vedvarende græs: max. 10 kg N ha-1
Naturarealer: max. 5 kg N ha-1 (Dette tal bør anvendes med stor varsomhed eller udelades, gælder ikke for naturarealer der allerede er våde f.eks. moser)
N-reduktion ved høslæt og græsning
I de tidligere vådområdeordninger, dvs. VMPII og VMPIII,  var det ikke accepteret at medregne kvælstoffjernelse ved hverken høslæt eller græsning, fordi det ikke var varige ordninger. Men man kan selvfølgelig fjerne næringsstoffer ad denne vej. Herunder er en tabel, hvori der er angivet målte værdier for, hvad der kan fjernes af kvælstof og fosfor ved høslæt.

Tørstof
g m 2

Kvælstof
g N m 2

Fosfor
g P m 2

Landsforsøgene

Slæt på våd humusjord, 3 år

499

9,1

-

Stevns å, eng

300 - 525

7,4 - 10,5

0,8 - 1,3

Syv Bæk, eng

427 - 538

10,4 - 12,5

-

Gjern Å

A, eng

500 - 750

8-12

1,3 - 1,4

B, mose

1200 - 1400

13 - 26

2,4 - 2,9

C, eng

350 - 650

5-10

0,9 - 1,5

D, eng

300 - 450

5-7

0,9 - 1,2

Glumsø, rørskov

1260

17,5

1,8


Eksempel fra VMPII
I forbindelse med overvågningen af VMPII vådområderne har man konstateret, at vådområdernes evne til at fjerne kvælstof ikke altid lever op til beregningerne. Det kan f.eks. skyldes, at vandets opholdstid i vådområdet er for kort. Dette er konstateret i vådområdeprojektet Gammelby Bæk i det nu tidligere Sønderjyllands Amt, hvor dele af arealet skrånede så meget, at vandet løb for hurtigt væk.