Nye erosjonsrisikokart
Sigrun H. Kværnø
Bakgrunn
– Erosjon – en trussel mot jord- og vannkvalitet
– Erosjonsrisikokart utviklet av Lundekvam/NIJOS i 1989
– Basert på jordsmonnkartet
– Viktig verktøy for landbruksforetak og forvaltning
– Input til modeller
– 25 års erfaring – tid for oppdatering!
Prosjekt «Bedre erosjonskart for norske forhold»
– Forprosjekt 2010-2011: vurdering av dagens metode og alternative metoder, valg av ny metode
– Hovedprosjekt 2011-2016: tilpasse, kalibrere og
validere modellen så den kan brukes som grunnlag for erosjonsrisikokart i Norge
– Finansiert av Landbruksdirektoratet
– Utføres av NIBIO
Dagens metode: USLE
– Den «Universelle jordtapslikningen» (USLE), empirisk, tilpasset norske forhold:
𝐴𝐴𝐻𝐻𝐻𝐻 = 𝑋𝑋𝑋𝑋 × 𝐾𝐾 × 𝐿𝐿𝐿𝐿 + 𝐺𝐺𝐺𝐺
– AHP = langsiktig gjennomsnittlig jordtap (kg/daa/år) – Xe = klimafaktor (avh. av nedbør, avrenning)
– K = eroderbarhet (avh. av tekstur, struktur, permeabilitet, mold) – LS = hellingsfaktor (hellingslengde og –grad)
– GR = jordtap via grøftesystem (0, 5, 10, 20 kg/daa/år)
– Gjelder for vårkorn med høstpløying, og ingen jordverntiltak
Behov for forbedring
Foto: Jørgensen et al., 2013
Lokalklima Terreng
Jordegenskaper
Dekning
Arrondering
Foto: S.H. Kværnø
Ny metode: PESERA+
12.12.2016 6
– Forenklet fysisk basert modell PESERA (Kirkby et al., 2008) kombinert med empiriske funksjoner
𝐴𝐴𝐻𝐻𝐻𝐻 = 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑆𝑆 × 𝐿𝐿 + 𝐿𝐿𝐿𝐿𝑆𝑆
– AHP = langsiktig gjennomsnittlig jordtap (kg/daa/år)
– SSO = jordtap (flate, rille) via overflateavrenning ved standard hellingslengde 22 m (kalibreringsskala), beregnet med PESERA
– L = RUSLE-basert empirisk faktor for hellingslengde
– SSD = jordtap via drensrør, beregnet med ny empirisk funksjon – Gjelder for vårkorn med høstpløying, og ingen jordverntiltak
PESERA (Pan-European Soil Erosion Risk Assessment model)
– Regionale beregninger av langsiktig erosjonsrisiko – Romlig: >100 m, Tid: gjennomsnitt over mange år
– Beskriver prosesser som driver erosjonen: Skiller hydrologi og sediment-transport
– Regionale klimaforskjeller, inkl. snø, og beregner sesongvariasjoner
– Kan brukes til scenarier! Klima, arealbruk, jordarbeiding…
– Utvikles i et aktivt forskningsmiljø – Harmonisert metode i Europa
– Input-intensiv (128 kart)
PESERA: konsept
Drivvariable:
Arealbruk/plante Overflate Helling
Jordtap Avrenning
Jordhydrologi
1 kart: DEM 4 kart:
vannlagring, transportevne 4 kart: ruhet,
eroderbarhet, skorpe
23 kart:
arealbruk, vekst,
jordarbeiding
96 kart:
statistikk for nedbør og temperatur
12 kart:
månedlig avrenning
12 kart:
månedlig jordtap
Faktor for effekt av hellingslengde
– GIS-basert beregning fra DEM10
– Gj.sn. hellingslengde pr.
jordsmonnspolygon
– Beregner RUSLE L-faktor:
L = (λ / 22,13)^m
– λ = hellingslengde – m = f(hellingsgrad)
Foto: L. Øygarden
– Empirisk, basert på måledata fra småfelter. Tar høyde for:
– Jordtypens «potensiale» for transport (oppsprekking, dype markganger): planert leire > leire > silt, sand
– Eroderbarhet/stabilitet som i PESERA
– Grøfteavrenningsmengde = nedbør – fordamping – overflateavrenning fra PESERA
– Hellingsgrad fra DEM10
– Drenering: pr. nå antatt at alt er drenert
Funksjon for jordtap via drensrør
12.12.2016 10
Prosess
Sette opp og kjøre original modell med standard data, Akershus
Kjøre modell på nedbørfeltskala
Samle alt av data på rutefeltskala
Kjøre modell for 5 fylker
Endringer i modell- kode og «interface»
Kalibrering for rutefelter Generalisering
Tilpasning av inputdata Sensitivitets-
analyse
Testkart Løse tekniske
problemer
Førsteutkast til kart
Tilbakemeldinger referansegruppemøte
Korreksjoner
Produksjonslinje
Kalibrering for rutefelt - resultat
12.12.2016 12
PESERA overflateavrenning og jordtap
Kalibrering for rutefelt - resultat
PESERA overflateavrenning og jordtap
Jordtap gjennom drensrør - resultat
12.12.2016 14 Referansegruppemøte, erosjonsrisikokart
Beregnet vs. målt, småfelter
Jordtap gjennom drensrør - resultat
Teksturklasser Jordtap drensrør Andel av total (100 m standard h.l.)
Testkart pr. okt. 2016
– Modell kjørt for 5 fylker – Standard 100 m
hellingslengde
– Kart publisert på Kilden for vurdering fra
referansegruppe+
12.12.2016 16
Resultat 5 fylker, klassefordeling
SSO+SSD; NB! Standard 100 m hellingslengde
Effekt av hellingslengde - resultat
12.12.2016 18
Hellingslengde (m) Hellingsgrad (%) L-faktor (-)
Effekt av hellingslengde - resultat
Standard 100 m Variabel hellingslengde Differanse
Produksjonslinje 2016-2017
– I samarbeid med Avdeling for Geomatikk
– Finpuss på metoder og konsepter (2016-2017)
– Overføring av modellkoder, data og formler (2016-2017) – Kjøre modellen for hele landet (2016-2017)
– Produsere kart (2017) – Dokumentasjon (2017)
12.12.2016 20
