Umeå University's logo

umu.sePublications
Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Sveriges torrfåror: geografi, naturvärden och metoder för miljöförbättringar
Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
Show others and affiliations
2022 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Syftet med projektet var att ta fram metoder för att underlätta beslut om minimitappning och andra miljöförbättringsåtgärder för torrfåror, d.v.s. vattendragssträckor där vatten letts bort via kanaler eller tunnlar för att passera genom vattenkraftverks turbiner. Ibland sker även överledning från ett vattendrag till ett annat för att på så sätt öka produktionen av vattenkraft i vissa kraftverksanläggningar. Detta lämnar den ursprungliga fåran helt eller delvis torrlagd under stora delar av året. Vi har i denna rapport valt att använda begreppet ”torrfåror” för att indikera att det mest utmärkande draget är den reducerade vattenföringen. Många av dessa sträckor var ursprungligen forsar, och ekosystem och arter knutna till forsar har blivit sällsynta. 

Vi kartlade förekomsten av torrfåror i Sverige, och totalt identifierades och verifierades 972 torrfåror i en databas. 366 av dessa är belägna i Götaland, 323 i Svealand och 283 i Norrland. Den absoluta majoriteten av Sveriges torrfåror saknar bestämmelser om minimitappning. För de 622 torrfåror där vi hittat uppgifter om vattenföring, saknar 481 (77%) en tilldömd minimitappning. De 137 torrfårorna med minimitappning hade i genomsnitt en medelminimitappning på årsbasis på endast 3,6% av den naturliga årsmedelvattenföringen. I 63% av torrfårorna med minimitappning var denna lika med eller mindre än 5% av den naturliga årsmedelvattenföringen, och 48% var flödet lika med eller mindre än 0,5 m3/s. 

Analyser av fiskfaunan baserat på elfiskedata visar att torrfåror hade i genomsnitt lägre andel fiskar som hör till typiskt sett strömlevande arter och lägre total fiskabundans jämfört med av vattenkraft opåverkade referenslokaler. Torrfåror med minimitappning hade bättre status vad gäller fiskfaunan än de utan minimitappning vad gäller andel strömlevande arter, total fiskabundans och artrikedom av fisk. Andel individer av strömlevande fiskarter, total fiskabundans och fiskartrikedom ökade med ökande minimitappning i torrfårorna, men sambanden var icke-linjära och planade ut med ökande minimitappning. 

Torrfårornas medellutning var relativt hög (3,6%), och de representerar till övervägande del strömmande och forsande miljöer som helt eller delvis har torrlagts. Torrfårorna var i genomsnitt 1317 m, medan medianlängden endast var 319 m. De korta (50-100 m) och mycket korta (<50 m) torrfårorna var framför allt belägna i södra Sverige, medan långa (1-10 km) och mycket långa (>10 km) var vanligare i Norrlands inland. Majoriteten av torrfårorna i Sverige låg i vattendragens nedströmsdelar, i vattendragsordning 1 eller 2 räknat från mynningen. 

Miljöförbättringsåtgärder av olika slag, som mer naturliga vattenflöden, fiskvägar eller biotopvårdande åtgärder, har utförts vid 10% av torrfårorna sedan 1970. Av de 574 torrfåror där överensstämmelsen med vattenförekomster i VISS var god var 434 klassade som naturliga och 140 som kraftigt modifierade. I det senare fallet var den ekologiska potentialen enligt Vattendirektivet alltid klassificerad som måttlig eller sämre. Av de 434 som definierades som naturliga vattenförekomster hade de flesta givits måttlig ekologisk status. De största problemen i vattenförekomster som helt eller delvis motsvarar torrfåror är brister i konnektivitet och att den hydrologiska regimen är förändrad. Våra resultat visar att kortare torrfåror, som bara omfattar en del av en vattenförekomst, ofta förbises vid statusklassningen enligt Vattendirektivet, och att torrfåran ges samma ekologisk status som vattenförekomsten i stort. 

För att kunna välja ut vilka torrfåror som ska restaureras och genomföra restaureringsprojekt i torrfåror är fungerande samverkansprocess mellan berörda parter (t.ex. verksamhetsutövare, myndigheter, konsulter och ideella organisationer) viktig för att underlätta vägen från kartläggning till genomförande. Vi presenterar aspekter som underlättar, och kompetenser som behövs hos för att processen ska bli lyckosam. 

För att underlätta genomförandet av miljöförbättringsåtgärder i torrfåror presenterar vi ett metodiskt och strukturerat arbetssätt som ger en komplett kartläggning av torrfåran samt dess omgivande dämningsområden med biflöden, som leder fram till analyser av påverkansgraden, brister jämfört med opåverkade ekosystem, och åtgärdsbehov. Behov av åtgärder grundar sig på vilken restaureringspotential som finns baserat på förhållanden innan reglering och opåverkade referenslokaler. När man summerar naturvärden ger det en bild av vad som är möjligt att göra och vad som kan åstadkommas inom rimliga gränser med tanke på vattenkraftsproduktion. Målet är att detektera för vattenkraftsproduktion kostnadseffektiva och i det långa perspektivet resursanpassade åtgärder som gynnar ekosystemet och bevarar eller ökar naturvärdena. Som en grund för att kunna bestämma nivå på minimitappning presenterar vi en lista på vilka flöden eller aspekter av en naturlig flödesregim som krävs för att uppnå olika naturvärden (ökad biologisk mångfald av naturligt förekommande arter på en vattendragssträcka) eller ekosystemfunktioner. Denna kan hjälpa att bedöma vilka aspekter av naturliga flödesregimer som behövs för att erhålla önskade naturvärden, eller omvänt, att kunna ge en prognos för vilka naturvärden som kan förväntas vid en viss flödesregim, allt fokuserat på torrfåror. 

Vi presenterar också en metodik för att inventera torrfåror med kvantitativa metoder som bygger på att med hjälp av stickprov skatta hur mycket det finns av olika strukturer. Syftet med inventeringen är att kvantifiera strukturer i och kring vattendraget som kan vara viktiga för en bedömning av potentialen för att återskapa naturvärden (både akvatiska och i strandmiljön) vid olika möjliga flöden i torrfåror. Det finns flera fördelar med att ha en sådan samplingdesign (istället för kvalitativa metoder) i studier av ekologiska restaureringsprojekt. Det möjliggör att skatta t.ex. medelvärdet eller storleken på variabler som är av intresse, vare sig det är ytan av ett vegetationsbälte, mängden död ved eller fraktioner av sediment i fåran. Det kanske viktigaste skälet att göra det är att det möjliggör kvantitativ utvärdering av miljöförbättringsåtgärder, och avgöra om åtgärder har haft avsedd effekt. 

Miljödomar bör utformas för att vara långsiktigt hållbara för torrfårans ekosystem, d.v.s. vara relevanta under flera decennier trots att elsystemet och klimatet förändras. Få föreslagna åtgärder gällande torrfåror har genomförts praktiskt och att utreda genom uppföljning och belägga huruvida genomförda åtgärder faktiskt gett miljönytta är essentiellt. Uppföljning förutsätter att en vetenskaplig förstudie har genomförts (naturvärde, nuläge, påverkans- och bristanalys). Om det finns förstudier så finns goda förutsättningar att utvärdera effekterna, om tillräckligt lång tid efter restaurering har gått för att åtminstone initial ekologisk respons ska ha skett. 

Sammanfattningsvis konstaterar vi att de allra flesta torrfåror saknar minimitappning eller andra åtgärder för att förbättra den biologiska mångfalden och vattendragsekosystemen, men att det finns stöd för att sådana åtgärder är effektiva. Vår förhoppning är att de metoder vi presenterar ska underlätta beslut och genomförande av miljöförbättringsåtgärder i torrfåror.

Abstract [en]

The aim of the project was to develop methods to facilitate decisions on minimum flow release and other environmental measures in bypassed river sections, that is, river sections where discharge has been diverted to hydropower stations. Sometimes, discharge is also diverted from one river to another to increase hydropower production. This leaves the original river channel dry or with reduced discharge. Many of these reaches were originally rapids, and ecosystems and species associated with them have become rare.  

We aimed to map all bypassed river reaches in Sweden, and identified 972 ones in a database. The majority of these lack any mandates on minimum flow release. Out of 622 reaches with flow data, 481 lacked mandated minimum flow release. The 137 bypassed reaches with minimum flows had an annual flow averaging being only 3.6% of their pristine mean annual discharge.  

The bypassed reaches had a lower proportion of rheophilic fishes and lower fish abundance compared to reference sites in free-flowing rivers, according to electrofishing data. Bypassed reaches with minimum flow release had fish communities with higher proportion of rheophilic species, higher abundance of fish, and more fish species per site compared to bypassed reaches with no minimum flow release. Furthermore, the proportion of rheophilic over lentic fish species, fish abundance as well as species richness of fish increased with increasing magnitude of minimum flow release, with diminishing returns at higher flow levels.  

The mean slope of the channels of the bypassed reaches was relatively high (3.6%), and they generally correspond to runs and rapids in terms of flow velocity. The average length of bypassed reaches was 1317 m, with median lengths being 319 m, the distribution being skewed with many short and fewer long ones. The majority of them were positioned in the lower reaches of catchments, in stream order 1 and 2 counting from the mouth. Many bypassed reaches were part of larger waterbodies as defined by the EU Water Framework Directive. Among the 570 where the bypassed reach constituted a waterbody, 140 had been classified as heavily modified.  

A functional collaboration process among stakeholders (including hydropower managers, authorities, consultants and NGOs) is key to be able to select which bypassed reaches to be targets of ecological rehabilitation, and to implement rehabilitation measures. We present a framework to facilitate the process, and discuss the competences needed for a successful process. We also present a methodology to enable a structured work flow going from mapping bypassed reaches, to analyses of impacts and needs and potential for ecological rehabilitation. When summing the natural values this gives an idea of both rehabilitation needs and what is practical to implement given ecosystem functions and services.  

As a basis for making decisions on the magnitude of minimum flow release, we present a list of ecosystem states or functions, and the aspect of the flow regime needed to maintain them. This can help determining the flow needed to obtain specific ecosystem functions or states, or conversely, given flow, what ecosystem functions and states are realistic to obtain. We also present a methodology for making surveys of bypassed reaches, taking quantitative randomized samples of important variables. The survey enables quantitative evaluations of rehabilitation outcomes. 

We argue that environmental court decisions on bypassed sections need to be formulated so they are relevant also in the face of climate change and changes in the electrical production system. This can be setting flow targets as proportions of the total discharge rather than in absolute numbers, and linking changes in discharge to changes in local run-off rather than setting fixed dates. 

To conclude, we found that although most bypassed river reaches lack mandated minimum flow release and have not been targets of structural rehabilitation efforts, such actions are deemed effective in improving ecological conditions, calling for implementation of such rehabilitation efforts.

Place, publisher, year, edition, pages
2022. , p. 106
Keywords [sv]
vattenkraft, biologisk mångfald, minimitappning, reglerade vattendrag
National Category
Ecology
Research subject
biology
Identifiers
URN: urn:nbn:se:umu:diva-204339Libris ID: RolandOAI: oai:DiVA.org:umu-204339DiVA, id: diva2:1733276
Part of project
Ecorelease: a tool for calculating ecologically functional minimum flows, Swedish Energy AgencyAvailable from: 2023-02-01 Created: 2023-02-01 Last updated: 2023-02-09Bibliographically approved

Open Access in DiVA

fulltext(19355 kB)611 downloads
File information
File name FULLTEXT03.pdfFile size 19355 kBChecksum SHA-512
3b958231182e4a62dae54b3876cf7d703557953d98918d65cb6aae477438bd405e72112dd731b2fcb2fcea99fd002554216745d9c20cdee5a58cc940257ad7a8
Type fulltextMimetype application/pdf

Authority records

Widén, ÅsaMalm-Renöfält, BirgittaKarlsson Tiselius, AndreasJansson, Roland

Search in DiVA

By author/editor
Widén, ÅsaMalm-Renöfält, BirgittaKarlsson Tiselius, AndreasJansson, Roland
By organisation
Department of Ecology and Environmental Sciences
Ecology

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 659 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 1770 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf