vatten i jordbruketgreppa.nu/download/18.10c4757916f137c6717c5bb8... · konsult mark vatten, c-j...

Vatten i jordbruketAnläggning av bevattningsdammar, teknik

och ekonomi

Vreta Kluster

12 december 2019

Konsult Mark Vatten, C-J Rangsjö

Carl-Johan Rangsjö

Bakgrund

• 2015- Konsult Mark Vatten, C-J Rangsjö

• 1991-2015 Lantbruksingenjör Jordbruksverket,

Vattenenheten

• 1978-1991 Ingenjör, Lantbruksstyrelsen

Vattenhushållningssektionen

• 1975-1978 Assistent, Lantbruksstyrelsen

Vattenhushållningssektionen

• 1975-2019 Egen företagare, Jordbruk, Vindkraft, Diverse

styrelse- och förtroendeuppdrag

2019-10-29 2Konsult Mark Vatten, C-J Rangsjö

Kompetens och erfarenhet

• Markavvattningssakkunnig i miljömål

• Ansökning om tillstånd för markavvattning, vattenverksamhet,

omprövning

• Kostnadsfördelningar för markavvattningssamfälligheter

• Skadeutredningar angående vattenförhållanden

• Hydrotekniska utredningar för vattenanläggningar (broar,

trummor, dammar, ledningar m.m.)

• Utredningar och kostnadsansvar för utsläpp av avloppsvatten

(dagvatten)

• Åtgärdsplaner för underhåll av markavvattningsanläggningar

2019-10-29Konsult Mark Vatten, C-J Rangsjö 3

Konsult Mark Vatten, C-J Rangsjö

Carl-Johan Rangsjö

Hur stor?

Att tänka på:o Bevattnad arealen

o Torrår

o Avdunstning

o Läckage

o Påfyllning


Bevattningsdamm

Hur stor?

Att tänka på:o Bevattnad arealen

Prioritering:

Gröda Värde kr/ha

Grönsaker 100000-250000

Potatis 80000-90000

Vall 8000-12000

Spannmål 7000-10000


Bevattningsdamm

Hur stor? Att tänka på:o Torrår?

Vattenbehov mm Nederbörd mm Malmslätt

Norra Götaland Variation

Medel Max Min min2* min3* Bev

Apr 65 36 83 3 12 13 40

Maj 95 47 109 7 19 19 75

Jun 105 73 141 7 32 42 70

Jul 95 80 176 8 26 29 70

Aug 75 78 170 8 26 29 50

Sep 50 55 134 8 26 29 25

Apr-sep 485 369

Max/min 390-630 *) 2 resp 3 månader i följd


Bevattningsdamm


Vattenbehov mm Nederbörd mm Malmslätt

Norra Götaland Variation

Medel Max Min min2* min3* Bev

Apr 65 36 83 3 12 13 40

Maj 95 47 109 7 19 19 75

Jun 105 73 141 7 32 42 70

Jul 95 80 176 8 26 29 70

Aug 75 78 170 8 26 29 50

Sep 50 55 134 8 26 29 25

Apr-sep 485 369

Max/min 390-630 *) 2 resp 3 månader i följd


Bevattningsdamm


Vattenbehov mm Malmslätt 1989-2018 Bevattn behov mm

Norra Götaland Nederbörd mm

Medel Diff min2*

Apr 65 36 31 12 40

Maj 95 47 43 19 76

Jun 105 73 32 32 73 +35 =

Jul 95 80 15 26 69

Aug 75 78 3 26 50

Sep 50 55 0 26 25

Apr-sep 485 369

Max/min 390-630 *) 2 månader i följd


Bevattningsdamm

~100 mm =

1000 m3/ha

Hur stor? Att tänka på:o Avdunstning

o Läckage

Avdunstning från vattenytan i dammen

Apr-Aug medel 450 mm

max 675 mm (0,67 m) = 6700 m3/ha

min 320 mm

Läckage Ex. vattennivå-gvy ex. Tryckdiff 2 m, Lera

Läckväg 20 m ca 0,3 m3/dygn o 100 m vall

1 m ca 0,3 m3/dygn o 100 m2 bottenyta


Bevattningsdamm

Hur stor? Att tänka på:o Avdunstning

o Läckage


Bevattningsdamm

sand

lerigt jordmaterial

läckage

läckage

avdunstning

Placering?• Ravin

• Lågmark

• Plan mark

Att tänka på:o Ravin

Genom erosion nerskuret vattendrag som kan

dämmas upp för magasinering av vatten.

• En dämning utgör ett vandringshinder

• Uppdämningen hindrar vattnet från rinna vidare

• Uppdämning skadar värdefull biologisk mångfald

• Biotopskydd


Bevattningsdamm

Placering?• Ravin

• Lågmark

• Plan mark

Att tänka på:o Lågmark/våtmark

Lågt liggande vattenområde som kan dämmas upp

för magasinering av vatten.

o Uppdämning med vall

o Bräddavlopp måste anpassas högflöde

o Minsta flöde måste släppas vidare

o Kräver oftast fördjupning för tillräcklig volym


Bevattningsdamm

Placering?• Ravin

• Lågmark

• Plan mark

Att tänka på:o Schaktning för vattenmagasin

o Jordart

o Jordlager

o Grundvattennivå

o Tätning

o Vattenankaffning


Bevattningsdamm

Massbalans vid sluttande marknivå


Bevattningsdamm

Schaktområde

Grunden• Jordart

• Jordlager

• Grundvattennivå

Jordart och jordlager:Jordart Sand Silt Lera

Genomsläpplighet m/s 10-3 – 10-3 10-3 – 10-8 10-8 –

Lerigt jordmaterial Genomsläpplighet

lera

lerig silt 10-8 – m/s

lerig morän


Bevattningsdamm

Grunden• Jordart

• Jordlager


Täthet:


Bevattningsdamm

Sand

gvy

Ex. Läckage/100 m2 0,3 m3/dygn

100 m2

100 m vall

Ex. Läckage/100 m

0,3 m3/dygn

Lerhaltigt jordmaterial k 10-8 m/s


1,0 m

2,0 mgvy

Ex Damm Total volym vatten 30 000 m3

Yttermått 130 x 130 m 1,7ha

Vattenspegel 86 x 86 m 0,7 ha Schaktvolym 13000 m3

Bottenyta 68 x 68 m 0,49 ha

Vattendjup 4,3 m


Bevattningsdamm

Sand

gvy


100 m2

100 m vall

Ex. Läckage/100 m

0,3 m3/dygn



1,0 m

2,0 mgvy

Marknivå

Ex Damm Total volym vatten 30 000 m3

Yttermått 130 x 130 m 1,7ha

Vattenspegel 86 x 86 m 0,7 ha Schaktvolym 13000 m3

Bottenyta 68 x 68 m 0,49 ha

Vattendjup 4,3 m

• Läckage 5 mån 2 000 m3

• Avdunstning 5 mån 4 500 m3 = 30 000 m3

• Restvolym 0,3 m 1 500 m3

• Bevattningsvolym 22 000 m3


Bevattningsdamm

Sand

gvy


100 m2

100 m vall

Ex. Läckage/100 m

0,3 m3/dygn



1,0 m

2,0 mgvy

Marknivå

Täthet:• Jordart

• Jordlager


Tätningsproblem

Markprofilen saknar tillräcklig lerhalt Läckage

o Anlägga tätskikt av lera eller geomembran (kostsamt)


Bevattningsdamm

Sand LeraSand

Lera

Tätskikt av lera Tätspärr geomembranTätspärr geomembran

Marknivå

Täthet:Tätningsproblem

Markprofilen saknar tillräcklig lerhalt läckage

o Anlägga tätskikt av lera.


Bevattningsdamm

Sand

Tätskikt av lera

Densitet 1,6 ton/m3

Marknivå

Gvy

Grundvattenytan orsakar ett tryck

som motsvarar 1 ton/m


Markprofilen saknar tillräcklig lerhalt läckage

o Anlägga tätskikt av lera. OBS! Risk för hydrauliskt bottenupptryck


Bevattningsdamm

Sand

Tätskikt av lera

Densitet 1,6 ton/m3

Marknivå

Gvy

Grundvattenytan orsakar ett tryck

som motsvarar 1 ton/m

Täthet:Tätningsproblem, Hydrauliskt bottenupptryck


Bevattningsdamm

Sand

Tätskikt av lera

Densitet 1,6 ton/m3

Marknivå

Gvy

Grundvattenytan orsakar ett

tryck som motsvarar 1 ton/m

2,0 m

1,0 m

2,0 ton0,3 m x 1 ton = 0,3 ton

1,0 m x 1,6 ton =1,6 ton

Summa 1,9 ton

0,3 m

Lägsta vattendjup 0,4 m

Sprickor

Täthet:Tätningsproblem, Hydrauliskt bottenupptryck


Bevattningsdamm

Sand

Tätskikt av lera

Densitet 1,6 ton/m3

Marknivå

Gvy



2,0 m

1,0 m

2,0 ton0,3 m x 1 ton = 0,3 ton

1,0 m x 1,6 ton =1,6 ton

Summa 1,9 ton

Vattendjupet måste ökas till minst 0,4 m

0,3 m




Bevattningsdamm

Sand

Geomembranet lyfts upp

Marknivå

Gvy



2,0 m

1,0 m

2,0 ton0,3 m x 1 ton = 0,3 ton

1,0 m x 1,6 ton =1,6 ton

Summa 1,9 ton

Vattendjupet måste ökas till minst 0,4 m



Erosion av vågbildningJu större damm desto större vågor

och mer erosion


Bevattningsdamm

Marknivå

Stora vågor kräver erosionsskydd av stor sten

Släntlutning


Bevattningsdamm

Släntlutning inre erosion 1:3

Släntlutning yttre körbar 1:5

Krönbredd körbart/packning 3,0 m

3,0 m


Bevattningsdamm

Påfyllning av dammen• Finns tillräckligt med vatten?

• Krävs tillstånd, anmälan eller kan vatten tas ut ändå?

Dammen kan fyllas med vatten från självfallsledning eller

med hjälp av pumpning.

Stor och djup schakt. Överkottsmassorna

måste placeras alternativt transporteras bort.

Schaktvolymen ca 1,3-1,5 x vattenvolymen

Kostsamt

Schakt för vallmassor. Massbalans.

Schaktvolymen ca 0,3-0,6 x vattenvolymen

Optimal kostnad


Bevattningsdamm



När vatten till bevattning behövs som mest (juni-augusti),

finns det i regel som minst vatten i våra mindre vattendrag.

Dammen syftar till att magasinera vatten så att direktuttag

från vattendrag inte riskerar att skada andra intressen.

Full damm Slutet av juli månad

Pump Pump


Bevattningsdamm



o Vattenuttaget som sker på vinterhalvåret oktober-april

minskar risken för skador på allmänna och konkurrerande

enskilda intressen.

o Dimensioneringen av uttaget görs utifrån ett år med maximalt

bevattningsbehov (ca 100 mm). Uttaget måste anpassas i tid

(dagar) och flöde till ett vinterhalvår med minsta avrinning.

o Även på vintern måste en minst lämplig vattenmängd

lämnas för de allmänna intressena.

o Detta kräver att fyllningen kan göras under den tid som ingen

skada uppstår.


Bevattningsdamm



Hydrologi Östergötland

Specifik avrinning över året (q) = 5-5,5 l/s km2 ca 155-175 mm

Avrinning november-april qnov – qapr minus MQ max 133 mm

min 40 mm

Uttaget dimensioneras efter min 40 mm = 400 m3/ha

Ex.

Damm som ska fyllas med 40 000 m3 kräver avr omr på 100 ha

för att den med säkerhet ska kunna fyllas under vintern nov-

apr, Qfyll =2,5 l/s. Fyllning under 2 månader Qfyll =7,5 l/s


Bevattningsdamm



Normalt krävs det tillstånd för uttag av vatten (MKB och Mark-

och miljödomstolen).

Uttag av max 600 m3/dygn och max 100 000 m3/år kan

anmälas till länsstyrelsen istället för tillståndsprövas vid

domstol.

År det uppenbart att inga allmänna eller enskilda intressen

kan skadas behövs varken tillstånd eller anmälan men

verksamhetutövaren ska kunna bevisa hur förhållandena var

innan uttaget påbörjades. Kräver noggrann dokumentation!!!


Bevattningsdamm

Kostnader

Schaktning med grävmaskin 20-25 kr/m3

Massflyttning med bandtraktor 10-13 kr/m3

Transport med dumper (avståndsberoende) 60-70 kr/m3

Anläggning av tätande geomembran i botten 100-120 kr/m2

Anskaffning av lera och tätning av botten och slänter 100-120 kr/m3


Bevattningsdamm

KostnadEx. damm 30 000 m3, massbalans mellan schakt- och vallmassor. Ingen

särskild tätning. Effektiv vattenvolym ca 22 000 m3

kronor

• Matjordsavtagning under vall 3 000 m3 35 000

• Schaktning hantering 2 gånger 26 000 m3 650 000

• Massförflyttning 10 000 m3 130 000

• Efterjustering/återläggning matjord 3 000 m3 50 000

• Erosionskydd 500 m3 50 000

• Pumpstation 50 000

• El 100 000

• Diverse oförutsett 135 000

Summa 1 200 000

Investeringskostnad 55 kr/m3 vatten

vatten i jordbruketgreppa.nu/download/18.10c4757916f137c6717c5bb8... · konsult mark vatten, c-j...

Documents