sou · H1B369 · 2013-10-04 00:00:00 — Det innebär att flödet genom och förbi kraftverket helt kan stängas av vilket torr- lägger vattendraget eller skapar perioder med sjöliknande för- hållanden nedströms. Möjligheten till korttidsreglering och noll- tappning är reglerad i de villkor som finns för anläggningen. Villkoren kan innebära att utrymmet för att variera flödet är relativt stort. Kraftverk direkt nedströms stora magasin i älvsystemets övre delar har störst möjlighet till av nolltappning (). Mindre kraftverk drivs som regel med tillrinnande vatten (strömkraftverk) och har små magasin uppströms vilket medför begränsade möjligheter till korttidsreglering. Vid låga flöden måste emellertid vatten samlas även vid dessa kraftverk och kan medföra stora flödesvariationer. Många kraftverk har tillstånd enligt ÄVL. Enligt rapporten är kraven på minimitappning, i den mån de finns fastställda, vanligen blygsamma, av medelvattenföringen. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön nivå kan jämföras med den naturliga medellågvattenföringen som brukar variera mellan 6–, med ett medelvärde på , av medelvattenföringen. Genom minimitappning, även om den skapar en permanent lågflödessituation, ges möjlighet att upprätthålla någon form av akvatiskt ekosystem i vattendraget. Ett problem som uppstår i sträckor med reducerad vattenföring är de perioder med mycket höga flöden som ibland inträffar. Ofta medför det spilltappning eftersom kraftverket bara kan ta emot en mindre del av vattenföringen. Det innebär i sin tur att det akvatiska ekosystem som etablerats, riskerar att spolas bort eller påverkas negativ i övrigt. Omfattande ansträngningar görs på olika håll för att utveckla metodik för att kunna införa miljövänliga eller ekologiska flöden i vattendrag med minimitappning. Ett problem för skandinaviskt vidkommande är att generella kopplingar mellan flödesparametrar och specifik ekologisk respons ännu inte utveck- lats till fullo. Det blir därmed svårt att rekommendera en specifik metodik för att avgöra hur flödesregimen ska se ut. Inom detta område pågår dock en intensiv kunskapsutveckling, vilket gör att förutsättningarna för att få fram rätt avvägd minimitappning ökar. Vattendrag utgör transportsystem för sediment. Sedimenttransporten sker dels genom suspensionstransport där materialet transporteras svävande i vattenmassan och dels bottentransport där materialet förflyttas längs bottnen. En konsekvens av att rörelseenergin minskar i dämningsområdet vid en damm är att vattendragets kompetens och kapacitet att bära sediment drastiskt reduceras. Dammen blir således en sedimentationsbassäng, vilket minskar transporten framför allt av bottensediment nedströms. Vilken påverkan ett vattenkraftverk har på sedimenttransporten varierar beroende på bl.a. typ av sediment, strömhastighet, vattendragets sedimentbärande förmåga och vattnets uppehållstid i dammen. En vanlig konsekvens i reglerade vatten är att högflöden minskar i storlek och frekvens. Detta reducerar transport- kapaciteten totalt sett framför allt för de grövsta materialen och kan leda till pålagring på botten av grovt material. Detta i sin tur kan göra att även finare material blir kvar och fyller hålrum på Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Bottensubstratet blir då som helhet mer stabilt och får ett minskat flöde. Nedströms dammen förekommer ofta erosion genom att vattenytan ökar i lutning, vattendjupet minskar och flödeshastigheten ökar. Om det förekommer sedimentation uppströms dammen, leder detta också till att det finns ett underskott på sediment nedströms dammen jämfört med vattendragets ursprungliga potential att böra sediment. Ett annat resultat av reducerade högflöden är att översvämningar minskar i omfattning eller uteblir. Det innebär att den deposition av sediment och störning av svämplan som högvatten medför också uteblir. Detta ger effekter på en rad olika ekosystem och ekosystem- tjänster. I vattendrag med reducerad vattenföring minskar den totala vatten- volymen. Det innebär att känsligheten ökar för föroreningar av olika slag, t.ex. från industri, jordbruk, avlopp m.m. och kan också innebära en ökad risk för försurning. Omvänt kan överledning av vatten, som ju innebär ökad vattenföring, medverka till större utspädning av föroreningar och därmed minskade vattenkvalitets- problem. En annan effekt av reducerad vattenföring är att kontakten och utbytet mellan ytvatten och den hyporheiska zonen minskar i vattendrag. Det kan i sin tur leda till reducerade syrenivåer i bottenvattnet. Till följd av sedimentationen förändras vattenkvaliteten genom minskad koncentration av vanliga vattenkemiska ämnen såsom calcium, kalium, magnesium, natrium och kisel. Effekterna kan spåras ute i , bl.a. som en följd av minskad uttransport av kisel, vilket i sin tur påverkar algsamhällen. Ett ytterligare vattenkvalitetsproblem är gasövermättnad av i första hand syrgas. Det uppstår i samband med högflöden och spill men kan också uppstå som ett resultat av turbinpassagen. Över- mättnad kan ge skador och dödlighet hos fisk. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Dammar har som regel en utjämnande effekt på vattentemperaturen i och med att vattenhastigheten sjunker. Beroende på hur damm och kraftverk konstruerats (intagets läget m.m.) och från vilken nivå tappning sker, påverkas vattentemperaturen nedströms dammen. Om intaget är djupt placerat blir vattnet varmare än normalt och kallare . är vattenföringen som regel hög men varierar också avsevärt och det inom korta tidsintervall. Det medför att vattendraget förblir öppet vid höga flöden i de forsande eller starkt strömmande partierna men snabbt fryser om flödet sänks. När flödet sedan ökar igen bryts isen upp och isdämmen bildas. I reglerade vatten sker även s.k. krav- isbildning i större omfattning. Iskristaller i vattnet fäster då vid bottnen och kan bygga upp tjocka mattor och isdämmen. I de reglerade sjömagasinen är vattennivåerna höga i samband med isläggningen . När sedan magasinet successivt töms, lägger isen sig mot de torrlagda bottnarna. Vattenkraft leder till morfologiska förändringar. Exempel på sådana är torrlagda fåror, utveckling av stenarmerade sektioner närmast nedströms kraftverket, kraftig erosion och ras längs kanterna och överfördjupning av fåran. Överfördjupning av fåran leder till snabbare genomströmning med resultatet att fåran blir allt mer förenklad och uträtad. Fåran riskerar dessutom att frikopplas från flodplanet. En tydlig morfologisk förändring är också förlust av mindre botten- former såsom dyner och revlar. Dessa former skapar små mikro- habitat för en rad organismer. I vattendrag med reducerad vattenföring finns i stället risk för uppgrundning av fåran till följd av sedimentation. Genomströmningen minskar då och bottnarna riskerar att sättas igen. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön I naturliga vattendrag står påväxtalger för en stor del av primär- produktionen. Habitatmässigt komplexa strömmiljöer hyser fler arter. I reglerade vattendrag försvinner eller reduceras forsande och starkt strömmande partier. Torrläggning, helt eller delvis, eller överdämning med minskad vattenhastighet och ökat djup, gör att förutsättningarna för påväxtalger förändras. Artsammansättningen ändras totalt sett och den biologiska mångfalden minskar som en följd av att utbudet av olika habitattyper reduceras. I älvmagasin i avtrappade älvar och i vattendrag med reducerad vattenföring leder lägre strömhastighet, uteblivna högflöden och bottnar med större andel fint substrat till att den totala mängden vattenväxter ökar. Basproduktionen i vattendrag är i mycket stor utsträckning bero- ende av omsättning av organiskt material som tillförs från landmiljön, i första hand löv och andra växtdelar. Med förlusten av grundare, snabbt strömmande partier försvinner också de delar av vatten- dragen som står för den viktiga mekaniska bearbetningen och nedbrytningen av detta material. De stora reglerade fjällsjöarna har vanligen stor amplitud och vattennivåförändringar över året som kraftigt avviker från det naturliga. En stor del av sjöns grunda områden täcks av is under vårvintern och torrläggs under vår och försommar, som det mesta av det finkorniga materialet eroderas bort. Det gör att huvuddelen av området mellan sänknings- och dämningsgräns helt saknar vattenvegetation. Det leder också till att det i stort saknas bentiska alger och bottendjur större delen av året. De flesta vatten- växter klarar inte heller is direkt på bottnen och långvarig torr- läggning. Dessutom saknas finkorniga fraktioner i bottenmaterialet vilket missgynnar etablering av vattenväxternas rotsystem. Detta i sin tur innebär mindre gynnsamma förhållanden för bottenfauna och fiskproduktion. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Förändrade flödesförhållanden och en ändrad fysisk miljö som en följd av reglering får omfattande konsekvenser för bottendjuren, både vad gäller artsammansättning och produktion. Störst och tydligast effekt har förändringarna i den fysiska miljön. Torrläggning, reducerad vattenföring och överdämning medför att de forsande/starkt ström- mande partierna i vattendraget försvinner och med dem många arter anpassade till den miljötypen. Detta leder också till att produk- tionen minskar, dels som en följd av minskad vattentäckt bottenyta men också eftersom bottenfaunasamhället kommer att domineras av mer småväxta arter, ofta med tillväxten begränsad till kortare perioder. En viktig komponent är också flödesregimens direkta inverkan på bottendjurens livshistoria. Eftersom kritiska faser i livshistorien ofta är kopplade till olika flödesfaser, riskerar vissa arter att slås ut som en följd av utjämnade flöden, förändrade tidpunkter för flödestoppar och lågflöden samt ökad frekvens av flödesförändringar. Vattendrag med starkt reducerad vattenföring har färre arter och lägre tätheter av bottendjur. Huvudorsaken till förändringarna är de snabba och stora flödesförändringarna i denna typ av vatten medan flödesminskningen som sådan tycks ha mindre effekter. Det är också troligt att den lägre vattenföringen medför ökad sedimentation vilket leder till igensättning av den hyporheiska zonen och syrebrist. Det har i sin tur effekter på bottenfaunan. Episodisk torrläggning av vattendrag har långtgående effekter i form av reducerat artantal och återhämtning kan ta mycket . Vissa torrfåror kan, som en följd av dammläckage eller lokal tillrinning nedströms dammen, hysa en artrik bottenfauna. Den avviker dock sannolikt från den ursprungliga faunan. Undersökningar i små och branta vattendrag (medelvattenföring 0,12-0,/s) har visat på små effekter av utbyggnad när det gäller diversiteten av bottendjur. Detta under förutsättning att minimi- vattenföring inrättats. Produktionen av bottendjur minskade dock som en följd av reducerad produktionsyta. I reglerade vattendrag med intakta flöden, men där forsande/starkt strömmande partier finns kvar mellan kraftverken, registreras inga förändringar av artantalet. Däremot sker en antalsmässig nedgång av vissa djurgrupper. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön För den grupp av bottendjur som lever av grövre växtmaterial som tillförs från landmiljön innebär tillkomsten av dammar att födo- resursen reduceras och förändras i sin rumsliga och tidsmässiga fördelning. Transporten av löv och annat organiskt material blir beroende av den nya hydrologiska regimen. En stor andel av materialet stannar i dammarna på större djup och blir inte tillgängligt i övriga delar av vattendraget. Korttidsreglering innebär stora påfrestningar för bottenfaunan och leder till minskade tätheter och reducerat artantal. I grunden innebär flödesvariationerna att djuren måste förflytta sig för att hitta de djup-, ström- och substratförhållanden de föredrar förutom att de riskerar ryckas med av vattenströmmen när flödet och därmed strömhastig- heten ökar. Nedströms sjöar och selområden uppstår s.k. utloppseffekt. Den innebär mycket höga tätheter av filtrerande bottendjur. De lever av den näring som i form av plankton eller organiskt material i övrigt strömmar ut från lugnvattenområdena. Detta är de absolut mest produktiva delarna i ett vattensystem. Effekterna avklingar nedströms. Reglering innebär att dessa områden ofta får en artfattig fauna med låga tätheter. Dammar, som ju ofta byggs i sjö- och selutlopp, reducerar den mängd näring som transporteras ut och eventuell korttidsreglering/nolltappning har negativa effekter. Till detta kommer att den produktiva bottenytan i sjöutlopp, vilka ofta är breda och relativt grunda, minskar avsevärt efter reglering. Den miljö som erbjuds nedströms dammen (ensartad utloppskanal med hög strömhastighet och grovt bottensubstrat) är ytmässigt mindre och oftast sämre lämpad för bottendjur. I regleringsmagasinen försämras förutsättningarna för botten- djuren i zonen mellan hög- och lågvattenstånden (litoralzonen). Det beror på att fint material eroderas bort och att bottnarna täcks av is eller torkar in . Vattenkraftutnyttjande är en viktig faktor bakom svaga popula- tioner av flodpärlmussla. Den kräver strukturer i form av strömsatta bottnar med lämpligt substrat och utan slam samt processer i form av årsungar av öring eller lax. Dessa fiskarter fungerar som värdfiskar för transport och tillväxt av musslans larver. Om något av detta försvinner, finns förutsättningar för livskraftiga bestånd av arten. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Vattenkraften har effekter på fiskbestånden. Barriäreffekten är uppenbar för ett stort antal arter. Anadroma arter (lek i sötvatten, uppväxt i havet) som lax, havsöring och flodnejonöga hindras från att nå sina reproduktionsområden eftersom vandringen från havet upp i vattendragen hindras. För den katadroma ålen (lek i havet, uppväxt i sötvatten) gäller att den inte kan nå sina uppväxtområden i sötvatten. Ålpopulationerna drabbas också, om ålen getts möjligheter att vandra upp, av stor dödlighet i samband med utvandringen till havet. För del är situationen den att även bestånden av harr och sik, som reproducerar sig i tillflöden, drabbas om dammar tillkommer. Men även helt sötvattenlevande arter påverkas. Deras rörelser i vattensystemen är omfattande. Öring, harr, och sik rör sig mellan uppväxtområden i sjöar/större älvar och reproduktions- områden i vattendrag. Stora rörelser registreras också för normalt strömlevande arter inom älvsystem. Utöver detta förekommer hos dessa arter riktade näringsvandringar liksom vandringar till sjöar och selområden för övervintring. Delar av sjölevande populationer av abborre, gädda med flera arter, söker sig från sjö till vattendrag och tillbaka. Sammantaget innebär tillkomsten av dammar att lokala populationer av vissa fiskarter helt slås ut eller decimeras. Normalt vandrande populationer blir, om förutsättningarna finns, i stället stationära. En annan effekt är fragmentering. Det innebär att fiskpopulationen riskerar delas upp i delbestånd som är genetiskt isolerade från varandra. Detta även om fisk kan vandra nedströms och på så sätt bidra till genetisk variation hos populationer längre ned i vattendraget. Även nedströmsvandring utgör ett problem i reglerade vatten. Passage genom turbiner och tunnlar skadar eller dödar fisk. Det finns en rad mekanismer som leder till skador på fisken: Snabba och extrema tryckförändringar Kavitation som uppstår vid extremt låga vattentryck Turbulens som leder till skador eller desorientering Kollision med ledskovlar eller andra rörliga delar i turbinhuset Abrasion när fisken pressas mellan rörliga och fast delar Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön För lekvandrande laxfisk gäller att såväl utvandrande ungar som utlekt fisk ska passera kraftverk och damm, vilket oftast innebär turbin- passage. Även andra fiskarter är beroende av att röra sig i systemet för att fullborda sin livscykel. Ju större fallhöjd och fiskstorlek, desto högre skadefrekvens. Turbintyp, turbinstorlek och varvtal spelar också roll där Kaplan-turbiner är mer skonsamma än andra turbin- typer. Sammantaget leder habitatförändringarna i vattendragen till att fisksamhället förändras, från att domineras av strömlevande arter till dominans av arter anpassade för sjöar. Predationsförhållandena förändras också på så sätt att gäddbeståndet expanderar och får större inflytande över fisksamhällets struktur. Reducerade flöden i form av minimitappning medför direkta effekter på strömlevande arter. Korttidsreglering innebär för fisk att födounderlaget försämras men också en direkt fysisk påverkan. Risk finns för strandning i samband med hastiga flödessänkningar. På motsvarande sätt kan hastiga flödesökningar innebära att fiskyngel eller rom spolas iväg. Andra effekter är att lekbottnar torrläggs eller att lekvandring störs eller hindras. Allmänt sett innebär snabba flödesförändringar att fisk måste ställa om och byta position oftare, vilket leder till ökad energiåtgång och minskad tid för födointag. Det sistnämnda kan leda till problem för fisken vad gäller tillväxt och överlevnad, framför allt om det sker när födotill- gången är begränsad, metabolismen låg och förflyttningar energi- mässigt kostsamma. Även risken för predation ökar. Nolltappning innebär för strömlevande fisk att predationstrycket från gädda ökar under de perioder kraftverket står stilla. Detta eftersom höga strömhastigheter normalt sett ger ett skydd för predationskänslig ungfisk. I närvaro av gädda ändrar öring sitt beteende i flera avse- enden, bland annat vad gäller aktivitet och val av habitat. Vidare kan felaktig anpassning av minimitappning/nolltappning i relation till fiskens lektider, innebära att rom torrläggs eller spolas bort Reglering kan också leda till att kopplingen bryts mellan ytvatten och det vatten som rör sig i bottensubstratet. Låga syrgasnivåer och förändrade temperaturregimer påverkar romöverlevnaden negativt. Isformation och vinterförhållanden är viktiga komponenter för fiskbestånden i strömvatten i nordliga vattendrag. Istäcke ger fisken bättre förutsättningar i form av skydd. Det innebär att avsaknad av istäcke, som en följd av reglering, medför en negativ påverkan. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön kan också innebära andra typer av problem, framför allt när det gäller kravisbildning. Ökad kravis i vattnet och på bottnarna, vilket är en vanlig företeelse i reglerade vatten, kan leda till akvatisk fauna påverkas vad gäller tillväxt och överlevnad. Strömlevande fisk påverkas negativt vad gäller möjligheter till habitatval, vilket kan påverka överlevnad och tillväxt. I de stora regleringsmagasinen i huvudälvarnas källflöden minskar fiskbiomassan totalt sett. De arter som huvudsakligen lever av bottendjur drabbas hårdast, men även planktonätande arter kan missgynnas. Den negativa utvecklingen tycks fortsätta efter uppdämningen. ökar på bekostnad av öring och . I många fall sker också en fördvärgning av rödingbestånd på grund av att födoförutsättningarna förändras till det sämre. I magasin längre ned i älvsystemen, med en mer komplex fiskartsammansättning, minskar litorala fiskarter som simpor, spigg, elritsa och grönling. För att kompensera en del av de miljökonsekvenser som uppstår i sam- band med reglering, har nya arter tillförts ekosystemen. Det gäller såväl näringsdjur i form av glacialrelikter (pungräkor m.fl. kräft- djur) som fiskarter, vilka tillförts de stora regleringsmagasinen i huvudälvarna. Introduktioner av denna typ är irreversibla och har i flera fall lett till icke förväntade effekter som exempelvis konkurrens med den ursprungliga fiskfaunan och oönskad spridning Ett exempel på det senare är Kanadaröding som introducerats i ett flertal reglerade vattensystem, men även spritts till oreglerade vatten. Sammantaget har introduktionerna i många fall lett till ytterligare försämrad struktur och funktion i det reglerade vattnens ekosystem. Fåglar, däggdjur, grodor Interaktionerna mellan vattenmiljön och fåglar, däggdjur och grodor är komplexa och beror av en rad olika faktorer som biogeografisk region, vattendragets storlek, graden av hydromorfologisk påverkan, vilken art det är frågan om m.m. Effekter av reglering på dessa djur- grupper är därmed svåra att sammanfatta och kunskapsunderlaget i många avseenden begränsat. De viktigaste orsakerna till påverkan är överdämning av landområden samt förändrad flödesdynamik. Klart är att fåglar och däggdjur som är direkt beroende av strömvatten- miljöer (t ex strömstare och utter) påverkas negativt som en följd Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön Landlevande, insektsätande fåglar, t.ex. flugsnappare påverkas negativt som en följd av reducerad insekts- produktion. Även många andra fågelarter riskerar att påverkas men sambanden är mer oklara. Vad gäller vilt kan födounderlaget påverkas om vegetationen i strandzon och svämplan minskar i produktivitet och omfattning. Vidare minskar förutsättningarna för vattendraget att fungera som korridor i landskapet. Även interaktionen mellan vatten- och landmiljön påverkas. Över- svämning/störning av landmiljön, deposition av sediment och orga- niskt material samt utbyte mellan yt- och grundvatten är exempel på processer som har långtgående inverkan på ekosystemens struktur, funktion och mångfald i strandnära landmiljöer. I ett naturligt vattendrag innebär flödesförändringarna i samband med vårfloden att strandzonen, och ofta även omgivande mark- områden, översvämmas. Vattnet innebär en återkommande störning av strandzonens växtlighet, nödvändig för att mer konkurrenskänsliga arter ska finnas kvar och därmed att den höga diversiteten bibehålls. Översvämningen medför också att sediment och organiskt material deponeras, vilket visat sig ha stor betydelse för ekosystemet i strandmiljön. Omvänt tillförs också vattnet såväl organiskt material som näringsämnen (närsalter) från de översvämmade områdena, vilket i sin tur har direkt betydelse för ekosystemet i vattendraget. Närsalter påverkar algproduktionen och organiskt material har strukturell och näringsmässig betydelse för vattendraget. Om flödesdynamiken förändras som en följd av reglering, ändras också förutsättningarna för vegetationen i strandzon och svämplan. Minskad kolonisation och rekrytering av strandväxter, förändrad artsammansättning, minskat artantal och reducerad produktivitet har registrerats. Utfallet kan variera men beror av de lokala förut- sättningarna och de hydrologiska förändringarnas karaktär. Om till exempel flödet utjämnas, och översvämningarna upphör, minskar sedimentationen, förhållandena stabiliseras och flodplanets flora och fauna förändras i riktning mot ett terrestert och mer homogent ekosystem med lägre produktivitet. Vattenverksamhet samt vattenkraftens funktion och effekter på vattenmiljön I regleringsmagasin utarmas strandzonens vegetation som en följd av erosion och onaturliga förändringar av vattennivån. Under- sökningar i svenska magasin har visat på ett reducerat antal arter med . I älvmagasinen var motsvarande reduktion . Stranderosion är en viktig faktor som leder till förändrad vegetation i dessa miljöer. En direkt effekt av dammar är också att spridningen av växter försvåras. Frön som sprids med vattenflödet hindras i transporten nedströms. De förs till stränderna i magasinet eller sjunker till botten i dammarna i väsentligt större utsträckning. Det gör att växtsamhällena blir fragmenterade. Detta i motsats till oreglerade vattendrag där strandväxter i stor utsträckning har en kontinuerlig utbredning längs större delen av vattendraget. Förutom de lokala effekterna av vattenkraftsanläggningar, uppstår förändringar i vattensystemet som helhet.