Miljødesign på grønn resept

Flere elver med kraftproduksjon kan få time hos doktoren.

Juliet Landrø og Anne Olga Syverhuset

Med høyteknologiske metoder og tett samarbeid med kraftselskap og lokalsamfunn har HydroCen-forskerne vist at miljødesign kan brukes til mye mer enn å «bare» få mer laks og mer kraft. 

Resultatet:

Forslag til tiltak for ei mer levende elv – uten å redusere kraftproduksjonen.  

I flere år har lokale bønder, fiskere og turgåere sett forskerne vasse rundt i vannet, og droner fly langs elva. 

Nå får de svar på hva som skjer med storørreten som er bygdas stolthet.

Og hvilke andre arter forskerne har funnet DNA av i elva.

Eksperter på hydrologi, biologi og samfunn har både jobba bredt, tverrfaglig, og gått i dybden. 

Mye av vannet i elva Nea er fraført på grunn av kraftproduksjon, men forskerne har likevel kommet med forslag til tiltak som kan gjøre at fisk lettere kan svømme i vannet som strømmer forbi trøndertun, turstier og fiskeplasser.

Statkraft vil bruke denne kunnskapen som grunnlag når de skal vurdere tiltak i elva.

Line Sundt-Hansen om resultatene i "Utvidet miljødesign i demovassdrag Nea"

FAKTA: Konseptet miljødesign går ut på å stille en diagnose på elva, og så komme med konkrete forslag til tiltak som kan bedre den økologisk tilstanden - samtidig som man tar hensyn til kraftproduksjon.

Forskergruppa fra HydroCen har brukt en bred samling av avanserte metoder i elva Nea i Selbu i Trøndelag.

Her er hele  rapporten  med beskrivelse av metoden og forslag til konkrete tiltak som kan gi bedre miljø i elva uten at det går ut over kraftproduksjonen. 

Utvidet verktøykassa

Nea er et typisk innlandsvassdrag hvor det lever ørret, ørekyte og gjedde, og hvor Statkraft produserer strøm. I tillegg bor det folk langs hele strekningen.  Historisk har Nea vært en svært viktig gyte- og rekrutteringselv for storørretbestanden i Selbusjøen og er definert som en storørretbestand av stor verdi. 

Forskerne har saumfart 33 kilometer med elvestrekning fra Hegsetdammen i nord til utløpet i Selbusjøen. 

Innafor bare 20 kilometer av denne strekningen finner vi 32 terskler som er små “demninger” bygget for å opprettholde et vannspeil i elva.

Uten tersklene hadde elva nærmest vært uten vann både sommer og vinter, for mesteparten av vannet blir ført til kraftverket for å produsere strøm.

Men stillestående vann er heller ikke bra i en elv, og derfor var tersklene det mest åpenbare stedet for å starte undersøkelsene. 

Vi har brukt en god del nye verktøy for å diagnostisere elva, og det har bidratt til å utvide konseptet miljødesign slik at mange flere kan bruke det.

Line Sundt-Hansen, forsker i NINA og HydroCen

Satellitter og LIDAR for bedre og billigere overvåkning   

Ved å kombinere data fra grønn laser, satellittbilder og flyfoto har forskerne laget en digital elvemodell av Nea. 

Håkon Sundt har skrevet doktorgradsoppgaven sin rundt dette arbeidet. 

Fokuset i doktorgradsarbeidet har vært å utvikle digitale verktøy som bruker fjernmålte data til å beregne bunntopografi i elver.

Ved å bruke disse verktøyene har det vært mulig å simulere hvordan ulike fysiske tiltak vil påvirke strømningsforholdene i Nea.

Mange elvestrekninger i Norge har lite data på utforming og strømningsforhold. Ved å bruke fjernmålte data som bilder fra satellitter eller droner, gjerne i kombinasjon med grønn laser, så kan vi kostnadseffektivt kartlegge flere elver både i tid og rom. 

Håkon Sundt, doktorgradsstipendiat i HydroCen.

MiljøDNA finner mange arter i en liten vannprøve

Forskerne har også sammenlignet naturmangfoldet i elvelignende stryk og stillestående vann, gjennom å  undersøke miljøDNA fra vannprøver og  sparkeprøver. 

Vannprøvene blir filtrert i felt for å fange opp DNA-rester som flyter rundt i elva, mens sparkeprøver blir tatt ved å fange opp små dyr som lever på bunnen etter at man sparker løs steiner og vegetasjon i elva.   

MiljøDNA er en svært anvendelig metode for å beskrive artssamfunn på en rask og kostnadseffektiv måte der man kan hente ut artslister for mange organismegrupper samtidig.

Frode Fossøy, forsker i Norsk institutt for naturforskning (NINA), og en av Norges fremste eksperter på miljøDNA.

Diagnose:

  • Vannprøvene med miljø-DNA viste samme biologisk mangfold i stryk nedenfor tersklene som i  det stillestående vannet ovenfor tersklene, siden DNA-spor flyter med vannet. Men når de undersøkte miljø-DNA fra sparkeprøvene fant de ut at det var lavere biodiversitet i terskeldammene enn i strykpartiene nedenfor terskelen. 

    • Det var færre arter av bunndyr fra utvalgte artsgrupper en hva en skulle forvente i denne regionen, kun 56% av såkalt EPT-arter ble påvist, og bare 18-22% av forventet antall individer ble registrert.  

Diagnose:

  • Når forskerne fisket etter svar – eller rettere sagt gjorde genetiske analyser av vevsprøver fra ungfisk i elva - oppdaget de at gytebestanden i Nea er liten, innavlet og oppdelt. Da forskerne kartla gyteområdene, både faktiske gyteområder og potensielle, fant de at tersklene var plassert oppå viktige gyteområder.
  • Nea har mange gyteplasser som ikke blir brukt fordi de ligger i terskelbasseng. 

Rampeterskler og «elv i elv» i medisinskapet 

Ut fra diagnosen foreslo «miljødoktorene» en egnet medisin, en rekke tiltak som kan forbedre den økologiske tilstanden i elva. 

–Vi vil gjøre elva mer «elvelignende», forklarer Sundt-Hansen. 

Det vil de blant annet gjøre ved å etablere rampeterskler, det vil si terskler som har en vandringskanal med ramper. Rampene skal ta bort høydeforskjellene over en lengre strekning, slik at fisken kan svømme fra kulp til kulp. 

Det vil løse ett av hovedproblemene med tersklene; at fisken har problemer med å komme seg forbi tersklene, både opp og ned. Det vil gi bedre rekruttering og dermed økte bestandsstørrelser av ørret i Nea, og samtidig gjøre forholdene dårligere for gjedde og ørekyt.

I rapporten har forskerne kun undersøkt Nea, men det er viktig å se tilstanden på ørreten i Nea i sammenheng med storøreten i Selbusjøen, selv om dette ikke inngår i vårt studien.

Rampene kan også bli viktige produksjonsområder for bunndyr og oppvekstområder for ungfisk av ørret,  de vil gi bedre overvintringsforhold og gjøre at en beholder vannspeil som del av landskapet på store deler av strekningen. 

I områder med særlig store arealer med potensielle gyteområder foreslår forskerne å vurdere både større åpninger og fjerning av terskler. Eller en «elv i elv» løsning, hvor vannhastigheten er økt over områder med gytegrus, og det er vanndekke selv når det er lav vannføring. 

De foreslår også å etablere en vannbank, som gir muligheter for å slippe vann for å gi gytefisk bedre muligheter til oppvandring til gyteplasser. 

– Tiltakene vi har foreslått vil kunne bedre forholdene for naturmiljøet i Nea, sier Sundt-Hansen. 

Lokalbefolkningen positive til endringer 

Intervjuer og spørreundersøkelser viste tydelig at Nea er viktig for mange både blant lokalbefolkningen og turister.  

Samfunnsforskere har undersøkt hva folk mener om Nea og om de er positive til å gjøre endringer for å forbedre tilstanden i elva. 

– Vi avdekket at tersklene er viktige for landskapsopplevelsen. Uten terskler blir elva en steinørken, og rekreasjonsverdien mindre, sier NINA-forsker Berit Köhler.

Folk er også positive til endring eller fjerning av terskler, og mange ønsket seg en høyere minstevannføring for å bedre miljøforholdene. Flere vurderte tiltaket «elv i elv» mer negativt. 

Det som også er et interessant funn er at folk ble mer positive til «elv i elv»-tiltaket når de får vite at formålet var å bedre levevilkårene for artene i elva.

Berit Köhler, prosjektleder i HydroCen, forsker i NINA.

Statkraft vil bruke kunnskapen

 Forskerne har samarbeidet tett med Statkraft som produserer strøm i flere kraftverk i Nidelvvassdraget som elva Nea er en del av. 

– Det å finne mulige og effektive tiltak som forener miljøforbedring og drift av reguleringen i kraftproduksjon er komplekst og krever kunnskap, sier Arne Anders Sandnes som er prosjektleder Statkraft Energi AS Produksjon.

Hensyn til blant annet flom, konsesjoner og reguleringer knyttet til Selbusjøen og Nidelvvassdraget spiller også inn for kraftprodusenten når de vurderer tiltakene forskerne foreslår i rapporten. Han presiserer at alle endringer i vassdraget må være tillat eller pålagt av myndighetene for at Statkraft som regulant skal kunne gjennomføre dem. 

Vårt ønske var at prosjektet skulle bidra til ytterligere å styrke vår kunnskap i oppfølging av vassdraget, og der synes vi prosjektet har levert. Resultatene fra dette forskningsprosjektet vil være en viktig del av kunnskapsgrunnlaget når vi skal gå videre i oppfølging av tersklene i Nea og når prosessen for revisjon av konsesjonsvilkårene i Nea starter opp, sier han

Han fremhever også det tette samarbeidet i prosjektet.

– Vi opplever det som svært positivt at prosjektet har hatt fokus på å hente innspill og formidle resultater tilbake lokalt, blant annet gjennom et dialogforum hvor lokale interesser, myndigheter, forskerne og vi fra Statkraft har kunnet møtes, utveksle informasjon og diskutere, sier han.

– Vi følger opp Nea i henhold til konsesjoner for reguleringene i Nea og Selbusjøen. Alle endringer i vassdrag vi som regulant gjør må enten være pålagt eller tillatt, så vi må ha tillatelse fra myndighetene. Hvilke tiltak som skal gjennomføres, for eksempel med hensyn til bedrede gytemuligheter for fisk, er det myndighetene som avgjør, presiserer han.

Kontaktpersoner:  

 Håkon Sundt , PhD-stipendiat i HydroCen/NTNU 

 Frode Fossøy,  forsker i NINA og HydroCen

 Berit Köhler , forsker i NINA, prosjektleder i HydroCen  

 Arne Anders Sandnes , prosjektleder Statkraft Energi AS Produksjon.

Rapporten:

HydroCen

Er et forskningssenter for miljøvennlig energi (FME), og skal gjennom sin forskningsinnsats bidra til å opprettholde og styrke Norges posisjon som en ledende vannkraftnasjon og sikre at norsk vannkraft kan møte utfordringer og muligheter i fremtidens fornybare energisystem.

Hovedforskningspartnerne er  NTNU ,  SINTEF Energi  og  Norsk institutt for naturforskning  (NINA).  HydroCen  har  over 60 nasjonale og internasjonale partnere  fra forskning, industri og forvaltning, og er finansiert av Norges forskningsråd, forskningspartnerne og partnere fra vannkraftbransjen.