Genåbning af Gudenåen ved Vilholt Mølle efter 142 års totalspærring: fysiske og biologiske effekter på vandløbet

Winther, Line

10. semester

Cand.scient.techn. i Miljøteknologi

2009

2009-06-11

187 pages

I specialet undersøges de geomorfologiske, vandkemiske og biologiske effekter af fjernelsen af en spærring i et større dansk vandløb. Lokaliteten for dette er Vilholt Mølle, som var den sidste totalspærring af Gudenåen og samtidig også den sidste større spærring syd for Silkeborg. Det overordnede formål med restaureringsprojektet var at genskabe vandløbets naturlige forløb forbi møllen, således at vandlevende smådyr (makroinvertebrater) og fisk kan passere. Endvidere var der en forventning om at fjernelsen af stemmeværket ville kunne have en positiv fysisk effekt på den stuvningspåvirkede strækning opstrøms Vilholt Mølle, således at denne i struktur ville komme til at minde om strækningen nedstrøms møllen. Særligt Vilholt Stryget, ca. 1 km nedstrøms Vilholt Mølle, har stor betydning for vandløbet, idet strækningen er bestående af flere vigtige gydebanker, hvorfor det var vigtigt at dette stryg blev påvirket mindst muligt ved fjernelsen af stemmeværket. Ved løbende at følge udviklingen i geomorfologien og habitatudbuddet og samtidig registrere ilt- og temperaturforhold samt udtage prøver af makroinvertebratsamfundet var det muligt at følge effekterne af restaureringen. Der blev derfor gennemført et overvågningsprogram, hvor der blev målt tværsnit, strømhastigheder, vandløbsbundens niveau og struktur samt makroinvertebratsamfundets sammensætning ved tre tværprofiler opstrøm Vilholt Mølle samt ved tre profiler nedstrøms, hvoraf den ene var placeret på Vilholt Stryget. Der blev foretaget opmålinger samt optællinger før stemmeværkets fjernelse og herefter blev opmålinger samt optællinger gentaget med ca. et måneds interval over en periode på ca. fem måneder. Endvidere blev der før og efter fjernelsen af stemmeværket løbende målt ilt og temperatur nedstrøms stemmeværket samt udtaget vandprøver, hvori indholdet af suspenderet stof og organiskstof blev bestemt. Som supplement til opmålingerne blev der opsat en hydrauliskmodellering af den påvirkede vandløbsstrækning i MIKE 11, før og efter fjernelsen af stemmeværket, således at vanddybden for de indsatte tværsnit kunne bestemmes ved en given vandføring. Forholdet mellem vanddybde og vandføring ved de indsatte tværsnit blev overført til CASiMiR-Fish, hvormed der blev opsat en model til bestemmelse af, hvor på den nye vandløbsstrækning voksne ørred samt ørredyngel ville foretrække at stå. Målingerne indikerer at der sker en signifikant ændring af de fysiske forhold opstrøms stemmeværket ved Vilholt Mølle. Den gennemsnitlige vandstand på tværs af et profil falder med op mod 0,15 m, hældningen på vandspejlet stiger fra 0,26 % til 0,75 % og strømhastigheden på den undersøgte strækning bliver nogle steder over dobbelt så høj (fra 0,6 m/s til 1,3 m/s). Den forøgede strømhastighed medfører fjernelse af store mængder sand fra bunden, hvilket medfører at bundniveauet falder med op mod 0,7 m. De fysiske ændringer medfører ændringer i makroinvertebratsamfundets sammensætning, dog indikerer de indsamlede prøver, at den største forandring der ses skyldes, at makroinvertebraterne er blevet skyllet væk af den stærke strøm. De sidste indsamlede prøver fra marts indikerer dog, at markoinvertebratsamfundet på opstømsstrækningen er ved at blive genetableret og endda med flere rentvandsarter. Målingerne nedstrøms Vilholt Mølle indikerer, at sandfanget ikke har haft den tilstrækkelige virkning som forventet. Ved profilerne 4 og 5 ca. 550 m nedstrøms stemmeværket ved Vilholt Mølle, er der aflejret store mængder sand, og bundniveauet har været hævet med op mod 0,5 m. Dette har påvirket makroinvertebratsamfundet en smule, men der ses dog ikke så markante påvirkninger som på strækningen opstrøms stemmeværket. Dette skyldes at, bundsedimentet ved profil 4 og 5 i forvejen var fint, hvorfor substratet ikke er ændret væsentligt, og samtidig er strømhastighederne ikke ændret så markant ved profil 4 og 5, som på strækningen opstrøms stemmeværket. Derimod anses makroinvertebratsamfundet ved profil 6 på Vilholt Stryget for at være mere påvirket. Der forefindes ikke opmålinger samt optællinger for dette profil fra før fjernelsen af stemmeværket, idet det ikke var forventet at denne A-målsatte strækning ville blive påvirket. Men de opmålinger og optællinger der er foretaget i perioden efter fjernelsen af stemmeværket ved Vilholt Mølle har vist, at strækningen er blevet dækket med sand, og det observerede makroinvertebratsamfund er ikke så artsrigt og varieret som bl.a. Jensen og Søholm (2003) beskriver. Ved de sidste optællinger i marts er makroinvertebratsamfundet ved profil 6 så påvirket, at udregningen af DVFI værdien giver det dårligste resultat i hele måleperioden, og dette gælder for både strækningen opstrøm og nedstrøms Vilholt Mølle. På kort sigt har fjernelsen af stemmeværket ved Vilholt Mølle haft store konsekvenser for makroinvertebratsamfundet både opstrøms og nedstrøms for møllen. Specielt på den ellers artsrige og varierede strækning ved Vilholt Stryget tyder alle målinger på, at de aflejrede mængder sand har haft ødelæggende konsekvenser for makroinvertebratsamfundet. Hvor store konsekvenser de aflejrede sandmængder får for ørredynglen vides ikke endnu, men de sandmængder der er observeret ved profil 6 vil nok havde en mere eller mindre negativ effekt på udbyttet af åres ørredyngel ved Vilholt Stryget. På lang sigt er der ingen tvivl om at fjernelsen af stemmeværket, vil få en positiv effekt på vandløbsstrækningen ved Vilholt Mølle. Allerede ved de sidste målinger i marts er der en fremgang af makroinvertebrater på strækningen opstrøms Vilholt Mølle. Endvidere er de fysiske forhold på denne strækning blevet meget varieret, og der er nu både groft og fint sediment, samt både stryg og høller, mens strømforholdene ligeledes er meget varierende. Vilholt Stryget nedstrøms Vilholt Mølle er ved de sidste målinger i marts stadig meget påvirket af fjernelsen af stemmeværket. Det vides dog fra tidligere erfaringer, hvor det har været sandet til pga. et brud på stemmeværket, at stryget har en evne til hurtigt at genoprette både de fysiske og biologiske forhold, hvilket det forhåbentligt også har denne gang.

In this master project the geomorphological, water chemical and biological effects causes by the removal of a dam in a considerably large Danish stream (Gudenåen) is being studied. The place for these studies is Vilholt Mølle (Vilholt Mill), which was the last total blockage of Gudenåen and at the same time the last large blockage south of the city Silkeborg. The overall purpose of this restoration project was to recreate the natural flow of the stream running past the mill, allowing water dwelling animals (Macroinvertebrates) and fish to pass. Furthermore it was expected that the removal of the dam would have a positive physical influence on the stowed stretch of water upstream from the mill, causing the structure of this stretch to resemble the stretch downstream. Particularly Vilholt Stryget, approximately 1 km. downstream from the mill, is of great importance to the stream as this area consists of several important spawning areas making it crucial that this area be affected as little as possible by the removal of the dam. By studying the development in geomorphology and available habitats, taking samples to register the macroinvertebrates, while at the same time measuring oxygen and temperature of the stream, it was possible to observe the repercussions of the restoration. A surveillance program was followed which included measurements of: cross sections, stream velocities, the bottom levels and structures, as well as the composition of macroinvertebrates at 3 points upstream of the mill and 3 points downstream, one of these points was a part of Vilholt Stryget. Measurements and counts were made before the removal of the dam and were repeated at one month intervals for a period of approximately 5 months. The oxygen levels and temperatures were also measured consistently downstream prior to and following the removal of the dam, and water samples were studied to determine the contents of suspended matter and organic matter. In addition to the measurements a hydraulic modeling of the affected stretch of water was made, before and after the removal of the dam, so that the water depth of the inserted cross section could be determined by a given water flow. The relationship between water depth and water flow through the inserted cross section was transferred to CASiMiR-Fish, subsequently, a model for determining where at the new stretch adult trout and trout fry would prefer to stand were prepared. The measurements indicate that a significant alteration of the physical aspects upstream of Vilholt Mølle occurs. The average water level across a point of measurement decreases by up to 0.15 m, the slope of the stream increases from 0.26% to 0.75% and the velocity of the stream in the area studied doubles in some areas (from 0.6 m/s to 1.3 m/s). This increase in velocity leads to the removal of large amounts of sand from the bottom, which brings about a fall in the bottom level by up to 0.7 m. These physical alterations cause a change in the composition of the macroinvertebrates, the collected samples do, however, indicate that this is mostly caused by the macroinvertebrates being swept away by the stronger currents. The final samples, collected in March, indicate that the composition of macro invertebrates is being restored and that includes more pure water species than prior to the restoration. The measurements made downstream from the mill indicate that the grit chamber unfortunately has not had the desired and expected effect. At points 4 and 5 approximately 550 m. downstream from the dam at Vilholt Mølle large amounts of sand has been deposited and the bottom level has increased by up to 0.5m. This has affected the macroinvertebrate population slightly, although not as drastically as seen on the upstream stretch, since the sedimentation at points 4 and 5 was relatively fine grained to begin with and the water velocities has not changed as drastically as they have upstream. The population of macroinvertebrates at point 6 on Vilholt Stryget is estimated to have been much more affected by the restoration. Unfortunately no measurements/counts from before the removal of the dam are available for this point, since no influence was expected at this A-targetted stretch. The measurements and counts made following the removal of the dam have shown that the stretch is covered in sand and that the macroinvertebrate population is not as varied and does not consist of as many species as described by Jensen and Søholm (2003) among others. At the time of the last counts at point 6, the macroinvertebrate population had been so affected that the calculation of DVFI value results in the lowest score calculated during the entire period for the entire stretch of water, upstream and downstream from Vilholt Mølle. In the short term the removal of the dam has had many consequenses on the composition of macroinvertebrates upstream as well as downstream from the mill. Measurements suggest that especially on the otherwise diverse and varied stretch at Vilholt Stryget, the large amounts of deposited sand has had devastating effects on the macroinvertebrate population. How much this will affect the spawning of the Trout is not yet known, but the amounts of sand deposits observed at point 6 will most likely have a more or less negative influence. The long term effects of the removal of the dam will undoubtedly be positive in regards to the stretch at Vilholt Mølle. An increase in macroivertebrates in the upstream stretch was already observed during the last samplings in March. Furthermore the physical conditions on this stretch have become more varied, now consisting of both finely grained and large grained sediments as well as pools and riffles, the currents are also varied. Vilholt Stryget downstream from the mill is still very much affected by the removal of the dam at the last measurements in March, but a previous experience, in which Vilholt Stryget was covered in sand following a breakage in the dam, shows that Vilholt Stryget has the ability to restore both physical and biological aspects rather rapidly, which will hopefully be the case this time as well.

Naturgenopretning ; Vandløb ; Makroinvertebrater

Download
Vis denne rapport i AAU Studenterprojekter