Modellering av fosfordynamik i Stora och Lilla Ullfjärden

Sammanfattning: Algblomningar är ett problem i många svenska sjöar, speciellt när cyanobakterier blommar och producerar cyanotoxiner. En förutsättning för algblomningar är en tillräckligt hög fosforhalt, då fosfor ofta är det begränsande näringsämnet för cyanobakterier. För att minska halten fosfor i en sjö och därmed förebygga algblomningar måste fosfordynamiken i sjön undersökas. Fosfordynamik beskriver hur fosfor flödar in och ut ur sjön, hur fosforn fastläggs kemiskt och biologiskt och hur det sedimenterar och resuspenderar. För att förstå fosfordynamiken i fjärdarna Stora och Lilla Ullfjärden, på gränsen mellan Uppsalas och Stockholms län, modellerades fjärdarna och deras avrinningsområden i HYPE. Först sammanställdes mätdata från fjärdarna, dels för att undersöka hur vattentemperatur, fosforhalt och mängd alger har ändrats över tid i fjärdarna, dels för att kunna kalibrera modellen så de beräknade variablerna blev så lika verkligheten som möjligt. Temperaturprofilerna visade att båda fjärdarna var skiktade under sommarhalvåret och att totalfosforhalterna i bottenvattnet periodvis var högre än resten av profilerna. Modellens temperaturstyrande parametrar kalibrerades för att den modellerade medeltemperaturen i fjärdarna skulle följa mätvärdena, vilket gav ett tillfredsställande resultat. Det fanns endast ett halvår med fosforprofilmätningar för vardera fjärden som kunde användas för kalibrering av totalfosforhalterna. Modellens totalfosforhalter kunde inte öka och minska på samma sätt som de uppmätta fosforhalterna, utan svängde mycket senare, oavsett hur parametrarna ändrades. En grafisk kalibrering användes för att modellen skulle ha lika stora toppar och dalar som mätdatan, även om de inte inträffade vid rätt tidpunkt. Utifrån modellerade vattenflöden och fosforhalter kunde inflödet av fosfor till fjärdarna beräknas. Ett platsbesök gjordes vid tre vattendrag och två sund i Stora Ullfjärdens avrinningsområde där vattenflöden uppskattades och vattenprover togs för att beräkna fosforflöden till och mellan fjärdarna. De uppmäta och modellerade värdena stämde inte så väl överens, men då endast ett mättillfälle fanns kunde inga slutsatser dras från detta. Uppskattade klorofyllkoncentrationer som baserades på satellitbilder erhölls och jämfördes med modellerade mängden alger. Satellitdatan visade två återkommande toppar för alger per år, en i april-maj och den andra i oktober. Modellen hade bara en topp per år under juli-augusti. Genom att ändra vissa faktorer i modellen kunde de styrande faktorerna för respektive fjärds fosforhalt bestämmas. Faktorerna som ändrades var temperatur, nederbörd, internbelastning och markanvändning. För Stora Ullfjärden gav alla faktorer en inverkan på fosforhalten, i synnerhet nederbörd. För Lilla Ullfjärden gav endast internbelastning en signifikant påverkan på fosforhalten. För att bättre förstå fosfordynamiken och algblomningar i Ullfjärdarna är det nödvändigt att fortsätta ta profilmätningar i fjärdarna, vilket SLU gör i Stora Ullfjärden under våren 2022. Fler mätningar i Lilla Ullfjärden på olika platser med olika djup vore också nödvändigt för att förstå hur internbelastningen ser ut i olika delar av fjärden. Med mer information kan ett informerat beslut tas för att välja eventuella åtgärder för att säkerställa en god vattenkvalitet framöver.