Vormbäcken före restaurering

Om projektet Vindel River LIFE

Syftet med projektet var att återställa biflöden i Vindelälvssystemet som omformats under timmerflottningseran för att på så sätt återfå variation i vattendragsmiljöerna och ökat livsutrymme för arter. För att åstadkomma detta har 25 av de biflöden som fragmenterats och kanaliserats under flottningsepoken restaurerats, en total sträcka på ca 44 km.

Två typer av restaureringsåtgärder har använts. Den ena, kallad ”bästa praxis-åtgärd”, baseras på metoder som tidigare testats och använts i andra restaureringsprojekt i Vindelälven och den andra, ”demonstrationsåtgärd”, har tidigare bara testats i enstaka mindre studier. Allt arbete som gjorts under projekttiden har lett till nya erfarenheter som har utvecklat restaureringsarbetet eftersom.

Grävmaskin i Vindelälven
Grävmaskin i Vindelälven

Bästa praxis-åtgärd (traditionell restaurering)

Delar av 19 biflöden och totalt cirka 40 kilometer forssträcka har grundrestaurerats enligt bästa praxis-metoder.

Det arbetet inkluderar:

  • friläggande av vandringsvägar vid dammar.
  • öppning av sidofåror.
  • restaurering av fiskens livsmiljöer.
  • restaurering av lekbottnar.

Arton flottledsdammar som har hindrat fiskvandring har plockats bort, vilket innebär att drygt 250 kilometer avstängd forssträcka återigen öppnats upp. Dessutom har ett stort antal sidofåror som varit avstängda under timmerflottningen åter öppnats. Dessa två åtgärder har tillsammans underlättat för vandrande lax och öring och ökar naturligtvis också andra djurs och växters spridningsmöjligheter.

Tidigare trodde man att det bara var de stora stenarna i vattnet som var viktiga för fisken. Idag vet man att det är tillgången på områden med bäddar av grus och småsten, där många fiskar leker och lägger sin rom, som är avgörande för hur bra till exempel bestånden av öring klarar sig på lång sikt. Därför har projektet återskapat närmare 1 000 grusbäddar i vattendragen där man jobbat.

Restaurering av lekbottnar
Restaurering av lekbottnar. Foto: Daniel Jonsson.

Demonstrationsåtgärd

En mer omfattande restaurering har utförts i tio vattendrag som grundrestaurerades någon gång under 1990- eller tidigt 2000-tal. På den tiden var man väldigt försiktig när man grundrestaurerade vattendragen jämfört med när Vindel River LIFE har grundrestaurerat bäckar. Ofta återfördes bara det sprängmaterial som låg samlat på strandkanten, och man breddade sällan vattendragen. I den omfattande typen av restaurering har projektet gått ett steg längre. Här har man inte nöjt sig med vad som finns i strandkanten utan också hämtat stora block och hela träd från omkringliggande marker och placerat dem i vattendragen.

Även i dessa vattendrag har grusbäddar återskapats. Omfattande restaurering har tillämpats på knappt fyra kilometer forssträcka.

För att kunna bedöma effekten av demonstrationsåtgärden, har uppföljningsstudier gjorts där demonstrationssträckorna jämförts med traditionellt restaurerade referenssträckor som i de flesta fall ligger uppströms i samma vattendrag. Studierna har fokuserat på de ekologiska effekterna av restaureringen där påverkan på olika fiskarters produktion och utbredning undersökts, liksom hur växtsamhället i strandzonen påverkats.

Mer om studierna och en del resultat kan du läsa om nedan.

Stenblock flyttas från skogen till vattnet.
Stenblock flyttas från skogen till vattnet. Foto: Anders Fredriksson.

Varför restaurering?

Restaureringen skapar krokigare och bredare biflöden vilket ger långsammare och mer variationsrika strömmar och ökade vattenvolymer. Detta minskar strömerosionen under höga flöden vilket innebär minskad risk för bortsköljning av gruset på fiskens lekbottnar. Eftersom flödet bromsas upp förväntas vattenhushållning bli bättre i älven och översvämningsrisken under höga flöden förväntas minskas i älvens nedre del.

De återförda stenarna tros underlätta bildningen av ett skyddande islager på bäcken vintertid, vilket förhindrar bildning av kravis och bottenfrysning. Villkoren för vattenorganismerna förväntas att förbättras både direkt (via förändringar i livsmiljön) och indirekt (via förändringar i den tillgängliga födan). Den ökade kvarhållningen av vatten innebär ökad lagring av organiskt material vilket i sin tur ger en ökad produktion av insekter vilket gynnar ekologiska processer där insekter är inbegripna.

Återöppnandet av sidofåror som varit omöjliga att komma åt under timmerflottningen förbättrar möjligheterna för fiskar att vandra mellan lämpliga livsmiljöer och eventuellt får vi en förändring i utbredningen av fiskarter. Restaureringen förväntas även förbättra villkoren för arter i strandzonerna, såsom strandväxter och däggdjur. Den skapar en förbättrad växelverkan mellan land och vatten och ökar heterogeniteten i substrat, vegetation och strandstruktur. Det här ger bättre villkor för naturligt förekommande arter, inklusive arter som utter som är beroende av fiskbara älvsträckor vintertid.

Baksjöbäcken under arbete
Baksjöbäcken under arbete

Varför stöka ner i vattendragen?

Innan skogsbruket och flottningen tog fart stod stora och orörda skogar längs stränderna. De bidrog med ”död ved” till vattnet när träd blåste omkull eller dog. Dessa strandskogar var de första som höggs ner då flottningen inleddes. Dels fanns de nära bäckarna vilket gjorde timmertransporten enkel, och dels ville man bli av med strandskogen eftersom den var i vägen för själva flottningsarbetet. När strandskogarna försvann blev det färre döda träd i bäckarna. Det har inneburit en stor förlust för vattendragen eftersom träden, förutom att skapa fördämningar så att strandområden regelbundet översvämmas av näringsrikt vatten, även fungerar som vattendragens skafferi: grenarna fångar upp löv, kvistar och gräs som blir mat åt vattenlevande insekter, som i sin tur blir mat åt fiskar.

Träd i vattnet skapar också, på samma vis som stora stenblock, en fruktsam växelverkan mellan land och vatten vilket ger goda förutsättningar för en artrik och produktiv växtlighet. Stora stenblock erbjuder dessutom fina ståndplatser för fisk och underlättar bildningen av ett skyddande islager på vattendragen vintertid. Ett sådant islager förhindrar bildning av kravis och bottenfrysning som annars innebär stora problem för växter och djur.

Utbildningsinsats för grundskolor
Utbildningsinsats för grundskolor

Utbildningsinsats för grundskolor

Naturskolan i Umeå haft en central del i Vindeln River LIFE genom att ansvara för utbildning och kompetensutveckling. De har gjort klassbesök i skolor längs älven och erbjudit personal att delta i konferenser och seminarier. Syftet har varit att skapa medvetenhet, intresse och kunskap om vattendragens och dess omkringliggande miljöers kulturhistoria och ekologi. En del av verksamheten har ägt rum i klassrummen men för det mesta har lärare och elever tagits ut till Vindelälv­ens stränder.

Resultat

  • Sammanfattning av resultaten i de restaurerade områdena.
  • Vattendragsrestaureringarna har lett till ca 45 ha biotopvårdad areal.
  • Det har öppnats 18 dammar vilket har lett till 226 km återöppnad forssträcka och 3700 ha tillgänglig sjöareal.
  • Det har återöppnats ett stort antal stängda sidovattendrag vilket har lett till 22 ha återöppnade/tillgängliga vattenarealer i 126 km nytillgängliga vatten.
  • Det har tillverkats drygt 1000 lekbottnar för fisk.

Uppföljning av demonstrationsåtgärderna

En av restaureringsmetoderna, demonstrationsåtgärden, är helt ny inom vattendragsrestaurering och därför har projektet åtagit sig att följa upp effekterna av denna åtgärd. Resultaten från uppföljningsstudierna finns nedan.

Databas

Grunddata från studier gjorda i demonstrationsbäckarna finns nedan.

Två studier gjordes i demonstrationsbäckarna innan restaureringen började:

Föregripande hydrogeografisk modellering.

Under första halvan av 2010 utförde forskare vid Luleå tekniska universitet en hydrogeografisk modellering med syftet att försäkra att placeringen av block och stenar görs så effektivt som möjligt i demonstrationsområdena. Läs mer om studien nedan.

Hydrologisk förstudie

Under sommaren 2010 och delvis under 2011 gjordes en hydrologisk förstudie med syftet att efter restaureringen kunna bedöma den ekologiska effekten av den avancerade restaureringen i demonstrationsområdena. Läs mer om förstudien nedan.

En uppföljande studie gjordes efter restaureringen 2011 och resultaten från de båda studierna har bearbetats och resulterat i en artikel som publicerats i Ecology & Society:s specialutgåva ”Ecological restoration in northern regions”.

Skyltplatser
Skyltplatser

Förstudie

För att kunna bedöma den ekologiska effekten av den avancerade restaureringen i demonstrationsområdena gjordes en förstudie under sommaren 2010 och delvis 2011, det vill säga innan den avancerade restaureringen hade inletts. En uppföljande studie gjordes efter restaureringen 2011. De bearbetade resultaten visar vilka hydro-geologiska förändringar som restaureringen orsakar och om det kan man snart läsa i en artikel som publicerades i Ecology & Society.

Datainsamlingen utfördes i en fors i vart och ett av de 10 demonstrationsområdena och i 10 referensområden. Referensområdena har tidigare restaurerats med traditionella metoder och ligger uppströms i samma biflöde som respektive demonstrationsområde eller i ett närbeläget biflöde i samma avrinningsområde.

Parametrarna som mättes var strömhastighet, djup, substratstorlek, strandkantens längd och det gjordes även en visuell uppskattning av biflödets karaktär. Dessutom utfördes det en elfiskestudie i alla berörda områden för att kunna uppskatta mängden lax, stensimpa, öring och bäcknejonöga.

Mätningarna utfördes i juli 2010 då vattenflödet var medelhögt och i augusti då flödet var lågt. Ett fåtal mätningar som inte hanns med 2010 gjordes istället under 2011. Uppföljningsstudierna gjordes under sensommaren.

Strömhastighet

Strömhastighet mättes i tio tvärsnittsprofiler jämt fördelade i varje demonstrations- och referenssträcka. Mätningarna utfördes 60 cm under vattenytan i fem vertikaler längs varje profil, så totalt vid 50 punkter inom varje försökssträcka.

Bredden på bäcken mättes också där profilen lades (totala profilens längd) så att bäckens medelbredd (m) kunde beräknas.

Ledarm
Ledarm

Vattenföring

Vattenföringen mättes i en tvärsnittsprofil ovanför ett smalt område med relativt homogen botten. Inledningsvis mättes djupet och bredden på tvärsnittsprofilen för att kunna beräkna dess area. Därefter mättes strömhastigheten i 7-11 vertikala mätningar inom profilen. Area (m2) x strömhastigheten (m/s) ger vattenföringen (m3/s).

Vid mätning av vattenföring följer man samma procedur som vid strömhastighetsmätningarna med den skillnaden att endast en profil läggs ut och denna profil kan ha ett varierande antal vertikaler, mellan sju och elva stycken. Det är lämpligt att hitta ett område där vattendraget är så smalt som möjligt och där botten är så homogen som möjligt, det vill säga inte är rik på block och andra hinder.

Ofta kan sådana platser hittas under broar eller dammar i de fall sådana finns i närheten av försökslokalerna. Den exakta platsen för mätningen markeras upp med blå färg för att enklare hitta tillbaka till samma utgångspunkt. Även vattennivån markeras med färg på lämpligt ställe för att kunna jämföra skillnaden mellan medel- och lågvattenföring.

Föregripande modellering

Under första halvan av 2010 utförde forskare vid Luleå tekniska universitet en föregripande hydrogeografisk modellering för att försäkra att placeringen av block och stenar görs så effektivt som möjligt i demonstrationsområdena.

Nedan summeras några av resultaten från studien:

  • Om målet är att öka vattendjupet uppströms bör blocket placeras i lugna områden. Om blocket placeras i strömfåran och stränderna är flacka får man mycket större area, större motstånd och lägre hastigheter.
  • Om målet är att minska strömmar nedströms, placera blocket i områden med mycket höga hastigheter.

Blockkaraktär för att skapa ett lugnt område (vak) uppströms:

  • Om hastigheten är 1 m/s skall stenen vara större än 0.5 m i diameter.
  • Om hastigheten är 0.5 m/s skall stenen vara större än 1 m i diameter.
  • Välj en grov yta på stenen framför en slät. Det stabiliserar vaken.
  • Stenar som har en flat yta placeras med den flata ytan nerströms. Detta gör vaken så stor som möjligt. Om möjligt välj stenar med en flat yta.

För att skapa ett lugnt område mellan två block som ligger snett bakom varandra:

  • Skall stenarna inte placeras närmare än två diametrar ifrån varandra, centrum till centrum, cc.
  • Vinkeln på linjen mellan stenarnas centrum (vinkeln α) ska inte vara större än 5°.
  • Längsta avståndet, cc, ska vara 3,5 diametrar. Troligtvis fungerar det med längre avstånd men det finns inga studier på detta.
Ett block som placeras snett bakom ett annat kommer att påverka hastigheten mellan de två blocken
Ett block som placeras snett bakom ett annat kommer att påverka hastigheten mellan de två blocken.

Studien utfördes av Staffan Lundström, Håkan Gustavsson och Elianne Lindmark, Avdelningen för strömningslära, Luleå tekniska universitet.

Uppföljning av demonstrationsåtgärderna

En av restaureringsmetoderna, demonstrationsåtgärden, är helt ny inom vattendragsrestaurering och därför har projektet åtagit sig att följa upp effekterna av denna åtgärd. Restaureringarna gjordes 2010. Referenslokalerna i uppföljningsstudierna ligger inom samma avrinningsområde och har tidigare (2003-2005) restaurerats med bästa praxismetoder. Således jämfördes det alltså inte med kanaliserade vattendrag (vilket förmodligen skulle ge tydligare skillnader), utan med en annan restaureringsmetod.

Den övre delen av Åman efter restaurering

Resultat

Vattenflödet:

Vattendragsrestaureringen har lett till 24 % långsammare vattenströmmar och 13 % bredare vattendrag i demonstrationsvattendragen efter restaurering jämfört med innan. Vattenströmmar och bredd var desamma i referensvattendragen vid de bägge tidpunkterna. Det blev betydligt mer variationsrika strömmar efter restaurering i demonstrationsvattendragen jämfört med referensvattendragen vilket är en naturlig följd av den ökade komplexiteten i dessa vattendrag.

Strandväxter:

Fältinventering:

Uppföljningarna genomfördes 2013-14. Demonstrationsrestaurerade sträckor (restaurerade 2010) hade något fler arter än referenssträckorna (restaurerade 2003-2005) men resultatet skiljer sig något mellan lokalerna.

Följande arter återfanns ofta i provrutorna närmast vattendraget:

  • Blåtåtel (Molinia caerulea)
  • Älggräs (Filipendula ulmaria)
  • Kärrviol (Viola palustris)
  • Flädervänderot (Valeriana sambucifolia)
  • Knagglestarr (Carex flava).

Högre upp på stranden ändrades vegetation och de vanligaste arterna var:

  • Llingon (Vaccinium vitis-idaea)
  • Skogsstjärna (Trientalis europaea)
  • Linnea (Linnaea borealis)
  • Slidstarr (Carex vaginata)
  • Ekorrbär (Maianthemum bifolium)
  • Bergslok(Melica nutans)

Gullris (Solidago virgaurea), Midsommarblomster (Geranium sylvaticum), Stenbär (Rubus saxatilis) och Odon (Vaccinium uliginosum) återfanns i hela strandzonen i bägge typerna av lokaler.

I de vattennära provrutorna i demonstrationssträckorna var det vanligare med arter som vanligtvis förekommer högre upp på stranden (lingon, skogsstjärna, etc), vilket sannolikt beror på att området låg högre upp från vattnet innan restaureringen.

Den övre delen av Åman efter restaurering

Plantering av frön:

Det fanns fler naturligt förekommande groddplantor i demonstrationssträckorna under sommaren 2013 jämfört med referenslokalerna, vilket förmodligen beror på att fler frön fångas in av träd och stora stenblock i anslutning tills strandkanten i demonstrationssträckorna.

Under vintern, minskade antalet groddplantor kraftigt i demonstrationssträckorna men inte i lika stor omfattning i referenssträckorna, och därför hade skillnaden i antalet groddplantor från 2013 försvunnit sommaren 2014. Att fler groddplantor dog i demonstrationssträckorna berodde troligtvis på att dessa lokaler hade högre markfuktighet och markfuktigheten har en stark inverkan på arters övervintring.

Utterinventering:

Utter (liksom mink) förekom i de flesta biflöden, och spår konstaterades lika ofta i demonstrations- och referenssträckorna. Dessa djurs utbredningsområde är större än de undersökta sträckornas längd, vilket omöjliggör en ordentlig utvärdering av demonstrationsåtgärdernas effekter på utter.

Fiskens livsmiljö:

 Antal fiskar

Med hjälp av elfiske räknades antal fiskar, som också mättes och identifierades till arter innan de släpptes tillbaka ner i vattendraget.

Elfisket gav 7-424 fiskar och 2-6 arter per studieområde. Fisktätheten per 100 m2 varierade mellan 1,6 och 79,3 individer. Totalt, i alla lokaler, fann vi nio fiskarter: öring (Salmo trutta), bäckröding (Salvelinus fontinalis), stensimpa (Cottus gobio), elritsa (Phoxinus phoxinus), harr (Thymallus thymallus), gädda (Esox lucius), mört (Rutilus rutilus), lake (Lotalota L.) och abborre (Perca fluviatilis).

Fisksammansättningen dominerades starkt av antingen öring eller stensimpa, som tillsammans utgjorde 80% av alla individer som samlades in. Antalet fiskar och fiskbiomassa skilde sig inte mellan demonstrationslokalerna och referenslokalerna. Troligtvis så gjordes mätningarna för tätt inpå restaureringsarbetet för att effekt skulle kunna ses.

Återställning av Vindelälven. Foto: Janne Tolonen.
Återställning av Vindelälven. Foto: Janne Tolonen.

Lekbottnar

För att undersöka om sammansättningen av leksubstrat (grus) förändras över tiden så mättes storleken på småsten i mitten av det översta lagret av lekbottnarna 2011 och 2013. Resultatet visade att den genomsnittliga ytstorleken på lekgruset ökade från 2011 till 2013, vilket tyder på att de mindre grusfraktionerna grus flyttas nedströms. Andelen sand och finmaterial i lekbottnarna skilde sig inte mellan 2011 och 2013.

Under oktober 2013 planterades ägginkubatorer ut i lekbottnarna. Äggen kom från havsöring, infångade vid Stornorrfors kraftstation (Umeälven). Inkubatorerna begravdes i lekbottnarna, under sand och lekgrus av blandade storleksfraktioner. Den embryonala överlevnaden, som mättes efter sju månader då inkubatorerna plockades upp, var mellan 45-84%, vilket är ovanligt högt i denna typ av studier. Projektet fann inget samband mellan andelen sand och finmaterial och den embryonala överlevnaden. Troligen var halterna av finmaterial och sand låga jämfört med många andra studier och det tyder på att nivåerna i Vindelälvsområdet inte påverkar den embryonala överlevnaden.

Databas

Grunddata från studier gjorda i demonstrationsbäckarna:

Vatten

  • Hydrologi
  • Vattentemperatur
  • Vattentryck
  • Vattenkemi 2015

Elfisken

  • Totalantal.
  • Abmobäcken demo ref.
  • Beukabäcken demo ref.
  • Falåströmsbäcken demo Västibäcken ref.
  • Mattjokksbäcken demo ref.
  • Mösupbäcken demo ref.
  • Olsbäcken demo ref.
  • Rågobäcken demo ref.

Lekbottnar

  • Substratdjup
  • Ytsubstrat
  • Flödeshastighet

Kärlväxter

  • Beskrivning av växtsamhället i strandzonen.
  • Artlista växter
Gargån efter åtgärd. Foto Tommy Stenlund
Gargån efter åtgärd. Foto: Tommy Stenlund.

Flottning i Vindelälven

Flottning innebär att transportera timmer på vattendrag. Det var från 1800-talets början och fram till 1960-talet det dominerande sättet att transportera timmer från inlandsskogarna till kusten där sågverken och massafabrikerna oftast låg.

I Vindelälven startade den storskaliga timmerflottningen omkring 1850 och älven blev tillsammans med Umeälven allmän flottled 1889. Under slutet av 1800-talet påbörjades fler och större arbeten för att underlätta flottningen. Orsaken var en starkt expanderande skogsindustri vilket resulterade i större skogsavverkningar och därmed ökad timmerflottning.

Förutom att flottledsnätet expanderade och blev längre, utfördes flottledsarbeten med att räta ut och smalna av vattendragen genom att uppföra olika ledarmar (stenkistor) och virkesbommar. Speciellt efter huvudflottledernas, d.v.s. huvudälvarnas,  forsavnitt uppfördes olika ledarmar för att leda virket i rätt riktning och undvika att stora timmerbrötar uppstod, vilka var både kostsamma och farliga att avlägsna.

Efter biflödena – biflottlederna – uppfördes framförallt flottningsdammar, timmerrännor och olika ledarmar. De små biflödena bottenrensades dessutom på träd och sten. Denna utveckling var speciellt märkbar mellan 1900-1950 då ökade timmervolymerna och stigande arbetskostnader ställde allt större krav på att effektivisera flottningen.

Schaktmaskin rensar vattendraget på sten
Schaktmaskin rensar vattendraget på sten.

Allt eftersom ny teknologi blev tillgänglig introducerades den i flottningsarbetet. Under 1920- och 30-talet började större motordrivna lyftkranar att användas och under samma tid nyttjades alltmer motorvarpbåtar för att bogsera och skynda på flottningen efter sjöar och lugnvattendrag.

Fler ledarmar anlades efter både huvud- och biflottleder och vattendragen rensades mer effektivt, inte minst under 1950-talet då bandtraktorer började användas i flottledsarbetet. Efter biflottlederna anlades dessutom fler flottningsdammar och de befintliga förbättrades med ny teknik.  Vid 1950-talets början användes ca 1600km av Vindelälven och dess biflöden till flottning men redan då trappades verksamheten  ner på grund av effektivare marktransporter. Flottningsverksamheten i Vindelälven avvecklades successivt i början av 1960-talet och avslutades helt 1976.

Översiktskarta över Vindelälven

Restaureringsområden för projektet är biflöden till Vindelälven. Vindelälven är i sig en biflod till Umeåälven och rinner igenom Västerbottenslän, från södra delen av Arjeplogs kommun i nordväst, till Vännäs kommun ca 25 km från Bottenhavet. Allt som allt är den 453 km lång.

Översiktskarta över Vindelälven
Översiktskarta över Vindelälven.

Bästa praxis

I bästa praxis-områdena har det material som togs bort från biflödena under timmerflottningen återförts från strandkanterna till fårorna. Berörda områden visas på kartan nedan.

Bästa praxis
Bästa praxis

Demonstration

I demonstrationsområdena gjordes en avancerad restaurering vid vilken stora block, grov ved och sediment från omkringliggande marker placerades i fåran. Berörda områden visas på kartan nedan.

I demonstrationsområdena gjordes en avancerad restaurering
I demonstrationsområdena gjordes en avancerad restaurering.

Dammrivning i Vindelälven

Följande dammar, som alla hindrar fiskvandring och spridning av vattenorganismer har avlägsnats, helt eller delvis.

Dammrivning i Vindelälven
Dammrivning i Vindelälven.

Drönarfotografering av Vindelälven

I augusti 2014 fotograferades de tio demonstrationssträckorna med hjälp av drönare. Värt att notera är att vattenståndet var ovanligt lågt vid fotograferingstillfällena.

Abmobäcken Beukabackän Bjurbäcken Falåströmsbäcken Gargån Hjuksån Mattjokkbäcken Mösupbäcken Olsbäcken Rågobäcken