RSS - xml

Kontrollerades senast: 2020-09-23 04:03:51

SMHIs rapportserie: Hydrologi

De senaste rapporterna i SMHIs rapportserie Hydrologi. Raporterna i serien är huvudsakligen skrivna på svenska.

Sveriges vattentillgång utifrån perspektivet vattenbrist och torka – Delrappo...

2019-10-02 08:53
Denna rapport tar upp begreppen torka och vattenbrist ur ett Svenskt perspektiv, undersöker vad som kan ge upphov till vattenbrist och ger en bild av Sveriges vattentillgångar. Vattenbrist betyder att det finns ett större behov av rent vatten än vad som finns tillgängligt. Bristen är därför starkt kopplad till användandet av vatten. Klimatförändringarna gör Sverige varmare vilket påverkar tillgången till vatten.I genomsnitt väntas vintrarna att bli varmare och mer nederbördsrika vilket leder till mer vatten. Varmare temperaturer innebär också att avdunstningen ökar under sommarhalvåret vilket kan ge en minskad tillgång till vatten, särskilt i södra Sverige. Klimatförändringarna förväntas också leda till kraftigare skyfall. Denna typ av nederbörd kan vara svårt för mark och växter att ta tillvara men kan ge upphov till översvämningar. Mildare vintrar förändrar förutsättningar för snö, vilket särskilt påverkar vattendragen i landets norra delar. Under somrarna 2016, 2017 och 2018 fick delar av Sverige uppleva problem med vattenbrist. Orsakerna till de minskade vattentillgångarna var olika och problemen varierade över åren och mellan områden. Delar av landet har de senaste åren fått känna på effekterna av ett varmare klimat. Det har visat hur viktigt det är att vi anpassar oss för att kunna klara dessa förändringar. Det finns många faktorer som påverkar tillgången på vatten i ett område, men följande tre kategorier sammanfattar de flesta faktorer:
  • Klimat – exempelvis nederbörd och temperatur
  • Magasinerande förmåga – hur mycket vatten området kan mellanlagra
  • Vattenanvändning – hur mycket vatten som används
Som land har Sverige god tillgång till sötvatten. Vattenbrist kan ändå uppstå. Lokalt ser vattentillgången och vattenanvändandet väldigt olika ut vilket kan leda till vattenbrist eller att prioriteringar krävs mellan olika typ av vattenanvändning. Det är tydligt att det behövs gemensamt arbete över alla sektorer med vattenresursplanering i ett avrinningsområde.
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 120
Författare: Katarina Stensen, Aino Krunegård, Kristina Rasmusson, Bettina Matti, Niclas Hjerdt
Publicerad: oktober 2019

UTVECKLING OCH TILLÄMPNING AV EN DIGITAL AVRINNINGSMODELL

2015-01-13 10:51
Typ: Rapport
Rapportserie: Notiser och Preliminära Rapporter: Hydrologi 22
Författare: Sten Bergström
Publicerad: januari 2015

Högupplösta nederbördsdata för hydrologisk modellering: en förstudie

2013-09-20 02:00
Hydrologisk modellering vid SMHI utförs normalt med tidssteget 1 dygn. Emellertid finns idag förutsättningar för både simulering och prognos på kortare tidssteg, dels genom en rumsligt högupplöst hydrologisk modell (S-HYPE), dels genom högupplösta indata. I denna förstudie har olika typer av observationsbaserade, högupplösta indata (främst nederbörd)inventerats, sammanställts och utvärderats på olika tids- och rumsskalor: automatstationsdata, PTHBV, MESAN, radardata. En ny produkt kallad PTHBV-radar har tagits fram, i vilken PTHBVs dygnsnederbörd fördelats över dygnet m.h.a. radarobservationer. De olika datatyperna testades vid hydrologisk simulering med HYPE-modellen i ett mindre avrinningsområde. För långa ackumulationstider (år, månad) ger PTHBV högre värden än MESAN. Radardata har tydliga artefakter, t.ex. i gränser mellan radarer, men regionala medelvärden överensstämmer med övriga källor. Vad gäller 1-h nederbörd är den genomsnittliga överensstämmelsen med automatstationsdata bäst för MESAN, följt av PTHBV-radar och radar. Den rumsliga utjämningen i MESAN leder dock till lägre värden på maximala nederbörds-intensiteter, i detta avseende ligger PTHBV-radar och radar närmare automatstationsdata. De hydrologiska 1-h simuleringarna med MESAN och PTHBV-radar som indata gav en förbättring av resultatet på dygnsbasis, jämfört med en referenssimulering med PTHBV som indata. Nederbörd från radar gav överskattad vattenföring. Skillnaderna mellan 1-d och 1-h simulering illustrerades för enskilda flödestillfällen samt i termer av maximala dygnsvärden. Summary Hydrological modeling at SMHI is generally done with a daily time step. However, today simulation and forecasting with a shorter time step is possible, through a spatially highly resolved hydrological model (S-HYPE) as well as high-resolution input data. In this preliminary study, different types of observation-based, high-resolution input data (mainly precipitation) have been invented, compiled and evaluated at different temporal and spatial scales: automatic stations, PTHBV, MESAN, radar data. A new product called PTHBV-radar has been developed by distributing the daily precipitation in PTHBV over the day using radar observations. The different types of data were tested in hydrological simulation by the HYPE model in a small catchment. For long accumulation times (year, month) PTHBV gives higher values than MESAN. Radar data have distinct artifacts, e.g. in the border between radars, but regional mean values agree with other sources. Concerning 1-h precipitation, the overall agreement with automatic station data is best in MESAN, followed by PTHBV-radar and radar. The spatial smoothing in MESAN however generates lower values of maximum intensities, in this respect PTHBV-radar and radar are closer to the station data. The hydrological 1-h simulations with MESAN and PTHBV-radar as input data improved performance evaluated on a daily basis, as compared with a reference simulation with PTHBV as input data. Using radar precipitation as input generated an overestimated discharge. The differences between 1-d and 1-h simulations were illustrated for single high flows and in terms of maximum daily values.
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 116
Författare: Jonas Olsson, Johan Södling, Fredrik Wetterhall
Publicerad: september 2013

Is på sjöar och älvar. Erfarenheter sammanställda av statshydrolog Sven Freml...

2012-02-28 01:00
Rapporten kan ses som en lärobok om is på sjöar och älvar. Bland annat redogörs för dynamiken bakom isläggning, istillväxt och islossning på sjöar och älvar. Även bildande av sprickor, bågnader och förskjutningar beskrivs samt vad som händer när vattnet tränger upp på isen. Sjöar Isläggning på en sjö kan ske först då ytvattnet blivit nollgradigt och ett mycket tunt ytskikt fått en temperatur lägre än 0 °C. För detta krävs att det är vindstilla, kallt och i regel klart väder. Stora, djupa sjöar isläggs vanligtvis senare än små sjöar och grunda vikar. Först bildas en tunn ishinna. Sedan växer isen på undersidan genom att värme, som frigörs vid isbildningen, leds bort från den nollgradiga undersidan till isytan, snabbare ju kallare isytan är. Torr lös snö är starkt värmeisolerande. Redan ett tunt torrt snötäcke kan höja isytans temperatur till nära 0 °C, så att istillväxten blir svag. När snön under senvintern smält bort, tränger solstrålningen ner i isen. Kärnisen, som är klar och genomskinlig, smälter i sina vertikala kristallfogar, som därefter lossnar från varandra. Även en tjock kärnis blir snabbt ”pipig” och skör. Landvakar bildas och vidgas, först av mynningsvakar från bäckar och rännilar och av att solstrålningen värmer upp grunt vatten invid stränderna, senare av att vatten-ståndet stiger i samband med våravsmältningen. Vinden sätter den landlösa sjöisen i rörelse, så att det uppluckrade istäcket bryts eller mosas sönder och sjön ”sköljer”. Älvar Isläggningen sker tidigast på lugnflytande älvsträckor. Isen växer där ut från stränder och stenar och täcker snabbt över hela älven, utom eventuellt i älvkrökar och på trängre ställen, där vattnet virvlar upp mot ytan. På sådana ställen kan vakar och strömråkar kvarstå en tid. I strömdraget på strida älvsträckor kyls vattenmassan ner under 0 °C vid stark ihållande kyla, till följd av att vattnet i ytan, där avkylningen sker, snabbt virvlar ner genom vattenmassan ända mot bottnen. Därvid bildas is inuti det underkylda vattnet. Isen driver med strömmen, sätter sig fast i lugnvattenområden mot eller under tidigare bildad ytis, fyller ut strömråkar mellan strandisar och fastnar i krökar och förträngningar av älven. När våren bryter in med hög lufttemperatur och stark instrålning, värms älvvattnet på öppna sträckor. Isen smälter nedströms och en strömråk skär igenom istäcket. Längre nedströms slår vakar upp i strömdraget. När vårfloden börjar blir isen landlös och kommer i drift ner över älven.
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 117
Författare: Sven Fremling, Thore Karlin, Birgitta Raab, Eva Edquist, Anna Eklund
Publicerad: 28 februari 2012

Detaljerad översvämningskartering av nedre Torneälven

2017-10-24 09:43
Inom projektet ”Detaljerad översvämningskartering i nedre delen av Torneälven” har kartor framtagits som visar översvämningsskikt för 100 års och 250 års återkomsttider samt beräknat högsta flöde. Projektet är delfinansierat av Interreg IV A Nord. 
Flöden med återkomsttid 100 år och 250 år är framtagna utifrån statistisk bearbetning av observationsserier. Det beräknade högsta flödet har framtagits genom hydrologisk modellering med HBV-modellen och i enlighet med Flödeskommitténs riktlinjer för dimensionering av dammar i riskklass-I.  
För att beräkna vattennivåer längs älven vid de olika flödena har en hydraulisk modell byggts. Till modellen används höjddata, som framtagits genom laserscanning, och djupdata för älven, som framtagits via lodning från båt. Insamlingen av dessa data gjordes i samarbete mellan finska och svenska myndigheter inom Interreg-projektet. 
Översvämningszonerna har projicerats på bakgrundskartor med tillstånd från svenska Lantmäteriet och finska Lantmäteriverket (MML). Nio delkartor för området Haparanda-Tornio till Lappeakoski i skala 1:75 000 finns komprimerade i bilaga 1 till denna rapport. Kartorna finns även tillgängliga på www.smhi.se i originalstorlek. Där finns även en översiktskarta i skala 1:600 000. 
SMHI har utfört lodning av halva den aktuella älvsträckan samt ansvarat för och utfört den hydrauliska modelleringen, flödesberäkningarna och framtagandet av översvämningsskikten och kartorna.  
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 115
Författare: Gunn Persson, Sara-Sofia Asp, Karin Dyrestam, Dan Eklund, Anders Gyllander, Kristoffer Hallberg, Anna Johnell, Yacoub Tahsin och Else-Marie Wingqvist
Publicerad: oktober 2017

Islossning i Torneälven

2012-08-14 02:00
Islossningen i Torneälven startar vid Haparanda-Tornio och sker sedan 2-5 dagar senare i Övertorneå- Pello. Därefter lossar isen vartefter uppströms. I Haparanda skedde islossningen i medeltal 3 maj och i Torneträsk 1 juni under perioden 2000-2009. I Torneträsk liksom för Haparanda sker islossningen ca 11 dagar tidigare idag jämfört med för 100 år sedan. Torneälven är känd för sina dramatiska islossningar på våren, som ibland leder till översvämningsproblem, huvudsakligen orsakade av isproppar. Efter de svåra islossningarna 1984-86 startade ett finsk-svenskt samarbetsprojekt kring isproblemen i Torneälven. Projektet slutredovisades 1989 och är refererad i denna rapport kompletterad med händelser de senaste 20 åren. Projektet förordade en rad olika åtgärder för att minska problemen med skador vid översvämningar i form av prognoser och varningar, tekniska åtgärder och riskzon-kartering. Få av de tekniska åtgärderna har realiserats. Flödes-prognoser och -varningar för Torneälven ingår idag i den reguljära verksamheten för SMHI och SYKE (Statens miljöförvaltning i Finland). Varje år görs också islossningsprognoser för Haparanda-Tornio. Inom Interreg IVA-projektet ”Detaljerad översvämningskartering i nedre delen av Torneälven”, 2009-2012, har ett av huvudmålen varit att producera översvämningskartor till stöd för lokal planering och lokala beslut men också som hjälp vid akuta översvämningsrisker. Kartorna ska användas för den riskzonkartering som utförs av MSB (Myndigheten för samhällsskydd och beredskap) inom EU:s över-svämningsdirektiv. Inom Interreg-projektet har SYKE utvecklat en modell för isuppbyggnad och islossning. SYKE testar nu ett sanno-likhetssystem för islossning och isproppar på några platser i älven. I Torneälven finns flera potentiella ställen för isproppar och de upp-träder i varierande grad på många olika ställen olika år. Ett särskilt problem är isproppar vid mynningen som kan drabba det område i regionen där flest skyddsvärda objekt finns, nämligen huvudorterna Haparanda och Tornio. För området finns planer på att muddra en farled vid mynningen och med isbrytare öppna den varje vår innan islossningen, för att förhindra isproppar vid mynningen. Projektet saknar dock tillräcklig finansiering i dagsläget. Att övervaka islossningsförloppet med hjälp av satellitbilder skulle kunna vara en framtida utvecklingsmöjlighet för att skapa ett förvarningssystem. Det förutsätter god tillgång till högupplösta och snabbt tillgängliga satellitbilder, vilket inte är fallet idag. För att vara operativt verksamt behövs även lokala aktörer med kapacitet att snabbt ta emot information och agera. Det finns projekt (ex. i Kanada) där övervakningssystem med satellitbilder testas, men inget operativt verksamt system tycks ännu finnas i världen. Den viktigaste åtgärden för att undvika stora problem vid översvämningar är att inte ha skyddsvärda objekt på översvämnings-hotade områden. Enkelt att förstå men ändå svårt att åstadkomma.
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 118
Författare: Gunn Persson
Publicerad: 16 augusti 2012

Hydrologiska aspekter på åtgärder mot vattenbrist och torka inom avrinningsom...

2019-12-06 10:03
Vattenbrist och torka har varit i fokus i Sverige under senare åren. 2016-2018 var särskilt torra i södra Sverige. Syftet med denna rapport är främst att jämföra de senaste åren med tidigare förhållanden och att anlysera effekten av olika åtgärder mot vattenbrist och torka. Hydrologiska mätserier analyserades, ända sedan 1807 fram till och med 2018. Tonvikten är på perioden från och med 1900, eftersom få stationer var igång innan dess. Vattenföringen minskar inte generellt i Sverige. Lågflödena har ökat i norra Sverige, troligen beroende på milda vintrar på senare år. I sydöstra Sverige har lågflödena i stället minskat, eventuellt delvis på grund av regleringar. 2016-2018 var mycket torra i sydost. Vilket år som har varit torrast beror på var i landet man avser och vad man menar med torrt. Lågflöden analyserades både med statistiska metoder och med den hydrologiska modellen S-HYPE. Osäkerheten i uppskattningar av lågflöden är stor i båda metodvalen. Några sätt att förbättra metodiken föreslås i rapporten. Effekten av olika scenarier beräknades både med en statistisk metod och med S-HYPE. Den faktor som har störst effekt för att höja lågflödena är att man sparar vatten i sjöar, särskilt om man reglerar dem så att vatten sparas till sommaren. De flesta av de simulerade förändringarna i landskapet gav mindre effekt. Sammanfattningsvis är det framförallt vädret och klimatet som avgör vattenflödet. Att det var så torrt åren 2016-2018 beror främst på att det regnade så lite. Effekterna av torrperioder kan mildras genom att man sparar vatten i till exempel sjöar eller dammar.
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 122
Författare: Göran Lindström
Publicerad: december 2019

Modellstudie för att undersöka åtgärder som påverkar lågflöden – Delrapport 2...

2019-10-02 10:41
2018 fick SMHI i uppdrag via myndighetens regleringsbrev att genomföra en studie av åtgärder för att motverka vattenbrist i ytvattentäkter. Arbetet är pågående och har genomförts i flera steg. Detta är den andra delrapporten  som tagits fram i arbetet hittills. Här presenteras resultaten från en förstudie som genomförts med syfte att utvärdera olika åtgärders effekt på lågvattenföring och på så sätt utvärdera dess förmåga att förebygga vattenbrist i ytvattentäkter. Syftet var att lägga grunden för uppbyggnaden av ett interaktivt verktyg där kommuner eller verksamhetsutövare själva ska kunna bedöma vattentillgången vid specifika platser och tidpunkter utifrån uppgifter om olika vattenuttag och regleringar inom avrinningsområdet. Störst påverkan på vattentillgången har vädret. Det finns dock åtgärder som kan minska risken för vattenbrist i ytvattentäkter. Åtgärderna är främst för förebyggande arbete, men vissa kan även vara aktuella under en bristsituation. Den effektivaste åtgärden för att utnyttja ett områdes vatten är att använda sjöar som reglermagasin för att säkra vattentillgången i vattentäkten, men det förutsätter att det finns sjöar att reglera. I södra Sverige finns oftast en god tillgång på vatten vintertid medan bristsituationer förekommer under sommaren  och början av hösten. Med regleringar kan en del av vattnet från perioder med hög tillgång på vatten samlas i sjöar och tappas av under perioder med låg vattentillgång. Vattenregleringar är vanliga idag, främst för vattenkraftändamål, men förekommer även för dricksvattenförsörjning. SMHI ser att detta är en aspekt som borde tas hänsyn till i områden som riskerar vattenbrist, nu när vattendomar omprövas i stor skala. Att utföra åtgärder på diken och andra vattendrag kan ha en lokal effekt, men ger inte tillräckligt stor effekt för att påverka vattenflödena i större skala. Att anlägga våtmarker har också främst en lokal effekt, eftersom det krävs så stora arealer våtmark för att ge effekt på vattentillgången i ytvattentäkter I områden med stora vattenuttag påverkas lågflödet om dessa ändras. Eftersom kunskap ofta saknas om vattenuttagens storlek är det svårt att veta hur stor denna effekt blir. Det är också svårt att ta fram föreskrifter som gör att begränsningarna kan genomföras i praktiken. Åtgärder som att införa bevattningsdammar kan ha stor potential förutsatt att de fylls på under tid av högflöden och töms under lågflöden. Effekten blir då att vattenuttag från det naturliga vattendraget minskar under lågflödesperioder. Det pågående arbetet med att motverka vattenbrist i ytvattentäkter fokuserar på att utveckla en metodik för hållbar vattenresursförvaltning. Det är tydligt att det behövs gemensamt arbete över alla sektorer med vattenresursplanering i ett avrinningsområde. Det verktyg som nu utvecklas bidrar till att vattenresursplaneringen underlättas och att vattenresurserna kan förvaltas på ett långsiktigt hållbart sätt.
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 121
Författare: Katarina Stensen, Bettina Matti, Kristina Rasmusson, Niclas Hjerdt
Publicerad: oktober 2019

Improvement HBV model Rhine in FEWS. Final report.

2016-02-18 10:31
Between 1997 and 2004, the German Federal Institute of Hydrology (BfG), in cooperation with the Dutch Rijkswaterstaat Waterdienst, set up and calibrated the HBV rainfall-runoff model for the river Rhine. The model performed well for its original purpose, but less well when it was incorporated in the forecasting system FEWS in 2005. The main reason for the deteriorating performance was that the precipitation, temperature and evaporation data available for real-time applications differed from the ones used for the calibration. Another problem was that the accuracy in the low flow simulations was considered inadequate for navigation forecasts. It was thus decided that the HBV model set-up for Rhine should be updated and expanded in its functionalities primarily for use in operational forecasting. The tasks given to SMHI were: · To evaluate the evaporation calculations in HBV and recommend the best one to be used in the forecasting application. · To recalibrate the model using operationally available input data and with the aim to adequately model the whole range of flows. · To activate the HBV routine for updating model state variables before a forecast (PT updating) A new precipitation and temperature data set was provided for the calibration. This data set is consistent with the data to be used in the forecasting application, but improved as compared to the first data set used in the FEWS-DE system. To improve low flow simulations, a new model option, the contributing area approach, was used. The model was recalibrated using an automatic routine. Some minor manual parameter adjustments were made in a few sub-catchments, mainly to correct for anthropogenic influences and backwater effects on discharge measurements. The calibration was done locally for some 95 sub catchments, and verified both locally and for the total river flow. The overall model performance after recalibration with the new input data was at least as good as for the original calibration. Low flow recession and variations were reproduced to a greater degree. An evaluation with the old parameters and the new input data showed that the new data set in itself was not enough for satisfactory model performance. The recalibration was necessary. PT updating was shown to improve the forecast accuracy both for low/intermediate flows and for high flows. The effect diminishes with forecast lead time, but still remains at least up to the fifth day.
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 112
Författare: Gitte Berglöv, Jonas German, Hanna Gustavsson, Ulrika Harbman and Barbro Johansson
Publicerad: 2016

Uppehållstider i ytvatten i relation till vattenkvalitet NET, ett generellt u...

2018-02-23 08:41
NET är ett verktyg för uppskattning av vattenburen transport av olika ämnen i punkter där det saknas mätningar. Verktyget togs ursprungligen fram inom forskningsprogrammet ”Climate change and the Environmental Objectives” (CLEO, Munthe et al., 2014 och 2016). Tanken är att NET ska vara generellt, och kunna användas för simulering av olika ämnen, men endast beräkna medelvärden över tiden av mängder och koncentrationer. Ofta är det mängder som är slutmålet för en beräkning, varför det i vissa situationer kan finnas mycket att vinna på att använda en enkel och snabb beräkningsmodell. Inom CLEO simulerades flöden av totalkväve, total-fosfor och totalt organiskt kol.
 
Typ: Rapport
Rapportserie: Hydrologi 119
Författare: Göran Lindström, Alena Bartosova, Niclas Hjerdt och Johan Strömqvist
Publicerad: februari 2018