Har (förändringar i) klimat eller markanvändning störst betydelse för ändringen i höga flöden?

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Har (förändringar i) klimat eller markanvändning störst betydelse för ändringen i höga flöden?"

Karin Pålsson
för 8 år sedan
Visningar:

1 Har (förändringar i) klimat eller markanvändning störst betydelse för ändringen i höga flöden? Anna Åkesson, KTH med bidrag från Anders Wörman, Joakim Riml och Jan Seibert

2 Bakgrund, mitt doktorandprojekt Finansiär: Syfte: bättre högflödesprognoser Generell metodologi: ökad förståelse för de fysikaliska processerna i vattendragsnätverket Förändringar över tid i flöden kan bero på förändringar i: - Klimat - Landskap (avrinningsområdet) - Vattendragsnätverket

fysikaliska processerna i vattendragsnätverket Förändringar över tid i

3 Förändring i nätverksegenskaper över tid Restaurering Sjösänkningar 1810-tal Vattenkraft Utökad dränering 1950-tal

4 Flödesförändring över tid 79 utvalda avrinningsområden Historiska flödesserier (SMHI). Kriterier: Oreglerade/måttligt reglerade. Serier 55 år (median 83 år). Totalt 131,000 km 2, 1/3 av Sveriges yta.

5 Kombinerande av statistisk analys (power spektrum) och numerisk-fysikalisk analys (distribuerad routing) Törnestorp, 153 km 2, Västgötaslätten Tre olika kartor Översikts Terräng Historisk 2010-tal 2010-tal 1880-tal Routing-modell Distributerad 1D, stationär. Rinntidsfördelningar för tre kartor och många olika scenarier. Scenarier omfattar: breddning borttagande av trösklar Invallning uträtning

2010-tal 2010-tal 1880-tal Routing-modell Distributerad 1D, stationär.

6 Tidsserier och powerspektra Powerspektrat (S) definieras som tidsseriens Fouriertransform multiplicerad med dess komplexa konjugat. Olika fysikaliska processer är betydelsefulla i olika tidsskalor. Uppdelning av variabilitet på specifika perioder/frekvenser. 25 Time series Fourier power spectrum P [mm] Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Time Spektrat kan anpassas till: exponenten b = spektrats lutning. 5 0 Q [m 3 /s] Power spectrum [m 6 ] Precipitation Discharge Period [days]

25 Time series 10 10 4 Fourier power spectrum P [mm] 20 15 10 5 0 Nov Dec Jan Feb Mar Apr May Time Spektrat kan anpassas till:

7 Ökande toppflöden i de flesta områden 58 av 79 områden visar statistiskt signifikanta* ökningar Komplexa system många processer! Om regnets förändring exkluderas? förändringarna inom avrinningsområdet kan ha mycket stor inverkan på flödesresponsen. * at the 95% confidence level

8 Vilka mekanismer i nätverket kan orsaka förbrantning av flödesspektrat? Översikts Terräng Häradsekonomiska 2010-tal 2010-tal 1880-tal Sedan 1880-talet: <X> <S b > <u> <y> Förbrantning av spektrat leder till ökade toppflöden under snabba avrinningsförlopp. Konsekvenserna kan alltså bli större vid snabba flödesökningar nu än tidigare i dessa områden.

b > <u> <y> Förbrantning av spektrat leder till ökade toppflöden under snabba

9 Modellerade och observerade hydrografer och flödesspektra Modellerade och observerade hydrografer Flödesspektra för mod./obs. serier Discharge [m 3 /s] Observation Modelled physical Modelled HBV Dishcharge power spectrum [m 6 ] S Qobs S QHBV S Qphysical Jun1987 Sep1987 Dec1987 Apr1988 Jul1988 Oct1988 Time Period [d] Liknande prestanda vid utvärdering med Nash-Sutcliffe-värden, NSE fysikalisk =0.53 and NSE HBV =0.54. Flödesspektra visar att den fysikaliska beskrivningen är bättre än konventionella modeller för korta perioder

001 S Qobs S QHBV S Qphysical Jun1987 Sep1987 Dec1987 Apr1988 Jul1988 Oct1988 Time 0.

10 SLUTSATSER Spektralanalys påvisade förbrantning av flödesspektra i de flesta undersökta områdena. Resultaten är snarlika även vid kompensation för eventuella förändringar i nederbörd. Hydromekanisk analys visade att dikesarbeten kan förklara de förändringar som observerats statistiskt. En fysikalisk förklaring är att vattnet strömmar allt snabbare vid ökande vattenstånd. Detta bör inkluderas i framtida prognosmodeller för höga flöden.

Hydromekanisk analys visade att dikesarbeten kan förklara de förändringar som observerats statistiskt.

11 Har (förändringar i) klimat eller mark-användning störst betydelse för ändringen i höga flöden? Vår studie visar att förändringar i landskapet har påverkat flödesstatistikan mer än förändringar i nederbörd. Mänsklig påverkan på vattendragsnätverk snabbare flödeshastigheter (ofta) Förbrantning av spektrat leder till ökade toppflöden under snabba avrinningsförlopp. Konsekvenserna vid högflöden (snabba flödesökningar ) kan alltså bli allvarligare nu än tidigare i dessa områden. Detta bör inkluderas i framtida prognosmodeller för höga flöden.

Mänsklig påverkan på vattendragsnätverk snabbare flödeshastigheter (ofta) Förbrantning av spektrat leder till ökade toppflöden under

12 Tack! Frågor?

Relevanta dokument

Preliminär elmarknadsstatistik per månad för Sverige 2014

Preliminär elmarknadsstatistik per månad för Sverige 2014 jan feb mar apr maj jun GWh GWh GWh GWh GWh GWh 6 859,6 6 342,1 6 814,5 5 965,4 5 706,5 5 382,4 1 213,7 872,3 1 200,3 902,0 681,7 611,8 6 374,9 5 876,2 6 247,9 4 875,8 3 487,7 3 395,2 529,2 496,2 557,8