Mänsklig påverkan Hydrologi-utbildning för Länsstyrelsen
Faktorer som påverkar hydrologi och hydraulik Dikning och sjösänkning Kanalisering och rätning Dämning, reglering och överledning Tätortshydrologi Vattenuttag Faktorer som påverkar vattenkvalitet Alla faktorer som nämnts ovan Punktutsläpp Diffusa utsläpp
Dikning Flera syften men samma orsak: att leda bort oönskat vatten Sjösänkning Skogsdikning Täckdikning Gemensam hydrologisk effekt: Den mättade zonen minskar i storlek, och den omättade zonen ökar. Effekter på högflöden svåra att generalisera, men lågflöden tenderar bli lägre av dikning. Foto: Therese Zetterberg
Dikning - Sjösänkning Kort förenklad historik -> 1800-tal: energibrist > markbrist lokal vattenkraft, uppdämda vatten, sjöar användes för sina naturtillgångar 1800-tal: befolkningsökning, ångturbiner mer odlingsmark! > sänkningsföretag Kort förenklad konsekvens minskad sjöprocent -> snabbare förlopp snabbare igenväxning organogena jordarter -> sättningar -> ny dikning Kvismaren, Örebro län, sänkt 1877
Dikning - Skogsdikning Kort förenklad historik 1800-tal: mer skogsmark av sumpmark, 1920-40: nödhjälpsarbete, bidrag 1950: dynamit och traktorer! Kort förenklad konsekvens torv sjunker ihop -> minskad porvolym I början dränering av mättad zon Därefter Ingen skog: + grundvattenflöde, -avdunstning Skog: - avrinning, +avdunstning
Dikning - Täckdikning Kort förenklad historik 1800-tal: rationellt jordbruk förespråkas George Stephens: Avdikning är i sanning modern till all annan förbättring av jorden Positiva effekter för jordbruket minskad syrgasbrist i rotzonen tidigare vårbruk->mindre ogräs snabbare torkad mark-> mindre markpackning enklare att bruka än med öppna diken Kort förenklad konsekvens Ökad infiltrationsförmåga -> minskad erosion Ökad transpiration -> minskad årsavrinning Intensivare avrinning -> höga, korta vårfloder
Kanalisering och rensning
Tjartsebäcken, biflöde till Piteälven Gargån, biflöde till Vindelälven
Före restaurering Efter restaurering
Före Efter
10 Kanalisering och rensning ökar vattenhastigheten och minskar vattenvolymen lokalt i vattendrag. Storskaliga effekter av kanalisering är svåra att studera och generalisera. Medelhastighet (m/s) 1 Före restaurering Efter restaurering 0.1 0.1 1 10 Vattenflöde (m3/s)
Vattenkraft
naturlig tillrinning spillvatten reglerad vattenföring
Vattenkraft begrepp Effekten: produkt av fallhöjd och Q och verkningsgrad Regleringsmagasinet är vattnet bakom dammen Utskovet är säkerhetsventilen. Släppa (spilla) vatten förbi turbinerna i kraftverket Produktionstappning: Vattenföringen genom turbinerna Utbyggnadsvattenföring: Det som kan användas till produktion Dämningsgräns Sänkningsgräns= Regleringsamplitud Dgr och Sgr varierar ofta under året Regleringsgrad: så stor del av årsvattenföringen som kan magasineras Exempel: Lule älv och Göta älv 72% Skellefteälven 62% Ångermanälven 43% Indalsälven 40% Ljungan 29%
Exempel: Luleälven 1900-2000 3000 m 3 /s 2500 2000 1500 m 3 /s 1000 500 0 1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
Luleälven, Boden 3600 m 3 /s 3200 2800 Uppmätt reglerat flöde Naturligt rekonstruerat flöde 2400 2000 1600 1200 800 400 0 J F M A M J J A S O N D 1993 J F M A M J J A S O N D 1994 J F M A M J J A S O N D 1995
Men vattenkraften dämpar inte alla flöden 4000 m3/s SOLLEFTEÅ Maxflöde åren 1909-1998 m3/s 4000 3500 Vattenföringen reglerades 1939 3500 3000 3000 2500 2500 2000 2000 1500 1500 1000 1000 500 500 0 0 1909 1914 1919 1924 1929 1934 1939 1944 1949 1954 1959 1964 1969 1974 1979 1984 1989 1994 Qmax Qmax "naturligt"
Vattenståndet i Vänern
Vattenföring i Göta älv
Hydrologi i städer Mycket hårdgjorda ytor ger snabb avrinning vid skyfall. Liten avdunstning ger stor andel avrinning. Dagvattensystemen ofta dimensionerade att klara ett 10-årsregn (ca 20-40 mm/timme). Kortvariga översvämningar. Exempel på åtgärder: Fördröjningsmagasin Låta en del områden få svämma över Dimensionera ledningar
Regnen sommaren 2010 orsakade många översvämningar, främst i städer och dagvattensystem 11 juni Jönköpingstrakten (42 mm Jönköping/Flahult) 18 juni Åre (68 mm Höglekardalen) 17 juli Östra Götaland (17 juli: 65 mm Klinte, Gotland, 41 mm Ronneby) 24 juli Gotland (90 mm Austers, Gotland) 29 juli Stockholm, Södermanland (65 mm Tullinge, 75 mm Kilsbergen, fler över 60 mm) 30 juli Göteborg (60 mm i Göteborg) 4 augusti Umeå (52 mm Järnäsklubb, söder om Umeå) 7 augusti Göteborg (0 mm Göteborg, dvs fångades ej) 9 augusti Uppsala, Enköping (75 mm Vattholma) 13 augusti Kungsbacka (37 mm Göteborg) 14 augusti Värmland (102 mm Lekvattnet nära Torsby) 15 augusti Malmö (65 mm Malmö) 17 augusti Trelleborg (49 mm Falsterbo) 28 augusti Åmål (48 mm Bengtsfors) m.fl.? Mariefred Kungsbacka Men få höga flöden vid SMHI:s mätstationer!
Köpenhamn 2 juli 2011, 150 mm regn på 2 timmar
Köpenhamnsregnet skador Mer än150 mm regn inom två timmar. Orsakade ungefär skador för en miljard Euro enbart i försäkringsärenden. Skador på viktig infrastruktur. Sjukhus bara minuter från påbörjad evakuering. Akuthjälp hotad.
Sweco och Göteborgs stad Ett Köpenhamnsregn i Göteborg
Indikator på vattenbrist, WEI+ Framtagen på EU-nivå. WEI+ = (vattenuttag-återfört vatten)/tillgängligt vatten Problem att räkna ut för Sverige eftersom vattenuttagsdata är på så grov skala
Vattenuttag Källa:SCB
Vattenanvändning 3151,81 832,86 627,7 465,5 392,18 Källa:SCB
Kväveläckage Bakgrundsbelastning - permanent gräsbevuxen mark Läckage om vi inte producerade livsmedel. Vattnet lösningsmedel nitrat vattenlösligt. Jordbruk markbearbetning, gödsling mm läckaget stiger ca 4-7 gånger. Mer urlakning från sand än från lera (längre uppehållstid) Klimatet (nederbörden och temperaturen) Grödan (hur länge den växer och tar upp näring) Gödslingen (hur och när man gödslar med stall- och handelsgödsel) Jordbearbetningen (när man rör om i jorden frigörs kväve) 29
Fosforförlust Erosion Makroporer, direkt i dräneringsrör Löst genom markprofilen Mest från lerjordar 30