Embed Size (px)
Citation preview
Hydrologi-utbildning för LänsstyrelsenMänsklig påverkan
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
Foto: Therese Zetterberg
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.
Dikning - Sjösänkning
Kort förenklad historik
-> 1800-tal: energibrist > markbristlokal vattenkraft, uppdämda vatten, sjöar användes för sina naturtillgångar
1800-tal: befolkningsökning, ångturbinermer odlingsmark! –> sänkningsföretag
Kvismaren, Örebro län, sänkt 1877
Kort förenklad konsekvens
minskad sjöprocent -> snabbare förlopp
snabbare igenväxning
organogena jordarter -> sättningar -> ny dikning
Dikning - Skogsdikning
Kort förenklad historik
1800-tal: mer skogsmark av sumpmark, 1920-40: nödhjälpsarbete, bidrag1950: dynamit och traktorer!
Kort förenklad konsekvens
torv sjunker ihop -> minskad porvolym
I början…dränering av mättad zon
Därefter…Ingen skog: + grundvattenflöde, -avdunstningSkog: - avrinning, +avdunstning
Dikning - Täckdikning
Kort förenklad historik
1800-tal: rationellt jordbruk förespråkasGeorge Stephens: ”Avdikning är i sanning modern till all annan förbättring av jorden”
Positiva effekter för jordbruketminskad syrgasbrist i rotzonentidigare vårbruk->mindre ogrässnabbare torkad mark-> mindre markpackningenklare 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
Gargån, biflöde till Vindelälven
Tjartsebäcken, biflöde till Piteälven
Före restaurering Efter restaurering
Före
Efter
0.1 1 10Vattenflöde (m3/s)
0.1
1
10
Med
elha
stig
het (
m/s
)
Före restaureringEfter restaurering
Kanalisering och rensning ökarvattenhastigheten och minskarvattenvolymen lokalt i vattendrag.
Storskaliga effekter av kanalisering är svåra att studera och generalisera.
Vattenkraft
naturligtillrinning spillvatten reglerad
vattenföring
• 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 magasinerasExempel: Lule älv och Göta älv 72%
Skellefteälven 62%Ångermanälven 43%Indalsälven 40%Ljungan 29%
Vattenkraft begrepp
Exempel: Luleälven 1900-2000
1900 1910 1920 1930 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000
m3/s
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
m3/s
Luleälven, Boden
1993J F M A M J J A S O N D
1994J F M A M J J A S O N D
0
400
800
1200
1600
2000
2400
2800
3200
3600 m3/s
1995J F M A M J J A S O N D
Uppmätt reglerat flödeNaturligt rekonstruerat flöde
Men vattenkraften dämpar inte alla flöden…
SOLLEFTEÅMaxflöde åren 1909-1998
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
1909
1914
1919
1924
1929
1934
1939
1944
1949
1954
1959
1964
1969
1974
1979
1984
1989
1994
m3/s
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
3500
4000
m3/s
Qmax Qmax "naturligt"
Vattenföringen reglerades 1939
Vattenståndet i Vänern
Vattenföring i Göta älv
• 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
Hydrologi i städer
Regnen sommaren 2010 orsakade många över-svämningar, 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 viktiginfrastruktur.
• Sjukhus bara minuter från påbörjad evakuering.
• Akuthjälp hotad.
© Sweco och Göteborgs stad
Ett Köpenhamnsregn i Göteborg…
Framtagen på EU-nivå.
WEI+ = (vattenuttag-återfört vatten)/tillgängligt v atten
Problem att räkna ut för Sverige eftersom vattenuttagsdata är på så grov skala
Indikator på vattenbrist, WEI+
Vattenuttag Källa:SCB
Källa:SCB
Vattenanvändning
3151,81832,86627,7465,5
392,18
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
