Skip to main content
SLU:s publikationsdatabas (SLUpub)

Rapport2023Öppen tillgång

Högfrekvent data i modellering : användning, utmaningar och nytta vid modellering av flöde- och vattenkemi

Lannergård, Emma; Fölster, Jens; Futter, Martyn

Sammanfattning

Användning av in-situ sensorer för insamling av data med hög frekvens (exempelvis var 15:e min) kan ge bättre förståelse för biogeokemiska och hydrologiska processer i specifika vattendrag. I denna rapport har beskrivits tre olika sätt att med fördjupad analys av sensordata generalisera och skala upp resultaten från mätningarna.

I det första exemplet används vattennivå, som exempelvis kan mätas med sensorer, i modellen PERSiST för att ta fram tidsserier för vattenföring. Genom modellen skapas en ”syntetisk avbördningskurva” utan tidsödande manuella mätningar och kostsamma installationer. Detta kan göras med hög frekvens (exempelvis per timme) då tillgänglig nederbörds- och temperaturdata finns, men alternativet finns även att använda ett dagligt tidssteg. Kvaliteten på nederbörds- och temperaturdata hade stor betydelse för resultatet, men metoden verkar lovande. Hur väl detta fungerar i olika typer av vattendrag och under olika förhållanden behöver undersökas ytterligare.

I det andra exemplet analyseras sensordata tillsammans med vattenföringsdata (C-Q analys) för att skapa en bättre förståelse för processer i vattendragen, exempelvis erosion av suspenderat material. Genom att undersöka dynamiken i turbiditet under episoder med högre vattenföring, kan vi se att de fyra undersökta vattendragen rea-gerar på olika sätt på ökat flöde. När klimatdata läggs till i analysen, exempelvis regn/snö, snösmältning, markfuktighet, kan responsen i vattendragen kopplas till olika processer och säsonger. Resultaten kan användas som stöd för val av åtgärder mot näringsförluster från jordbruksmark och även visa vilka vattendrag som är mest känsliga för ökad förekomst av extrem nederbörd och snabba flödesförändringar till följd av klimatförändringen.

Vidare har högfrekvent data använts i vattenkvalitetsmodellering. Den betydande variationen i högfrekvent kalibreringsdata gjorde det svårare att uppnå hög samstäm-mighet mellan modellerade och observerade värden. Användning av den högfre-kventa datan i modellen gav generellt både högre koncentrationer (mg/l) och belast-ning (kg/dag ) av suspenderat material och totalfosfor (kg/dag) i jämförelse med den lågfrekventa datan. I takt med att kunskapen om användningen av högfrekvent data i modeller ökar kommer det visa sig i vilken mån de kommer kunna användas i förvaltningen.

Vi har här gett några exempel på hur olika typer av fördjupad analys av sensordata kan öka användningen, med potential att ge underlag för vattenförvaltningen så att värdet av datan ökar ytterligare. Arbetet med att skala upp användning av data från in-situ sensorer är dock ännu i ett tidigt skede, och mycket arbete kvarstår innan applikationer kan användas direkt i förvaltningen.

Publicerad i

Rapport / Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för vatten och miljö
2023, nummer: 2023:8Utgivare: Institutionen för vatten och miljö, Sveriges lantbruksuniversitet