Vattenstatus - läckage från land till söt- och saltvattenmiljöer

Övergödning är idag ett av de största problemen för våra salt- och sötvattenmiljöer. Övergödningen orsakas av förhöjda utsläpp av näringsämnen, främst fosfor och kväve, från olika källor som till exempel reningsverk och enskilda avlopp men även läckage från jordbruksmark.

Miljön i sjöar, vattendrag och i havet runt våra kuster påverkas mycket av vad som sker på land, inte bara i Sverige utan också i andra länder. Ett stort miljöproblem, särskilt i Östersjön, är övergödning. 
 

Övergödningen orsakas främst av förhöjda utsläpp av näringsämnen,
främst fosfor och kväve, från olika källor som t ex reningsverk och enskilda avlopp. Läckage från jordbruksmark är en annan viktig bidragande faktor. Även mängden vatten som rinner ut i havet via våra vattendrag har betydelse, bland annat genom att påverka strömmar och salthalten i havet.

Inom SMHIs hydrologiska forskning tar vi fram beräkningsmetoder och verktyg för att kvantifiera och kartera vatten- och näringsflöden samt källor, sänkor och transportvägar för näringsämnen från land till hav.
 

Modellering för bättre kunskap och beslut

Att införa åtgärder för bättre vattenkvalitet innebär stora ekonomiska investeringar och det lönar sig därför att ta fram väl genomarbetade beslutsunderlag. En del i sådana underlag är analys av förbättringspotentialen och beräknad effekt på vattenstatus av olika förändringar i landskap, markanvändning eller utsläppskällor.

Bland annat har den på SMHI utvecklade hydrologiska modellen, kallad HYPE-modellen,  använts för att beräkna ett antal viktiga vattenkvalitetsvariabler för över 37 000 områden i Sverige, (S-HYPE). Informationen som modellen producerar används bland annat inom den svenska vattenförvaltningen som stöd vid implementeringen av EUs ramdirektiv för Vatten (Vattendirektivet).

Enligt ramdirektivet ska det finnas åtgärdsplaner för hur alla vattenförekomster i Europa ska uppnå god ekologisk status (alternativt inte försämras). Modellresultat finns tillgängliga för allmänheten på SMHI Vattenwebb.

SMHI utvecklar också verktyg för analys och åtgärdsplanering med avseende på  vattenkvalitet, se figur 1. Dessa verktyg finns att tillgå via SMHI Vattenwebb, se länk ovan.

Analysverktyg Vattenwebben
Figur 1. Exempel på analysverktyg som finns att tillgå via SMHI Vattenwebb.
Förstora Bild

Östersjön i ett framtida klimat

Övergödande ämnen transporteras via vattendrag till havet från samtliga länder runt Östersjön. Hur mycket olika samhällssektorer bidrar till utsläppen av kväve och fosfor skiljer sig åt mellan länderna.

För att få en sammanhängande bild av de olika utsläppskällorna och för att kunna kvantifiera flödet av vatten och näringsämnen till Östersjön har SMHI tagit fram en modell för hela Östersjöns avrinningsområde (Balt-HYPE). Modellen kan också användas till att titta på hur transporten till havet påverkas i ett framtida klimat.

hav horisont

Referenser

Meier, M.H.E., Andersson, H.C., Arheimer, B., Donnelly, C., Eilola, K.,  Gustafsson, B.G.,  Kotwicki, L., Neset, T., Niiranen, S., Piwowarczyk, J., Savchuk, O.P., Schenk, F.,   Węsławski, J.M., and Zorita, E. 2014. Ensemble Modeling of the Baltic Sea Ecosystem to Provide Scenarios for Management. AMBIO 43(1): 37-48. Doi: 10.1007/s13280-013-0475-6


Meier, M. H. E., Andersson, H. C., Arheimer, B., Blenckner, T., Chubarenko, B., Donnelly, C., Eilola, K., Gustafsson, B. G., Hansson, A., Havenhand, J., Höglund, A., Kuznetsov, I., MacKenzie, B. R., Müller-Karulis, B., Neumann, T., Niiranen, S., Piwowarczyk, J., Raudsepp, U., Reckermann, M., Ruoho-Airola, T., Savchuk, O. P., Schenk, F., Schimanke, S., Väli, G., Weslawski, J.-M., and Zorita, E. 2012. Comparing reconstructed past variations and future projections of the Baltic Sea ecosystem — first results from multi-model ensemble simulations. Environ. Res. Lett. 7 034005 doi:10.1088/1748-9326/7/3/034005


Arheimer, B., Dahné J., and Donnelly, C. 2012. Climate change impact on riverine nutrient load and land-based remedial measures of the Baltic Sea Action Plan. Ambio 41 (6):600-612.


Arheimer, B., Dahné, J., Donnelly, C., Lindström, G., Strömqvist, J. 2012.  Water and nutrient simulations using the HYPE model for Sweden vs. the Baltic Sea basin – influence of input-data quality and scale. Hydrology research 43(4):315-329.


Strömqvist, J., Arheimer, B., Dahné, J., Donnelly, C. and Lindström, G. 2012. Water and nutrient predictions in ungauged basins – Set-up and evaluation of a model at the national scale. Hydrological Sciences Journal 57(2):229-247.


Reckermann M., Langner, J., Omstedt,A., von Storch, H., Keevallik, S., Schneider, B., Arheimer, B., Meier, H.E.M. and Hünicke, B. 2011. BALTEX—an interdisciplinary research network for the Baltic Sea region. Environ. Res. Lett. 6(4): doi:10.1088/1748-9326/6/4/045205


Alkan Olsson, J., Jonsson, A., Andersson, L., and Arheimer, B. 2011. A model supported participatory process: a socio-legal analysis of a bottom up implementation of the EU Water Framework Directive. International J. of Agricultural Sustainability 9(2), 379-389.


Lindström, G., Pers, C.P., Rosberg, R., Strömqvist, J., Arheimer, B. 2010. Development and test of the HYPE (Hydrological Predictions for the Environment) model – A water quality model for different spatial scales. Hydrology Research 41.3-4:295-319.


Andersson, L., Alkan-Olsson, J. Arheimer, B. and Johnsson, A. 2008.  Use of participatory scenario modelling as platforms in stakeholder dialogues. HELP special edition. Water SA 34(4):439-447.


Arheimer, B., Andersson, L., Alkan-Olsson, J. and Jonsson, A. 2007. Using catchment models for establishment of measure plans according to the WFD. Water Science and Technology 56(1):21-28.


Jonsson, A., Andersson, L., Alkan-Olsson¸ J., Arheimer, B. 2007. How participatory can participatory modeling be? A discussion of the degree of influence of stakeholder and expert perspectives in six dimensions of participatory modeling. Water Science and Technology 56(1):207-214.


Verthoeven, J.T.A., Arheimer, B., Yin, C., Hefting, M.M. 2006. Regional and global concerns over wetlands and water quality. Trends in Ecology and Evolution 21(2):96-103.


Jöborn, A., Danielsson, I., Arheimer, B., Jonsson, A., Larsson, M.H., Lundqvist, L.J., Löwgren, M. and Tonderski, K. 2005. Integrated water management for eutrophication control: public participation, pricing policy, and catchment modelling. Ambio 34(7):482-488.


Andersson, L. Rosberg, J., Pers, B.C., Olsson, J. and Arheimer, B. 2005. Estimating catchment nutrient flow with the HBV-NP model: sensitivity to input data. Ambio 34(7)521-532.


Arheimer, B., Andréasson, J., Fogelberg, S., Johnsson, H., Pers, C.B. and Persson, K. 2005. Climate change impact on water quality: model results from southern Sweden. Ambio 34(7):559-566.


Arheimer, B., Löwgren, M., Pers, B.C. and Rosberg, J. 2005. Integrated catchment modeling for nutrient reduction: scenarios showing impacts, potential and cost of measures. Ambio 34(7):513-520.


Lindström, G., Rosberg, J. and Arheimer, B. 2005. Parameter Precision in the HBV-NP Model and Impacts on Nitrogen Scenario Simulations in the Rönneä River, Southern Sweden. Ambio 34(7): 533-537.


Tonderski, K., Arheimer, B. and Pers, B.C. 2005. Measured and modeled effect of constructed wetlands on phosphorus transport in South Sweden. Ambio 34(7): 544-551.


Venohr, M., Donohue, I., Fogelberg, S., Arheimer, B., Irvine, K. and Behrendt, H. 2005. Nitrogen retention in a river system and the effects of river morphology and lakes. Water Science and Technology, 51(3-4):19-29.


Arheimer,B., Andersson , L., Larsson , M., Lindström , G., Olsson , J., Pers B.C., 2004. Modelling diffuse nutrient flow in eutrophication control scenarios. Water Science and Technology 49(3):37-45.


Arheimer, B., Torstensson, G. and Wittgren, H.B., 2004. Landscape planning to reduce coastal eutrophication: Constructed Wetlands and Agricultural Practices. Landscape and Urban Planning 67(1-4):205-215.


Andersson, L. and Arheimer, B., 2003. Modelling of human and climatic impact on nitrogen load in a Swedish river 1885-1994. Hydrobiologia 497(1-3):63-77.


Arheimer, B., 2003. Handling scales when estimating Swedish nitrogen contribution from various sources to the Baltic Sea. Landschap 20(2):81-90.
Arheimer, B. and Wittgren, H.B., 2002. Modelling Nitrogen Retention in Potential Wetlands at the Catchment Scale. Ecological Engineering 19(1):63-80.


Andersson, L. and Arheimer, B., 2001. Consequences of changed wetness on riverine nitrogen – human impact on retention vs. natural climatic variability. Regional Environmental Change 2:93-105.


Pettersson, A., Arheimer, B. and Johansson, B., 2001. Nitrogen concentrations simulated with HBV-N: new response function and calibration strategy. Nordic Hydrology 32(3):227-248.


Arheimer, B. and Brandt, M., 2000. Watershed modelling of non-point nitrogen pollution from arable land to the Swedish coast in 1985 and 1994. Ecological Engineering 14:389-404.


Arheimer, B. and Lidén, R., 2000. Nitrogen and phosphorus concentrations from agricultural catchments - influence of spatial and temporal variables. Journal of Hydrology 227:140-159.


Marmefelt, E., Arheimer, B. and Langner, J., 1998. An integrated biogeochemical model system for the Baltic Sea. Hydrobiologia 393:45-56.
Arheimer, B. and Brandt, M., 1998. Modelling nitrogen transport and retention in the catchments of southern Sweden. Ambio 27(6):471-480.


Arheimer, B., Andersson, L. and Lepistö, A., 1996. Variations of nitrogen concentrations in forest streams - influences of flow, seasonality and catchment characteristics. Journal of Hydrology 179:281-304.


Wittgren, H. B. and Arheimer, B., 1996. Source apportionment of riverine nitrogen transport based on catchment modelling. Water Science and Technology 33(4-5):109-115.


Lepistö, A., Andersson, L., Arheimer, B. and Sundblad, K., 1995. Influence of catchment characteristics, forestry activities and deposition on nitrogen export from small forested catchments. Water, Air and Soil Pollution 84:81-102.


Arheimer, B. and Wittgren, H. B., 1994. Modelling the effects of wetlands on regional nitrogen transport. Ambio 23(6):378-386.