13
Grundvatten i ett förändrat klimat Emil Vikberg, SGU [email protected]

Förändrat klimat

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Kurs i grundvatten för kommuner, 10 april 2014

Citation preview

Page 1: Förändrat klimat

Grundvatten i ett förändrat klimat Emil Vikberg, SGU

[email protected]

Presentatör
Presentationsanteckningar
På SGU har frågan om hur grundvattnet kan komma att påverkas i ett förändrat klimat tagit upp i ett antal rapporter. Innan jag går in på resultat från två av de rapporterna som behandlat det här ämnet vill jag berätta lite om några projekt som legat som en viktig grund för dessa projekt.
Page 2: Förändrat klimat

Allmänt om klimatförändringarna

Hur påverkar de Sverige

• Havsnivåhöjning

• Temperatur

• Nederbörd

• Vattentillgången (ytavrinning)

Mer information finns på www.smhi.se

Presentatör
Presentationsanteckningar
Vilka delar är viktiga att tänka på när det gäller vattentillgången och dess påverkan av klimatförändringarna. Ökad temperatur, främst i de norra delarna av sverige. Nederbörd främst i de norra delarna av sverige Vattentillgången minsad tillgång främst i sydöstra delarna av sverige
Page 3: Förändrat klimat

SGU rapporter • SGU har tagit fram främst två rapporter som belyser ämnet:

– Grundvattennivåer och vattenförsörjning i ett förändrat klimat

– Klimatets påverkan på koncentrationer av kemiska ämnen i grundvattnet

främst inriktat mot små magasin d.v.s moränområden

Presentatör
Presentationsanteckningar
SGU har tagit fram främst två rapporter som tar upp grv och CC.
Page 4: Förändrat klimat

Metod grundvattennivåer

• Grundvattennivåerna har modellerats med hjälp av en modifierad HBV-modell (SMHI)

• 14 stationer ur SGUs Grundvattennät

• Kalibrering med värden från PTHBV – databasen (SMHI) samt nivåer ur SGUs Grundvattennät

• Nedskalade klimatscenarier (äldre) som drivdata för framtida nivåer

Presentatör
Presentationsanteckningar
Modifierad typ av HBV-modellen vilket är en konceptuell avrinningsmodell. När den första gången presenterades användes den för simulering av och prognos av vattenflöden i avrinningsområden. Men efter det har den utvecklats vidare: Punkt 1: Sten Bergström & Göran Sandberg, en första utveckling av HBV-modellen för modellering av grundvatten Jacob Johnson, användning av den av bergström & sandberg vidareutvecklade HBV-modellen för att studera om det var möjligt att simulera grundvattennivåers naturliga variationer i ytliga jordlager Punkt 2: Håkan Persson gjorde modellering av slutna akviferer i västra Sverige. En modifierad förenklad modell som är mer anpassad för slutna akviferer Punkt 3: Det SGU finansierade FoU projektet jag nämnde tidigare var den sista rapporten i en serie. I den första rapporten togs en vattenbalansmodell fram för att beräkna grundvattenbildningen i tre markklasser, grov jord, morän och fin jord. I den andra rapporten utvecklades en modell för beräkning av grundvattennivåer utifrån den beräknade grundvattenbildningen från rapport 1. Huvudsyftet var att validera och vidareutveckla grundvattenbildningsmodellen med hjälp av observerade grundvattennivåer. Hur fungerar modellen då? Begränsningar i modellen
Page 5: Förändrat klimat

Metod grundvattenkemi

• Samband mellan grundvattennivåer och halter på olika parametrar

• Koppling mellan nivå- och kemistationer

• Linjär regressionsanalys med grundvattennivå som oberoende variabel och olika kemiska ämnen som beroende variabler

• Beräknad riktningskoefficient samt intercept användes sedan för att beräkna framtida grundvattenkemi för ett antal rör

Presentatör
Presentationsanteckningar
Här användes alltså samma modell som i tidigare projekt. I det här projektet försökte vi Först gjordes en koppling mellan stationer där vi hade nivådata mot stationer där vi har kemidata. Sedan gjordes en linjär regressionsanalys för att få fram den ekvations som beskrev hur kemin förhåller sig till nivån. Framräknade ekvationer, en för varje parameter, användes sedan för att beräkna hur den framtida kemin kan komma att förändras i framtiden.
Page 6: Förändrat klimat

Vad säger resultatet - nivåförändringar?

Grundvattennätet station 72024Perioden 1961-1990

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Grundvattennätet station 72024Perioden 2071-2100

-3.5

-3.0

-2.5

-2.0

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

Presentatör
Presentationsanteckningar
Här är ett exempel på en station som studerats, station 72024 Ronneby. Diagrammet visar den kumulativa fördelningen av grundvattennivåerna, 50 betyder att hälften av periodens nivå ligger över och andra hälften ligger under aktuell nivå. Frekvensen av låga nivåer blir större hos de framtida nivåerna vilket man kan se av att samtliga linjer, utom en, ”trycks ner” i figuren till höger. Varje linje representerar grundvattennivåerna för ett klimatscenario. Spridningen mellan dessa kan sägas ha sin förklaring i osäkerheten i kunskap som idag finns om vad som påverkar vårat klimat.
Page 7: Förändrat klimat

Vad säger resultatet – regimförändringar?

Grundvattennätet station 72024Differens mellan perioderna

-1.5

-1.0

-0.5

0.0

0.5

1.0

1.5

J F M A M J J A S O N D

Grundvattennätet station 72024Perioden 2071-2100

-3.2 -3.0 -2.8 -2.6 -2.4 -2.2 -2.0 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0

J F M A M J J A S O N D

Grundvattennätet station 72024Perioden 1961-1990

-3.2 -3.0 -2.8 -2.6 -2.4 -2.2 -2.0 -1.8 -1.6 -1.4 -1.2 -1.0 -0.8 -0.6 -0.4 -0.2 0.0

J F M A M J J A S O N D

Presentatör
Presentationsanteckningar
De två vänstra bilderna illustrerar årsregimen för samma station som på bilden tidigare. En årsregim visar grundvattennivåns förändring över året. I Blekinge, som denna station representerar, har vi grundvattenbildning i början av året följt av avklingande nivåer ända till sen höst. Som ni ser av bilden kommer de framtida högsta nivåerna på våren att enligt beräkningarna komma tidigare än idag. Istället för mitten av april så inträffar toppen i början av mars. Detta gör att den långa avsänkningsperioden fram till hösten blir längre och grundvattennivåerna därmed kan sjunka mer. Tillgängligt vatten i våra grundvattenmagasin måste därmed räcka under en längre period.
Page 8: Förändrat klimat

Vad säger resultatet – grundvattenkemin?

Presentatör
Presentationsanteckningar
Figuren här visar en procentuell förändring för några ämnen mellan 30-årsperioderna 1991-2020 och 2071-2100. Alkalinitet: Starkt beroende av vittringprocesser, uppehållstiden är därför en viktig faktor och vid låga nivåer består grundvattenpacken av en större andel vatten med lång omsättningstid än vid episoder med höga nivåer. Figuren visar alltså på att man kan förvänta sig längre perioder med lägre grundvattennivåer. Bly: Lagras i markens humus- och anrikningskikt och mobiliseras därför i grundvattnet vid höga nivåer. Med sjunkande nivåer kan man därför förvänta sig en lägra halt. Krom: Uppträder troligen som anjoner i oxiderande förhållanden, vilket medför att de aldrig lagras upp i det ytnära markskiktet Signifikanta resultat för de flesta parametrarna i morän men ett fåtal i sand – grus. Anledningen till att det var få signifikanta parametrar för sand- och grus att de oftast består av en mycket mäktigare omättade zon. Detta medför att den typ av samband där ämnen anrikas till grundvattnet från jordmånen inte existerar här.
Page 9: Förändrat klimat

Flera faktorer som påverkar grundvattnets kemi

• Förändringar i grundvattnets flödesriktningar

• Ändrat utbyte mellan yt- och grundvatten

• Förlängda odlingsperioder ökat användande av bekämpningsmedel

• Längre perioder utan återfyllnad av grundvattenmagasinen

Presentatör
Presentationsanteckningar
Nu har jag pratat om hur grundvattennivåerna kan komma att förändras i framtiden och hur olika kemiska ämnen kan komma att variera därefter i naturliga förhållanden. Men hur de olika ämnena kan komma att ändras beroende på grundvattennivåerna är inte den enda faktorn. Dessutom finns det många andra faktorer som kan påverka hur grundvattnets kemiska sammansättning påverkas: 1) Vad gäller flödesriktningar kan förorenat vatten från avloppsanläggningar komma att förorena vattentäkter, framförallt enskilda brunnar 2) Det ändrade utbytet mellan yt- och grundvatten kan ske då höga ytvattenflöden kan medföra ökat inflöde av ytvatten till grundvattenmagasin. 3) Förlängda odlingsperioder ökar risken för större läckage av bekämpningsmedel och näringsämnen till grundvattnet samt ökade vattentemperaturer som gör att effekten blir större i grundvattnet 4) Då perioderna utan återfyllnad blir längre ökar betydelsen av en god vattenplanering och användning i områden där man idag utnyttjar små grundvattenmagasin. Vattnet i magasinen måste räcka en längre period!
Page 10: Förändrat klimat

Slutsatser • Ökad nederbörd ger ökad grundvattenbildning i större delen av landet. I de större

grundvattenmagasinen, dvs. sand- och grusåsarna, skulle grundvattennivåerna kunna stiga med någon eller några 10-tals cm. I de sydöstra delarna av landet kan däremot grundvattennivåerna sjunka på grund av en minskad grundvattenbildning. I denna region är grundvattenbildningen liten redan idag.

• Högre grundvattennivåer under början på året eftersom nederbörd faller som regn istället för som snö.

• Tidigare snösmältning ger höga nivåer tidigare på våren vilket leder till att avsänkningsperioden fram till höstregnen blir längre. Detta medför att grundvattennivåerna under sommar och tidig höst kan bli lägre.

• Under årets sista månader bedöms nivåerna vara oförändrade i framtiden, trots att nivåerna tidigare under hösten ligger under dagens nivåer. Den nederbörd som idag kommer i form av tidig snö kommer istället i form av regn och kan därför bidra till att grundvattennivåerna stiger.

Presentatör
Presentationsanteckningar
Även temperatur och växters förmåga att ta upp vatten skulle också kunna komma att påverka grundvattennivåerna
Page 11: Förändrat klimat

Vattenförsörjning och klimatförändringar Hur påverkar klimatförändringarna vattenförsörjningen

• Vilka förutsättningar har vi idag?

• Hur påverkas de?

• Har vi bra planering?

• Har vi bra skydd?

• Klarar vi extremväder idag?

Presentatör
Presentationsanteckningar
Bristområden, kustnära, Havsnivåhöjningen, ökad/minskad nederbörd, längre perioder utan grvbildning Områden med ökade flöden i vattendrag Mest kanske för VA-plan men jag tror även för vattenförsörjningsplaner bör man fundera igenom vilka ändringar det blir Påverkas våra vattentäkter redan idag av skyfall/torka och vad kan vi då förvänta oss framöver? Hur når vi ut med kunskap till den enskilda vattenförsörjningen. Hur kommer de enksilda avloppen att påverka dricksvattenbrunnar. Skyfall/översvämningar/ minskadgrvbild=ändrade strömningsförhållanden. Viktigt att ligga i framkant och försöka förutse kommande problemområden som kan lyfta i VFP, VA-planer och som kanske bör omfattas av LAV.
Page 12: Förändrat klimat

Klimatförändringar i planarbetet • Viktigt med Vattenförsörjningplaner och då även ta hänsyn till

klimatförändringarna

• Länsstyrelsernas vägledning Klimatanpassning i fysisk planering ger en bra ingång över vad man bör ta hänsyn till i den fysiska planeringen

Information finns på SGU.se men även på klimatanpassningsportalen.se

Page 13: Förändrat klimat

Tack för uppmärksamheten!