Konsekvenser för avrinning vid metodikbyte mellan HBV och HYPE

I tidigare rapporteringar inom SMED har den hydrologiska modellen, HBV, använts för beräkning av avrinning och dess tilläggsmodell för vattenkvalité, HBV-NP, för beräkning av retention av kväve och fosfor. I samband med krav på finare geografisk indelning genomför SMED en översyn av metodiken för de olika beräkningsstegen som ligger till grund för HELCOM PLC Periodical-rapporteringen.

Då avrinningsdata inför kommande HELCOM PLC Periodical-rapportering (PLC6) förväntas levereras på vattenförekomstskala, ca 22 000 beräkningsområden, kommer byte av beräkningsmodell att vara nödvändigt. HYPE-modellen är till sin uppbyggnad anpassad för att hantera ett stort antal beräkningsområden.

Innan PLC6-beräkningarna genomförs är det viktigt att klarlägga vilka konsekvenser ett byte av hydrologisk modell får för beräkning av avrinning och i förlängningen för beräkning av markläckage, belastning och källfördelning.

En stor skillnad från tidigare är att avrinningsberäkning med HYPE-modellen är markanvändningsberoende vilket samma beräkning med HBV-modellen inte är. Att avrinningen är markanvändningsberoende innebär att modellens kalibreringsparametrar kopplas till en specifik markklass, bestående av en kombination av jordart och markanvändning. Det gör att beräkningen av markläckage (vilken är avrinningsberoende) genomförs på olika sätt i de två modellerna.

Den hydrologiska jämförelsen har delats in i ett antal olika delmoment. Modellerna jämförs på regional skala och i mindre områden med homogen markanvändning. Förutom en regional analys utvärderas avrinningen även på tre olika områdesstorlekar, mindre än 200 km2, mellan 200 och 2000 km2 och större än 2000 km2. Den regionala jämförelsen, med avrinning från HBV/PLC5 och S-HYPE görs även i TBV (Tekniskt beräkningsverktyg Vatten) för att jämföra hur olika beräknade avrinningsuppgifter påverkar belastningen av kväve och fosfor till havet.

I jämförelsen mellan den totala avrinningen och den markspecifika avrinningen är skillnaderna regionalt sett ganska små men då den geografiska indelningen i kommande rapporteringar kommer att genomföras på en mycket finare skala kan det få effekter lokalt.

Jämförelsen mellan den totala avrinningen som används i TBV och den markspecifika avrinningen ger framförallt skillnader på myrmark, urban mark och hyggesmark. Retentionsberäkningarna i SMED-HYPE kommer därmed att ske på ett annat bruttoläckage än det som senare beräknas i TBV. Förutom skillnader i retention innebär det att då den totala avrinningen används för dessa markanvändningar i TBV kommer läckaget att bli lägre i TBV än i SMED-HYPE till följd av den lägre avrinningen.

Skillnaderna mellan de dominerande källorna, öppen mark, skog och jordbruk är relativt liten. Lokalt sett kan skillnaderna dock vara av betydelse även för dessa marktyper. Utvärderingen har endast gjort på årsmedelavrinningen och hur skillnaderna över året ser ut är inte undersökts. I TBV används månadsmedelavrinningen.

Skillnaden i bruttobelastning från diffusa källor av kväve beräknat i samband med PLC5 beräkningen, då den uppgick till ca 132 000 ton/år, minskades med ny beräknad avrinning med 3 %. Beräknades avrinningen på en finare indelning minskades belastningen med 12 %. Bruttobelastning från diffusa källor av fosfor beräknades i samband med PLC5 beräkningen till 3900 ton/år. Med ny beräknad avrinning minskades belastningen med 2 %. Då avrinningen beräknades med den finare indelningen blev skillnaden i belastning större, med ny avrinning minskade belastningen med 11 %.

Projektet slutsatser tyder på att skillnaderna i indata mellan beräkningsunderlaget kommer att dominera över skillnader i hydrologisk modell. Därmed har inga större skillnader mellan modellerna som kommer att påverka avrinningen i TBV uppmärksammats. Skillnader i retention till följd av förändrad modell av avrinningsberäkningar bör kommenteras i samband med att det arbetet utförs i PLC6. Skillnaderna i avrinningen från jordbruksmark jämfört med den sammanviktade totala avrinningen är relativt liten m.a.p. att det senare viktas till en avrinning per läckageregion. Inga skillnader som måste hanteras på något speciellt vis m.a.p. modellbyte inför PLC6 har uppmärksammats i det här projektet.