Wildfires are the major disturbance in boreal ecosystems and are of great importance for the biogeochemical cycles of carbon (C) and nutrients. However, these fire-induced impacts are hard to quantify and are rarely assessed together at an ecosystem level incorporating both aquatic and terrestrial environments. Following a wildfire in Sweden in an area with ongoing monitoring, we conducted a pre-fire (9 years) and post-fire (4 years) multi-catchment investigation of element losses (combustion and leaching) and impacts on water quality. Direct C and nitrogen (N) losses through combustion were ca. 4500 and 100 gm(-2), respectively. Net CO2 loss associated with soil and biomass respiration was similar to 150 g C m(-2) during the first year, but the ecosystem started to show net CO2 uptake in June 3 years post-fire. Aquatic C and N losses the first 12 months post-fire were 7 and 0.6 gm(-2), respectively. Hence, soil respiration comprised a non-negligible part of the post-fire C loss, whereas aquatic C losses were minor and did not increase post-fire. However, other elements (e.g. Ca, S) exhibited ecologically relevant increases in fluvial export and concentration with large peaks in the immediate post-fire period. The temporal dynamics of stream concentrations (Ca2+, Mg2+, K+,SO4-2, Cl-, NH4+, total organic N) suggest the presence of faster- and slower-release nutrient pools with half-lives of around 2 weeks and 4 months which we attribute to physicochemically and biologically mediated mobilization processes, respectively. Three years after the fire, it appears that dissolved fluxes of nutrients have largely returned to pre-fire conditions, but there is still net release of CO2.

Ett förändrat klimat gör att konkurrensen om vattnet ökar. Detta är särskilt uttalat i delar av landet som till exempel sydöstra Sverige. Mer konkurrens om vattnet ger ett ökat behov av kunskap om vattentillgångar och vattenbehov för att kunna planera vattenanvändningen och matcha tillgångar och behov så bra som möjligt.

Kunskap om mängden vatten som används för bevattning av jordbruksgrödor är en del i det underlag som behövs för att få en bättre beskrivning av Sveriges vattenbalans. Inom detta projekt har bevattningsmodulen i den hydrologiska modellen HYPE anpassats till svenska förhållanden.

Arbetet har bedrivits stegvis och det första steget var att beskriva allmänna bevattningsstrategier i Sverige. Utifrån denna beskrivning och tillgänglig bevattningsstatistik har sedan antaganden för den hydrologiska beräkningsmodellen gjorts. Sedan har specifika data för ett pilotområde i Skåne (Vramsån) inhämtats, för att kunna utvärdera modellen för detta område. Verifieringen av modellresultatet visar att bevattningens intensitet och frekvens för olika grödor i stora drag stämmer, att den totala bevattningsmängden är i rätt storleksordning och att flödes-beräkningarna förbättras avseende lågflöden när bevattning ingår i beräkningarna.

Det finns möjligheteter till fortsatt utveckling så att modellen kan användas både för att beräkna bevattningsuttagets dagliga påverkan i vattenbalansberäkningen för hela landet och för att förbättra den officiella statistiken för bevattningsuttag.

Kort sammanfattning av rapporten till webbplatsen där den laddas upp:

SMHI har under 2018–2020 arbetat i projekt med ett regeringsuppdrag om att förbättra informationen om Sveriges vattenuttag. Arbetet är beskrivet i rapporten ”Ökad kunskap om vattenuttag i Sverige” som i sin tur bygger på en rad delrapporter som är bilagor till rapporten. Under arbetets gång har SMHI haft ett stort samarbete med andra myndigheter och branschorganisationer.

I dagsläget finns viss information om vattenuttag i Sverige, men informationen är långt ifrån heltäckande och det finns ett stort behov av att öka kunskapen. Det är nödvändig i arbetet med klimatanpassning och för planeringen av användningen av vattenresurserna. I förlängningen är det en fråga om att säkra dricksvatten- och livsmedelsförsörjningen, framför allt i de mest utsatta områdena i sydöstra delen av Sverige.

Projektet har bland annat arbetat med att beräkna vattenuttag för bevattning, djurhållning och hushåll med enskilt vatten samt gjort en kartläggning av vattenkraftens uttag och arbetat med frivillig insamling av industriers vattenuttag. Vi har också utrett hur länsstyrelsens tillsyn kan utvecklas för att få in mer vattenuttagsdata samt om det går att införa ett lagkrav på att rapportera vattenuttagsdata.

Detta uppdrag har tagit flera steg mot en bättre kunskap om Sveriges vattenuttag, men det återstår också mycket arbete och det är viktigt att arbetet med vattenuttag får fortsatta resurser de närmaste åren. För att på lång sikt få en bild över Sveriges vattenuttag behöver arbetet fortsätta med länsstyrelsernas tillsyn, lagkrav på rapportering av vattenuttag, beräkningar av bevattningsuttag samt frivillig insamling från industrier. Arbetet behöver utföras i samverkan med berörda samhällsaktörer. Samarbete behövs även kring informationsklassning och datahantering av vattenuttagsdata.

This investigation reports on a new national model to evaluate the effectiveness of catchment sensitive farming in England, and how pollution mitigation measures have improved water quality between 2006 and 2016. An adapted HYPE (HYdrological Predictions for the Environment) model was written to use accurate farm emissions data so that the pathway impact could be accounted for in the land phase of transport. Farm emissions were apportioned into different runoff fractions simulated in surface and soil layers, and travel time and losses were taken into account. These were derived from the regulator's catchment change matrix' and converted to monthly load time series, combined with extensive point source load datasets. Very large flow and water quality monitoring datasets were used to calibrate the model nationally for flow, nitrogen, phosphorus, suspended sediments and faecal indicator organisms. The model was simulated with and without estimated changes to farm emissions resulting from catchment measures, and spatial and temporal changes to water quality concentrations were then assessed.

Wastewater discharge and agricultural activities may pose microbial risks to natural water sources. The impact of different sources can be assessed by water quality modelling. The aim of this study was to use hydrological and hydrodynamic models to illustrate the risk of exposing grazing animals to faecal pollutants in natural water sources, using three zoonotic faecal pathogens as model microbes and fictitious pastures in Sweden as examples. Microbial contamination by manure from fertilisation and grazing was modelled by use of a hydrological model (HYPE) and a hydrodynamic model (MIKE 3 FM), and microbial contamination from human wastewater was modelled by application of both models in a backwards process. The faecal pathogens Salmonella spp., verotoxin-producing Escherichia coli O157:H7 (VTEC) and Cryptosporidium parvum were chosen as model organisms. The pathogen loads on arable land and pastures were estimated based on pathogen concentration in cattle faeces, herd prevalence and within-herd prevalence. Contamination from human wastewater discharge was simulated by estimating the number of pathogens required from a fictitious wastewater discharge to reach a concentration high enough to cause infection in cattle using the points on the fictitious pastures as their primary source of drinking water. In the scenarios for pathogens from animal sources, none of the simulated concentrations of salmonella exceeded the concentrations needed to infect adult cattle. For VTEC, most of the simulated concentrations exceeded the concentration needed to infect calves. For C. parvum, all the simulated concentrations exceeded the concentration needed to infect calves. The pathogen loads needed at the release points for human wastewater to achieve infectious doses for cattle were mostly above the potential loads of salmonella and VTEC estimated to be present in a 24-h overflow from a medium-size Swedish wastewater treatment plant, while the required pathogen loads of C. parvum at the release points were below the potential loads of C. parvum in a 24-h wastewater overflow. Most estimates in this study assume a worst-case scenario. Controlling zoonotic infections at herd level prevents environmental contamination and subsequent human exposure. The potential for infection of grazing animals with faecal pathogens has implications for keeping animals on pastures with access to natural water sources. As the infectious dose for most pathogens is more easily reached for calves than for adult animals, and young calves are also the main shedders of C. parvum, keeping young calves on pastures adjacent to natural water sources is best avoided.