Change search
Link to record
Permanent link

Direct link
BETA
Strömqvist, Johan
Publications (9 of 9) Show all publications
Hankin, B., Strömqvist, J., Burgess, C., Pers, C., Bielby, S., Revilla-Romero, B. & Pope, L. (2019). A New National Water Quality Model to Evaluate the Effectiveness of Catchment Management Measures in England. Water, 11(8), Article ID 1612.
Open this publication in new window or tab >>A New National Water Quality Model to Evaluate the Effectiveness of Catchment Management Measures in England
Show others...
2019 (English)In: Water, ISSN 2073-4441, E-ISSN 2073-4441, Vol. 11, no 8, article id 1612Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

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.

National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Hydrology
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-5448 (URN)10.3390/w11081612 (DOI)000484561500086 ()
Available from: 2019-10-14 Created: 2019-10-14 Last updated: 2019-10-14Bibliographically approved
Strombäck, L., Pers, C., Strömqvist, J., Lindström, G. & Gustavsson, J. (2019). A web based analysis and scenario tool for eutrophication of inland waters for Sweden and Europe. Environmental Modelling & Software, 111, 259-267
Open this publication in new window or tab >>A web based analysis and scenario tool for eutrophication of inland waters for Sweden and Europe
Show others...
2019 (English)In: Environmental Modelling & Software, ISSN 1364-8152, E-ISSN 1873-6726, Vol. 111, p. 259-267Article in journal (Refereed) Published
National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Hydrology
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-5017 (URN)10.1016/j.envsoft.2018.07.012 (DOI)000451631300020 ()
Available from: 2018-12-12 Created: 2018-12-12 Last updated: 2018-12-12Bibliographically approved
Lewerin, S. S., Sokolova, E., Wahlstrom, H., Lindström, G., Pers, C., Strömqvist, J. & Soren, K. (2019). Potential infection of grazing cattle via contaminated water: a theoretical modelling approach. Animal, 13(9), 2052-2059, Article ID PII S1751731118003415.
Open this publication in new window or tab >>Potential infection of grazing cattle via contaminated water: a theoretical modelling approach
Show others...
2019 (English)In: Animal, ISSN 1751-7311, E-ISSN 1751-732X, Vol. 13, no 9, p. 2052-2059, article id PII S1751731118003415Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

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.

National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Hydrology
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-5443 (URN)10.1017/S1751731118003415 (DOI)000483552100033 ()30614435 (PubMedID)
Available from: 2019-10-14 Created: 2019-10-14 Last updated: 2019-10-14Bibliographically approved
Lindström, G., Bartosova, A., Hjerdt, N. & Strömqvist, J. (2018). Uppehållstider i ytvatten i relation tillvattenkvalitetNET, ett generellt uppskalningsverktyg.
Open this publication in new window or tab >>Uppehållstider i ytvatten i relation tillvattenkvalitetNET, ett generellt uppskalningsverktyg
2018 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

NET är ett verktyg för uppskattning av vattenburen transport av olika ämnen i punkter där detsaknas mätningar. Verktyget togs ursprungligen fram inom forskningsprogrammet ”Climatechange and the Environmental Objectives” (CLEO, Munthe et al., 2014 och 2016). Tanken äratt NET ska vara generellt, och kunna användas för simulering av olika ämnen, men endastberäkna medelvärden över tiden av mängder och koncentrationer. Ofta är det mängder som ärslutmålet för en beräkning, varför det i vissa situationer kan finnas mycket att vinna på attanvända en enkel och snabb beräkningsmodell. Inom CLEO simulerades flöden av totalkväve,total-fosfor och totalt organiskt kol.

Series
Hydrology, ISSN 0283-7722 ; 119
National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Hydrology
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-4515 (URN)
Available from: 2018-02-23 Created: 2018-02-23 Last updated: 2018-02-23Bibliographically approved
Hojberg, A. L., Hansen, A. L., Wachniew, P., Zurek, A. J., Virtanen, S., Arustiene, J., . . . Refsgaard, J. C. (2017). Review and assessment of nitrate reduction in groundwater in the Baltic Sea Basin. JOURNAL OF HYDROLOGY-REGIONAL STUDIES, 12, 50-68
Open this publication in new window or tab >>Review and assessment of nitrate reduction in groundwater in the Baltic Sea Basin
Show others...
2017 (English)In: JOURNAL OF HYDROLOGY-REGIONAL STUDIES, ISSN 2214-5818, Vol. 12, p. 50-68Article in journal (Refereed) Published
National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Hydrology
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-4441 (URN)10.1016/j.ejrh.2017.04.001 (DOI)000415815000004 ()
Available from: 2017-12-05 Created: 2017-12-05 Last updated: 2018-01-13Bibliographically approved
Andersson, H., Eriksson Bram, L., Hjerdt, N., Lindström, G., Löptien, U. & Strömqvist, J. (2016). Översikt av beräkningsmodeller för bedömning av fiskodlingars näringsämnesbelastning på sjöar, vattendrag, magasin och kustvatten.
Open this publication in new window or tab >>Översikt av beräkningsmodeller för bedömning av fiskodlingars näringsämnesbelastning på sjöar, vattendrag, magasin och kustvatten
Show others...
2016 (Swedish)Report (Other academic)
Abstract [sv]

Den här rapporten är en kunskapssammanställning som utförts av SMHI på uppdrag av Havs- och Vattenmyndigheten. Den utgör inte något ställningstagande från Havs- och vattenmyndighetens sida. Rapporten försöker att sammanfatta den problematik som associeras med näringsämnesbelastningar från fiskodlingar i öppna kassar, vilka typer av beräkningar som kan behöva göras för att få en uppfattning om hur dessa kan påverka miljön samt några olika typer av modeller för detta ändamål.

Fisk-, alg- och skaldjursodling är en växande industri runt om i världen som kan ge såväl näringsrik och hälsosam mat som arbetstillfällen. En nackdel med framförallt fiskodling i öppna kassar är att den kan innebära en påfrestning för vattenmiljön. De näringsämnen som ofta släpps ut från odlingen kan bidra till den övergödningsproblematik som redan finns i många sjöar och havsområden. Det är därför av största vikt att få en god uppskattning av den förväntade storleken på utsläppen förknippade med en öppen odling samt hur de kan tänkas förändra vattenkvaliteten på odlingsplatsen och dess närhet. Beräkningsmodeller kan vara till god hjälp vid bedömningen.

Fiskar utsöndrar lösta näringsämnen och från odlingskassarna faller det också ut partikulärt organiskt material i form av fekalier och oätet foder. Storleken på näringsämneskällorna behöver beräknas och det finns modeller av olika komplexitet för att uppskatta detta. Storleken på det partikulära avfallet är viktigt dels för att det bidrarmed näringsämnen till vattnet och dels för att det kan ge upphov till ansamlingar av organiskt material på bottnen. När det organiska materialet bryts ner förbrukas syre och om ansamlingarna blir omfattande finns en risk för att det uppstår syrebrist vid bottnen. Om svavelväte bildas kan det orsaka skador på såväl den odlade fisken som det lokala ekosystemet. Odlingen kan också bidra till en försämrad vattenkvalitet i sin omgivning genom att tillgången av lösta näringsämnen blir större och därmed ge en ökad algproduktion. Den ökade algproduktionen skall i sin tur brytas ner och kan i förlängningen bidra till syrebristproblematiken.

Det finns ett antal modeller som är specifikt utvecklade för fiskodlingar i öppna kassar och de tar i olika hög grad upp den beskrivna problematiken. Rapporten innehåller detaljerade genomgångar av några av modeller för att visa på styrkor och svagheter kring olika angreppsätt. Den innehåller också sammanfattningar av några vanligt förekommande modeller som använts internationellt vid bedömning av fiskodlingars miljöpåverkan. För att minska den negativa påverkan på vattenmiljön från har det också utvecklats recirkulerande system för odling. Rapporten tar inte upp belastning från den typen av fiskodlingar. Om utsläppen från ett sådant system är känt kan dock vattenkvalitetsmodeller användas för att se effekten av utsläpp från en punktkälla.

Rapporten sammanfattar ett antal vattenkvalitetsmodeller för sjöar, vattendrag, kust och hav. En vattenkvalitetsmodell behöver inte nödvändigtvis vara utvecklad för att beskriva konsekvenser av fiskodlingar men bör kunna hantera frågeställningar som uppkommer vid bedömningar av övergödningsrisk vid utsläpp från en punktkälla. Den behöver därför kunna simulera parametrar såsom förändringen av näringsämneskoncentrationer, primärproduktion, siktdjup och syrgashalter på olika nivåer i vattenmassan. Modeller för den här typen av uppskattningar finns också i olika komplexitetsgrad och för olika skalor i tid och rum.

Vid modellering är en god tillgång till observationer en förutsättning för pålitliga modellresultat och behövs såväl för att driva och kalibrera modellen som för validering av modellresultaten. Det är viktigt att tillgängliga data håller god kvalitet. En noggrann analys och beskrivning av den tillgängliga databasen hjälper därmed till att bedöma tillförlitligheten av modellsimuleringarna.

Publisher
p. 47
Series
Oceanography, ISSN 0283-7714 ; 118
National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Oceanography
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-2150 (URN)
Available from: 2016-05-10 Created: 2016-05-10 Last updated: 2018-01-10Bibliographically approved
Strömqvist, J., Arheimer, B., Dahne, J., Donnelly, C. & 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
Open this publication in new window or tab >>Water and nutrient predictions in ungauged basins: set-up and evaluation of a model at the national scale
Show others...
2012 (English)In: Hydrological Sciences Journal, ISSN 0262-6667, E-ISSN 2150-3435, Vol. 57, no 2, p. 229-247Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

A dynamic water quality model, HYPE, was applied to a large, data-sparse region to study whether reliable information on water quantity and water quality could be obtained for both gauged and ungauged waterbodies. The model (called S-HYPE) was set up for all of Sweden (similar to 450 000 km(2)), divided into sub-basins with an average area of 28 km(2). Readily available national databases were used for physiographic data, emissions and agricultural practices, fixed values for representative years were used. Daily precipitation and temperature were used as the dynamic forcing of the model. Model evaluation was based on data from several hundred monitoring sites, of which approximately 90% had not been used in calibration on a daily scale. Results were evaluated using the Nash-Sutcliffe efficiency (NSE), correlation and relative errors: 92% of the spatial variation was explained for specific water discharge, and 88% and 59% for total nitrogen and total phosphorus concentrations, respectively. Day-to-day variations were modelled with satisfactory results for water discharge and the seasonal variation of nitrogen concentrations was also generally well captured. In 20 large, unregulated rivers the median NSE for water discharge was 0.84, and the corresponding number for 76 partly-regulated river basins was 0.52. In small basins, the NSE was typically above 0.6. These major achievements relative to previous similar experiments were ascribed to the step-wise calibration process using representative gauged basins and the use of amodelling concept, whereby coefficients are linked to physiographic variables rather than to specific sites.

Keywords
modelling, nitrogen, phosphorus, hydrology, calibration, predictions in ungauged basins, Sweden
National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Hydrology
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-487 (URN)10.1080/02626667.2011.637497 (DOI)000301946700003 ()
Available from: 2015-04-15 Created: 2015-04-14 Last updated: 2018-01-11Bibliographically approved
Arheimer, B., Dahne, 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
Open this publication in new window or tab >>Water and nutrient simulations using the HYPE model for Sweden vs. the Baltic Sea basin - influence of input-data quality and scale
Show others...
2012 (English)In: HYDROLOGY RESEARCH, ISSN 1998-9563, Vol. 43, no 4, p. 315-329Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

Water resource management is often based on numerical models, and large-scale models are sometimes used for international strategic agreements. Sometimes the modelled area entails several political entities and river basins. To avoid methodological bias in results, methods and databases should be homogenous across political and geophysical boundaries, but this may involve fewer details and more assumptions. This paper quantifies the uncertainty when the same model code is applied using two different input datasets; a more detailed one for the country of Sweden (S-HYPE) and a more general one for the entire Baltic Sea basin (Balt-HYPE). Results from the two model applications were compared for the Swedish landmass and for two specific Swedish river basins. The results show that both model applications may be useful in providing spatial information of water and nutrients at various scales. For water discharge, most relative errors are <10% for S-HYPE and <25% for Balt-HYPE. Both applications reproduced the most mean concentration for nitrogen within 25% of the observed mean values, but phosphorus showed a larger scatter. Differences in model set-up were reflected in the simulation of both spatial and temporal dynamics. The most sensitive data were precipitation/temperature, agriculture and model parameter values.

Keywords
evaluation, large-scale, multi-basins, modelling, nutrients, water
National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Hydrology
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-482 (URN)10.2166/nh.2012.010 (DOI)000306235400002 ()
Available from: 2015-04-15 Created: 2015-04-14 Last updated: 2018-01-11Bibliographically approved
Lindström, G., Pers, C., Rosberg, J., Strömqvist, J. & Arheimer, B. (2010). Development and testing of the HYPE (Hydrological Predictions for the Environment) water quality model for different spatial scales. HYDROLOGY RESEARCH, 41(3-4), 295-319
Open this publication in new window or tab >>Development and testing of the HYPE (Hydrological Predictions for the Environment) water quality model for different spatial scales
Show others...
2010 (English)In: HYDROLOGY RESEARCH, ISSN 1998-9563, Vol. 41, no 3-4, p. 295-319Article in journal (Refereed) Published
Abstract [en]

The HYPE model is a hydrological model for small-scale and large-scale assessments of water resources and water quality, developed at the Swedish Meteorological and Hydrological Institute during 2005-2007. In the model, the landscape is divided into classes according to soil type, land use and altitude. In agricultural lands the soil is divided into three layers, each with individual computations of soil wetness and nutrient processes. The model simulates water flow and transport and turnover of nitrogen and phosphorus. Nutrients follow the same pathways as water in the model: surface runoff, macropore flow, tile drainage and outflow from individual soil layers. Rivers and lakes are described separately with routines for turnover of nutrients in each environment. Model parameters are global, or coupled to soil type or land use. The model was evaluated both by local calibrations to internal variables from different test basins and to data on discharge and nutrients from a large number of small basins. In addition, the estimated parameters were transferred to two larger basins in southern Sweden: River Ronnea and River Vindan. The resulting simulations were generally in good agreement with observations.

Keywords
high resolution, hydrological model, modelling system, nutrients, scenarios, spatially distributed
National Category
Oceanography, Hydrology and Water Resources
Research subject
Hydrology
Identifiers
urn:nbn:se:smhi:diva-593 (URN)10.2166/nh.2010.007 (DOI)000279499700011 ()
Available from: 2015-04-20 Created: 2015-04-20 Last updated: 2018-01-11Bibliographically approved
Organisations

Search in DiVA

Show all publications
v. 2.35.8
|