Effekten av återvätning av dikespåverkad skog på torv undersöktes här med modellberäkningar för hela Sverige för att se om markfuktighet, grundvattennivå samt nedströms flöden och koncentration av näringsämnena kväve, fosfor och organiskt kol väsentligt kunde påverkas. Studien utfördes genom att införa förbättrad information om diken i den hydrologiska modellen S-HYPE och sedan beräkna flöden och transport av näringsämnen med modellen, med och utan återvätning. För diken hämtades information om placering från en ny kartläggning. Det antogs här att samtliga diken hade ett djup av 0,7 m och att grundvattnet kunde påverkas inom 20 m från dikena. I den hydrologiska modellen utfördes beräkningar inom ca 40 000 delavrinningsområden som täcker hela landet. Dessa har en genomsnittlig storlek av ca 10 km2. Information gällande andel markyta som täcks av olika kombinationer av markanvändningar och jordarter, samt information om flöden och koncentration av ämnen i vattendrag och sjöar beräknades och representeras på denna skalan. Modellresultat för till exempel grundvattennivåer och markfuktighet finns dock för respektive markklass, såsom skog på torv.

Enligt beräkningarna höjdes grundvattennivån i dikespåverkad skog på torv vid återvätning oftast upp till ca 14 cm, vilket motsvarar i genomsnitt ca 2 cm höjning för skog på torv där även odikad torv räknas in. Förändringar av markfuktighet samt av flöden (låg-, medel- och högflöden) och koncentrationer av kväve, fosfor och organiskt kol vid utloppet från varje delavrinningsområde i landet, var under 2 % när all dikespåverkad skog på torv återvättes. Effekten i vattendrag på skalan av delavrinningsområden blev alltså liten.

Den största orsaken till att påverkan blir så liten på skalan av delavrinningsområden är den lilla andelen dikespåverkad skog på torv av totala arean i delavrinningsområden enligt implementeringen av information om diken, oftast mindre än 1 %. Dock finns faktorer somskulle kunna öka påverkan nedströms och som inte varit med i beräkningarna, till exempel tillrinning från omgivande mark till dikespåverkad torv, och möjlighet att ha djupare diken än 0,7 m. Effekten av detta skulle kunna undersökas genom modellutveckling och känslighetsanalys. Det finns också osäkerhet i simulering av organiskt kol där processer i ytvatten inte ingick i denna studie, och där processer i bäcknära zon kan vidareutvecklas. Fler observationer av flöden och ämneskoncentrationer före och efter dikesblockering skulle också vara av stort värde för att öka kunskapen om de viktiga processerna och gesäkrare beslutsunderlag.

The effect of re-wetting ditch-affected forest on peat was investigated here with model calculations for the whole of Sweden to see if soil moisture, groundwater level as well as downstream flows and concentration of the nutrient nitrogen, phosphorus and organic carbon could be significantly affected. The study was carried out by introducing improved information about ditches in the hydrological model S-HYPE and then calculating flows and transport of nutrients with the model, with and without re-wetting. For ditches, information about placement was collected from a new survey. It was assumed here that all the ditches had a depth of 0.7 m and that groundwater could be affected within 20 m of the ditches. In the hydrological model, calculations were carried out in about 40,000 subcatchment covering the whole country. These have an average size of about 10 km2. Information on the proportion of land area covered by different combinations of land uses and soil types, as well as information on flows and concentrations of substances in watercourses and lakes were calculated and represented on this scale. However, model results for e.g. groundwater levels and soil moisture exist for each soil and land use class, such as forest on peat. 

According to the calculations, the groundwater level in drained forest on peat during re-wetting was usually raised up to about 14 cm, which corresponds to an average of about 2 cm increase for forest on peat where even peat with no ditching is included. Changes in soil moisture as well as in flows (low, medium and high flows) and concentrations of nitrogen, phosphorus and organic carbon at the outlet of each sub-basin in the country, were below 2% when all drained forest on peat was rewetted. The effect in watercourses on the scale of sub-catchment areas was thus small. 

The main reason why the impact is so small on the scale of sub-catchments is the small proportion of drained forest on peat on this scale according to the implementation of information on ditches, usually less than 1%. However, there are factors that could increase the impact downstream and that have not been included in the calculations, such as runoff from surrounding soil to ditch-affected peat, and the possibility of having deeper ditches than 0.7 m. The effect of this could be investigated through model development and sensitivity analysis. There is also uncertainty in the simulation of organic carbon where processes in surface water were not included in this study, and where processes in the riparian zone can be further developed. More observations of flows and substance concentrations before and after rewetting would also be of great value in increasing knowledge about the important processes and providing better support for decision-making. 

CO2 injection for enhanced oil recovery (CO2-EOR) or for storage in depleted oil and gas reservoirs can be a means for disposing of anthropogenic CO2 emissions to mitigate climate change. Fluid flow and mixing of CO2 and hydrocarbons in such systems are governed by the underlying physics and thermodynamics. Gravity effects such as gravity override and convection are mechanisms that can alter fluid flow dynamics, impacting CO2 migration, oil production and eventual CO2 storage at the field scale. This study focuses on convection in a miscible setting caused by non-monotonicity in oil density when mixed with CO2, i.e., a maximum mixture density occurs at an intermediate CO2 concentration. We perform high-resolution simulations to quantify the convective behavior in a simple box system where gravity effects are isolated. We show that convection of CO2 in oil is dependent on whether CO2 originates from above or below the oil zone. From above, convection follows classic convective mixing but is accelerated by viscosity decrease with increasing CO2. From below, convection flows upward due to CO2 buoyancy, but is countered by downward convection due to the heavier mixture density. This convective system is significantly more complex and efficient than from above. We characterize the instabilities in both early- and late-time regimes and quantify mixing rates. For a 100 mD reservoir, convective fingers would be on the order of centimeters in width and mix over a meter length scale within days to a month, depending on the placement of CO2. The simulations are performed in non-dimensional form and thus can be rescaled to a different reservoir parameters. Our results give important insights into field-scale impacts of convective mixing and can guide future work in development of upscaled models and experimental design.

The next generation of climate services needs not only tailoring to specific user needs but to provide, in addition, access to key information in a usable way that satisfies the needs of different users’ profiles; especially web-based services. Here, we present the outcomes from developing such a new interactive prototype. The service provides data for robust climate analysis to underpin decision-making when planning measures to compensate for climate impact. The goal is to facilitate the communication on climate information between climate modelling communities and adaptation or mitigation initiatives from vulnerable countries that are applying for funds from the Green Climate Fund (GCF). A participatory process was ensured during four workshops in four pilot countries, with an audience of national and international experts. During this process it was made clear that in all countries there is a strong need for knowledge in climate science, while in most countries there was also an increasing need of capacity in hydrological modelling and water management. The active interaction during the workshops was found necessary to facilitate the dialogue between service developers and users. Understanding the users, transparency on potentials and limitations of climate services together with capacity development in climate science and methods were required components in the development of the service.

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.