Uppsättningen av HOME Vatten i Mälaren har utförts på uppdrag av Norra Östersjöns vattendistrikt. Detta är första gången som HOME Vatten sätts upp i en sjö.HOME Vatten är ett integrerat modellsystem för vattenkvalitets-beräkningar i mark, sjöar, vattendrag och kustvatten. Modellsystemet är utvecklat att användas i vattenförvaltningsarbetet, med speciellt fokus på EUs ramdirektiv för Vatten och består av två integrerade vattenkvalitets-modeller, HYPE för mark, sjöar och vattendrag och Kustzonsmodellen för kustvatten och sjöar. Notera att detta är den första HOME Vattenuppsättningen som använder den nyutvecklade hydrologiska HYPE modellen för hela Mälaren avrinningsområde istället för HBV-NP modellen. Med HOME Vatten är det möjligt att beräkna långa tidserier av näringsämnen. I kustvattnen och sjöar beräknas dessutom tidserier av syrgashalt.HYPE är en högupplöst hydrologisk modell för vatten och vattenkvalitets-beräkningar med integrerade moduler för att simulera vattenkvalitet (N,P,TOC) samt spårämnen (O18). Den nuvarande HYPE version som satts upp för hela Sverige (S-HYPE) består av totalt 17313 delområden varav Norrströms avrinningsområde innehåller 973 delområden. Trots detta stora antal delområden runt Mälaren saknas närområdet runtMälaren i HYPE Modellen. Då modellen vidareutvecklas hela tiden med bla en högre och högre rumslig upplösning kommer Mälarens närområde att inkorporeras mer och mer för varje ny HYPE version.Kustzonsmodellen är en s.k. endimensionell modell, som löser upp modellvariablerna i djupled med hög noggrannhet, men beräknar ett horisontellt medelvärde i aktuellt område. För att kunna lösa upp de horisontella gradienterna i området måste modellområdet delas in i ett flertal vattenförekomster. Beräkningar görs på alla djup i alla vatten-förekomster. Dessa är kopplade sinsemellan via sund och utbyter egenskaper mellan varandra. I denna version av Kustzonsmodellens uppsättning i Mälaren består den av 39 vattenförekomster.Modellsystemet har beräknat dagliga värden av temperatur, syre, närsalter, klorofyll och vattnets ålder i Mälarens alla vattenförekomster för perioden 1990-2008. En omfattande validering av Kustzonsmodellen har genomförts med hjälp av mätdata från ett 20-tal mätstationer i området. Mätdata har laddats ner från SLUs (Sveriges Lantbruks Universitet) hemsida. Dessutom har Stockholm Vatten bidragit med alla mätdata frånMälarens östra del. Resultatet kan sammanfattas så att kustzonsmodellen beskriver temperatur, kvävehalter och syrgashalter i Mälaren på ett bra sätt medan fosfor och klorofyll inte har en lika god överensstämmelse mot mätdata. Resultatet från fosforberäkningarna visar att löst fosfor stämmer ganska bra men att vintervärdena ofta blir för höga. Problemet är här att totalfosforberäkningarna inte överensstämmer så bra mot mätningarna i främst den västra delen av Mälaren. I den östra delen ligger medelvärdet av den beräknade totalfosforhalten bra i jämförelsen mot mätningarna men de beräknade halterna varierar mer under året. Den generella slutsatsen från valideringen av fosfor är att HYPEs totalfosfortransport till Mälaren består av för mycket löst fosfor och för lite partikulärt fosfor samt att den är för liten i Mälarens västra del. Ett annat problem är att i bottenvattnet startar det beräknade fosforutbytet mellan vatten ochsediment vid för höga syrgaskoncentrationer. Detta kommer att rättas till i nästa version av Kustzonsmodellen.Den beräknade klorofyllhalten underskattas vilket troligen har att göra med att den biogeokemiska modellen SCOBI bara innehåller en typ av plankton ett sk ”medelplankton” vars koncentration inte varierar tillräckligt mycket.Statusberäkningar i Mälaren, vad gäller syre och totalfosfor, har inte genomförts i denna studie då dessa beräkningsprogram kommer att utvecklas först under hösten 2010.

The HOME Water system has been applied to lake Mälaren. HOME Water is an integrated model system for water quality calculations on land, in rivers and lakes and the coastal waters around Sweden. The model system consists of the hydrological HYPE model and the coastal zone model (Probe-SCOBI model). The model system is used for long time calculations normally 15-20 years. The hydrological HYPE model is developed for water and water quality transport calculations with high spatial resolution. The water quality is here defined as nitrogen, phosphorus and dissolved organic carbon. In the HYPE application to the whole of Sweden (S-HYPE) consists of 17313 different catchments. The total number of subcatchments around lake Mälaren is 973 in this study. Despite this large number of catchments the area close to lake Mälaren is not included in this HYPE version. The coastal zone model is a one dimensional model with high vertical resolution. To resolve the horizontal variations in lake Mälaren the lake has been divided into 39 different water bodies. These water bodies exchange properties through connecting sounds. The HOME Water system calculates the physical and biogeochemical conditions on a daily basis during the calculations period 1990-2008. Measurements from different parts of lake Mälaren are used in the verification study. The data from 20 measuring stations are extracted from the SLU’s homepage for the main part of lake Mälaren except in the eastern part where data is extracted from the Stockholm Water measuring program. The verification result shows that the coastal zone model calculations of the water temperature, nitrogen and oxygen are in good agreement with the measurements. But for phosphorus and chlorophyll the agreement with measurements is not so good. The result from the phosphorus calculations show that soluble phosphorus agrees rather well with measurements except during the winter time when the calculated concentration is to large. The problem is the calculated total phosphorus is too small compared to the measurements especially in the western part of lake Mälaren. In the eastern part the results show that the calculated mean concentration is in good agreement with the measurements but the variations in the calculated total phosphorus are to large. A general conclusion for the whole lake Mälaren is that the soluble part of the total phosphorus is too large and the particulate part to small. Thus the HYPE model overestimates the transport of the soluble phosphorus and underestimates the transport of the particulate phosphorus. This study also shows that the calculated soluble phosphorus in the bottom water is too large when the oxygen conditions are decreasing. The process that describes the size of the phosphorus exchange between water and sediment, depending on the oxygen concentration, becomes too large at too high oxygen concentrations. This process description will be corrected in the next version of the coastal zone model. The calculated chlorophyll concentration is underestimated in the whole lake. Probably this has to do with the fact that the model only has one type of plankton. In the next version of the coastal zone model there will be three different types of plankton which will simulate diatoms, flagellates and others and cyanobacteria.