svealands kvvf:s presentation 050404

Svealands KVVF:s Presentation050404

Anders Engqvist

DB-modellInner- & Mellan-Skärgården

5357 bassänger 94101 sund1 modellår (1992)

Uttnyttjande av den Kustoceanografiska modellenför att upprätta empiriska ekologiska samband

Kustoceanografisk modell

Omfattande hela Svealands KVVF ansvarsområde110 bassänger 180 sundAktuell tid

3D-modell YtterskärgårdenGrid 0.5’ 0.5’13314518 celler Hela området22529340 celler10 modellår (1990-ff)

3D-modellÖstersjön

Grid 5’ 5’12514518 celler

Grid 2’ 2’31636340 celler

Oceanografisk/Ekologisk kustvattenmodell

Anpassad för att uppfylla EU:s vattenvårdsdirektivRealtidsassimilering av mätdataRekommendationer till nyttjare och avnämareOn-line presentation av resultat och prognoserBeredskap för att besvara händelsestyrda eventualiteter

Modellstatus och tillämpningar

• Pågående modellutveckling

• Validering av DB-modell mot 10 års data från Himmerfjärden 1991-2000

• Underlag för ekologiska empiriska samband

• Manipulering av reningsverkseffektivitet

• Brunnsvikens restauering

Modelleringsupplägg

Tre separata modeller:

1) Hela Östersjön (3D)

2) Svealandskustens ytterområde (3D)

3) Svealandskustens bassänger (DB)

3D-modell över hela Östersjön

Oleg Andrejev, FIMR

KVVF:sModell-område

DB-modell

Karholmsfjd

Marsviken

Karholmsfjd

Ursprungligt modellområde för Stockholms inre och mellan skärgård

Marsviken

Karholmsfjd

Himmerfjärds-området Ursprungligt modellområde

för Stockholms inre och mellan skärgård

Marsviken

Karholmsfjd

Himmerfjärds-området Ursprungligt modellområde

för Stockholms inre och mellan skärgård

Nytillkommet modellområde över Upplandskusten

Marsviken

Karholmsfjd

Himmerfjärds-området Ursprungligt modellområde

för Stockholms inre och mellan skärgård

Nytillkommet modellområde över Upplandskusten

Antal sund: 180

Antal bassänger: 110

=> 70 öar av c:a 20000Marsviken

Stockholms centrala mellanskärgård

N

10 0 10 Kilometers

Åskådliggörande av genomsnittligt vattenutbyte under 1992

Test av DB-modellen mot Himmerfjärdsdata 1981-2000

Utvecklingsarbetet har bl.a bestått av: Utvidgning av teorin för sundutbytesmekanismer Integrering av olika förekommande strömningsregimer Utveckling av teorin för den vertikala omblandningen Utformning av modellgränssnitten Utveckling och debuggning av programkoden Framtagning av numeriska analysverktyg

H4

H5

H3

H6

H2

B1

H9H8

H7

X1=H12

E1=H11

E2=H10

Fysisk drivning: kalibrering (1981-1990) validering (1991-2000)

Salinitets differenser 1991-2000:

Temp. differenser 1991-2000:

Statistisk validering av Himmerfjärdssimuleringarna för

valideringsperioden 1991 t.o.m. 2000

H2

H9

-0.4

-0.2

0

0.2

0.4

A vv i kel s er

( l i nj är

nor m)

D j up (0- 40m)

M äts tati one

r

Medeldifferenser för alla mättillfällen 1991-2000

H2

H8

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Korrelatio

n

Dj up (0- 30m)

M äts tati one

r

Korrelation Salinitet(Sim vs. Mätn) 1991-2000

H2

H10

-3

-2

-1

0

1

2

Avvikelser

(l injär norm)

Djup (0-40m)

Mätstationer

Medeldifferenser för Temp.för alla mättillfällen 1991-2000

H2

H10

0

0.5

1

1.5

2

2.5

Absolutbelop

ps-avvikelser

Djup

(0-30m)

Mätstationer

Medelabsolutdiff. Temp för alla mättillfällen 1991-2000

H2

H8

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

Kor relation

Djup (0-30m)

Mätstationer

Korrelation Temperatur(Sim vs. Mätn) 1991-2000

H2

H8

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

A bs ol utbel o

pps -

avv i kel s er

D j up

(0- 30m)

M äts tati one

r

Medelabsolutdifferenser för alla mättillfällen 1991-2000

Salinitetsvalidering

H2

H8

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

A bs ol ut

bel opps -

avvi kel s er

D j up

(0- 30m)

M ät-

s tati oner

Absolutmedeldifferenser för alla mättillfällen 1991-2000

H7 &H8

med de största salinitets-

kontrasterna

Tillämpning av DB-modellen:

Vattenutbyte (1997-2000) tillsammans med belastningar från

Reningsverk

Mälaren

Åar

Diffus tillrinning

Starttillstånd för varje bassäng har satts till mätvärdet för varje mätperiod och jämförs med uppmätt mätvärde (DIN el. DIP) vid nästa mättillfälle

Synoptisk uppmätt salinitet (psu-skala) Himmerfjärden 1987 t.o.m. 2000X

1 H

9 H

8 H

7 H

6 H

5 H

4 H

3 H

2 B

1 6,5

4,5

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H2

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H2

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H12 (=X1)

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H3

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H4

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H5

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H6

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H7

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H8

Jämförelse mellan DIP-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H9

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H2

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: X1(=H12)

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H3

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H4

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H5

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H6

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H7

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H8

Jämförelse mellan DIN-konc. för bassängerna med föreskrivna uppmätta koncentrationer i omgivande bassänger: H9

Tidsdelad kväverening för Himmerfjärdsverkets drift

Vad skulle de resulterande DIN/DIP-kvoterna bli om kvävereningen i Himmerfjärdsverket

hade avstängts under två eller fyra av vinterperiodens månader 1987-2000?

DIN/DIP-kvoten vid full rening d.v.s.ingen avstängning

DIN/DIP-kvoten vid halv rening d.v.s. Avstängning 2 mån.

DIN/DIP-kvoten vid noll rening d.v.s. Avstängning 4 mån.

Brunnsviken

12 x månsimulering

Sammanställning

Modell-formulering

Bassäng-hypsografier

Sund-hypsografier

DB-modell:(Ålands inre skg:ar)

Revideradmesosk. grid

Lokal Qf (Finnish data missing)

Meteorology

12 x månsimulering

Prg. kodning av X-inlagr. Gränsnittsdata

3D-modell:(meso-skalig grid)

N x 12 x månsimulering

Valideringfys. data

12 x månsimulering

ValideringX-data

Evaluering tillsammans med EIA & rapportering

Baltic Qf

Revideradmesosk. grid

Meteorology

Lokal Qf

050310

Parallellt pågående BEVIS-projektet (planeringsstatus per 050329/AE)

Initialdata för fysik. parametrar)

Baltic Qf

Kattegat dataMeteorology

12 mån2004

Initialiseringsdata dec’03

050310

12 mån ZTSborder data

Mätstations-koord.

Validerings –mätdata (S,T,U & V)

Emission-data & Qf

Initialiseringsdata avs. närsalter (X): TN, DIN, TP & DIP

Formulering av N st. åtgärds-scenarier

05

Överlämning till ÅLR

Slut061231

Pilförklaring:AktivitetDataöverföringInformation/beslut