Empiriske modeller (fjorde) Ligevægtsmodeller (søer) Dynamiske modeller (fjorde)

Transkript

1 Eutrofieringsmodeller Empiriske modeller (fjorde) Ligevægtsmodeller (søer) Dynamiske modeller (fjorde) Plan & Miljø

2 Empiriske modeller Empiri = erfaring På baggrund af data opstilles model (oftest linær) for sammenhæng mellem responsvariabel og et antal forklaringsvariable

3 Empiriske modeller eks Limfjorden Forklaringsvariable: Nærigsstoftilførsel, klima (vind, temp, sol) Salinitet Responsvariable: f.eks: Konc af næringsstoffer, sigtdybde klorofyl, udbredelse af iltsvind

4 Empiriske modeller eks Limfjorden Udvælgelse af bedste model ved multipel lineær regression for hver parameter Der må ikke være korrelation mellem parametre!!

5 Empiriske modeller eks Limfjorden

6 Empiriske modeller eks Limfjorden

7 Empiriske modeller eks Limfjorden

8 Empiriske modeller ulemper/fordele Ulemper: Indeholder begrænset systemforståelse Beskriver ikke næringsstoffer i sediment Kan ikke beskrive strukturelle ændringer Kan ikke beskrive konsekvens af reduceret N og P Problematisk at lave scenarier hvor N og P tilførsler reduceres mere end deres laveste værdi i datasæt Fordele: Alle datatidsserier vurderes og om muligt bruges Arbejdsmæssigt overkommeligt

9 Ligevægtsmodeller - søer Fosfor akkumuleres i sø-sediment (eller marint sediment) og opbygger en fosforpulje Plan & Miljø

10 Ligevægtsmodeller - søer P-koncsø = P-koncind * (1-Rp) Rp afhænger af opholdstid eller afstrømning Model 8: Canfield & Bachmann, 1981 Model 12: Prairie, 1988 Model 13: Prairie, 1989 Model 17: Vollenweider 1976 Model 17 (Vollenweider) bedst i dybe søer Model 8 og 12 bedre i lavvandede søer Model 8 bedst i søer med kort opholdstid

11 Ligevægtsmodeller - søer Modelberegnet fosforkoncentration, mgp/l 0,160 0,140 0,120 model 8 model 12 model 13 model 17 0,100 0,080 0,060 0,040 0,020 0,000 Sorte Sø Nørresø Brændegård Sø Arreskov Sø Brahetrolleborg Slot Store Øresø Søbo Sø Dallund Sø Fjellerup Sø Langesø Nr. Søby Sø Plan & Miljø

12 Ligevægtsmodeller - søer Modelberegnet og målt fosforkoncentration, mgp/l 0,250 0,200 model 8 model 12 model 13 model 17 Aktuel sommermiddel 0,150 0,100 0,050 0,000 Sorte Sø Nørresø Brændegård Sø Arreskov Sø Brahetrolleborg Slot Store Øresø Søbo Sø Dallund Sø Fjellerup Sø Langesø Nr. Søby Sø Plan & Miljø

13 Ligevægtsmodeller - søer - ulemper/fordele Ulemper: Kan være svært at finde ikke eutrofe søer at kalibrere modeller efter Indeholder begrænset systemforståelse Kan ikke beskrive strukturelle ændringer Forholder sig alene til P og ikke til N Problematisk at lave scenarier hvor P tilførsler reduceres mere end deres laveste værdi i datasæt Fordele: Alle datatidsserier vurderes og om muligt bruges Arbejdsmæssigt overkommeligt Forholder sig til P i sediment Plan & Miljø

14 Dynamiske modeller eks MIKE3 Distribueret model i 3 dimensioner. Beskrivelse af hydraulik vand,salt, temp Beskrivelse af økologi f.eks. sigtdybde næringsstoffer, alger, planter, sediment Og hele kredsløbet.

15 Dynamiske modeller eks MIKE3

16 Dynamiske modeller eks MIKE3 Plan & Miljø

17 Dynamiske modeller eks MIKE3

18 Dynamiske modeller eks MIKE3

19 Dynamiske modeller eks MIKE3

20 Dynamiske modeller eks MIKE3

21 Dynamiske modeller eks MIKE3 Beregnet potentiel dybdeudbredelse af vegetationen i Yder Fjord og Mellem Fjord ved referencesituation (2001) samt ved reduktioner på 30% kvælstof og 12% fosfor

22 Sigtdybde (m) Dynamiske modeller eks MIKE3 Scenar ie VMP I- III Reduk 1 Reduk 2 Reduk 3 Naturti lstand N reduktion (%) P reduktion (%) ,0 1,9 1,8 1,7 1,6 1,5 1,4 1,3 1,2 1,1 1,0 0,9 Modelberegnet sigtdybde i vegetationens vækstperiode Gennemsnit for marts-oktober Yder Fjord Mellem Fjord Felsted Kog 2001 VMPIII Reduk 1 Reduk 2 Reduk 3 Naturtilst.

23 Dynamiske modeller eks MIKE3 Fordele: Giver god systemforståelse beskriver processer Kan bedre end empiriske modeller beskrive strukturelle ændringer Væsentlige parametre, såsom filtration, næringsstoffer i sediment kan inkluderes i model Mere troværdige scenarieberegninger. Kan beskrive gode/dårlige spiraler Ulemper: Meget tungt beregningsmæssigt Datakrævende Ofte kun sat op for 1 eller 2 år pga. tid og penge

24 Referencer Modelanalyse af den fremtidige vandkvalitet i Norsminde Fjord. Kalibrering & validering. DHI. April Limfjordens Miljøtilstand 1985 til Fagligrapport fra DMU nr Modelberegninger af den fremtidige vandkvalitet i Ringkøbing Fjord DHI Nissum Fjord og opland - analyse af miljøtilstand og næringsstof-transport. Ringkjøbing Amt 2006 Odense Pilot River Basin