Krav til modellering i trinet fra statslig kortlægning til indsatskortlægning

Transkript

1 ATV Jord og Grundvand Schæffergården, 28. november 2017 Krav til modellering i trinet fra statslig kortlægning til indsatskortlægning Jens Christian Refsgaard Professor, Hydrologisk Afdeling De Nationale Geologiske Undersøgelser for Danmark og Grønland Energi-, Forsynings- og Klimaministeriet

2 Overdragelse af model til ny bruger Staten Model Kommune Forsyning Landbrug Borgere Figur fra Solid Media Solutions Gaver er godt men.. Hvad er betingelserne for at gaven kan gøre nytte?

3 Hydrologiske modeller - begrænsninger Modeller i statslig kortlægning (varedeklaration) Overdragelse af model til andre brugere (brugervejledning krav til brugere) Problematiske forhold o Hvordan anvendes forsigtighedsprincippet? o Model prædiktiv evne (pålidelighed) på forskellige skalaer Konklusioner Disposition

4 Hvad og hvorfor? Hvad er en hydrologisk model? En simplificeret beskrivelse af virkeligheden En sted-specifik numerisk beskrivelse af et konkret område, indeholdende konkrete inputdata og modelparametre Hvorfor bruge en hydrologisk model? For at lære hvordan et system (vandkredsløbet i et opland) fungerer. Hypotesetestning For at lave forudsigelser af noget som ikke kan måles direkte Alle modeller giver forkerte forudsigelser men nogle er mere pålidelige end andre Figur fra Århus Amt

5 God praksis i hydrologisk modellering

6 Modelleringsprocessen Væsentligt for god kvalitet Opstilling og test målrettet mod formål for modelanvendelse Feedback (lærings) loops Eksternt review Interessent involvering i hele processen Ministeriet

7 Modeller i statslig kortlægning Lessons learned fra analyse af 20 modeller Formål Bestemme indvindingsopland til kildepladser Tekniske karakteristika 100 m beregningsgrid i alle områder Udarbejdet ud fra standardiserede udbud og samme vejledningsmateriale (Geo-vejledninger) Mange flotte/nyttige kort med standardiseret layout/terminologi

8 Modeller i statslig kortlægning Lessons learned fra analyse af 20 modeller Hydrogeologisk konceptuel tolkning Ny geologisk tolkning i alle områder o Øst for Lillebælt: baseret på DK-model hydrogeologi koncept o Vest for Lillebælt: forskellige koncepter Delvis udnyttelse af viden fra SkyTEM kortlægning o Laggrænser lertykkelseskort o Information om geologisk heterogenitet internt i morænelerspakken ikke fuldt udnyttet

9 Modeller i statslig kortlægning Lessons learned fra analyse af 20 modeller Hydrologisk modellering Store forskelle afhængig af rådgiver og landsdel o Grundvandsmodel (MODFLOW) eller integreret overfladevands/grundvandsmodel (MIKE SHE) o Stationær eller dynamisk Kvalitetssikring Eksternt review: 12 ud af 20 projekter Usikkerhedsanalyse Den væsentligste usikkerhedskilde (geologisk usikkerhed) kun inddraget i meget begrænset omfang

10 Modeller i statslig kortlægning Lessons learned fra analyse af 20 modeller Involvering af interessenter/slutbrugere Kommuner Involvering af kommuner i modelleringsprocessen Slet ikke Nogle møder - men ikke review møder Alle møder - inkl. review møder Andre interessenter (vandselskaber, landbrug, mv.): Kun undtagelsesvis involvering

11 Overdragelse af model til ny bruger Nødvendige forudsætninger for success Er modellen dokumenteret anvendelig? Modellen skal være brugbar til de opgaver den skal løse ved indsatsplanlægning (fx forudsige effekter af alternative virkemidler)

12 Modellens dokumenterede anvendelsesområde Betinget gyldighed Grundlæggende princip: Ingen model har universel gyldighed En models gyldighed (=anvendelsesområde) er betinget af Geografiske lokaliteter Typer af anvendelse Nøjagtighed i modelsimulering

13 Modellens dokumenterede anvendelsesområde Eksempel En kortlægningsmodel (MIKE SHE) er valideret mod trykniveaudata fra dybe akviferer og vandføringsdata fra vandløb - med acceptabel nøjagtighed Er modellen gyldig til forudsigelse af følgende? Dokumenteret egnet Ændring i indvindingsopland ved ændret oppumpning Måske egnet Effekt af pesticidforbud på 10 ha mark Måske egnet Ikke egnet Effekten på det terrænnære grundvandsspejl i lavtliggende villakvarter pga lukning af en kildeplads Saltvandsindtrængning pga havspejlsstigning ved klimaændring

14 Datablad - Anvendelighed af hydrologisk model 1.0 Modelinfo 1.1 Stamdata Modelnavn: Modeldb id: Udført af: Modelejer: Dato: Dokumentation af model s anvendelighed 1.2 Formål med modelanvendelse Test af geologisk model Indvindings/grundvandsdannende oplande Vandbalance Grundvandsindvindings effekt på vandløb Grundvandsindvindings effekt på søer/vådområder Stoftransport Effekter af klimaændringer Andet: 1.3 Model type Beskriv: 2.0 Model validering 2.1 Valideringstest Hvilke test er gennemført - beskriv: 2.2 Resultater af validering Datablad i Geo-vejledning 7, Appendix F2 Excel template på rtlaegning/udgivelser/vejledninger.html Beskriv: 3.0 Modellens gyldighed 3.1 Dokumenteret velegnet Type anvendelse 3.2 Måske velegnet Type anvendelse Geografisk område Geografisk område Nøjagtighed Nøjagtighed 3.3 Ikke velegnet Type anvendelse Geografisk område Nøjagtighed

15 Overdragelse af model til ny bruger Nødvendige forudsætninger for success Er modellen dokumenteret anvendelig? Modellen skal være brugbar til de opgaver den skal løse ved indsatsplanlægning (fx forudsige effekter af alternative virkemidler) Forstår den nye bruger modellen? Den nye bruger skal kende modellen og kunne vurdere dens styrker, svagheder og begrænsninger Samt kommunikere dette troværdigt til interessenter og skeptiske politikere

16 Hvad kræver det at forstå en model? Kendskab til modellen Fulgt modelleringsprocessen grundigt? Læst (og forstået) model rapporten Erfaring med modellering Personlig erfaring med at opstille og køre modeller Hvis NEJ behov for modelleringserfaring via o Intern kapacitetsopbygning o Ekstern konsulent (husrådgiver) o Evt. kombination af de to muligheder

17 Problematiske forhold Usikkerheder - forsigtighedsprincip Vær opmærksom på risikoprofilen Skal vi beskytte områder så vi får 90% sikkerhed for at alle forureningskilder er taget i beregning (Forsigtighedsprincip) eller Skal vi kun beskytte de områder som vi 90% sikkert tror vil bidrage med forurening til kildepladsen? (Omvendt forsigtighedsprincip) Overvej kombination adaptiv management

18 Problematiske forhold Skalaer og prædiktionsusikkerhed Stor skala lille usikkerhed *** Lille skala stor usikkerhed 100 m modeller kan producere modeloutput på markskala Hvor nøjagtige er resultater på 100 m skala? Hansen et al. (2014)

19 Konklusioner Statslige kortlægningsmodeller Betydelige forskelle mellem modeller i forskellige kortlægningsområder Slutbrugere og interessenter kun involveret i meget begrænset omfang De nye brugere kender ikke modellernes styrker, svagheder og begrænsninger i forhold til indsatsplanlægning Genbrug af modeller til indsatsplanlægning Forventningsafstemning Opdatering af model til nye formål Behov for kapacitetsopbygning hos kommuner og interessenter Gennemfør usikkerhedsvurderinger før modelresultater bruges i praksis