God praksis i hydrologisk modellering

Naturstyrelsen, Roskilde, 1 november 2011 God praksis i hydrologisk modellering Jens Christian Refsgaard Geological Survey of Denmark and Greenland Ministry of Climate and Energy

Disposition Geo-Vejledning 7 Modelleringsprocessen - vejledning Vigtige elementer Valg af modeltype Konceptuel model Nøjagtighedskriterier Kalibrering Usikkerheder Validering gyldighed af model Reviews Vandbalance Usikkerheder på indvindings- og grundandsdannende oplande

Hvad er en hydrologisk model? Hydrogeologisk tolkningsmodel (= konceptuel model) En tolkning eller arbejdsbeskrivelse af karakteristika og dynamik i det fysiske system Modelkode = software Et computer program, som uden ændringer i selve programmet kan benyttet til at opstille en numerisk model for et bestemt område (fx MODFLOW og MIKE SHE). Model En sted-specifik numerisk model indeholdende konkrete inputdata og modelparametre tilpasset et bestemt område (fx en hydrologisk model for Fyn) Figur fra Århus Amt

Hvorfor benytte hydrologisk modellering? For at lære hvordan systemet (fx grundvandsmagasinet) fungerer, dvs. tolke måledata For at kunne lave forudsigelser af noget som ikke kan måles direkte fx til vandressourceforvaltning Alle modeller giver forkerte forudsigelser men nogle er mere pålidelige end andre Alternative muligheder o Ingen modeller Rent gætværk o Simple empiriske modeller eller analytiske modeller Kvalificeret gætværk o Traditionelle modeller (fx baseret på MODFLOW eller MIKE SHE) Bedst mulig forudsigelse + usikkerhedsangivelse

Modelleringsprocessen 5 Trin

Modelleringsprocessen 48 opgaver på 5 trin No Model Study Plan Describe Problem and Context Define Objectives Identify Data Availability Determine Requirements Prepare Terms of Reference Proposal and Tendering Agree on Model Study Plan and Budget Yes Udbud Kontraktforhandlinger Data and Calibration Conceptualisation and Validation Describe System and Data Availability Collect and Process Raw Data No Sufficient Data? Dire Yes Model Structure and Processes Model Parameters Summarise Conceptual Model and Assumptions Need Yes for Alternative Conceptual Models? No Process Model Structure Data Not Assess Dire Soundness of Conceptualisation Code Selection Report and Revisit Model Study Plan (Data and Conceptualisation) Review Data and Conceptualisation and Model Set-up Plan Not Model Set-up Construct Model Not Dire Test Runs Completed Specify or Update Calibration and Validation Targets and Criteria Report and Revisit Model Study Plan (Model Set-up) Not Dire Review Model Set-up and Calibration and Validation Plan Specify Stages in Calibration Strategy Select Calibration Method Define Stop Criteria Select Calibration Parameters Not Parameter Estimation Dire All No Calibration Stages Completed? Yes Assess Not Soundness of Calibration Validation Not Dire Assess Soundness of Validation Uncertainty Analysis of Calibration and Validation Scope of Applicability Report and Revisit Model Study Plan (Calibration and Validation) Not Review Calibration and Validation and Simulation Plan Simulation and Evaluation Set-up Scenario Simulations Not Check Simulations Analyse and Interpret Results Not Dire Assess Soundness of Simulattion Uncertainty Analysis of Simulation No All Scenarios Completed? Yes Reporting of Simulation and Evaluation Not Review of Simulation and Evaluation Need for Post Audit Model Study Closure Review Review Review Review

Vejledning Geo-Vejledning 7 3.3 Specificer og opdater kalibrerings- og valideringsmål og nøjagtighedskri terier Processer alle input data til det format den valgte model kode kræver og med den valgte diskretisering i tid og rum Lav en log over modelkørsler Få modellen til at køre uden numeriske problemer med alle data Kontroller via simple testkørsler, at der tilsyneladende ikke er grove fejl i modelsetup et Revurder nøjagtighedskravene fra udbudsbetingelserne (opgave 1.4) er de realistiske? Vurder mængde og kvalitet af observationsdata Udarbejd en detaljeret plan for kalibrering og validering med nøjagtighedskriterier og grænser for målopfyldelse 3.4 Rapportering Rapportering af Trin 3 aktiviteter Reviderede planer for Trin 4 aktiviteter 3.5 Review Eksternt review Beslutninger af på hvilke betingelser Trin 3 kan godkendes Revurdering af opgave plan for Trin 4 Geo-Vejledning 7, side 15-19 En tabel for hvert trin i modelleringsprocessen Opgave Typiske aktiviteter Ansvarlige 3.1 Opstil model 3.2 Gennemfør de første testkørsler Vejledningsmateriale Modellør Appendix A, 3.1-3.2 Modellør Appendix A, 3.3 Afsnit 4.7.5 Modellør Appendix A, 3.4 Afsnit 4.7.8 Reviewer + Vandresso urceforvalt er + Modellør Appendix A, 3.5 Håndbog Kapitel 23 Afsnit 4.7.4

Hvilken model skal vi benytte? - forskellige typer modeller til forskellige formål Formål (opgavetype) Ambitionsniveau Modeltype Typisk diskretisering Kommentarer Svag test Stationær grundvandsmodel Teste geologisk model Middel stærk test Dynamisk integreret model 200 500 m Stærk test Dynamisk integreret model Kræver ekstra datakilder som fx koncentrationer af CFC eller andre miljøtracere Fastlægge Lille nøjagtighed (screening) AEM indvindings/grundvandsdannende opland Middel nøjagtighed Stationær grundvandsmodel + PT 50 200 m Stor nøjagtighed Dynamisk integreret model + PT PT kan køres stationært, men modellen skal kalibreres dynamisk Vandbalance Dynamisk integreret model 200 500 m Grundvandsind vindings effekt på vandføring i vandløb Hedeslette, helårsindvinding Hedeslette, markvanding Moræneområde Lille/middel nøjagtighed (screening) Stor nøjagtighed Analytisk eller stationær grundvandsmodel Dynamisk integreret model 50 200 m Grundvandsindvindings effekt på vandstand Middel nøjagtighed Stationær model 50 200 m i vådområder og søer Stor nøjagtighed Dynamisk integreret model Kildestyrke af forurening Dynamisk integreret model 1D vertikalt Perkolation fra rodzonen Stoftransport (koncentrationer af forurenende stoffer) Effekter af klimaændringer Transporttider i grundvandszonen Koncentrationer af stoffer der nedbrydes i grundvandszonen Stationær model + dynamisk PT 50 200 m Dynamisk PT kildestyrke ofte nødvendig. Overvej om dynamisk kalibrering af strømningsmodel er nødvendig Stationær model + dynamisk AD 1 200 m Dynamisk AD kildestyrke ofte nødvendig. Overvej om Diskretisering afhænger af hvilke geokemiske/mikrobiologiske processer der vurderes Output fra rodzone Dynamisk integreret model 1D vertikal Data fra klimamodeller skal korrigeres for bias Oplande, Vandbalance, Effekter af grundvandsindvinding, Forurening Geo-Vejledning 7, side 22 Samme modeltype som beskrevet ovenfor under oplande, vandbalance, grundvandsindvinding og stoftransport

Hvilken model skal vi benytte? - forskellige typer modeller til forskellige formål Formål (opgavetype) Ambitionsniveau Modeltype Typisk diskretisering Grundvands indvindings effekt på vandføring i vandløb Hedeslette, helårsindvinding Hedeslette, markvanding Lille/middel nøjagtighed (screening) Stor nøjagtighed Analytisk eller stationær grundvandsmod el Dynamisk integreret model 50 200 m Moræneområde Geo-Vejledning 7, side 22

Hvad er forskellen på en hydrogeologisk tolkningsmodel og en hydrostratigrafisk model? Geologisk Modellering tre trin (Geo-Vejledning 3; Jørgensen et al., 2008) Forståelsesmodel Rumlig geologisk model Hydrostratigrafisk model Hydrogeologisk tolkningsmodel (= konceptuel model) Hydrostratigrafisk model Procesbeskrivelser hvilke ligninger benyttes, fx 2D eller 3D i grundvandet? Porøst medium eller sprækkestrømning? Hvilken approksimation af umættet zone strømningsligning? Opdeling af modeldomænet i strukturelle elementer med konstante parameterværdier (jordtyper, vegetationer, vandløbsstrækninger, geologiske enheder, mv.) Randbetingelser Hvilke data benyttes til at drive modellen En overordnet forståelse af strømningsforhold og vandbalancer i området

Konceptuel model - anbefalinger Hvis geologisk model er lavet i en tidligere opgave: vurder hvor velegnet den er til den hydrologiske model og om der skal laves ændringer Vælg en passende kompleksitet dvs. de simpleste procesbeskrivelser som er gode nok til opgaven Lav parameterisering så antallet af parameterværdier der skal fastsættes gennem kalibrering holdes så lavt som muligt Vælg randbetingelser, som er sikre eller placeret langt væk. Ved lokalmodeller vælg evt. randbetingelser fra en regionalmodel, fx DKmodellen Overvej nødvendigheden af flere alternative konceptuelle modeller

Nøjagtighedskriterier Et nøjagtighedskriterium er et numerisk mål for overensstemmelsen mellem en modelsimulering og observerede feltdata Benyttes i kalibrerings- og valideringsprocedurer To delelementer: o Valg af kvalitative og kvantitative kriterier o Numeriske mål for nøjagtigheden (fx talværdi for størrelsen af R 2, RMS, vandbalancer)

Nøjagtighedsk riterier - 10 eksempler Trykniveauer ME RMS SE RMS/ h Vandføringer R 2 F bal F bal_sommer Q fraktil Andre - tracere Grundvandsalder Temperatur i vandløb Geo-Vejledning 7, side 32 Kriterium 1. Trykniveaukriterium med udgangspunkt i middelfejlen. Middelfejl på potentialerne (ME), relateres til den maksimale variation i de observerede potentialer indenfor de enkelte delmodeller: 1 n ME = ( ψ obs,i -ψ sim, i ) n i=1 Kriterium 2. Trykniveaukriterium, der relaterer RMS til standardafvigelsen på observationerne (s obs), se Appendix D. Kriteriet forudsætter en konkret vurdering for såvel stationær som dynamisk kørsel (idet ikke stationaritet typisk vil påvirke den samlede S obs). RMS = 1 n n i=1 ( ψ -ψ ) 2 obs,i sim, i Kriterium 3. Trykniveaukriterium baseret på vurdering af spredningen på residualerne i forhold til standardafvigelsen på observationsværdierne. Kriteriet er beslægtet med kriterium 2 men anvendes, hvis der er variabel usikkerhed på de inkluderede observationsdata. 1 n SE = w ( ψ ψ ) 2 i obs,i - sim, i n - P i=1 Kriterium 4. Trykniveaukriterium der tager udgangspunkt i variationen i ME Δhmax RMS sobs β β 2 SE β 2 RMS potentialerne for modelområdet (Δh max). RMS, se Kriterium 2. β Δh 3 max Kriterium 5. Vandføringskriterium der udtrykker modellens evne til at simulere dynamikken i afstrømning baseret på R 2 -værdien (Nash and Sutchliffe, 1970). Højere R 2 værdi kan forventes fra store oplande med stor årstidsvariation i vandføring (variation fastlægges ud fra Q 10/Q 90). 2 2 ( ) 2 ψ obs - ψ obs ( ψ obs ψ sim) R = 2 ( ψ ψ ) obs obs Kriterium 6. Vandbalancekriterium baseret på vandbalancefejlen på middelvandføringen. Fbal = 100 Qo Qs Qo Kriterium 7. Vandbalancekriterium baseret på vandbalancefejlen på sommervandføringen. Svarer til Fbal jf. kriterium 5, men opgjort for junijuli-august. Kriterium 8. Fraktilværdi kriterium vurderet på afstrømningsregime. Der benyttes Q 90 eller Q 95, altså en vandføring der underskrides i hhv. 10 % eller 5 % af tiden. Kvalitativ vurdering på grafisk afbildning. Kriterium 9. Aldersdatering/miljøtracer. Forudsætter partikelbane- eller stoftransportsimulering med henblik på simulering af koncentration af fx CFC eller andre miljøtracere. Simuleret koncentration sammenlignes med målt koncentration. Kvalitativ vurdering på profil.. Kriterium 10. Temperatur. Kvalitativ vurdering på vandløbskort. R 2 = 1 f ( Q var) < β (~ 4 typer defineret af Q var) Fbal = 4 f ( Qmid) < β (~ 4 typer defineret af Q mid) Fbal = f ( Q min) < β (~ 4 typer defineret af Q min) Sammenligning af målt og simuleret Q 90/Q 95) for udvalgte perioder på vandløbskort Sammenligning af observeret og simuleret koncentrationer på geologisk snit samt i indvindingsboringer / vandløbspunkter Simuleret og målt temperatur i 5 6

Valg af kriterier afhænger af formål Modelformål ME/ dh max RMS/ S obs eller SE 1) RMS/ R 2 F bal dh max år F bal, som Q90- Q95 Alder/ Tracer Kriterium 1 2/3 4 5 6 7 8 9 10 Teste hydrostratigrafisk X X X X X X model Fastlægge indvindingsoplande/grundvandsdannende X X X X X X oplande Vandbalance X X X X X X Grundvandsindvinding s effekt på vandføring i X X X X X X X? 2) vandløb Diffus forurening X X X X X X X Effekter af klimaændringer X X X X X X X X 1) Note 1): Hvis der er variabel usikkerhed på de inkluderede observationsdata (jf. Sobs) anvendes kriterium 4 (baseret på SE) i stedet for kriterium 3 (baseret på RMS/dh max ), se også Appendix D 2): Vandløbstemperatur er vigtig hvis der fokuseres på ferskvandsøkologi Geo-Vejledning 7, side 33 Tem p.

Numeriske mål for nøjagtigheden Vanskeligt at generalisere Forslag i Geo- Vejledning 7 skal vurderes kritisk fra opgave til opgave Geo-Vejledning 7, side 35 Screening Overslagsbereg ning Detailmodelleri ng Kriterium 1 β 1 (ME/dH max ) 0,05 0,025 0,01 Kriterium 2 og 3 β 2 (RMS/S obs Se Appendix D) 2,6 2 1,65 Kriterium 4 β 3 (RMS/dH max ) 0,1 0,05 0,025 Kriterium 5 (80 % af stationerne skal overholde kravværdien) β 4 (R2) Type 1 Q 10 /Q 90 < 5 Type 2 5 < Q 10 /Q 90 < 10 Type 3 10 < Q 10 /Q 90 < 20 Type 4 20 < Q 10 /Q 90 Kriterium 6 (80 % af stationerne skal overholde kravværdien) β 5 (Fbal, år) Type 1 Q mid < 100 l/s Type 2 100 l/s < Q mid < 500 l/s Type 3 500 l/s < Q mid < 2000 l/s Type 4 2000 l/s < Q mid Kriterium 7 (80 % af stationerne skal overholde kravværdien) β 6 (Fbal, sommer) Type 1 Q min < 10 l/s Type 2 10 l/s < Q min < 50 l/s Type 3 50 l/s < Q min < 200 l/s Type 4 200 l/s < Q min 0,55 0,60 0,65 0,70 40 25 15 10 120 80 50 30 0,65 0,70 0,75 0,80 25 15 10 5 80 50 30 15 0,75 0,80 0,85 0,90 15 10 5 3 50 30 15 10

Modelkalibrering Benyt invers modellering (= matematisk optimering af parameterværdier, så modellen giver bedst muligt fit mod observationsdata målt ved en objektivfunktion, baseret på et eller flere nøjagtighedskriterier) Hvis der benyttes stationær strømningsmodel: overvej at kalibrere den for dynamiske situationer giver bedre muligheder for at validere modellen Vægtning af nøjagtighedskriterier til objektivfunktion bør afspejle opgavens formål. Lav følsomhedsanalyser med forskellige vægtkombinationer

Usikkerhedsvurderinger Vigtig men tilsyneladende vanskelig i praksis Fokus på usikkerheder gennem hele projektforløbet o Identificer alle usikkerhedskilder og vurder deres betydning o Prioriter hvilke usikkerhedskilder der skal reduceres, og kvantificer betydningen af de andre o Benyt en analysemetode der passer til ambitionsniveau og type af usikkerhed o Diskuter og prioriter usikkerhed ved alle milepælsmøder Ambitionsniveau for usikkerhedsvurderinger skal fremgå af udbudsmaterialet Usikkerhedsmetode besluttes, når projektet er i gang. De dominerende usikkerhedskilder kendes ikke på forhånd og varierer fra opgave til opgave

Model validering - hvorfor nødvendigt? En models evne til at lave forudsigelser kan ikke udledes fra resultater i kalibreringsperioden, fordi parametrene er fittede mod data fra denne periode Test mod uafhængige data (som ikke har været brugt til kalibreringen) er nødvendigt model validering Model validering er absolut nødvendigt for at dokumentere en models brugbarhed i praksis en model skal på forhånd demonstrere sin evne og sin nøjagtighed til de typer forudsigelser, som den efterfølgende skal benyttes til forskellige anvendelser forskellige typer valideringstest Simpleste (og mest anvendte) testtype: Split-sample test kræver stationære forhold i oplandet (dvs ingen ændringer i fx arealanvendelse, oppumpning, klima) kræver data til kalibrering og validering

Forskellige typer valideringstest (Klemes, 1986) Type af valideringstest Data tilgængelighed til kalibrering Situation i oplandet Split-sample + Stationær 1 Proxy-basin - Stationær 1 Differential split-sample + Ikke-stationær 2 Proxy-basin differential - Ikke-stationær 2 split-sample Situation i oplandet: 1: Stationær ingen ændringer 2: Ikke-stationær ændrede forhold for den periode hvor der skal laves prediktioner (fx grundvandsindvinding, klimaændringer)

Differential split-sample test -Kalibrering: nuværende oppumpning -Test: periode før vandindvinding startede Modelberegninger for Sjælland. Ændring af medianminimum som følge af ændret oppumpning (ALECTIA rapport til Miljøcenter Roskilde, 2010) NB: DK-modellen ikke kalibreret med det formål at simulere minimumsvandføringer på lokal skala

Begrænsninger i valideret model s gyldighedsområde - problemer - validering mod interne variable Split-sample valideringstest Ingen kalibrering, ingen validering

Modellens dokumenterede anvendelsesområde (1/3) Betinget gyldighed Grundlæggende princip: Ingen model har universel gyldighed En models gyldighed (=anvendelsesområde) er betinget af Geografiske lokaliteter Typer af anvendelse Nøjagtighed i modelsimulering

Modellens dokumenterede anvendelsesområde (2/3) En model s gyldighedsområde skal beskrives før den anvendes Dokumenteret velegnet: De typer af anvendelser og geografiske lokaliteter hvor modellen via valideringstest har dokumenteret at kunne lave forudsigelser med en angivet nøjagtighed Måske egnet: De typer af anvendelser og geografiske lokaliteter hvor modellen kan forventes at kunne lave forudsigelser med en rimelig nøjagtighed, men hvor det ikke har været muligt at gennemføre valideringstest på grund af manglende data Ikke egnet: De typer af anvendelser og geografiske lokaliteter hvor modellen ikke kan forventes at kunne give resultater med brugbar nøjagtighed. Den vurdering kan enten komme som resultatet af en valideringstest med et dårligt resultat, eller for situationer, hvor der ikke findes data til relevante valideringstest, men hvor det vurderes, at modellen ikke er velegnet.

Modellens dokumenterede anvendelsesområde (3/3) Eksempel: En dynamisk grundvandsmodel er med en split-sample test valideret mod trykniveaudata fra 20 boringer med en nøjagtighed svarende til en RMS på 2.0 m Dokumenteret velegnet til simulering af trykniveauer i andre perioder under uændret klima for de samme 20 boringer med en nøjagtighed på RMS = 2.0 m Måske egnet til simulering af trykniveauer i andre perioder under uændret klima for andre lokaliteter end de 20 boringer, men der må påregnes en lidt mindre nøjagtighed Måske egnet til simulering af trykniveauer i ændret klima, men der må påregnes en del mindre nøjagtighed Ikke egnet til simulering af vandføringer, koncentrationer og grundvandsalder

Datablad - Anvendelighed af hydrologisk model 1.0 Modelinfo Dokumentation af model s anvendelighed Datablad i Geo-vejledning 7, Appendix F2 Excel template på http://vandmodel.dk/vm/m ateriale/index.html 1.1 Stamdata Modelnavn: Modeldb id: Udført af: Modelejer: Dato: 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 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

Eksterne reviews - hvorfor nødvendigt? Alle modelleringsopgaver er unikke pga. forskelle i Geologi, klima, arealanvendelse Data Opgavens formål, ønsker til nøjagtighed Økonomi Interessenter Modelleringsarbejdet indebærer mange (>100) beslutninger mht. data, værktøjer, kalibrering, mv. Forskellige metoder kan nogle gange lede til samme mål men ikke altid Umuligt at lave teknisk vejledning med svar på p alt Vejledninger nyttige men ingen garanti for god kvalitet Inddragelse af faglig erfaring gennem peer review for at skelne mellem god og dårlig d kvalitet

Interne og eksterne reviews Interne reviews Gennemføres af modellørens organisation Alle velrenommerede firmaer har et internt kvalitetssikringssystem Eksterne reviews Vandressourceforvalterens ansvar at det sker Vandressourceforvalterens sikkerhed for god kvalitet Øget troværdighed af det færdige resultat hos tredjepart

Principper for godt eksternt review Skal gennemføres af fagfolk med mindst lige så stor erfaring og indsigt som modelløren Reviewer refererer til vandressoruceforvalter Reviewer må ikke være inhabil i forhold til opgavens aktører Reviewer skal optræde neutralt i forhold til modelløren, selv om de måske i andre sammenhænge kan være konkurrenter Reviewers opgave er ikke primært af påpege fejl men at påpege kritiske elementer og forudsætninger som kræver yderligere overvejelser Revieweren skal respektere de givne rammer mht balance mellem formål, ønsket nøjagtighed, data, økonomi Reviewer må gerne komme med forslag til løsninger, men skal ikke bidrage til modelleringsopgaven Reviews gennemføres typisk ved afslutningen af modelleringstrin (faser) Eksternt review bør fremgå af udbudsmaterialet Geo-Vejledning 7, side 29-30

Hvordan sikres god kvalitet i modellering - de vigtigste principper Dialog mellem vandresourceforvalter, modellør og interessenter, herunder kommunikation af usikkerheder Eksternt peer review Benyt vejledning for god modelleringspraksis, som er generelt accepteret og videnskabeligt funderet Usikkerhedsvurderinger inddrages og gennemføres lige fra begyndelsen af projektet Gennemfør valideringstest mod uafhængige data. Modellens valideringsstatus og begrænsninger beskrives eksplicit Modellering skal betragtes som en læringsprocess, hvor der frembringes ny viden og erkendelse mulighed for feed-back loops Dokumentation skal sikre gennemskuelighed for alle aktører mht. metoder, forudsætninger og usikkerheder Dokumentation så modelleringen i videst muligt omfang er reproducerbar af tredjemand på et senere tidspunkt Geo-Vejledning 7, side 10-11

Vandbalance - baggrund Seneste vejledning om vandbalance: Plauborg et al. (2002) De første resultater fra Forskningsprojektet HOBE Konklusion fra slutrapporten for DK-model 2009: Meget stor fejl på bestemmelse af vandbalancen, specielt nedbør og fordampning fejl af betydning for oovervågning (NOVANA) ovandplaner oudpegning af nitratsårbare grundvandsforekomster okvælstofkredsløbet oklimaændringer og tilpasning ogrundvandskortlægning

Vandbalance analysemetode 1. Formuler hypoteser om nedbørskorrektion og referencefordampning 2. Benyt DK-modellen til at teste hypoteserne Kalibrer modellen, så vandløbsafstrømning stemmer Vurder om parameterværdier er realistiske Valider modellen i en anden periode (split-sample test) Vurder om den simulerede aktuelle fordampning (E a ) er realistisk (nye data fra HOBE benyttet) 3. Gå tilbage til #1 Analyse og anbefalinger gælder g for DMI griddata 1990-2010

Vandbalance konklusioner De gamle anbefalinger (Plauborg et al., 2002) medfører o For høj nedbør o Urealistisk høje værdier for aktuel fordampning (E a ) o Ustabile simuleringer hvis kalibreret på almindelige vintre og valideret mod mildere vintre med mindre sne (hovedproblemet med de gamle standardkorrektioner: de forudsætter at alle vintre har procentvis lige meget sne) Nye anbefalinger er bedre end de gamle mht o Realistiske parameterværdier o Realistiske værdier for E a o Robuste simuleringsværdier for både vintre med lidt/meget sne

Vandbalance vigtigste anbefalinger (se alle anbefalinger i rapporten) Nedbørskorrektion Bør foretages dynamisk, dvs korrektionsværdier som varierer fra dag til dag og fra det ene klimagrid til det andet Referencefordampning Benyt Makkink. Vest for Storebælt korrigeres med 0.95 Afgrødekoefficienter for landbrugsafgrøder i fuld vækst bør være 1,1 Aktuel fordampning (E a ) Ved modelberegninger med andre modeller bør E a være på samme niveau som i en ny 2011 version af DK-modellen beregnet med de nye anbefalinger Andre modeller (fx DAISY) Skal rekalibreres med nye anbefalinger. Check om parameterværdier er realistiske

Usikkerheder på indvindings- og grundvandsdannende oplande Analyser usikkerhed på oplande med hensyntagen til (mange modelkørsler) Usikkerhed på hydrauliske parametre Evt alternative geologiske modeller Usikkerhed på fremtidig indvindingsmængde Følsomhed overfor randbetingelser Klimaændringer Beregn følgende oplande Referenceopland: faktisk indvinding, bedste skøn på usikre parametre/forudsætninger Foreningsmængde-opland: Summen af areal som omfattes af mindst én kørsel Fællesmængde-opland: Det areal som alle modelkørsler har med i deres opland

Konklusioner - anbefalinger God praksis i hydrologisk modellering Sørg for en aktiv dialog med modelløren med mulighed for at justere opgaven undervejs (plads til fleksibilitet) Benyt det omfattende vejledningsmateriale Få lavet eksterne reviews Lav løbende usikkerhedsvurderinger Lav model test og beskriv modellens gyldighed Vandbalance Følg de nye anbefalinger (dynamiske nedbørskorrektion mv.) Indvindings- og grundvandsdannende oplande Lav analyser med inddragelse af flere usikkerhedskilder (parametre, geologi, indvinding, randbetingelser, klimaændringer)

Yderligere information Håndbog i grundvandsmodellering. GEUS rapport 2005/80 God praksis i hydrologisk modellering. Geo-vejledning 7. 2010 Vandbalance i Danmark. Vejledning i opgørelse af vandbalance ud fra hydrologiske data for perioden 1990-2010. Rapport 2011/77 Usikkerheder på indvindings- og grundvandsdannende oplande (Delprojekt 3 om oplande). 2010 www.vandmodel.dk http://gk.geus.info/grundvandskortlaegning/index.html