Hva vet vi og hvilken kunnskapsutvikling foregår

Transkript

1 Samspillet vannkraft og miljø: Hva vet vi og hvilken kunnskapsutvikling foregår 1 1. Hvilken kunnskap og metoder har vi? 2. Forskning i CEDREN og EnviPEAK Tor Haakon Bakken, SINTEF Energi

2 Hvordan forutsi hva som skjer her? 2

3 Eller nedi her? 3

4 Areal [m2] 2 3 Alternativer 4 Sammenligne med andre Gjette Ekspertvurderinger ugunstig nøytralt gunstig Modellere Vannføring [m3/s]

5 Vannføring og miljøforhold 9 miljøforhold vannføring

6 10

7 Vannføring og miljøforhold 11 miljøforhold vannføring vannføring

8 Vannføring og miljøforhold 12 miljøforhold vannføring

9 Variasjon viktig! 900,00 800,00 700,00 600,00 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 vannføring Orkla discharge vårflom 0,00 stabil lav om vinteren

10 1. jan. 1. feb. 1. mar. 1. apr. 1. mai. 1. jun. 1. jul. 1. aug. 1. sep. 1. okt. 1. nov. 1. des. Smolt migration Maintain geomorphology Attract spawners Byggeklosser building block method Natural Regulated Flow (m3/s) egg survival, winter habitat fry displacement? Habitat Spawning

11 Hydrologiske variasjonsindekser 900,00 800,00 700,00 600,00 Orkla discharge 500,00 400,00 300,00 200,00 100,00 0,00 Karakterisere vannføring med økologisk relevante parametere Hurtig evaluering før/etter en god start på et prosjekt Brukt i over 50 land bør pålegges ved inngrep også i Norge

12 Biologiske og økologiske modeller i rennende vann 16 Korrelasjoner Funksjonelle sammenhenger Habitatmodeller Populasjonsmodeller

13 Antall ørret per 100 m² Korrelasjoner Korrelativ sammenheng mellom biologisk variabel og miljøvariabel Smoltutvandring og vannføring/vanntemp. Årsklassestyrke eller smoltproduksjon og vintervannføring Smoltoverlevelse og tidspunkt/sjøtemperatur...mange andre Høyeste flomvannføring (m 3 /s) Eksempel: Årsklassestyrke og flom Vanskelig å overføre data!

14 Vekt (g) 18 Funksjonelle sammenhenger Sammenheng mellom biologisk variabel og miljøvariabel Eggutvikling og vanntemperatur Vekst hos laksefisk og vanntemperatur Eksempel: Vekst av laks og vanntemperatur

15 Habitatmodeller 19 Sammenheng mellom habitatbruk av fisk og bunndyr og flere fysiske variable I beste fall en god sammenheng mellom godt habitat og populasjon - flaskehals Eksempel: Habitat for ørret og vannføring

16 20 Populasjonsmodeller Egg Swim-up Parr 0+ Parr 1+ Parr 2+ Fecundity (based on BM) Stock-recruitment Growth (Ratkowsky) Density dependence Mortality (annual) Temperature Kobler fysiske og biologiske forhold både empirisk og deterministisk Parr 3+ Smolt 1+ Smolt 2+ Smolt 3+ Post Smolt Ocean P (smolt)- based on length Size selective survival Marine growth Mortality (annual) Discharge Utvikling av NORSALMOD går framover Ret 1SW Ret 2SW Ret 3SW Ret 4SW P (return)- fixed parametres Spawning F Eksempel: NORSALMOD

17 21 CEDREN Centre for Environmental Design of Renewable Energy

18 22 Forskningspartnere SINTEF Energy Research NINA NTNU LFI Oslo NIVA UNI Research Internasjonale partnere fra 10 land

19 23 Industripartnere og forvaltning Statkraft Agder Energi Sira-Kvina kraftselskap E-CO Hydro Eidsiva energi BKK Trønderenergi Statnett Energi Norge NVE DN

20 CEDREN-prosjekter Miljøvennlige løsninger for fornybar energiproduksjon 24 BirdWind OptiPol GOVREP HydroPEAK EnviPEAK EnviDORR

21 Temperatur Overlevelse (%). Eksempler fra forskningen 25 Overlever og vokser fisk som klekkes i kaldt vann? Tidspunkt for klekking/swim-up Overlevelse ved ulik tidspunkt og tetthet Tidlig Middel Sen Tidlig Middel Sen Dato Lav tetthet Høy tetthet

22 Eksempler fra forskningen 26 Tiltak for å lede utvandrende smolt utenom turbin og inn i minstevannføringsløp i Mandalselva Q+Krage Q+Krage + Strobelys Ingen tiltak

23 EnviPEAK Konsekvenser på fysiske og biologiske prosesser i rennende vann 27 Erosjon og sedimenttransport Temperatur og is Elvemusling Benthos Fish Fisk Pattedyr Fugl

24 Hvor skal vi forske? 28 Canada Holandsfjorden Barduelva Finland Orkla Daleelva Aurland Ims Surna Stjørdalselva Nidelva Lundesokna Gaula Mandalselva Sirdalsvannet Østerrike Frankrike

25 14:00:00 14:04:00 14:08:00 14:12:00 14:16:00 14:20:00 14:24:00 14:28:00 14:32:00 14:36:00 14:40:00 14:44:00 14:48:00 14:52:00 14:56:00 15:00:00 15:04:00 15:08:00 15:12:00 15:16:00 15:20:00 15:24:00 15:28:00 15:32:00 15:36:00 15:40:00 15:44:00 15:48:00 15:52:00 15:56:00 16:00:00 16:04:00 16:08:00 16:12:00 16:16:00 16:20:00 16:24:00 16:28:00 16:32:00 Vannstand (cm) Vannføring gjennom kraftverk (m3/s) A1: Studie av hydro-dynamiske prosesser Nedstrøms Oppstrøms Campingplass Produksjon kraftverk - glattet Tidspunkt Hvor raskt forplanter en bølge seg (opp/ned) i vassdraget? Hvordan dempes den? Finnes det måter å redusere nedtappingshastigheter?

26 30 A1: Studie av hydro-dynamiske prosesser Hvordan påvirker geometrisk representasjon presisjon i resultater? Hvilken modelltilnærming (1D, 2D, 3D) bør man velge - gitt problemstilling, datatilgang, ressurser, etc?

27 A2: Hydromorfologiske endringer 31

28 32 A2: Hydromorfologiske endringer Økologi/habitatkvalitet Hulrom Andre hydromorfologiske variable, for eks. kornfordeling Langtidsvirkning på substratkvalitet av effektkjøring

29 Temp (deg C) 33 A3: Vanntemperatur Dokumentere endringer i vanntemperatur forårsaket av hurtige vannføringsendringer Modellere observerte data Teste ut effekt-scenarier Produksjon/lufttemperatur versus vanntemperatur Produksjon Vann-temp Luft temp 14,0 2006: Vanntemperatur-profil Vassbygdvatn 12, ,0 20,0 18,0 16,0 14,0 12,0 10,0 8,0 10,0 8,0 6,0 4,0 2,0 1 m 5 m 10 m 15 m 20 m 30 m 10 6,0 4,0 0,0 2, Dato 0,0 Dato

30 34 A4: Islegging og isgang Hvordan endres isproduksjon ved effektkjøring? Bunnis Sarr Fast is Endring i hyppighet i isganger Tekniske konsekvenser Økologiske konsekvenser

31 35 A4: Islegging og isgang Supplert med: - Produksjonsdata - Vanntemperatur - Meteorologidata - Andre isparametre - Vannføring/vannstand Ufullstendige data

32 Eksempel Lundesokna Oppbygging av is gir dramatisk redusert kapasitet og mulig økologisk konsekvens februar februar 2010

33 Vannstand Eksempel Lundesokna Oppbygging av is gir dramatisk redusert kapasitet 37 Vannstand i Lundesokna ved noe varierende driftsvannføring feb - 00: feb - 06: feb - 12: feb - 18: feb - 00: feb - 06: feb - 12: feb - 18: feb - 00: feb - 06:00 Lundesokna februar feb - 12: feb - 18: feb - 00: feb - 06:00 Dato/tid 21. feb - 11: feb - 17: feb - 23: feb - 05: feb - 11: feb - 17: feb - 23: feb - 05: feb - 11: feb - 17:59 Downstream Upstream Camping Site

34 Mulige bidrag til forvaltningen av regulerte vassdrag 38 Gjennomføringen av EUs Vanndirektiv (VRD) Økosystembasert minstevannføring Styring av variable drift Disposisjon av vannvolum Avbøtende tiltak som virker (operasjonelle og fysiske) Migrasjonsbarrierer

35 Mulige bidrag til forvaltningen av regulerte vassdrag 39 Fastsettelse av revisjonsvilkår Annen vassdragsforvaltning Laksevassdrag, biomangfold, etc En storstilt og langsiktig satsning på FoU og utdanning Kunnskapsutvikling Utdanning av spisskompetanse og bredde Kunnskapsoverføring

36 Hvordan blir kunnskapen gjort tilgjengelig? 40 Vitenskapelig publisering Forvaltningsrettet publisering ( faktaark ) Web-side/nyhetsbrev Deltagelse i referansegruppemøter Åpne work shops/konferanser i EnviPEAK/CEDRENs regi Deltagelse på forvaltningens seminarer Kunnskap tilgjengelig gjennom kjøp av tid (rådgivning) Dyrking av mulighetene rundt hospitering?