Strategies and recommendations for river basin management in Glomma

DELIVERABLE D10.1 Strategies and recommendations for river basin management in Glomma Upper photo: Lake Øyeren delta. Photo: Fjellager Widerøe. Lower photo: Mountains in Glomma basin. Photo: GLB

STRIVER Report No. D10.1 Strategy and methodology for improved IWRM - An integrated interdisciplinary assessment in four twinning river basins Title Strategies and recommendations for river basin management in Glomma Author(s) Haakon Thaulow, David N. Barton, Line J. Barkved, Dag Berge, Per Stålnacke, Johannes Deelstra and Ingrid Nesheim Report No. STRIVER Report No. D10.1 ISBN - Organisation name of lead contractor for this deliverable Bioforsk and NIVA (Norway) No. of pages 24 p. Due date of deliverable: February 2009 Actual date of deliverable: June 2009 Dissemination level 1 PU Key words IWRM, Glomma, WFD, hydropower, environmental flow Title of project: Strategy and methodology for improved IWRM - An integrated interdisciplinary assessment in four twinning river basins (STRIVER) Instrument: SUSTDEV-2005-3.II.3.6: Twinning European/third countries river basins. Contract number: 037141 Start date of project: July 2006 Duration: 36 months Project co-funded by the European Commission within the Sixth Framework Programme (2002-2006) Disclaimer The information provided and the opionions given in this publication are not necessarily those of the authors or the EC. The authors and publisher assume no liability for any loss resulting from the use of this report. 1 PU Public PP Restricted to other programme participants (including the Commission Services) RE Restricted to a group specified by the consortium (including the Commission Services) CO Confidential, only for members of the consortium (including the Commission Services)

STRIVER Report No. D10.1 Contents Summary 5 Annex: Thaulow, H., Barton, D.N., Barkved, L.J., Berge D., Stålnacke, P., Deelstra, J. & Nesheim, I. 2009. Strategies and recommandations for IWRM in Glomma. STRIVER Policy Brief No. 16 Barton, D.N., Berge, D. and Tingvold, J.K. 2009. Miljø- og Brukerbasert Vannføring: multikriterie- metode med konsekvenskurver. STRIVER Technical Brief No. 8 (In Norwegian)

STRIVER Report No. D10.1 Summary This deliverable constitutes of the following Policy and Technical Briefs attached to this report: Thaulow, H., Barton, D.N., Barkved, L.J., Berge D., Stålnacke, P., Deelstra, J. & Nesheim, I. 2009. Strategies and recommandations for IWRM in Glomma. STRIVER Policy Brief No. 16 Barton, D.N., Berge, D. and Tingvold, J.K. 2009. Miljø- og Brukerbasert Vannføring: multikriterie- metode med konsekvenskurver. STRIVER Technical Brief No. 8 (In Norwegian) 5

STRIVER POLICY BRIEF Strategy and methodology for improved IWRM - An integrated interdisciplinary assessment in four twinning river basins PB No. 16 Strategy and recommendations for Integrated Water Resources Management in Glomma, Norway STRIVERs close interaction with water managers and local stakeholders in Glomma has strengthened sciencepolicy linkages and has laid ground for more sciencebased implementation of the EU Water Framework Directive and national legislation, particularly related to hydropower development. The two scientific STRIVER tools applied; modeling of nutrients and multi-criteria environmental flow analysis has proven to be useful in practical IWRM in Glomma. The STRIVER Policy Brief series translate the results from the EC FP6-funded STRIVER project into practical and useful information for policy makers and water managers

Strategy and recommendations for Integrated Water Resources Management in Glomma, Norway Thaulow, H., Barton, D.N., Barkved, L.J., Berge D. (NIVA) Stålnacke, P., Deelstra, J. (Bioforsk) Nesheim, I. (UiO-SUM) Abstract STRIVERs close interaction with water managers and local stakeholders in Glomma has strengthened science- policy linkages and has laid ground for more science- based implementation of the EU Water Framework Directive and national legislation, particularly related to hydropower development. The two scientific STRIVER tools applied; modeling of nutrients and multi-criteria environmental flow analysis has proven to be useful in practical IWRM in Glomma. References This STRIVER Policy Brief is based on the following research reports and scientific literature: Barkved, L.J., Deelstra, J., Grizzetti, B. & Bouraoui F. 2008. Modelling nutrients in the Glomma river basin: scenarios & management recommendations. STRIVER Policy Brief No. 11. (http://www.striver.no/diss_res/files/striver_pb11.pdf) Barton, D.N. & Berge, D. 2008. Pressure-Impact Multi-Criteria Environmental Flow Analysis in the Glomma River. STRIVER Technical Brief No. 6 Berge, D., Barton, D.N., Dang, K.N. & Nesheim, I. 2008. Environmental Flows (EF) in IWRM - with reference to the hydropower regulated Glomma River in Norway and Sesan River in Vietnam/Cambodia. STRIVER Policy Brief No.9. (http://www.striver.no/diss_res/files/striver_pb9.pdf) Berge, D., Dag Berge, Dang Kim Nhung, Phi Thi Thu Hoang, David N. Barton, Ingrid Nesheim 2008. The use of Environmental Flow in IWRM, with reference to the hydropower regulated Glomma River in Norway and Sesan River in Vietnam/Cambodia., STRIVER Report No. D 8.1, 81 pp. Grizzetti, B., Lo Porto, A., Barkved, L.J., Bouraoui, F., Deelstra, J & Joy K.J. 2008. Modelling Water Pollution with Stakeholders involvement - The twinned experience of Glomma (Norway) and Tungabhadra (India) river basins. STRIVER Policy Brief No. 10. (http://www.striver.no/diss_res/files/striver_pb10.pdf) Glomma is the largest river in Norway with a catchment area of 41 200 km 2 covering 13 % of Norway s land area. Mean annual flow is 700 m 3 /s and 16 % of the water can be stored. 15 % of Norway s population lives in the catchment. The population density, however, is low in a global comparison. The north-western parts of the Glomma basin consist of high mountain areas (Jotunheimen area with Norway s highest peak: Galdhøpiggen (2468 m asl.) with high precipitation and glaciated areas. The eastern part is covered by forest areas, whereas the central and southern parts comprise larger agricultural and urban areas. STRIVER POLICY BRIEF / ISSUE NO. 16 2

Transparency and knowledge building important in IWRM Compared to other STRIVER basins, Glomma is in an advanced stage with regards to IWRM plans and implementation. Before the ongoing implementation of the EU Water Framework Directive, Glomma has a history of transparent and knowledge-based IWRM plans: Lake Mjøsa Action Plan (Mjøsaksjonen). Action Plan Glomma (Handlingsplan Glomma), the Master Plan for Hydropower (Samlet Plan) and the comprehensive licensing procedure for hydropower development of Øvre Otta. Knowledge building among stakeholders leads to better and more engaged participation and improved decision-making. These two key elements in IWRM are confirmed by STRIVERS work in Glomma. Scenario discussions improve IWRM planning Part of STRIVER recommendations are that scenarios should be more actively used as a IWRM planning tool. Experiences from STRIVER have shown that focused discussions on possible future situations and alternative paths how to arrive to such situations, enhance the understanding of relationships between societal development and environmental impacts. It was, however, difficult to apply scenarios valid for the whole of Glomma. Focusing on selected sub-basins, - future abatement strategies and agriculture development in Hunnselva and the need for renewable energy demand in Høyegga led to productive scenario discussions and interaction with stakeholders. Figure 1. Cultivation of strawberries has been increasingly popular in the Hunnselva. Photo: Line J. Barkved Stakeholder participation: a must Stakeholder participation is one of the most critical elements for practical IWRM implementation. Both the WFD and the licensing systems in Norway s national legislation have well developed frameworks for such participation. Stakeholders get a chance to provide inputs to any new laws and policies before they are enacted. In Glomma the stakeholder interaction focused mostly on the water managers in central, regional and local governments responsible for the implementation of WFD and licensing. Figure 2. First stakeholder meeting in Lillehammer, May 2007

During the project period, this interaction developed successfully. This was mainly due to several encounters between managers and scientists during the project period enabling development of a gradual mutual understanding of the scientific and management aspects. There was a strong willingness and interest among Glomma stakeholders to participate during the stakeholder workshops and contribute with input to STRIVER activities. Practical tools for IWRM provided - to be developed further STRIVER activities have aimed at providing practical tools for ongoing water management activities in Glomma. The two scientific based practical tools applied in Glomma; 1) Modelling nutrients in Hunnselva and Lena river basins related to water pollution control issues in the River Basin Management Plan under the WDF and 2) Multiple criteria analysis of environmental flows with pressure- impact curves in Øyeren and Høyegga, have both contributed to better knowledge in practical IWRM in these sub-basins of Glomma. It is recommended that these tools should be further developed through practical implementation, as well as through further research. In the practical application of tools in Glomma, the lack and inconsistency of data has been a constraint for the practical use. This applies both to environmental as well as economic and social data. We recommend that data collection and monitoring programs are discussed between Water Managers and the Research Community. The aim would be to optimize data collection and monitoring resources as to the use for water management in general as well as key IWRM tools. Modelling of nutrients Closing knowledge gaps The modeling of nutrients in Hunnelsva and Lena rivers was performed with two basic model tools: TEOTIL - a rather simple model and SWAT - a more complex processoriented model. Both model tools include phosphorous (P) and nitrogen (N) from various pollutions sources, possible pollution abatement measures and the response in the various river sections measured as concentrations of P and N. Figure 3. STRIVER scientists, Water Managers and Local farmers in Hunnselva. Photo: Line J. Barkved Among the experiences and lessons learned from the work with the nutrient models; - As an input to the models, various scenarios for agriculture development and pollution abatement strategies proved a valuable planning tool - There is a lack of coordination between water quantity (hydrological) and quality monitoring inn Hunnselva and Lena. Suspended solids should be measured in the future. - It is important to design monitoring programs to be more representative, STRIVER POLICY BRIEF / ISSUE NO. 16 4

particularly related to agricultural runoff/pollution - Through further development both model tools have a potentially important role in improving the River Basin Management Plans under the WFD Environmental flow assessment a key element in the implementation of the EU Water Framework Directive. Finding an acceptable balance between environmental and user interests in an environmental flow regime is considered one of the key challenges in hydropower regulation of rivers. In the sub-basins of Øyeren and Høyegga, the approach with the PIMCEFA method (Pressure-Impact Multicriteria Environmental Flow Analyses) proved a useful and very promising tool. The method uses a panel of experts representing different value elements, environmental issues and user interest. By illustrating their knowledge of impacts of the water regulation on each value element using pressure-impact curves, expert judgement becomes systematic and transparent. The panel uses multi-criteria analysis to illustrate trade-offs between different value elements under different environmental flow scenarios. Stakeholder panel(s) use the trade-off information, provided by the multi-criteria analysis, as a basis for identifying an acceptable regime, including mitigation and compensation measures. Some important lessons learned and experiences gained from the use of the PIMCEFA method in the Glomma sub-basins Høyegga and Øyeren: - The method allows for systematic and documented participation and influence on environmental flow regimes by experts, water users and managers Figure 4. Hydropower development in Glomma. A small regulation in Hunnselva. Photo: Line J. Barkved - The method is very dependent on reliable data, particularly water level curves related to water flows and critical periods for the value elements - It is often necessary to include local river users as well as professionals in expert panels, and crucial to distinguish the role of experts from the role of stakeholders in this process - A credible result requires the wholehearted active participation by affected water users in stakeholder panels. A case where real decisions on environmental flow are to be made in near future is strongly recommended for practical application and further development of this method. Figure 5. A river stretch in Høyegga. Knowledge of relations between water flow and water level is needed to assess environmental flows. Photo: Statens kartverk STRIVER POLICY BRIEF / ISSUE NO. 16 5

EUs Water Framework Directive (WFD) in Glomma and STRIVER The WFD is under implementation in Norway with a 6 year delay compared to the rest of Europe. However, 30 water bodies in Norway have followed the European time schedule which aims to achieve the WFD goals by 2015 (good ecological status- good ecological potential). One of the 30 selected water bodies was Hunnselva. As strategies and recommendations for IWRM derived from STRIVER in Glomma should relate to the ongoing implementation of the WFD, STRIVER scientists from the onset of the project established a close collaboration with the Hunnselva River Basin Working Group for the implementation of the WFD. In addition to the 3 Stakeholder meetings, STRIVER had several encounters and discussions with key persons in the Hunnselva working group. A good mutual understanding was established, however, this took time and effort from both sides! The experiences from the introduction of practical nutrient modelling as a supporting tool to the WDF management turned out to be an excellent example of the need to strengthen science-policy links in IWRM. STRIVER a useful outsider STRIVER activities have shown that an independent research project can provide a neutral platform for stakeholder fora and facilitate the IWRM processes. It has helped the integration of various perspectives and users with different interests. STRIVER has provided an arena outside the formal systems where stakeholders could discuss several issues more freely. Strengthening science-policy links better research and better water management We recommend establishing more formal links between Water Managers and the Research Community particularly related to the implementation of the WFD. This could help water managers make better use of existing knowledge, as well as identify knowledge gaps where practically applied research could be beneficial. To better identify research needs related to the implementation of the WFD, the Research Community could in benefit from including water mangers more directly. Figure 6. The EU Water Framework Directive aims at achieving good ecological status or good ecological potential by 2015. Balancing costs and benefits reaching these goals is a challenge in the implementation of the directive. STRIVER has provided scientific tools that can be helpful. STRIVER POLICY BRIEF / ISSUE NO. 16 6

The STRIVER Policy and Technical Brief series translate the results from the project into practical and useful information for policy makers and water managers. The Briefs are also available online: www.striver.no About STRIVER STRIVER- Strategy and methodology for improved IWRM - An integrated interdisciplinary assessment in four twinning river basins is a three year EC funded project 2006-2009 under the 6th framework programme (FP6) coordinated jointly by Bioforsk and NIVA. The point of departure for STRIVER is the lack of clear methodologies and problems in operationalisation of Integrated Water Resource Management (IWRM) as pointed out by both the scientific and management communities.13 partners from 9 countries participate as contractual partners in addition to an external advisory board. Title of project: Strategy and methodology for improved IWRM - An integrated interdisciplinary assessment in four twinning river basins (STRIVER) Instrument: SUSTDEV-2005-3.II.3.6: Twinning European/third countries river basins. Contract number: 037141 Start date of project: July 2006 Duration: 36 months Project funded by the European Commission within the Sixth Framework Programme (2002-2006) Disclaimer The information provided and the opinions given in this publication are not necessarily those of the authors or the EC. The authors and publisher assume no liability for any loss resulting from the use of this report. Front-cover photos: Left-photo: Lake Øyeren delta. Photo: Fjellager Widerøe. Right-photo: Mountains in Glomma basin. Photo: GLB Editors: Per Stålnacke and Udaya Sekhar Nagothu (Bioforsk) Launch date: 30 June 2009 STRIVER POLICY BRIEF / ISSUE NO. 16 7

STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG Bedre strategi og metode for integrert nedbørfeltsforvaltning - komparativ og integrert flerfaglig vurdering i fire nedbørfelt TB No. 8 M i B i V i Miljø- og Brukerbasert Vannføring: multikriteriemetode med konsekvenskurver Konsekvenskurver forbedrer dokumentasjonen av skjønnsbaserte avveininger mellom vannføring, miljø- og brukerinteresser. Multi-kriterie-analyse utgjør en formell ramme for brukermedvirkning og gjør samvekting av interesser og scenarie-analyse enklere og raskere. STRIVER Sammendrag er en serie som oversetter resultater fra det EU FP6-finansierte STRIVER prosjektet til praktisk og anvendbar informasjon for politikk og forvaltning

Miljø- og Brukerbasert Vannføring (M i B i V i ): multi-kriterie metode med konsekvenskurver David N. Barton* +, Dag Berge* og Jens Kristian Tingvold ++ *Norsk Institutt for Vannforskning (NIVA), + Norsk Institutt for Naturforskning (NINA), ++ Glomma og Laagens Brukseierforening (GLB) Multi-kriterie-analyse forbedrer dokumentasjonen av ekspert-skjønn når minstevannføring skal vurderes i forhold til miljø- og brukerinteresser. Avveininger mellom ulike interesser bygger på såkalte konsekvenskurver som beskriver virkningene av mange ulike reguleringsscenarier samtidig. Konsekvenskurvene oppsummerer på en oversiktelig måte usikkerhet i skjønnet. Multi-kriterie-analyse gjør samvekting av disse kurvene raskt, og betydningen av faglig usikkerhet kan vurderes på en etterprøvbar måte. Visualisering av konsekvenser på miljø- og brukerinteresser i form av kurver gjør det også lettere å engasjere lokal- ekspertise i konsekvensutredninger og å sammenligne deres skjønn med faglig ekspertise. I dette notatet argumenterer vi for at en multikriterie-metode for MBV med konsekvenskurver bør gi gevinster med liten ekstra kostnad ift dagens vurdering av nye konsesjoner og vilkårsrevideringer spesielt i forhold til strukturert brukerdeltagelse og etterprøvbart ekspertskjønn. Referanser Barton, D.N. og D. Berge (2008) Pressure-Impact Multi-Criteria Environmental Flow Analysis (PIMCEFA). STRIVER Technical Brief No.3. http://www.striver.no/diss_res/files/striver_tb6.pdf Berge, D., D.K. Nhung, P.T.T.Hoang, D.N. Barton, I. Nesheim (2008) The use of Environmental Flow in IWRM, with reference to the hydropower regulated Glomma River in Norway and Sesan River in Vietnam/Cambodia. STRIVER Deliverable D8.1. Bjørndalen, K. et al (2002) Miljøfaglige undersøkelser i Øyeren 1994-2000. Fylkesmannen i Akershus. Halleraker, J.H., and A. Harby (2006) International methods for deciding environmental flow which of these are applicable in Norway? NVE Miljøbasert vannføring, Report 9 2006, 69 pp. ISBN 82-410-0584-9. IUCN (2003) Flow. The essentials of environmental flows. The World Conservation Union. Janssen, R. & Herwijnen, M. v. 2007, DEFINITE 3.1. A system to support decisions on a finite set of alternatives (Software package and user manual) Institute for Environmental Studies (IVM), Vrije Universiteit, Amsterdam Mer enn 200 metoder for å vurdere miljøbasert vannføring (MBV) er beskrevet i faglitteraturen(berge og andre 2008; Halleraker and Harby 2006). MBV metodene er en blanding av subjektivt ekspertskjønn og datadrevet matematisk modellering: 1. Hydrologiske metoder MBV fastsettes som present av naturlig vannføring 2. Hydrauliske metoder - inkluderer også elve-morfologi og vannstander, men uten kobling til biologi. 3. Habitat-simuleringsmetoder funksjonelle sammenhenger mellom fysiske endringer og elvebiologi. 4. Holistiske metoder inkluderer vannføringsbehov til økologiske elementer så vel som til brukerinteresser 5. Hybrid tilnærming et rammeverk knytter ulike metoder og modeller (1-4) sammen for å finne frem til optimale vannføringer i forhold til integrerte miljøkonsekvenser MBV med multi-kriterieanalyse og konsekvenskurver er en holistisk metode (4), med optimalisering som mål (5), tilpasset situasjoner der ekspertskjønn er hovedgrunnlaget. STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 2

Innledning Dette tekniske sammendraget illustrerer anvendelsen av multi-kriterie-analyse (MKA) på fastsettelsen av miljøbasert vannføring, ved hjelp av konsekvenskurver. Motivasjonen for utvikling av metoden var et forsøk på å forbedre skjønnsbaserte vurderinger av vannkraft-konsesjoner og vilkårsrevideringer i Norge. Vi beskriver kort hvordan konsekvenskurver lages og samvurderes i et MKA dataverktøy for å finne den optimale avveiningen mellom ulike miljø- og brukerinteresser. I mangel av et bedre norsk navn på metoden har vi holdt oss til den kjente forkortelsen for miljøbasert vannføring M i B i V i, men der indeksene(i) skal antyde at det dreier seg om flere miljø- og brukerinteresser som hver især kan vektes innenfor en multi-kriterie-metode. På engelsk kalte vi metoden for pressure-impact multicriteria environmental flow analysis, eller PIMCEFA, som er en faglig dekkende beskrivelse, men ikke har noen god oversettelse på norsk. Vi har oversatt pressure-impact curves med konsekvenskurver i resten av notatet. Beskrivelsen i dette sammendraget er basert på den første utprøvingen av metoden i Øyeren, og delvis Høyegga, i Glomma s nedbørfelt (kart 1). Konsekvenskurvene ble laget og vurdert av eksperter i to møter avholdt i desember 2007 og januar 2008, som en del av EU prosjektet STRIVER. I etterkant har GLB supplert denne informasjonen med en vurdering av vannkraftproduksjon under ulike vannstands-scenarier i Øyeren. Notatet er disponert på følgende måte. Vi motiverer først behovet for en slik metode. Så gir vi en oversikt over de ulike trinnene i M i B i V i metoden ved hjelp av to flytdiagrammer, påfulgt av detaljerte eksempler på data og analyse under hvert av trinnene. M i B i V i dekker et behov for innledende konsekvensutredning (KU) av reguleringer av vannføring som i stor grad er basert på ekspert-skjønn (IUCN 2003), samt internasjonale erfaringer man har trukket av Focus Areas Høyegga Hunderfossen Hunnselva Øyeren Kart 1 Glomma and Laagens nedbørfelt M i B i V i ble først utprøvet i Glommas elvedelta i Øyeren (markert i rødt i kartet) som ett av flere fokusområder i nedbørfeltet der ulike metoder for integrert nedbørfeltsforvaltning er utprøvet i regi av EU prosjektet STRIVER prosjektet. Bilde: Bjørndalen et al (2002).

anvendelse av multi-kriterie-analyse innen KU: En generisk metode som er fleksibel nok til å kunne tilpasses ulike vannforekomster og tiltaksvurderinger; Bedre dokumentasjon av ekspert-skjønn på miljøkonsekvenser over et spekter av hydrologiske regimer; En kvantitativ metode som fungerer selv i sammenhenger med lite data og som kan repliseres av en tredjepart; En metode der vurderingene av optimal vannføring kan oppdateres kostnadseffektivt etter hvert som ny informasjon blir tilgjengelig; En oversikt over hovedtrinnene i M i B i V i vises i figur 1.1 og figur 1.2: 1. Identifisere relevante vannføring- eller vannstandsalternativer som skal vurderes ifbm regulerings-scenarier. Scenariene som skal vurderes foreslås av interessenter (regulant, myndigheter, brukerinteresser) 2. Identifisere ulike miljø-aspekter og brukerinteresser som kan påvirkes av de ulike regulerings-scenariene, samt konsekvensindikatorer for disse (ekspert-panel). 3. Tegne optimale vannførings-/ vannstandskurver over året for hvert miljø-aspekt og brukerinteresse. Anvendes som en referanse-tilstand for tegning av konsekvenskurver. (ekspert-panel). 4. Identifisere kritiske perioder og strekninger for hvert miljø-aspekt og brukerinteresse (ekspert-panel). 5. Håndtegne konsekvenskurver for hvert miljø-aspekt og brukerinteresse, der konsekvens illustreres fra optimal tilstand til maksimal skade (ekspertpanel). 6. Input av håndtegnede konsekvenskurver i MKA programvare; generere en konsekvensmatrise for alle vannføringer over alle miljøaspekter og brukerinteresser (konsulent). 7. Anvende MKA programvare for å identifisere uvektet optimale vannførings/vannstandsnivåer for hver kritiske periode og strekning identifisert under (4) (konsulent). Figur 1.1 MBV metode-oversikt I: flerbruker analysen STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 4

8. Interessenter diskuterer relativ verdi av ulike konsekvenser og følsomhetsanlayse av ulike vektinger av konsekvenser med MKA programvare (konsulent). 9. Kraftprodusent beregner produsjon ved ulike vannføringsalternativer 10. Interessenter og myndigheter vurderer avveininger mellom kostnader/ genvinster for kraftproduksjon mot optimale miljø- og flerbrukerhensyn identifisert under (7-8). Vi foreslår også en rollefordeling mellom, kraftprodusent, interessenter, eksperter og konsulent. I denne forenklede fremstillingen er det viktig å påpeke at eksperter også kan og bør inkludere personer som har lokalkunnskap i kraft av å være brukere. Man bør imidlertid klargjøre rollen som ekspert og interessent for deltagerne. I fortsettelsen beskriver vi særegenheter ved de ulike metode-trinnene. En mer detaljert beskrivelse kan finnes i Barton og Berge (2008). Trinn 1: Identifisere relevante vannføring- eller vannstandsalternativer som skal vurderes ifbm regulerings-scenarier I tilfellet Øyeren ønsket vi å validere metoden ved å vurdere de samme reguleringsalternativene som Bjørndalen og andre (2002). Regulerings-scenarier skal kunne hentes fra søknaden om vilkårsrevisjon eller konseksjon. M i B i V i metodens bruk av konsekvenskurver åpner imidlertid for å vurdere et bredere sett med scenarier enn de som opprinnelig er foreslått. Dette gir større rom for å identifisere kompromisser mellom interesser. Trinn 2: Identifisere relevante vannføring- eller vannstandsalternativer som skal vurderes ifbm regulerings-scenarier. I vårt eksempel ble alternative vannstandsnivåer som skulle vurderes foreslått av ekspertpanelet. Miljøaspekter og brukerinteresser som ble vurdert i uttesting på Figure 1.2 MBV metode-oversikt II: kostnadsvurdering STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 5

Øyeren var: Miljø Brukere Fisk Fugl Vannplanter Fritidsbåt Jordbruk Vannkraft Denne listen med konsekvenser er påvirket av tilgjengeligheten av fageksperter på kort varsel i vårt eksempel. Listen av konsekvenser og tilhørende indikatorer er derfor ikke så omfattende som den hadde vært i en konsesjonsvurdering. dette grunnlaget å utrabeide konsekvenskurver for to forskjellige kritiske perioder: april-mai juli-september Noen rammer for vurdering av konsekvenskurvene måtte fastsettes. Det ble foreslått å vurdere konsekvenser av bestemte vannføringer ett år med en horisont på 5 år for å rette ekspertene oppmerksomhet også mot konsekvenser mellom år. I praksis kommenterte ekspertene at de fleste konsekvensene var års-spesifikke. Konsekvensindikatorer kan være spesifikke for den kritiske perioden som er til vurdering. Figur 3 viser indikatorene som ble brukt for perioden april-mai. Merk at vannplanter (makrofytter) ikke vurderes i den perioden da den ligger utenfor vekstsessongen. Figur 3 viser også noen særegenheter med MKA metode som bruker i M i B i V i. Figur 2 Identifisere kritiske perioder basert på optimal vannstandskurver Kilde: basert på Bjørndalen og andre (2002). Rektangler viser mulige valg av kritiske perioder. Trinn 3 & 4: Tegne optimale vannstandskurver og identifisere kritiske perioder. I eksemplet fra Øyeren var slike kurver allerede utarbeidet av Bjørndalen og andre (2002) (figur 2). Optimale vannstandskurver angir vannstander over året som reflekterer den best mulig situasjonen for hver miljø- og brukerinteresse. Disse kurvene hjelper med fastsettelsen maksimums og minimums vannstander som konsekvenskurvene skal tegnes mellom. I Øyeren valgte ekspertene på Figur 3. Hierarki av konsekvensindikatorer identifiser av ekspertene Organisering av kriterier i et hierarki er praktisk, men man må være bevist på at kriterier høyere opp i hierarkiet har tendens til å få større vekt. Det er mulig å håndtere uenighet mellom eksperter ved å bruke individuelle kriterier for ulike ekspert-skjønn (for eksempel expert 1 og expert 2 i figur 3). I prinsippet vektes denne uenigheten likt, men MKA programvare gjør det mulig også å vekte betydningen av ulike ekspert-skjønn. Figur 3 viser også at separate kriterier må STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 6

lages for stigende og synkende deler av konsekvenskurven, slik at også kurver med topper og kløfter kan håndteres av den matematiske algoritmene som samvekter konsekvensene i programvaren. Et eksempel er båtliv ( boating figur 3) som har en optimal topp ved 4.5-5 meters vannstand. Figur 5 viser et håndtegnet eksempel på en konsekvenskurve som ble laget i ett av ekspert-panelmøtene. Trinn 5 & 6: Konsekvenskurver og input til konsekvensmatrise i MKA programvare Figur 4 viser en enkel lineær konsekvenskurve, der vannstand er gitt på horisontal akse og konsekvens på vertikal akse. Ingen konsekvens i forhold til en optimal tilstand gis en score på 1 eller 100%. Fullstending tap av miljø- eller brukerinteressen gis en score på 0%. Merk at konsekvenskurven må tegnes for all vannstandnivåer mellom disse to punktene. En konsekvenskurve beskriver på denne måten vannstands-nisjenene der den økologiske eller brukerinteressen finnes. Figur 4 En lineær konsekvenskurve I Øyeren brukte vi vannstandsendring som pressure indikator fordi dette var lett tilgjengelig og mulig for ekspertene å vurdere. Å konvertere vannføring/vannstand til vanndekket areale vil gjøre ekspertvurderingene bedre for de fleste økologiske konsekvensene. Det krever noen ytterligere forberedelser av ekspert-panel møtene (innhenting av bunnprofiler i kritiske strekninger, evt. flyfoto og planimetri ved ulike vannføringer). Figur 5 Ekspertvurderingen nedtegnes som en konsekvenskurve. Ekspertuenighet illustreres ved ulike kurver (eksempel brushane ) Konsekvensene av ulike vannstander i aprilmai for brushane ifølge 3 ulike eksperter illustreres ved forskjellige konsekvenskurver som sammen viser usikkerhet i ekspert-skjønn. Denne usikkerheten tas med videre i MKA vurderingen av optimal vannstand. Ved at usikkerheten synliggjøres kan man lettere finne en omforenet ekspert-vurdering av konsekvens, evt. redusere usikkerheten med mer data og/eller spesialiserte modeller dersom det gjør det umulig å finne en optimal kombinasjon av interesser. Figur 6 viser hvordan en håndtegnet konsekvenskurve formatters i multi-kriterieprogramvaren DEFINITE (Janssen og Van Herwijnen 2006). Konsekvenskurven konverterer effekten av vannstander til en skala mellom 0 og 1. Disse standardiserte konsekvenstallene vises i tabellen nederst i figuren, og er det som inngår i konsekvensmatrisen. STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 7

Figure 6 En konsekvenskurve for brushane (april-mai) formattert i MKA programvaren DEFINITE Det fines flere ulike matter å vurdere usikkerhet på i MKA programvaren DEFINITE De er illustrert nærmere i Barton og Berge (2008). Uansett tilnærming er det viktig at forutsetningene for konsekvenskurvene er beskrevet i et standard rapporteringsformat og kan etterprøves av tredjeparter. Konsekvenskurvene oppsumerer på mange måter individuelle eksperters samlede erfaring. For å få eksperter til å delta i prosessen vil det være hensiktsmessig at hver konsekvenskurve med tilhørende dokumentasjon publiseres i notat eller rapportform og gjøres lett tilgjengelig (f.eks. på en KU-webside). Trinn 7 Anvende MKA programvare for å identifisere optimale vannstandsnivåer for hver kritiske periode og strekning Figur 7 viser en sammenstilling av optimal vannstandskurver utarbeidet av Bjørndalen og andre (2002)(øverst) og resultatene av multikriterie-analysen av konsekvenskurvene for to kritiske perioder (nederst). En høy indeks verdi (på en skala fra 0-1) viser de vannføringene som er best tilpasset for flest miljø- og brukerinteresser. For perioden medio april til medio mai ser man tydelig to ulike topper i MKA scoren på hhv. rundt 2.5 m og 4.8 m. Når man ser tilbake på konsekvenskurvene er det tydelig at dette er en oppsummering av interessekonflikten mellom interessene for fugl og jordbruk (lav vannstand om våren) versus båtliv og fisk (høy vannstand). I denne analysen har vi holdt vannkraft-interessen utenfor fordi den kommer inn i de neste trinnene ved en avveining av kraftkostnader mot andre interesser. MKA samveiing med konsekvenskurver gir ikke ny informasjon i forhold til hvilke interesser liker hhv. høy og lav vannstand. Det som er nytt i forhold til tidligere studier er at den gir muligheten for å avveie disse interessene mot hverandre og kraftkostnader over alle alternative vannstander(evt. vannføringer). Den hjelper også interessentene å se kritiske perioder og strekninger der det er reell interessekonflikt. Dette er nyttig når man skal vurdere behov for avbøtingstiltak og evt. kompensasjoner i de neste trinnene i metoden. Ønsker man større presisjon i vurderingene er det mulig å splitte kritiske perioder og strekninger i kortere intervaller. Større presisjon vil kreve mer input fra de ulike ekspertene ved at separate konsekvenskurver må utarbeides. Riktig presisjonsnivå i forhold til behov og disponible ressurser kan justeres ved å gjenta trinn 2-7 i en ny runde med ekspert-panelet. STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 8

Figur 7 Multi-kriterie optimal vannstandskurver viser sterke interessekonflikter for kritisk periode medio april medio mai, men ikke for juli September (vannstander langs horisontal akse, samlet MKA score langs høyre akse). Trinn 8 Diskusjon om relativ verdi av ulike konsekvenser og følsomhetsanlayse av ulike vektinger i MKA Figur 3 viste et kriterie-hierarki der hver av kriteriene kunne gis en relativ vekt. Metodeforkortelsen minner oss på at det nye i forhold til miljøbasert vannnføring er at de ulike miljø-interessene (Mi) og bruker-interessene (Bi) er eksplisitt vurdert med separate konsekvenskurver, og at de kan (men ikke må) sammenlignes med hver sin relative vekt (Vi) : i M i B V i i MKA metoden gjør en vektet summering (Σ) over alle interessene (i) for å produsere en score for de ulike vannstand- eller vannføringsalternativene. Her er det viktig å understreke at det er interessentene og ikke ekspertene som skal bestemme om miljø- og brukerinteresser evt. skal vektes ulikt. Det er også mulig å gjøre følsomhetsanalyser på hva ulike vekter mellom interessen ville ha å si for optimal vannstand. Ekspertene har imidlertid også en begrenset oppgave i forbindelse med vekting innbyrdes i hver enkelt miljø- og brukerkriterie. Av figur 3 går det frem at noen interesser beskrives ved flere kriterier: for indikatoren bird har vi to fuglearter (brushane og krikkand), samt ulike ekspertvurderinger for brushane. Presisjon i MKA kan økes ved at ulike indikatorarter gis ulik vekt (for eksempel basert på populasjonsstørrelse, rødliste status). Noen ekspert-vurderinger kan også tillegges mer vekt enn andre eller være gjenstand for en følsomhetsanalyse. Fordelen STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 9

med en MKA programvare er at alle disse vurderingene kan gjøres live sammen med ekspert- og interessent-paneler. Trinn 10: Interessenter og myndigheter vurderer endringer i kraftproduksjon mot optimale miljø- og flerbrukerhensyn Sammenstillingen av optimal vannstand ulike interesser og kraftkostnader gjør det lettere å vurdere vinn-vinn situasjoner der konsekvenser for andre interessenter kan avbøtes eller kompenseres økonomisk. Figur 9 viser et eksempel på en bruker-interesse der det bare er en bestemt vannstandsendring som får konsekvenser. Det kan tenkes at dette kan avbøtes med tekniske tiltak, og hvis ikke at det ligger et potensial i tilleggskraft som kan produseres for å gi fullgod økonomisk kompensasjon. Figur 8 Vurdering av kostnader ved tapt kraftproduksjon mot optimal vannsstand for andre interesser. Trinn 9: Kraftprodusent beregner produsjon ved ulike vannføringsalternativer Figur 8 viser en sammenligning av optimal vannstand fra multi-kriterie-analysen og tapt kraftproduksjon i GWh (beregnet av kraftprodusent GLB). Vurderingen av tapt GWh tar utgangspunkt i reduserte reguleringsmuligheter ved at vannstanden i relativt stor grad blir låst på forskjellige vannstander. I eksemplet om våren mister man reguleringsmuligheten bare én gang hvert år, mens ellers (særlig om høsten) kan man regne med flere hendelser. I tilfellet Øyeren har GLB vurdert tapt produksjonspotensiale ved denne reduserte fleksibiliteten, samt effekten over flere kraftverk knyttet til Øyeren (Solbergfoss og Bingsfoss). I grove trekk viser forskjellen mellom optimal vannstand for fugl og jordbruk versus båtliv og fisk et kraft-tap på om lag 30GWh eller ca 7.5 millioner kroner (25 øre/kwh). Figur 9 Konsekvenskurvene viser de vannstandsendringen som har stor konsekvens og kanskje krever avbøtende tiltak eller kompensasjon. For andre endringer kan kanskje kostnader ved tapt kraftproduksjon unngås med minimal konsekvens for brukerinteressen. Det vil ofte ikke være mulig å finne avbøtende tiltak eller kompensasjon som løser interessekonflikter i reguleringssaker. Men utarbeidelsen av konsekvenskurver og sammenligning på tvers av interesser med MKA metode vil være en hjelp i raskere å identifisere hvor man skal rette oppmerksomheten for å løse interessekonflikter. STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 10

Hva har vi lært: videre metodeutprøving Prinsippene i M i B i V i er blitt utprøvd på Øyeren og delvis Høyegga i Glommas nedbørfelt (Berge og andre 2008). Vi har demonstrert at metoden fungerer teknisk og at den er forståelig for fagpersoner som har deltatt i ekspert-panel og forvaltning som har deltatt i styringsgrupper. En rekke metodiske erfaringer er oppsummert i Barton og Berge (2008) og de viktigste gjengis her: En god avgrensning av vurderingene er nødvendig for etterprøvbarheten av konsekvenskurvene mht. kritisk lokaliteter kritiske tidsperioder variasjonsområde i vannføring av relevanse Multi-kriterie-analyse bruker konsekvensindikatorer og som sådan er den avhengig av nøkkel-indikatorer for å beskrive miljøinteresser (for eksempel nøkkelarter). Denne forenklingen bør suppleres dersom økosystemfunksjoner for eksempel gjør en konsekvens avhengig av en annen. Enkle lineære korrelasjoner mellom konsekvenser kan tas høyde for i en MKA. Det kan være nødvendig i slike tilfeller å supplere ekspertvurderingene med for eksempel habitatmodellering. kritiske perioder og strekninger vil avdekke de vesentligste interesse-konflikter. Det er likevel en fare ved å tro at multikriterie-metoden er altomfattende. Den er bare så god som den ekspertisen som tilkalles og datatilfanget de bruker i sin vurdering. M i B i V i er også avhengig av god av grunnlagsdokumentasjon for å kunne tegne konsekvenskurver: spesielt er det viktig at hydrologisk og hydraulisk vurdering av sammenhengen mellom vannføring vannstand vanndekket areal er tilgjengelig på forhånd. M i B i V i gir en struktur for å vurdere ekspertskjønn, interessenters verdier og økonomiske kostnader innenfor ett metodiske rammeverk. For at den skal tas i bruk vil det avhenge av en reell integrasjon av metoden i eksisterende KU og vilkårsrevideringer. For at M i B i V i skal være troverdig må det settes av tid til både ekspertog interessent-paneler i KU- og høringsprosessen. Praktiske måter å publisere ekspert-skjønnet som ligger i konsekvenskurvene må også utprøves, slik at eksperter føler at deres kunnskap ikke misbrukes, og tredjeparter har mulighet til etterprøving. Dette er per i dag de største metodiske utfordringene for at M i B i V i skal tas i bruk. På samme måte vil år til år avhengighet i og mellom biota i elven gjøre konsekvenskurver korrelerte. Konsekvenskurvene vurderes utifra gjennomsnittsvannføringer i kritiske perioder. Metoden tar ikke høyde for at variasjon i vannføring i seg selv innenfor eller mellom perioder kan ha en økosystemfunksjon i seg selv. Dynamiske habitatmodeller vil måtte supplere eller erstatte konsekvenskurver der kritiske perioder ikke kan identifiseres fordi vurderingen må integreres over et helt år. Vanndekket areale ved Koppang, Glomma i april. Foto: Per Rønningen For alle disse økologiske fenomenene tror vi imidlertid at en første-ordens vurdering av STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 11

The STRIVER Policy and Technical Brief series translate the results from the project into practical and useful information for policy makers and water managers. The Briefs are also available online: www.striver.no About STRIVER STRIVER- Strategy and methodology for improved IWRM - An integrated interdisciplinary assessment in four twinning river basins is a three year EC funded project 2006-2009 under the 6th framework programme (FP6) coordinated jointly by Bioforsk and NIVA. The point of departure for STRIVER is the lack of clear methodologies and problems in operationalisation of Integrated Water Resource Management (IWRM) as pointed out by both the scientific and management communities. 13 partners from 9 countries participate as contractual partners in addition to an external advisory board. Title of project: Strategy and methodology for improved IWRM - An integrated interdisciplinary assessment in four twinning river basins (STRIVER) Instrument: SUSTDEV-2005-3.II.3.6: Twinning European/third countries river basins. Contract number: 037141 Start date of project: July 2006 Duration: 36 months Project funded by the European Commission within the Sixth Framework Programme (2002-2006) Disclaimer The information provided and the opinions given in this publication are not necessarily those of the authors or the EC. The authors and publisher assume no liability for any loss resulting from the use of this report. Editors: Per Stålnacke and Udaya Sekhar Nagothu (Bioforsk) Launch date: 23 April 2009 STRIVER TEKNISK SAMMENDRAG / UTGAVE NO. 8 12