VANN Nr. 4, 2024

VANN

Nr. 4 2024 I 59. årgang

VANN

NORSK VANNFORENING

www.vannforeningen.no

Ansvarlig og faglig redaktør: Morten Kraabøl morten.kraabol@multiconsult.no

Besøksadresse: Dronning Maudsgt. 15, Oslo

Postadresse:

Postboks 2312 Solli, 0201 Oslo

Telefon: 22 94 75 00 post@vannforeningen.no

Nummer 4, 2024 – 59. årgang ISSN 0042-2592

LEDER

Ny rullering av nasjonale vannforvaltningsplaner Redaksjonskomiteen ................................................................................................

FAGFELLEVURDERTE ARTIKLER

Liming of the acidified River Storå, southwestern Norway - the world's first conductivity-controlled liming station?

Espen Enge og Tarjei Haugvaldstad

Hindringer og mulige løsninger for å ta i bruk vannmiljøtiltak i jordbruksdominerte nedbørfelt

Caroline Gundersen Enge, Ingrid Nesheim, Anne-Grete Buseth Blankenberg, Dominika Krzeminska

Aktsomhetskart for oversvømmelser ved bruk av maskinlæring. Case: Klimatilpasningsprosjekt i Fredrikstad kommune

Werner Svellingen og Geir Torgersen

Er det mulig å enkelt skille effekter av klimaendringer og nedgang i sur nedbør på trender i vannkjemi?

Rolf D. Vogt, Øyvind Kaste, Jan-Erik Thrane, Areti Balkoni, François Clayer, og Heleen de Wit .... 287

Quantifying Excessive Water Inflow in Urban Sewer Systems: A Case Study in a mid-sized Norwegian municipality

Bardia Roghani, Marius Møller Rokstad and Franz Tscheikner-Gratl 307

RETNINGSLINJER FOR ARTIKLER SOM SKAL FAGFELLEVURDERES

ØVRIGE ARTIKLER

Bedre forståelse av den hydrologiske ytelsen til blågrønne tak under vinterforhold

Noëlie Maurin, Elhadi H. M. Abdalla, Tone Merete Muthanna og Edvard Sivertsen

International Conference on Urban Drainage 2024 (CUD); Noen høydepunkter fra konferansen

Isabel Seifert-Dähnn, Astha Bista, Kim Haukeland Paus, Vegard Nilsen, Bardia Roghani, Abbas Roozbahani, Noëlie Maurin, Camillo Bosco, Franz Tscheikner-Gratl, Marius Møller Rokstad, Spyros Pritsis og Thomas Meyn ....................................................

STYRET HAR ORDET

Rekruttering til vannbransjen – mange bekker små … Geir Torgersen, styreleder ..........................................................................................

Vannforskningen

NYTT FRA NORSK VANNFORENING

Norsk vannforening er 60 år!

NYTT FRA STANDARD NORGE

Rapport frå arbeidet i CEN/TC164/WG9/TG9 – Filtermassar og ny standard for filtersenger av glasperler og glasgranulat i vassverk

Redaksjonskomité:

Susanne Hyllestad (komiteens leder og seksjonsleder for Seksjon for smitte fra mat, vann og dyr i Folkehelseinstituttet), Hege Hisdal (direktør ved Hydrologisk avdeling i Norges vassdrags- og energidirektorat), Arne Haarr (rådgiver i Norsk Vann), Isabel Seifert-Dähnn (seksjonsleder for Vann- og Samfunn i NIVA), Ingvild Tandberg (vannområdeleder Indre Oslofjord Vest) og Kim H. Paus (førsteamanuensis ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet).

Kemira Chemicals AS produserer og leverer produkter for behandling av drikkevann, avløpsvann og industrielt prosessvann samt luktreduksjon og slambehandling.

Kemira Chemicals AS produserer og leverer produkter for behandling av drikkevann, avløpsvann og industrielt prosessvann samt luktreduksjon og slambehandling.

Våre kjerneprodukter:

Kemira Chemicals AS produserer og leverer produkter for behandling av drikkevann, avløpsvann og industrielt prosessvann samt luktreduksjon og slambehandling.

Våre kjerneprodukter:

Jernbaserte fellingsmidler:

Våre kjerneprodukter:

Kemira PIX - Jern(III)klorid løsning

Jernbaserte fellingsmidler:

Jernbaserte fellingsmidler:

Aluminiumbaserte fellingsmidler:

Kemira PIX - Jern(III)klorid løsning

Kemira PIX - Jern(III)klorid løsning

Kemira ALG - Aluminiumsulfat granulat

Aluminiumbaserte fellingsmidler:

Kemira ALS - Aluminiumsulfat løsning

Aluminiumbaserte fellingsmidler:

Kemira AVR - Aluminiumsulfat granulat

Kemira ALG - Aluminiumsulfat granulat

Kemira ALG - Aluminiumsulfat granulat

Kemira ALS - Aluminiumsulfat løsning

Kemira PAX - Polyaluminiumklorid løsning

Kemira ALS - Aluminiumsulfat løsning

Kemira PAX-XL - Polyaluminiumsalter løsning

Kemira AVR - Aluminiumsulfat granulat

Kemira AVR - Aluminiumsulfat granulat

Kemira PAX - Polyaluminiumklorid løsning

Kemira PAX - Polyaluminiumklorid løsning

Organiske polymerer:

Kemira PAX-XL - Polyaluminiumsalter løsning

Kemira PAX-XL - Polyaluminiumsalter løsning

Superfloc - Organiske flokkulanter og koagulanter

Organiske polymerer:

Organiske polymerer:

Superfloc - Organiske flokkulanter og koagulanter

Superfloc - Organiske flokkulanter og koagulanter

Vi er en tverrfaglig sammensatt organisasjon med høy internasjonal kompetanse.

Vi tilbyr teknisk service og utveksler gjerne våre erfaringer fra hele verden, for sammen å skape et enda bedre miljø.

Vi er en tverrfaglig sammensatt organisasjon med høy internasjonal kompetanse.

Vi er en tverrfaglig sammensatt organisasjon med høy internasjonal kompetanse. Vi tilbyr teknisk service og utveksler gjerne våre erfaringer fra hele verden, for sammen å skape et enda bedre miljø.

Vårt kvalitetssystem og miljøstyringssystem er sertifisert etter standardene ISO 9001 og ISO 14001

Vi tilbyr teknisk service og utveksler gjerne våre erfaringer fra hele verden, for sammen å skape et enda bedre miljø.

Vårt kvalitetssystem og miljøstyringssystem er sertifisert etter standardene ISO 9001 og ISO 14001

Vårt kvalitetssystem og miljøstyringssystem er sertifisert etter standardene ISO 9001 og ISO 14001

Kontakt oss gjerne for mer informasjon!

Kontakt oss gjerne for mer informasjon!

Kontakt oss gjerne for mer informasjon!

Øraveien 14, 1630 Gamle Fredrikstad – Tlf 69 35 85 85 – Faks 69 35 85 95 Epost: kemira.no@kemira.com

Øraveien 14, 1630 Gamle Fredrikstad – Tlf 69 35 85 85 – Faks 69 35 85 95

Øraveien 14, 1630 Gamle Fredrikstad – Tlf 69 35 85 85 – Faks 69 35 85 95 Epost: kemira.no@kemira.com

Epost: kemira.no@kemira.com

SAMFUNNSLØSNINGER FOR VANN OG MILJØ

Det er Swecos jobb å utnytte den beste fagkompetansen og være din flerfaglige rådgiver innen:

• Konsekvensutredninger

• VA-planer og utredninger

• Vannressursplaner

• Hydrologiske undersøkelser

• VA-modellering

• Avløpsrenseanlegg

• Vannbehandlingsanlegg

• VA-transportsystemer i åpne grøfter

• VA-transportsystemer med grøftefrie løsninger

• Overvannshåndtering

• Miljøundersøkelser

• Miljøøkonomi og -ledelse

www.sweco.no

MANGE MILJØKRAV?

MIVANOR gjør det enklere

EU mener det slippes ut for mye forurenset vann, og ber bedriftene ta tak.

Mivanor gjør det enklere for bedriftene å møte sine rensekrav, bli mer bærekraftige og ta bedre vare på miljøet. Alt vi trenger er en vannprøve, så er vi igang.

Vårt renseanlegg MivaMag TM fjerner forurensning fra industrielt avløpsvann og sigevann ved hjelp av en unik teknologi basert på magnetisme.

Les mer om hvordan vi kan hjelpe på vår nettside: www.mivanor.no

Ny rullering av nasjonale vannforvaltningsplaner

I januar legges planprogrammet til de regionale vannforvaltningsplanene for perioden 2027 –2033 ut på høring med frist 30. juni 2025. Samtidig publiseres dokumentet «Hovedutfordringer i vannforvaltningen». Dokumentene danner grunnlaget, og legger føringer for, hvordan vannforvaltningen i Norge skal gjennomføres i årene fremover. Spesielt vesentlig er dokumentet om hovedutfordringer, da det vil peke ut våre største utfordringer innen norsk vannforvaltning. Gjennom en bred medvirkningsprosess med mange høringsparter vil vi forhåpentligvis få et godt grunnlag for videre utforming av nasjonale og regionale vannforvaltningsplaner og tiltaksprogram for perioden 2027-2033. Planene er Norges svar på forpliktelsene vi har gjennom EUs vanndirektiv.

Det europeiske miljøbyrået (EEA) publiserte i høst en omfattende vurdering av tilstanden i Europas vann, som viser at Europa ikke er i rute til å nå sine mål om bedre vannmiljø i henhold til EUs regelverk. Selv om Norge ligger forholdsvis bra an sammenlignet med mange andre land, peker rapporten på tre overordnede utfordringer som også norsk vannforvaltning står overfor. Hvis EUs vanndirektiv skal ha effekt, må de tre utfordringene løftes av norske myndigheter og prioriteres i neste planperiode:

1. Beskyttelse og restaurering av vannets økosystemer

2. Oppnå ambisjonen om null forurensning

3. Tilpasning til klimaendringer; risiko for flom og tørke.

Det er ingen overraskelse at det er utfordrende å beskytte og restaurere og forbedre vannets

økosystemer, som er viktige miljømål i vannforskriften. Til tross for at Norge har forpliktet seg til ikke å bygge ned vassdragsnatur og til å restaurere vassdragsnatur, bidrar samfunnsutviklingen sterkt til direkte og indirekte endring av vassdragsnatur og vannforekomstene dette gjelder. Intensivering av arealbruk er store drivkrefter som medfører betydelige tap av naturmangfold i vannforekomster i Norge i dag. Ord som arealnøytralitet og planvask dukker opp med jevne mellomrom, men har ennå ikke fått ordentlig fotfeste i arealforvaltningen. Dette kan løses med mer konkrete mål ved økologisk forvaltning av vannressursene og vannforekomstene, og ved bedre formidling av kunnskap om hvordan planter, dyr og andre organismer responderer på arealendringer.

Som innbyggere bør vi verne om de viktige vannkildene våre og unngå aktiviteter som kan føre til forurensning av dem og tap av vassdragsnatur. Vi er en vann-nasjon, med flotte vassdrag og en lang kystlinje med uerstattelig natur. Klarer vi å ta vare på disse verdiene, ivaretar vi også forpliktelsene våre i EUs vanndirektiv. Vi oppfordrer kommuner, sektormyndigheter, næringsliv, privatpersoner og organisasjoner av ulike slag til å si sin mening om hovedutfordringene i vannforvaltningen. Det er viktig å melde inn behov for ressurser, prioriteringer og føringer som kan bidra til en vannforvaltning med konkrete og tydelige mål. Da kan vi synliggjøre utfordringene, og dermed behovet for virkemidler som skal til for å ta vare på vannet vårt.

Redaksjonskomiteen

Vann- og miljøteknikk

Vann er verdens viktigste næringsmiddel.

Vann handler om trygg og energiøkonomisk vannforsyning og rent vann i krana; om kostnadseffektive og driftsvennlige anlegg

Vann er også noe mer, det er en ressurs for estetiske opplevelser, for lek og rekreasjon. Dessuten skal det temmes.

Våre tjenester:

Vannbehandling / Vannmiljø / Grunnvarme / VA-modellering / Overvannshåndtering / No Dig / Forurenset grunn / Skred / VA-transportsystemer / Hydrologi og vassdragsteknikk / Avløpsrensing / Avfall og renovasjon / VA-planer og forvaltning / Grunnvann og hydrogeologi / Ingeniørgeologi

asplanviak.no

Former samfunnet – ser mennesket

Den som alltid har hodet over vannet, ser bare toppen av isfjellet.

Design, Petter Wang

- Gene Dalby, norsk lyriker

Liming of the acidified River Storå, southwestern Norway - the world's first conductivity-controlled liming station?

Av Espen Enge og Tarjei Haugvaldstad

Espen Enge (Dr. philos) is an associate professor at the University of Stavanger. Tarjei Haugvaldstad is a high school student in Stavanger.

Sammendrag

Kalking av den forsurede Storåa; verdens første kalkdoserer styrt av elvevannets ledningsevne? Dagens kalkdoserere er vanligvis styrt av en kombinasjon av vannføring og pH. Imidlertid er pH-måling i ionesvakt vann utfordrende, noe som forsterkes av krevende miljøforhold. Her viser vi at ionebytteeffektene som skjer i nedslagsfeltene i kystnære områder kan benyttes til å styre doserere ved hjelp av konduktivitet. Dette systemet har vist seg å være robust og krever lite tilsyn og vedlikehold. Til tross for høyst varierende vannføring og vannkjemi har den konduktivitetsstyrte dosereren i Bjordal produsert stabil vannkvalitet i Storå i 10 år. Episoder med lave pH-verdier har stort sett blitt forårsaket av tekniske forhold, ikke av selve styringssystemet.

Summary

Modern liming stations are usually controlled using a combination of water discharge and pH. However, measuring pH in low-conductivity water under harsh environmental conditions is demanding. Moreover, the electrode requires frequent services, such as e.g. calibration, refill of KCl-solution, and cleaning. In the current work, we demonstrate that ion exchange effects occurring in coastal watersheds may be applied to control liming using conductivity. This system

has shown to be robust and requires a minimum of services. Despite highly variable discharge and water chemistry, the conductivity-controlled Bjordal liming station has produced stable water chemistry in River Storå for the past 10 years. Incidents with low pH were largely attributed to technical issues, not to the control system itself.

Introduction

Southern Norway was severely affected by acidification and fish death during the mid and late 1900s (Jensen & Snekvik 1972, Wright & Snekvik 1978, Sevaldrud & Muniz 1980, Hesthagen et al. 1999). In the short term, liming was applied as a “first aid” while waiting for emission reductions. In the beginning, this included lake liming. River liming was included in the national liming program from the mid-1980s and expanded in volume from the mid-1990s.

The first liming station in Norway, the Audna station, was established in 1985. Initially, the dosing was controlled by water discharge only. Later, the station was modified, and pH was included as a control variable. Today, the majority of the liming stations in Norway are controlled either by a combination of water discharge and upstream pH or by downstream

pH. Here, lime dosing is regulated to maintain a seasonally stratified target pH.

Numerous studies have emphasized the challenges associated with determining pH in low-conductivity waters, even when performed in a controlled laboratory environment (e.g. Covington et al. 1983, Hindar 1984, Covington et al. 1985, Neal & Thomas 1985, Busenberg & Plummer 1987). Variable temperatures and harsh environmental conditions enhance these problems. Furthermore, the pH-electrode requires frequent services such as recalibration, refill of KCl-solution, and cleaning. Finally, according to the manufacturers, a pH electrode has a typical shelf life of 1-2 years. Therefore, a more robust and less service-requiring alternative to pH control is desirable.

Episodes of high sea salt exposure may greatly increase conductivity and consequently also the Na+ concentrations in surface waters. During

such episodes, H+ and Aln+ adsorbed to soilcolloids are exchanged by Na+, causing acidic runoff (Hindar et al. 1994). This is referred to as a “sea salt episode”. The consequence is a negative correlation between pH and conductivity (Enge & Hemmingsen 2010, Enge 2022), a relationship which is used for estimating the required lime dose.

The Bjordal liming station has recently been the focus of a MSc thesis (Mo 2020), primarily borrowing data from “our” monitoring program, sampled during the six years 2014-2020. Briefly, the study concluded that the station produced a stable pH, and explained deviant values by technical issues.

The current study has a broader objective. Data from the 10 years 2014-2024 were compiled. Topics such as declining acidification, the effects of “brownification”, and the effects of reduced deposition of sea salts are thoroughly discussed.

Fig. 1. Overview of the total watershed to Lake Ørsdalsvatn. The light grey area represents the watershed upstream of the Bjordal liming station. The detailed map (green frame) shows the location of the liming station. In a 500 m plastic pipe, the lime slurry is led to the top of the Bjordal waterfall.

Based on 10 years of data, our study will try to answer the following two questions: i) Does the Bjordal liming station produce a stable water chemistry suitable for salmon? ii) Is this control system capable of handling declining acidification? Answering these questions require a comprehensive analysis of water chemistry trends.

Study area

Lake Ørsdalsvatn (63 m a.s.l.) and the upstream River Storå (Fig. 1) represent a tributary to the River Bjerkreim. The watershed upstream of the liming station ranges from 209 m a.s.l. at Bjordal to 985 m a.s.l. at Myrfjell. The bedrock weathers slowly and is mainly comprised of gneiss and granite (ngu.no). Most of the watershed consists of barren mountains, but in the major valleys, scattered birch woods are found.

River Storå at Bjordal has a watershed of 125 km². The annual runoff is 363 Mm³/yr, equal to an average discharge of 11.5 m³/s (nevina.nve. no). The average discharge during the 10 years 2014-2024 was 11.8 m³/s, equal to 372 Mm³/yr (sildre.nve.no).

The large Lake Ørsdalsvatn (area=12 km², max depth=243m), located seven km downstream of Bjordal, represents a total watershed of 246 km², and the annual runoff is 683 Mm³ (nevina.nve.no). Thus, the Bjordal watershed represents 53% of the total runoff from Lake Ørsdalsvatn.

The area is characterized by highly unstable hydrology. Maximum discharge during the study period was measured at 329 m³/s (06.12.2015), 30 times the average discharge. The lowest measured discharge, 0.22 m³/s (27.07.2018), equals 2% of the average discharge. Subsequently, the factor QMAX/QMIN was approximately 1500.

Due to acidification, the brown trout (Salmo trutta) populations in most of the lakes in the Bjordal watershed became extinct during the 1960s and 1970s (Sevaldrud & Muniz 1980). In the 1980s, most of the lakes in the Bjordal watershed had pH values <5.0 (Enge 2013a). In River Storå, the salmon (Salmo salar) had been absent ever since the late 1800s.

Due to a combination of declining acidification (Enge 2013a) and upstream lake liming, pH and alkalinity in River Storå at Vassbø was 5.59±0.34 and 8±9 µeq/l (n=46), respectively, in 2012 (Enge 2013b).

The liming station is located at Bjordal, and the outlet is led to the top of the Bjordal waterfall (Fig. 1). When the liming station was established, many of the upstream liming projects were either reduced or terminated.

The liming station

The Bjordal liming station was designed to use lime slurry as the liming agent. This liming agent is easily soluble. The station was built during the autumn of 2013, and the liming started in November. Maximum capacity equals a water discharge of 105 m³/s at maximum lime dose.

Using data from 2011 and 2012, Enge (2013b) established the following relationship between alkalinity and conductivity (units: µeq/l, µS/cm):

ALKE = 65.2 - 19.6 × ln(Conductivity) (r²=0.35, n=88)

The difference between the conductivityestimated alkalinity and target alkalinity determines the lime dosage. Initially, an alkalinity, ALKE (Henriksen 1982), of 25 µeq/l was applied as the target alkalinity, corresponding to a pH-value of 6.1 (Enge 2013b). Recalculated to the currently used “ALK02” (Enge & Garmo 2021), this equals 23 µeq/l. The preliminary dose table, made in 2013 (Enge 2013b), has been used ever since.

The control system has shown to be robust and reliable and has required a minimum of services. The conductivity data is available online, and the result is consecutively checked with data from the weekly sampling. During the 10 years 2014-2024, the conductivity cell has been calibrated twice, and the total adjustment was 5%. To our knowledge, this liming station, controlled by conductivity, is one of a kind.

Material and methods

The monitoring program

The water chemistry monitoring program was intended to check the functionality of the liming station and simultaneously ensure a suitable water chemistry for salmon. Therefore, the parameters pH, Ca, alkalinity, Al, and color were included in the program. Moreover, for checking the control system, conductivity, Cl, and Na were also included. In retrospect, we realize that analysing all major ions would have been recommendable.

In the current study, we used data from the liming period (2014-2024) from the two locations “Vassbø”, and “Bjordal”, the latter upstream of the liming (Fig. 1). A third location, located one km downstream of the liming station, was discontinued in 2022 and will not be referred to further herein.

Sampling

Water was sampled weekly in 250 ml acidwashed HDPE bottles. The samples were mailed to the laboratory in Stavanger. In 2022 and 2023, the average time from sampling to arrival was 2.9±1.4 days. For most parameters, this delay is acceptable (Enge 2019, Enge et al. 2021b), but may cause 1-2 µg/l underestimation of LAl (Hana 2024).

Water chemistry measurements

pH and conductivity were determined according to “Standard Methods” (Eaton et al. 1995). The pH-electrodes used throughout the period, Radiometer GK2401C and Hamilton LIQ-Glass, are both suitable for low ionic strength measurements. The color was measured photometrically according to the previous Norwegian Standard 4722. Due to low turbidity, the samples were measured without filtration. A wavelength of 445 nm and 20 mm glass cuvettes were used. Alkalinity was determined by single endpoint acidimetric titration to pH=4.50. Until recently, the ALKE approach (Henriksen 1982) was applied for the subsequent calculation of the alkalinity. However, ALK02 (Enge & Garmo 2021) has shown to be a more accurate representation

of carbonate alkalinity in low-buffered waters and has been applied in recent years. Previous ALKE data were recalculated to ALK02 using an empirical relationship based on 2022 and 2023 data (unit: µeq/l):

ALK02 = 0.943 × ALKE - 0.56 (r²=1.000, n=212)

Al was determined according to “Standard Methods” (ECR method). Labile Al was calculated as the difference between Al measured with/ without ion exchange (Amberlite IR120, Na+). Ca, Na, and Cl were determined using Radiometer ion selective electrodes, according to the electrode manuals. For documentation of quality and accuracy, see e.g. Enge et al. (2021a).

To estimate the “original” alkalinity, i.e. the alkalinity without any acidification, Henriksen (1980) suggested the formula ALK0 = 1.21×Ca*. Here, Ca* is the sea salt adjusted Ca-concentration (all concentrations in µeq/l). The applicability of this formula to waters in this part of Norway was verified by Stølen & Enge (2019).

Data sets

The total data set comprises a total of 1032 samples, of which 516 samples were collected from each of the locations Bjordal and Vassbø. However, due to a few missing results from single parameters, 496 samples from Bjordal and 502 samples from Vassbø include the common parameters pH, conductivity, color, alkalinity, Ca, Na, and Cl. To ensure comparability, all water chemistry calculations were performed using this data set.

In addition to our monitoring, Vassbø is also included in the national monitoring program by the Norwegian Environment Agency (NEA). Beyond establishing an empirical relationship between TOC and color, data from this program has not been used.

Results

Water chemistry upstream of the liming station

The marine ion contribution, represented by Cl, dominated the water chemistry in River Storåna (Fig. 2a). The coefficient 3.8 µS/cm per mg Cl/l is

Fig. 2. Linear regressions of conductivity (*: adjusted for the H+-contribution) vs. Cl (a), and Ca (b). Effects of Cl (“sea salt exposure”) on parameters such as Ca (c), LAl (d), and H+ (e). Curve (f) shows the relationship between ALK 02 and conductivity.

Fig. 3. Demonstration of ion exchange effects (Bjordal-data): High Cl-values are associated with low values for Na* (non-marine Na), and vice versa (nCl=nNa*=512). Notice the severe sea salt episode in Jan. 2015 (Cl=14.8 mg/l, Na*=-1.1 mg/l).

close to the theoretical conductivity/Cl ratio in seawater when recalculated to current ionic strength. The geological contribution, represented by Ca, was less prominent (Fig. 2b). This is also supported by a multiple regression of conductivity vs. both Cl and Ca. Here, Ca did not improve the regression significantly (r²=0.973 to 0.976).

Due to ion exchange effects, marine ions indirectly determined the concentrations of many of the other ions (Fig. 2c, 2d, 2e), effects that are crucial for understanding the conductivity regulation of the liming station. All the referred relationships (Fig. 2) were significant (p<0.001).

Alkalinity was negatively correlated with conductivity (r²=0.43) (Fig. 2f), a relationship used to regulate the liming. A slightly better regression was obtained by including time (date) in the regression (r²=0.47), demonstrating the effect of declining acidification. The sea salt exposure, expressed as Cl, was most prominent during winter, causing low Na* values (Fig. 3).

Water chemistry and salmon

92% of the pH values from Vassbø were fully acceptable for salmon, i.e. >6.0 (Fig. 4a). The lowest value, pH=5.26, was dated 09.05.2016. 15% of the LAl-values (Fig. 4b) were >10 µg/l, which is potentially detrimental to salmon. The maximum value for LAl was registered on 28.03.2017, being 25 µg/l. These two incidents were associated with technical issues in the liming station.

Time trends and declining acidification

Selected parameters were tested for time trends (Tab. 1). Increasing pH (+0.38) and alkalinity (+9.5 µeq/l) and a decline in Ca (-0.08 mg/l), Al (-17.2 µg/l), and LAl (-12.4 µg/l) were registered at Bjordal during the 10 years 2014-2024 (Tab. 1), being typical for water chemistry recovering from acidification. Based on the difference between estimated original ALK and current ALK, the acidification status recovered by 12.2 µeq/l during the period (Fig. 5), approximately equal to the observed increase in alkalinity.

Tab. 1. Time trends for selected parameters. (*: see explanations in the text)

Fig. 5. Recovery from acidification, here estimated as the difference between the original alkalinity and the observed alkalinity (n=496). Note the very strong acidification associated with the sea salt episode in January 2015.

During the study period, Cl and Na at Bjordal decreased by 1.51 mg/l and 0.79 mg/l, respectively. The ratio Na-decrease/Cl-decrease was 0.53, close to the Na/Cl ratio in seawater (0.56). In a time plot, the two regression lines, scaled relatively to the Na/Cl ratio in seawater, were close to overlapping (Fig. 6).

Upstream of Bjordal, termination of lake liming, equal to 27 t of “BioKalk”/yr, represents a Ca-decrease of 0.02 mg/l. Therefore, 0.06 mg/l of the observed reduction (-0.08 mg/l) is attributable to reduced mobilization of Ca from the catchment, being effects of “recovery” from acidification. At Vassbø, a decrease in the liming parameters pH (-0.10), Ca (-0.37 mg/l), and alkalinity (-5.5 µeq/l) was registered. In these changes, a 0.08 mg/l reduction in Ca and an

Fig. 6. Plot of Cl and Na during 2014-2024. The axes are scaled relatively to the Cl/Na ratio in seawater. The trend line includes two overlapping regression lines.

Fig. 7. pH values at Bjordal (n=496) and Vassbø (n=502) during 2014-2024.

Fig. 4. pH (a) and LAl-values (b) in River Storå at Vassbø 2014-2024.

increase in alkalinity of 9.5 µeq/l at Bjordal is included. Thus, reduced liming represents -0.29 mg/l (-14.5 µeq/l) of Ca and -15.0 µeq/l of alkalinity.

Despite the reduced liming, only a limited reduction in pH was registered at Vassbø (Fig. 7). However, a distinct increase in pH occurred upstream of liming. Apparently, the liming station has compensated for the reduced acidification.

At Vassbø, a limited increase in LAl during the study period, was found (+1.74 µg/l) (Tab. 1). This effect may be attributable to slightly decreasing pH. No trend in Al was observed (p>0.05).

In total, conductivity at Bjordal declined by 7.98 µS/cm during the study period. The decrease in conductivity, caused by decreasing Cl (“sea salts”), was calculated to 5.75 µS/cm, using the annual decrease in Cl × 10 yr × the Cl/conductivity ratio (Fig. 2a). The decrease in [H+] caused a conductivity reduction of 1.49 uS/cm. The difference, 0.74 µS/cm, may be attributed to reduced mobilization of ions from the watershed and reduced deposition of acidic components, indicating that direct and/or indirect effects of declining acidification accounted for about 30% of the reductions in conductivity. Therefore, declining acidification is only partly the cause of the reduction in lime dose.

Color

A considerable increase in color was observed (Tab. 1). Furthermore, color was distinctly correlated to Cl- (r²=0.423, n=998) (Fig. 8).

Color had a pronounced effect on the pH values. Half of the samples at Vassbø with pH<6.00 had color >40 mg Pt/l. In a multiple regression on pH vs. date, log(Ca), conductivity, and color, the first two parameters contributed positively (p<0.001), while a negative contribution (p<0.001) from the two latter parameters was established (r²=0.854, n=997). The coefficient for color was determined to be -0.0033±0.0005 pH/color unit. Consequently, the 18.6 mg/l increase in color (Vassbø) corresponds to a reduction of 0.06 pH units during the study period. The maximum registered color

value (89 mg Pt/l) represents a theoretical depression of 0.29 pH.

Multiple regression on ALK02 vs. date, Ca, conductivity, and color (r²=0.918, n=997) yielded fairly the same result as for pH, except that no effect of color was detected (p>0.05). However, if Cl replaced conductivity in the same regression, color contributed negatively (p<0.05) to alkalinity.

TOC was included in the official monitoring at Vassbø (NEA). Because TOC is currently the preferred measure of organic matter in natural waters, a comparison to the parameter “color” is relevant. TOC was highly correlated to our concurrent (±3 days) measurements of color (r²=0.838, n=38). Here, we use data from August 2020 - 2024 (MDIR 2020, MDIR 2021, MDIR 2022, MDIR 2024) which originate from the same laboratory (change of laboratory in Aug. 2020).

The intercept was not significant (p>0.05). A regression line “forced” through zero yielded (units: mg C/l, mg Pt/l):

TOC = 0.080 × Color

Based on the total material from both locations (n=998), the color was 26±16 mg Pt/l, corresponding to TOC=2.1±1.3 mg C/l.

Fig. 8. Color vs. Cl. Data from Bjordal (n=496) and Vassbø (n=502) from the 10 years 2014-2024.

Discussion

The Bjordal liming station has produced stable water chemistry in River Storå for the past 10 years. At Vassbø, the vast majority of the pH and LAl-values have been >6.0 and <10 µg/l, respectively. It is important to emphasize that the target pH in River Storå, presented in the official reports from MDIR, is not correct. A target alkalinity has been defined, not a pH value (Enge 2013b).

Even severe acidification episodes have effectively been ameliorated. During the sea salt episode in January 2015, pH and LAl at Bjordal were measured at 4.71 and 104 µg/l, respectively. At Vassbø, downstream of liming, the corresponding values were 6.08 and 9 µg/l, demonstrating perfect detoxification of the acidic water.

During the study period, ion strength and acidification decreased at Bjordal while color and pH increased. In the past decades, such effects have also been registered globally (Monteith et al. 2007). Improvements in acidity parameters were caused by the decline in S and N deposition, while the observed dilution of the water chemistry was caused primarily by a reduced supply of marine ions. The latter appears as declining values for Cl, Na (Fig. 6) and/or conductivity, effects also found in other studies (Hessen et al. 2016, Enge et al. 2021a, de Wit et al. 2023). During the 10 years 2014-2024, the Cl and Na-values in River Storåna were reduced by 35% and 31%, respectively. The increase in color is also explainable by the reduced supply of marine ions. In the Cl-range <5 mg/l, even insignificant changes in Cl may cause substantial changes in color (Fig. 8). It should be mentioned that in Sira, the neighbouring watershed east of Bjordal, similar color changes have been observed (Enge, unpublished data).

Organic matter in pristine surface waters is largely comprised of brownish-tinted humic substances. Empirically, the TOC/color ratio was determined to be 0.080, being close to the color/TOC ratio of 10, as suggested by Wright et al. (2011) for tributaries to the adjacent Lake Byrkjelandsvatn. Due to the relatively high

content of carboxyl groups (Snoeyink & Jenkins 1980), humic substances have an acidic nature. This explained the distinct negative effect of color on pH found in our data material. During the study period, the color increase in River Storåna at Vassbø represented a reduction of 0.06 pH. This demonstrates that the ongoing “brownification” restricts the return to the pre-acidification state, as also recently found in a large national study (de Wit et al. 2023).

Lake Ørsdalsvatn, located 7 km downstream of Bjordal, was limed for the first time in 1995 using 4000 tons of limestone powder. In the following years, 1000 tons were used annually. When the liming station in Bjordal was established, the liming of Lake Ørsdalsvatn was discontinued. However, there was a concern that the liming in Bjordal was insufficient to meet the requirement for lime in Lake Ørsdalsvatn. In a few years, it became evident that the Bjordalliming provided sufficient effect in the downstream Lake Ørsdalsvatn.

Three causes of low or lack of dosing were discovered. Several incidents of pump failure have been registered during the study period. Moreover, episodes with foreign objects blocking the water intake pipe have also been registered. In December 2015, low pH was caused by an extreme water discharge, beyond the capacity of the liming station. Incidents with very high values for Ca and pH (Fig. 7) were also registered. On three occasions, pump and/or valve failure caused river water to be pumped into the lime tanks (Svein Olav Tengesdal, pers. comm.). To discard the diluted lime, the dosage was increased considerably, which caused high values for pH, Ca, and alkalinity in the river. Occasionally, another problem occurred during winter, causing the same effect. The liming station determines the water discharge using the water level in the river. During hard winters, ice may raise the water level, causing the liming station to overestimate the discharge and, subsequently, overestimate the lime dosage. Therefore, the episodes with severely deviant water chemistry were attributed to technical issues, not to the regulation system itself.

In coastal watersheds, variations in the Na/Cl ratio caused by ion exchange largely determine the seasonal variations in pH (Enge 2022), while the pH level primarily is determined by the acidification status. Therefore, the conductivity control system is less effective in cases where these variations are levelled out, as in lake systems. A regulation based solely on discharge may work adequately in such stable systems. Consequently, conductivity control is primarily applicable in coastal river systems, especially in acidic systems where H+ makes up an appreciable part of the conductivity.

Acknowledgements

The authors thank Fredrik Berg-Larsen and Henrik van der Hoeven for participating in the water chemistry analysis and Tor Sigve Hovland and Josef Malmei for water sampling throughout the project period. We also thank Øyvind Garmo for valuable comments to the manuscript and Malcolm Kelland for improving the language. Last but not least, we thank Svein Olav Tengesdal (Bjerkreim Kommune) who has administered the liming all these years.

References

Busenberg, E. & Plummer. L.N. 1987. pH measurement of low-conductivity waters. US Geological Survey Water-Resources Investigations Report, 87, 1-22.

Covington, A.K., Whalley, P.D. & Davison, W. 1983. Procedures for the measurement of pH in low ionic strength solutions including freshwater. Analyst, 108(1293), 1528-1532.

Covington, A.K., Whalley, P.D. & Davison, W. 1985. Recommendations for the determination of pH in low ionic strength fresh waters. Pure and applied chemistry, 57(6), 877-886.

de Wit, H.A., Garmo, Ø.A., Jackson-Blake, L.A., Clayer, F., Vogt, R.D., Austnes, K., ... & Hindar, A. 2023. Changing water chemistry in one thousand Norwegian lakes during three decades of cleaner air and climate change. Global Biogeochemical Cycles, 37(2), e2022GB007509.

Eaton, A.D., Clesceri, L.S. & Greenberg, A.E (editors) 1995. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (19.edt.). American Public Health Association, American Water Works Association & Water Environment Federation, Washington DC

Enge, E. 2013a. Water chemistry and acidification recovery in Rogaland County. Vann, 01-2013, 78-88.

Enge. E. 2013b. Fiskeundersøkelser i Rogaland i 2012. Technical note No. 1 - 2013, County Governor of Rogland, Environmental Division. In Norwegian with English summary. Fish surveys in Rogaland in 2012. https://www.statsforvalteren.no/nn/rogaland/miljo-ogklima/vatn/fiskeundersokingar-i-rogaland-2012/ (last accessed 09.05.2024)

Enge, E. 2019. Long-term stability of water samples –reanalysis of 20-year-old unpreserved samples. Fundamental and applied limnology, 193(2), 167-171.

Enge, E. 2022. Highly dilute water chemistry in mountain lakes in southwestern Norway - obstacles for fish populations? Dr.Philos thesis, University of Stavanger.

Enge, E., & Garmo, Ø. A. 2021. Estimation of low-level carbonate alkalinity from single endpoint acidimetric titration to pH= 4.5. Fundamental and Applied Limnology, 1-7.

Enge, E. & Hemmingsen, T. 2010. Modellberegning av vannkjemiske effekter av vassdragsreguleringer–eksempel fra Sira-Kvina-reguleringen. Vann, 03-2010, 333-344. In Norwegian with English summary. Modelling water chemistry effects of the Sira-Kvina regulation.

Enge, E., Hesthagen, T., & Auestad, B. H. 2021a. Low Recruitment in a Population of Brook Trout in a Norwegian Watershed—Is It Due to Dilution of the Water Chemistry? Water, Air, & Soil Pollution, 232, 1-11.

Enge, E., van der Hoeven, H. & Kommedal, R. 2021b. Stability of pH, conductivity and alkalinity in dilute clear water samples exposed to various environmental conditions. Fundamental and Applied Limnology, 195(3), 211219.

Hana, C.L. 2024. Analysing short-term stability of aluminium chemistry in samples from different natural waters. MSc-thesis, University of Stavanger, Norway.

Henriksen, A. 1980. Acidification of freshwaters - a large scale titration. In: Drabløs, D. & Tollan, A. 1980 (eds.). Ecological impact of acid precipitation. SNSF, Proceedings from an international conference, Sandefjord. Norway.

Henriksen, A. 1982. Alkalinity and acid precipitation research. Vatten, 38, 83-85.

Hessen, D.O., Andersen, T., Tominaga, K., & Finstad, A. G. 2016. When soft waters becomes softer; drivers of critically low levels of Ca in Norwegian lakes. Limnology and Oceanography, 62(1), 289–298.

Hesthagen, T., Sevaldrud, I. H. & Berger, H. M. 1999. Assessment of damage to fish populations in Norwegian lakes due to acidification. Ambio, 28(2), 112-117.

Hindar, A. 1984. Omrøringens effekt på pH-avlesning i ionesvake og ionesterke vannprøver ved forskjellig pH målt med elektroder av varierende kondisjon. Vatten, 40, 312-319. In Norwegian. Effects of stirring on pH determination in low conductivity water samples.

Hindar, A., Henriksen, A., Tørseth, K. & Semb, A. 1994. Acid water and fish death. Nature, 372(6504), 327-328.

Jensen, K.W. & Snekvik, E. 1972. Low pH levels wipe out salmon and trout populations in southernmost Norway, Ambio, 1, 223-225

MDIR 2021. Kalking i laksevassdrag skadet av sur nedbør, tiltaksovervåking i 2020, Report M-2182, Norwegian Environment Agency. In Norwegian. Liming in acidificated Norwegian salmon rivers – Monitoring in 2020.

MDIR 2022. Kalking i laksevassdrag skadet av sur nedbør, tiltaksovervåking i 2021, Report M-2372, Norwegian Environment Agency. In Norwegian. Liming in acidificated Norwegian salmon rivers – Monitoring in 2021

MDIR 2023. Kalking i laksevassdrag skadet av sur nedbør, tiltaksovervåking i 2022, Report M-2606, Norwegian Environment Agency. In Norwegian. Liming in acidificated Norwegian salmon rivers – Monitoring in 2022

MDIR 2024 (in prep.). Kalking i laksevassdrag skadet av sur nedbør, tiltaksovervåking i 2023, Norwegian Environment Agency. In Norwegian. Liming in acidificated Norwegian salmon rivers – Monitoring in 2023.

Mo, B. 2020. Reliability of a conductivity controlled slurry doser. MSc-thesis, University of Stavanger, Norway.

Monteith, D.T., Stoddard, J.L., Evans, C.D., De Wit, H.A., Forsius, M., Høgåsen, T., Wilander, A., Skjelkvåle, B.L., Jefferies, D.D., Vuorenmaa, J., Keller, B., Kopacek, J. & Vesely, J. 2007. Dissolved organic carbon trends resulting from changes in atmospheric deposition chemistry. Nature, 450(7169), 537.

Neal, C. & Thomas, A.G. 1985. Field and laboratory measurement of pH in low-conductivity natural waters. Journal of hydrology, 79(3-4), 319-322.

nevina.nve.no. Norwegian Water Resources and Energy Directorate, NVE (webside). (Nevina: Online hydrological calculations based on map)

ngu.no. Geological Survey of Norway, NGU (website).

Sevaldrud, I. & Muniz, I.P. 1980. Sure vatn og innlandsfiske i Norge. Resultater fra intervjuundersøkelsene 1974-1979. SNSF-project, Report IR77/80, ISBN 82-90376-14-6. In Norwegian, but Discussion, Conclusion, figures, and tables in English: Acid lakes and inland fisheries in Norway. Results from interviews from 19741979.

sildre.nve.no. Norwegian Water Resources and Energy Directorate, NVE (webside). (Sildre: Hydrological data online)

Snoeyink, V.L. & Jenkins, D. 1980. Water chemistry. Wiley, New York .

Stølen, C. & Enge, E. 2019. Leakage water from rockfill dams and rock dumps - not always detrimental? Vann, 02-2019, 77-87.

Wright, R., Kaste, Ø., Austnes, K. & Skancke, L. 2011. Vurdering av utvikling av fargetall og TOC i Birkelandsvatn, Rogaland. NIVA, Report L.NR. 6241-2011, ISBN 978-82-577- 5976-6. In Norwegian. Analysis of trends in colour/TOC in Lake Birkelandsvatn, Rogaland.

Wright, R.F. & Snekvik, E. 1978. Acid precipitation: chemistry and fish populations in 700 lakes in southernmost Norway: With 4 figures and 2 tables in the text. Internationale Vereinigung für theoretische und angewandte Limnologie: Verhandlungen, 20(2), 765-775.

Strømnings- og utslippsmodellering

Hvordan vil et planlagt tiltak eller utslipp påvirke omgivelsene?

IKM Acona og Ranold bruker det nyeste og beste innen modeller og metodikk for å modellere utslipp og strømmer i sjø.

Hvordan vil et planlagt tiltak eller utslipp påvirke omgivelsene? Hvor bør du plassere utslippspunktet for å minimere miljøbelastningen av utslippet? IKM Acona og Ranold bruker det nyeste og beste innen modeller og metodikk for å modellere utslipp og strømmer i sjø.

Våre tjenester:

Våre tjenester

• Modellering av strøm i sjø/innsjø (f. eks. ved bygging av båthavner, mudring, deponi)

• Modellering av strøm i sjø/innsjø, analyse av endring i vannutskiftning ved tiltak (f. eks bygging av båthavner, mudring, deponi)

• Modellering av ett eller flere utslipp til vann

• Modellering av utslipp til vann

• Spredning og fortynning av utslipp

• Optimalisere utslippsdyp og utslippsarrangement

• Optimalisere utslippsdyp og utslippsarrangement

• Analyser og kart

• Analyse og kart over biologiske ressurser og deres sårbarhet for tiltak eller utslipp

• Vurdering av tiltak eller utslipp sin påvirkning på miljøtilstanden

• Utarbeide søknad om utslipp

• Miljørisikovurdering av akuttutslipp

• Bistand ved saksbehandling hos myndighetene

• Utarbeide søknad om utslipp

• Bistand ved saksbehandling hos myndighetene og hjelp til å svare på offentlige høringer

IKM Acona har lang erfaring med metodeutvikling av risikoanalyser for ytre miljø. Våre miljørådgivere har bakgrunn fra fagfeltene marinbiologi, limnologi, økologi, øko-toksikologi, kjemi og offentlig forvaltning. Vi har inngående kjennskap til forurensningsregelverket, vanndirektivet og naturmangfoldloven. Ranold er et ekspertmiljø på strømningsanalyser og programmering. Sammen leverer vi analyser og rådgivning av høy faglig kvalitet tilpasset kundens behov og myndighetenes krav.

IKM Acona har lang erfaring med metodeutvikling av risikoanalyser for ytre miljø. Våre miljørådgivere har bakgrunn fra fagfeltene marinbiologi, limnologi, økologi, økotoksikologi, kjemi og offentlig forvaltning. Vi har inngående kjennskap til forurensningsregelverket, vanndirektivet, naturmangfoldloven mv Ranold er et ekspertmiljø på strømningsanalyser og programmering Sammen leverer vi analyser og rådgivning av høy faglig kvalitet tilpasset kundens behov og myndighetenes krav.

For mer informasjon eller for å bestille en studie, gå til www.miljoanalyse.no eller kontakt Marte K. Rosnes-Lundgaard, marte.rosnes@ikm.no, mob. +47 980 84 855   eller Marit Kleven, marit.kleven@ranold.com, mob. +47 911 03 561.

For mer informasjon eller for å bestille en studie, gå til www.miljoanalyse.no eller kontakt Marte K. Rosnes-Lundgaard, marte.rosnes@ikm.no mob. +47 980 84 855 eller Marit Kleven, marit.kleven@ranold.com, mob. +47 911 03 561.

Shah Deniz DST

Hindringer og mulige løsninger for å ta i bruk vannmiljøtiltak i jordbruksdominerte nedbørfelt

Av Caroline Gundersen Enge, Ingrid Nesheim, Anne-Grete Buseth Blankenberg, Dominika Krzeminska

Caroline Gundersen Enge (M.Sc) er forsker ved Norsk institutt for Vannforskning (NIVA), seksjon Vann og Samfunn.

Ingrid Nesheim (Ph.D) er seniorforsker ved Norsk institutt for Vannforskning (NIVA), seksjon Vann og Samfunn.

Anne-Grete Buseth Blankenberg (M.Sc) er seniorforsker ved NIBIO, divisjon for miljø og naturressurser, avdeling Hydrologi og vannmiljø. Dominika Krzeminska (Ph.D) er forsker ved NIBIO, divisjon for miljø og naturressurser, avdeling Jord og arealbruk.

Summary

Natural and small water-retention measures in agriculture dominated areas: Possible barriers to uptake and solutions. Agriculture is facing multiple challenges related to water quality and quantity, such as erosion, nutrient runoff, flooding and drought. These challenges will be further intensified by climate change. Reduced tillage, grassed waterways, buffer zones, small, constructed wetlands, sedimentation ponds, and grass/ no tillage on erosion or flood exposed areas, are all examples of measures that can contribute to the retention of water, soil/sediments and nutrients. Existing regulations and incentives support the uptake of environmental measures in agriculture, but there are still barriers to implementation. Potential barriers and solutions were mapped in a survey among representatives of national authorities, regional and river subbasin authorities as well as other experts in the South-East of Norway. Results show that administrative challenges, such as extensive application processes, low cost-benefit for the farmer and voluntary measures are perceived as

barriers. Potential solutions suggested by the informants include better financing arrangements, informal training and knowledge sharing, as well as simplified bureaucracy.

Sammendrag

Jordbruket står overfor en rekke utfordringer knyttet til vannkvalitet og -kvantitet, som erosjon, avrenning av næringsstoffer, flom og tørke. Disse problemene vil øke med klimaendringene. Redusert jordarbeiding, grasdekte vannveier i dråg, grasdekte kantsoner, fangdammer, sedimentasjonsdammer og gras/ingen jordarbeiding på arealer utsatt for flom og erosjon er eksempler på tiltak som kan hindre avrenning av jord, vann og næringsstoffer. Til tross for flere forskrifter og virkemidler for vannmiljøtiltak i jordbruket, finnes det hindringer som gjør at tiltak ikke gjennomføres i tilstrekkelig grad. En spørreundersøkelse om mulige hindringer og løsninger ble gjennomført blant informanter ved blant andre nasjonale og regionale myndigheter, samt vannforvaltningen tilknyttet

vannområdene Morsa og PURA Sørøst-Norge Resultatene viser at både administrasjon (skjemaer og tidkrevende søknadsprosesser), lav kost-nytte for bonden og frivillige tiltak oppfattes som hindringer for å ta i bruk vannmiljøtiltak i jordbruket. Informantene foreslår blant annet bedre finansieringsordninger, uformell opplæring gjennom praktiske demonstrasjoner og kunnskapsdeling, samt forenklet byråkrati som mulige løsninger.

Innledning

Matproduksjon er avhengig av rent vann og stabil vanntilgang. I lys av politiske mål om økt matproduksjon (Meld. St. 11 (2016–2017); Meld. St. 11 (2023–2024)) er det enda viktigere å ta i bruk tiltak for et tilpasningsdyktig, ressurseffektivt og bærekraftig jordbruk. Mer ekstremvær med hendelser som styrtregn, flom og tørke kan redusere produktiviteten i jordbruket og øke utfordringer med overflatevann, samt tap av matjord og næringsstoffer. Avrenning av jord, næringsstoffer og andre forurensninger som plantevernmidler fra jordbruket kan medføre redusert vannkvalitet, algevekst og negativ påvirkning på økosystemer (Bye m.fl., 2020; Grizzetti m.fl., 2017).

Store deler av Oslofjorden har moderat økologisk tilstand og dårlig kjemisk tilstand (Klimaog miljødepartementet, 2021; Staalstrøm m.fl., 2022). Fjorden er påvirket av menneskenes aktiviteter, og ulike sektorer må jobbe sammen for å redusere utslippene (Klima og miljødepartementet, 2021). Data fra vann-nett viser at avrenning fra landbruk, sammen med utslipp fra kommunalt avløp og avløp i spredt bebyggelse står for de største påvirkningene på Oslofjorden (Klima- og miljødepartementet, 2021). I de sentrale jordbruksområdene innenfor vannregion Glomma i Sørøst-Norge viser tiltaksanalyser fra 2019 (Kværnø m.fl., 2019) at 20-80 prosent av tilførslene av totalfosfor kommer fra jordbruket. I beregninger gjort av NIVA og NIBIO er jordbruket den største kilden til nitrogen med 39 prosent av de totale tilførslene til Ytre Oslofjord (Staalstrøm m.fl., 2022). Samtidig viser resultater fra miljøovervåkningen, for

eksempel i Morsa vannområde, at innsats og gjennomføring av vannmiljøtiltak har positiv effekt på vannkvaliteten (Skarbøvik m.fl., 2023). Til tross for en rekke juridiske og økonomiske virkemidler for å iverksette miljøtiltak i jordbruket, viser miljøovervåkningen at tiltaksgjennomføringen ikke er tilstrekkelig (Klima- og miljødepartementet, 2019). Det er derfor viktig å forstå bedre hvordan vi kan bidra til flere vannmiljøtiltak i regionen. For å oppnå økt tiltaksgjennomføring, er det viktig å identifisere hindringer for å ta tiltakene i bruk og å adressere relevante løsninger.

Prosjektet OPTAIN1 har som mål å øke kunnskapen om hvilke tiltak som er mest effektive for å holde tilbake vann, jord og næringsstoffer i små, jordbruksdominerte nedbørfelt. Prosjektet adresserer hvordan tiltak kan gjøres mer kostnadseffektive og modellerer hvordan klimaendringer påvirker effekten av tiltakene (figur 1). Prosjektet har 14 studieområder i 12 europeiske land.2 Nedbørfeltet til Kråkstadelva, som er en del av VansjøHobølvassdraget, er det norske studieområdet. 3 Nedbørfeltet ligger i Morsa og PURA vannområder i vannregion Glomma.

Denne artikkelen presenterer resultater fra en spørreundersøkelse blant representanter fra norsk forvaltning og andre med god kjennskap til problemstillingen om lovverk og virkemidler som påvirker gjennomføring av vannmiljøtiltak, samt om hindre for at tiltakene blir tatt i bruk og mulige løsninger. Representanter fra lokalt-, regionalt- og nasjonalt nivå ble intervjuet. Den norske casestudien ser særlig på tiltakene redusert jordarbeiding, fangvekster, grasdekte vannveier i dråg (forsenkinger på jordet der det kan samle seg vann (NIBIO, 2023)), grasdekte kantsoner i eng, fangdammer og fordrøyningsdammer i skog, men spørreundersøkelsen handlet om gjennomføring av ulike vannmiljøtiltak generelt. Tilsvarende spørreundersøkelser ble gjennomført av forskere i alle landene i

1 OPTAIN (Optimal strategies to retain and re-use water and nutrients in small agricultural catchments) er finansiert av EU-programmet Horizon 2020. https://www.optain.eu/

2 Belgia, Italia, Latvia, Litauen, Norge, Polen, Slovenia, Sveits, Sverige, Tsjekkia, Tyskland, Ungarn.

3 https://www.NIBIO.no/prosjekter/OPTAIN

Figur 1. OPTAIN-prosjektet studerer blant annet hvordan klimaendringer spiller en rolle for effekt av utvalgte vannmiljøtiltak i studieområdene. Kilde: A-G. B. Blankenberg.

prosjektet, og resultatene er publisert i en prosjektrapport (Glavan m.fl., 2022). Vi tar her utgangspunkt i resultatene fra den norske spørreundersøkelsen, men med enkelte referanser til funn på tvers av casestudiene.

Relevant lovgivning og tilgjengelige virkemidler for vannmiljøtiltak i studieområdet (Oslo og tidligere Viken4 fylker)

En rekke norske lover, forskrifter, strategidokumenter og veiledere på ulike forvaltningsnivåer adresserer avrenning fra jordbruk og spesifiserer virkemidler for vannmiljøtiltak i jordbruket (Platjouw, Nesheim og Enge, 2023). I det videre gis en kort oversikt over de viktigste typene tiltak og tilhørende lovverk og virkemidler (Lover og forskrifter beskrives ytterligere i vedlegget).

På nasjonalt nivå er Vannforskriften sentral for organiseringen av vannområder og vannforvaltningen generelt. Den spesifiserer også tiltaksprogram og overvåking av elver og vassdrag. Vannressursloven stiller krav til kantvegetasjon langs vassdrag. 5 Plan- og bygningsloven slår også fast at det skal tas spesielt hensyn til naturog kulturmiljø langs sjø og vassdrag (NVE, 2023). Videre spesifiserer forskrifter med hjemmel i Jordloven minstekrav for bredden på vegetasjonssoner mot vassdrag. Jordloven med

4 Viken fylke (2020-2024) som bestod av Akershus, Buskerud og Østfold fylker ble oppløst januar 2024.

5 De ulike forskriftene og veilederne bruker litt ulike begreper. I Nasjonalt miljøprogram (Landbruksdirektoratet, 2022) heter det «vegetasjonssoner mot vann» eller kantvegetasjon. I RMP heter det kantsoner, mens lovverket referer til begreper som buffersoner, kantvegetasjon, vegetasjonsbelte eller vegetasjonssone.

forskrifter er også viktig fordi den åpner for regionale bestemmelser og økonomiske tilskudd til vannmiljøtiltak og hensyn til særlige naturverdier.

Nasjonalt miljøprogram (NMP) gir føringer og mål for klima og miljø i jordbruket på nasjonalt, regionalt og kommunalt nivå (Landbruksdirektoratet, 2022). NMP legger også rammen for regionale miljøprogram (RMP), en ordning som gir mulighet til å tilpasse tilskuddsordninger til miljøtiltak med krav og vilkår til ulike regionale driftsforhold og miljøutfordringer. RMP utarbeides i hvert fylke og omfatter en «meny» av ulike tilskuddsordninger for blant annet å bevare av kulturlandskap, fremme biologisk mangfold og redusere utslipp til luft og avrenning til vann forårsaket av jordbruksdrift. RMP vedtas hvert fjerde år av statsforvalterne i hvert fylke i samarbeid med regionale bondelag og bonde- og småbrukarlag. Hovedmålene i gjeldende RMP for studieområdet er «å begrense erosjon og avrenning av jord, næringsstoffer og plantevernmidler fra jordbruksarealer for å bidra til god økologisk tilstand i vannforekomstene» (Statsforvalteren i Oslo og Viken, 2023). Blant tiltakene mot avrenning av næringsstoffer som støttes av regionalt miljøtilskudd i studieområdet i perioden 2023-2026 er: ingen jordarbeiding om høsten, samt på flomutsatte arealer; fangvekster; grasdekte vannveier og grasstriper i åker; gras på arealer utsatt for flom og erosjon, grasdekt kantsone i åker og fangdam (Statsforvalteren i Oslo og Viken 2023, s. 34).

I tillegg til frivillig tiltaksgjennomføring, er det også innført regionale miljøkrav i jordbruket.

Disse ble i 2023 samlet i én felles forskrift for Akershus, Buskerud, Oslo og Østfold6 med hjemmel i Jordloven. Miljøkravene er utformet av statsforvalteren og gjelder for «nedbørfelt der vannforekomstene påvirkes av erosjon og avrenning fra jordbruksarealer slik at de ikke oppfyller vannmiljømålet, eller der miljøkrav er nødvendig for å opprettholde vannmiljømålet, fulldyrka jordbruksarealer og driftsformer med erosjonsfare, eller som drenerer dit det er utfordringer med vannmiljømålene». (Forskrift om regionale miljøkrav i jordbruket, Østfold, Buskerud, Oslo og Akershus og Gran kommune, Innlandet, 2024). Det stilles blant annet krav til buffersoner langs vassdrag og ingen jordarbeiding om høsten i erosjonsutsatte dråg og flomutsatte arealer.

På lokalt nivå gir den nasjonale forskriften om tilskudd til spesielle miljøtiltak i jordbruket (SMIL) gårdbrukere mulighet til å søke om tilskudd til tiltak blant annet for å redusere utslipp og avrenning, samt å ivareta naturmangfold. SMIL-midlene fordeles til kommunene av statsforvalteren i tråd med RMP, slik at kommunene videre kan tildele midler og prioritere tiltak rettet mot lokale utfordringer og miljømål.

I tillegg til forskrifter og støtteordninger, er veiledere for tiltak også viktige virkemidler. For eksempel Veileder for miljø- og klimatiltak i landbruket (NIBIO, 2024), finansiert av Landbruksdirektoratet og utarbeidet av NIBIO, som beskriver de ulike tiltakene og jevnlig oppdateres med ny informasjon.

Materiale og metode

OPTAIN-prosjektet handler om tiltak for å holde tilbake vann og/eller næringsstoffer i landskapet i landbruksområder. Slike naturlige tiltak kjennetegnes ved at de støtter grønn infrastruktur og bidrar til miljømål som beskyttelse av naturmangfold og naturrestaurering (NWRM, 2024). I artikkelen bruker vi det generelle begrepet «vannmiljøtiltak», som også brukes blant annet i RMP (Statsforvalteren i Oslo og Viken, 2023). Noen av tiltakene kan også omtales som naturbaserte løsninger.

6 Opprinnelig FOR-2022-12-06-2182, Forskrift om regionale miljøkrav i jordbruket, Oslo og Viken

Intervjuene ble gjennomført våren 2022, med utgangspunkt i et omfattende spørreskjema utarbeidet i OPTAIN-prosjektet om hindringer og løsninger for økt tiltaksgjennomføring. Spørreskjemaet ble oversatt til norsk og tilpasset norsk kontekst av casestudie-leder (NIBIO). Spørsmålene omfattet blant annet informantenes syn på virkemidler, samt hindringer, utfordringer og mangler for gjennomføring av vannmiljøtiltak for redusert avrenning av vann og næringsstoffer i jordbruksområder, og på løsninger.

Informantene ble bedt om å rangere forhåndsdefinerte kategorier av hindringer og løsninger på en skala fra 0 (ingen påvirkning) til 7 (svært stor påvirkning). Følgende mulige årsaker til manglende gjennomføring av vannmiljøtiltak (hindringer) ble presentert: (i) komplisert å gjennomføre tiltakene i praksis, (ii) lav kostnytte (direkte og indirekte kostnader ved å gjennomføre tiltaket), (iii) administrative hindringer (søknadsprosesser og skjemaer for økonomisk støtte, tillatelser, ol.), (iv) manglende kommunikasjon (informasjon om tiltak, muligheter for støtte ol.), (v) tiltak er frivillige (ikke lovpålagt krav), (vi) kontroll- /inspeksjonssystem for gjennomføring av tiltak, (vii) grunneierforhold (om man eier eller leier jord). For å rangere og adressere potensielle løsninger på svak eller ikke tilstrekkelig tiltaksgjennomføring, ble følgende kategorier presentert: (i) økonomisk støtte til tiltaksgjennomføring, (ii) forenklet byråkrati og administrasjon, (iii) kontroll/inspeksjon av gjennomføringsgrad av tiltak, (iv) nødvendige tillatelser til gjennomføring av tiltak og kontroll av disse, (v) formell utdanning og opplæring (for eksempel for rådgivere, kommuner, bønder), (vi) uformell utdanning og opplæring (praktiske demonstrasjoner, workshop for ulike brukere), (vii) digital informasjonsdeling (via f.eks. nettsider, apper). I tillegg inkluderte spørreskjemaet en «annet»-kategori med mulighet til å fylle inn egne svar. For alle kategoriene ble informantene oppfordret underveis i intervjuet til å dele erfaringer og historier for å begrunne sine holdninger og perspektiver. De kvalitative svarene er også grunnlag for resultater og diskusjon i denne artikkelen.

Informantene på lokalt og regionalt nivå ble valgt med utgangspunkt i det norske studieområdet. Det ble lagt vekt på å inkludere informanter fra både landbruks- og miljøsektoren. Totalt ble 13 personer i forvaltningen intervjuet: vannområdene Morsa og PURA (lokalt); daværende Statsforvalteren i Oslo og Viken og Viken fylkeskommune (regionalt); Miljødirektoratet og Landbruksdirektoratet (nasjonalt). Intervjuene ble gjennomført digitalt med to forskere i prosjektet til stede og varte fra tre til seks timer - for enkelte fordelt på flere møter. Alle informantene fikk tilsendt spørsmålene og svarene i etterkant, med mulighet til å gjøre endringer og eventuelle tilføyinger. Resultatene reflekterer informantenes synspunkter og perspektiv. Det relativt lave antallet informanter på de ulike administrative nivåene gir ikke mulighet til å generalisere funn basert på sektor eller administrativ tilhørighet. Vi fokuserer derfor mer på de kvalitative svarene.

Intervjuene i de andre casestudiene i OPTAIN-prosjektet ble gjennomført av forskere ved institusjoner i de respektive landene. Til sammen ble 144 informanter intervjuet. I teksten viser vi til relevante resultater fra de andre casestudiene (se også Glavan m.fl., 2022). Vi diskuterer også funnene fra den norske spørreundersøkelsen i lys av annen litteratur på området, for eksempel Skaalsveen m.fl. (2022), Bechmann og Veidal (2020).

Resultater

Hindringer for gjennomføring av vannmiljøtiltak

Resultater fra intervjuene indikerer at administrative forhold (søknader, tidsbruk) og lav-kost nytte for bonden anses som viktige hindringer for å gjennomføre vannmiljøtiltak. Intervjuene viser at frivillige tiltak anses som en hindring og at noen tiltak oppleves som kompliserte å gjennomføre i praksis. Vurderingene av de ulike typene hindringer er vist i figur 2. På tvers av casestudiene i OPTAIN-prosjektet ble lav kostnytte og administrative hindringer også fremhevet som viktige, men ellers varierer svarene for de andre kategoriene. Flere av de norske

informantene mente system for kontroll/ inspeksjon ikke har så stor påvirkning, og manglende kommunikasjon ble av flere ansett å ha middels eller ingen påvirkning. Grunneierforhold ble vurdert som viktig av to, mens like mange mente det hadde ingen påvirkning og flertallet unnlot å svare på dette. Synet på grunneierforhold er også den største forskjellen mellom de andre landene i prosjektet. Det kan ha sammenheng med at gårdbrukere i Norge i større grad eier sin egen jord (Løvberget og Rognstad, 2021). Selv om andelen leietakere øker også i Norge, er den fortsatt lavere enn i mange europeiske land der andre eierforhold dominerer (Eurostat, 2024; Eder, m.fl., 2021). Under ser vi nærmere på de kategoriene som ble ansett å representere de viktigste hindringene for gjennomføring av vannmiljøtiltak og presenterer kvalitative resultater fra undersøkelsen. Administrative hindringer, definert som tidkrevende søknadsprosesser og skjemaer, ble vurdert av flest informanter som en stor eller middels stor hindring for tiltaksgjennomføring (figur 2). Det ble påpekt av flere at forvaltningen og lovverket er fragmentert, og at man må forholde seg til mange myndigheter med ulike regelverk og oppdrag. En informant ga som eksempel tiltaket fangdammer og krav til godkjenning hos flere instanser som statsforvalteren, fylkeskommunen og NVE før iverksetting. En annen informant fortalte en historie om en fangdam som ikke ble gjennomført fordi «det ble så mye papirarbeid». Flere kommuniserte at selv om mange tiltak er relativt godt kjent og kommunisert ut til gårdbrukerne, er tiden og administrasjonen som kreves fortsatt høy i forhold til tilskuddene man kan få kompensert. Også i de andre europeiske casestudiene forklarte informanter om krevende administrasjon, og i flertallet av casestudiene er administrasjon for å få tilskudd til gjennomføring rangert blant de tre viktigste hindringene.

Lav kost-nytte, i betydning direkte og indirekte kostnader for gårdbrukeren eller grunneieren som iverksetter tiltaket, ble vurdert til å være den nest viktigste hindringen for tiltaksgjennomføring (figur 2). En rekke vannmiljø-

Figur 2. Figuren viser hvordan informantene vurderte effekten av ulike typer hindringer på gjennomføringen av tiltak blant sluttbrukere fra 0 til 7, her slått sammen i kategoriene ingen påvirkning (0), liten påvirkning (1-2), middels påvirkning (3-5), stor påvirkning (6-7). N=13.

tiltak kompenseres med støtte fra RMP og SMIL, men flere informanter påpekte at denne støtten ikke nødvendigvis dekker ekstra ulemper og kostnader for gårdbrukeren. Tiltakene kan medføre ekstra arbeid, behov for utstyr og maskiner eller vedlikeholdskostnader, samtidig som de kan redusere avlinger og inntekt ved at det produktive arealet blir mindre. En informant sa: «Det lønner seg for lite å være miljøvennlig bonde». En informant mente at støtteordningene ikke dekker utgiftene, fordi de ikke stiger like raskt som den generelle prisutviklingen. En annen kalte det en «mismatch» mellom tiltakene miljømyndighetene ønsker gjennomført og budsjettene som bevilges til å gjennomføre dem. Generelt i alle de andre europeiske casestudiene ble lav kost-nytte også fremhevet som den viktigste eller nest viktigste hindringen av informantene.

Frivillige tiltak, definert som ikke lovpålagte tiltak - altså at tiltakene er frivillige å gjennom-

føre, ble også ansett som en årsak til lavere gjennomføringsgrad. Et eksempel på at frivillige tiltak som virkemiddel alene ikke er nok som ble nevnt, var en ordning fra 2009-2013 med krav om 60 prosent overvintring i stubb og tilskudd i alle erosjonsklasser, samt miljøavtaler i Vansjø-området. Ordningen førte til at andelen arealer med overvintring i stubb – altså ingen jordarbeiding om høsten - økte. Da kravet og tilskuddet ble fjernet igjen, gikk andelen arealer der tiltaket ble gjennomført betydelig ned (Bechman m.fl., 2022). Andre informanter mente at lovverket i seg selv i stor grad er tilstrekkelig, at det ikke er behov flere lovpålagte tiltak, og at «hovedproblemet er manglende ressurser til administrasjon og finansiering (tiltakspotten)». Flere påpekte at krav eller pålegg om tiltak må være en del av en virkemiddelpakke som omfatter økonomisk støtte i sammenheng med informasjon og rådgivning. En informant mente det fortsatt er for lite bevissthet om hvorfor tiltakene

Figur 3. Figuren illustrerer informantens svar på spørsmål om hvordan lovgivning og virkemidler kan forbedres for økt gjennomføring av vannmiljøtiltak blant sluttbrukere fra 0 til 7, her slått sammen i kategoriene ingen påvirkning (0), liten påvirkning (1-2), middels påvirkning (3-5), stor påvirkning (6-7). En av de 13 informantene svarte ikke på dette spørsmålet. N=12.

er nødvendige, og hvilken effekt de har på produksjonen i jordbruket.

Komplisert gjennomføring, at selve gjennomføringen av enkelte typer tiltak er krevende, ble vurdert av flere som en middels eller stor hindring. Eksempler som ble nevnt på tiltak som er kompliserte å gjennomføre, er tiltak som presisjonsgjødsling og direktesåing, som gjerne krever ekstra utstyr eller maskiner. Et annet eksempel er at fangvekster krever andre typer frø og kan medføre ekstra utfordringer som å bekjempe snegler i åkeren. Gårder uten husdyrproduksjon har heller ikke nytte av graset som produseres på grasdekte striper i åkeren, men det må høstes inn.

Forslag til løsninger og forbedringer Økt økonomisk støtte ble oppgitt som den viktigste løsningen for økt tiltaksgjennomføring, og et flertall mente dette er en løsning som vil ha stor eller svært stor effekt (figur 3). Uformell opplæring ble sett som den nest viktigste løsnin-

gen. Halvparten mente også at forenklet byråkrati og administrasjon kan ha stor effekt. Noen mente også at bedre kontroll og inspeksjon av tiltaksgjennomføring er viktig, men her varierer svarene. Andre foreslåtte løsninger som digital informasjon og formell opplæring ble også vurdert å ha positiv effekt på tiltaksgjennomføring. Sammenlignet med de andre informantene i OPTAIN-prosjektet, samsvarer rangeringen av løsninger når det gjelder økt økonomisk støtte og uformell opplæring. Det var generelt variasjon mellom alle casestudiene når det gjelder vurderingen av de andre kategoriene. Under adresserer vi nærmere de kategoriene som ble ansett å representere de viktigste løsningene. Økt økonomisk støtte ble oppgitt som det viktigste virkemidlet for å oppnå økt tiltaksgjennomføring. Nesten alle som svarte på spørsmålet mente at økt økonomisk støtte ville ha positiv effekt på gjennomføringen av vannmiljøtiltak i jordbruket. Dette er i tråd med funnet fra spørreundersøkelsen om at lav

kost-nytte er et viktig hinder for tiltaksgjennomføring. En informant sa at for å dekke kostnader og kompensere for redusert produksjon og effektivitet for bonden, må «gulroten kanskje økes for noen tiltak». Samtidig ble det understreket at tiltakene også bør bidra til god agronomi for bonden. Fangvekster var et av de konkrete tiltakene det ble foreslått økte subsidier til.

Uformell opplæring og kunnskapsdeling ble vurdert å kunne ha stor effekt av mer enn halvparten av informantene. Flere understreket også viktigheten av god og tilgjengelig informasjon om tiltak og effekter. Noen informanter ønsket å utdype svaret, og et eksempel på uformell opplæring med stor effekt som ble nevnt var «demonstrasjonsområder som viser hvordan tiltakene fungerer og best gjennomføres i praksis». Andre påpekte at «dette kan også spare kostnader med å teste ut nye løsninger for den enkelte gårdbruker». Det ble også understreket at særlig ved endringer eller nye tiltak kan dette bidra til å bygge tillit og forståelse mellom gårdbrukere og myndigheter. Behov for kompetanseløft blant kommunens ansatte ble også nevnt.

Forenklet byråkrati og administrasjon ble vurdert å ha stor effekt av halvparten av informantene. Dette er igjen i tråd med funnet om at ressurskrevende byråkrati for tilskudd og tillatelse til tiltak er en viktig hindring. Mange var enige i at dette bør forbedres, men uten ytterligere spesifisering av konkrete løsninger. En informant snakket om at sektorene må samordnes bedre i forbindelse med revisjon av relaterte forskrifter og å involvere brukere og fagområder innen både miljø og landbruk. Det ble også påpekt at det tar tid å gjøre endringer både i regelverket og i rutiner i jordbruket.

Kontroll / inspeksjon av gjennomføringen av tiltakene mente flertallet i vår undersøkelse er ganske viktig, mens noen få mente det er veldig viktig for å øke tiltaksgjennomføringen. I intervjuene kom det frem at det er delte meninger om behovet for ytterligere kontroll av tiltaksgjennomføring – noen mente antall inspeksjoner er tilstrekkelig, mens andre mente det ikke er god nok kontroll med gjennomførin-

gen. En informant påpekte også at økt inspeksjon av tiltakene i kombinasjon med bedre kommunikasjon om hva som er gjeldende lovverk, kan bidra til økt gjennomføring. Noen informanter mente at det er problematisk at kommunen både bevilger støtte til tiltak og har i oppgave å kontrollere om tiltakene er riktig gjennomført. Her ble det foreslått å skille disse rollene tydeligere.

Diskusjon og oppsummering

Til tross for en rekke virkemidler for gjennomføring av vannmiljøtiltak i jordbruket, indikerer denne spørreundersøkelsen at det er flere hindringer som reduserer mulig oppslutning om tiltakene. To hovedutfordringer ble identifisert: utilstrekkelig økonomisk støtte, samt krevende administrasjon og byråkrati i forbindelse med søknadsprosesser for tilskuddsordninger.

Når det gjelder støtte til tiltak indikerer undersøkelsen at tilskuddene ikke i tilstrekkelig grad veier opp for kostnader i forbindelse med utgifter, ekstra ulempe, arbeidsinnsats og risiko. Dette resultatet er i samsvar med bl.a. studien av Bechmann og Veidal (2020) om motivasjoner for ulike vannmiljøtiltak i Østfold og Akershus og med studien av Skaalsveen m.fl. (2022) fra ulike regioner i Norge. Også publikasjoner fra studier i EU om virkemidler i Common Agricultural Policy (CAP) viser at tilgjengelige tilskudd ikke kompenserer for utgiftene bønder har ved tiltaksgjennomføring (European Commission, 2021). Gårdbrukerne som ble intervjuet av Bechmann og Veidal (2020, s. 22) påpeker reduserte inntekter i forbindelse med at tiltak tar produksjonsareal, samt ulempe og kostnader fordi tiltakene krever annet ekstra utstyr/ maskiner og innebærer ekstraarbeid ved gjennomføring. Jordbrukere forklarer også at tilskudd i noen tilfeller kun dekker enkelte utgifter, for eksempel for fangvekster dekker tilskuddet kun såfrø og ikke kostnader knyttet til innhøsting og ugrasbekjempelse (Bechman og Veidal 2020, s. 33). En annen undersøkelse om norske bønders erfaringer med grasdekte kantsoner i åker konkluderte med at graset er uegnet til fôr, og bøndene taper derfor på å gjennomføre

tiltaket tross økonomisk kompensjon gjennom tilskudd (Blankenberg og Skarbøvik, 2020). Også byråkratiet for å få tilskuddet som gårdbrukerne har krav på ved tiltaksgjennomføring innebærer ekstra arbeidsinnsats og dermed en kostnad. I samsvar med våre funn der administrasjon og byråkrati ble identifisert blant de største hindringene for å få gjennomført vannmiljøtiltak, skriver Skaalsveen m.fl. (2022, s. 48) at både det å sette seg inn i tilskuddsordningene og selve søknadsprosessene oppfattes som tidkrevende.

For å motivere til at flere gjennomfører tiltak er det viktig å i større grad inkludere kompensasjon for indirekte kostnader i tilskuddsordningene (Wittstock m.fl. 2022). Det innebærer å inkludere bondens ekstra arbeidsinnsats og risiko ved å gjennomføre tiltaket som en kostnad. Særlig gjelder dette for «nye», mer ukjente tiltak, ettersom risiko her gjerne oppleves som høyere i forbindelse med utprøving i praksis. Skaalsveen m.fl. (2022, s. 50) oppsummerer at tilskudd var viktig «.. for å hjelpe gårdbrukere i gang med nye tiltak eller driftsformer (som direktesåing og fangvekster) hvor erfaring er viktig for å lykkes». Her kan også uformell opplæring ved hjelp av demonstrasjonsområder bidra til redusert opplevelse av risiko, noe som også var et funn i Nesheim m.fl. (2021). Behovet som ble uttrykt om mer uformell opplæring og kunnskapsdeling kan være sentralt i denne sammenhengen. RMP inkluderer tilskudd til klimarådgivning der det er mulighet for «én til én»-rådgivning, «to til én» og grupperådgivning (Statsforvalteren Østfold, Buskerud, Oslo og Akershus, 2024). Resultatene fra vår spørreundersøkelse og andre studier indikerer behov for støtte til denne typen ordninger og også til generell rådgivning om vannmiljøtiltak. Det er videre relevant å undersøke og diskutere tilnærminger til hvordan papirarbeidet kan oppleves enklere for søkerne. Assistanse fra miljørådgivere er viktig, men også andre plattformer for støtte og informasjon bør vurderes for å adressere denne typen utfordringer.

Frivillige tiltak, i motsetning til krav eller pålegg, ble vurdert av informanter både i den

norske og i de andre caseområdene i prosjektet å være årsak til manglende tiltaksgjennomføring. En sammenheng som også dokumenteres i andre studier for eksempel i forbindelse med redusert jordarbeiding (Bechman m.fl., 2022) og fangvekster (Bye m.fl. 2020). Samtidig påpekte informantene i vår undersøkelse at dersom tiltak ikke skal være frivillige, må det være en del av en virkemiddelpakke som omfatter økonomisk støtte, informasjon, miljørådgivning og krav eller pålegg. RMP med tilskudd til tiltak og miljørådgivning i kombinasjon med forskrifter om regionale miljøkrav representerer en slik virkemiddelpakke. Miljøavtaler med den enkelte gårdbruker som omfatter krav, kompensasjon og rådgivning har vist seg å være effektivt for økt tiltaksgjennomføring for redusert avrenning av overflatevann og næringsstoffer (Bechmann m.fl., 2022; Morsa, 2024; Personlig kommunikasjon, 2019). For å forstå hindringer og løsninger for å ta i bruk de ulike vannmiljøtiltakene, viser studiene av blant annet Bechman og Veidal (2020), og Skaalsveen m.fl. (2022) at hvert enkelt tiltak må studeres nærmere. Samtidig er det viktig å se de ulike tiltakene og virkemidlene i sammenheng, også fordi kombinasjonen av tiltak en gårdbruker må planlegge, søke om og iverksette vil påvirke om det er oppleves praktisk og økonomisk gjennomførbart. Miljøovervåkningen viser at menneskelig aktivitet med ulike typer utslipp medfører press på vannforekomster som drenerer til Oslofjorden, en utfordring som øker med klimaendringene. Økt tiltaksgjennomføring for å redusere avrenning av næringsstoffer er nødvendig for å nå mål om bedre miljøtilstand. Innsikt og forståelse av brukerperspektiv i forbindelse med tiltak i landbruket er viktig kunnskap for å utarbeide tiltakspakker som motiverer for større oppslutning.

Takk

Vi ønsker å rette en stor takk til alle informantene for at de har delt sine synspunkter og for tiden de har brukt på å delta i spørreundersøkelsen. Forskningsarbeidet er som en del prosjektet OPTAIN (OPtimal strategies to retAIN and re-use water and nutrients in small agricultural

catchments across different soil-climatic regions in Europe,  cordis.europa.eu) finansiert av EUs Horizon 2020 program No. 862756.

Referanser

Bechman, M., Skarbøvik, E., Turtumøygard, S. og Isdahl, C. R. (2022). Trender i tiltaksgjennomføring og påvirkning på vannkvalitet i Morsa. NIBIO rapport 8 (155) https://NIBIO.brage.unit.no/NIBIO-xmlui/ handle/11250/3038793

Bechmann, M. og Veidal, A. (2020). Kornprodusenters motivasjon for vannmiljøtiltak - Spørreundersøkelse i Østfold og Akershus. NIBIO rapport 6 (82). https://NIBIO.brage.unit.no/NIBIO-xmlui/bitstream/ handle/11250/2657503/NIBIO_RAPPORT_2020_6_82. pdf?sequence=2&isAllowed=y

Blankenberg, A-G. B. and Skarbøvik, E. (2020). Phosphorus retention, erosion protection and farmers’ perceptions of riparian buffer zones with grass and natural vegetation: Case studies from South-Eastern Norway. Ambio 2020, 49:1838–1849. https://link.springer.com/article/10.1007/s13280-02001361-5

Bye, A.S., Aarstad, P.A., Løvberget, A.I., Rognstad, O., Storbråten, B. (2020). Jordbruk og Miljø 2019. Tilstand og utvikling. SSR Rapport 2020/3. https://hdl.handle.net/11250/2642258

Eder, A., Salhofer, K., Scheichel, E. (2021). Land tenure, soil conservation, and farm performance: An ecoefficiency analysis of Austrian crop farms. Ecological Economics, 180. https://doi.org/10.1016/j.ecolecon.2020.106861

European Commission (2021). Directorate-General for Agriculture and Rural Development, Evaluation support study on the impact of the CAP on sustainable management of the soil – Final report. https://data.europa.eu/doi/10.2762/799605

Eurostat (2024). Farm tenure. https://ec.europa.eu/eurostat/statistics-explained/index. php?title=Farm_tenure&oldid=637576

Forskrift om regionale miljøkrav i jordbruket, Østfold, Buskerud, Oslo og Akershus og Gran kommune, Innlandet (2024). FOR-2024-06-10-952. https://lovdata.no/dokument/LF/forskrift/2024-06-10-952

Glavan, M., Nesheim, I., Enge, C., Noč, M., Banovec, P. & Cvejić, R. (2022). Legislative recommendations for future harmonisation of water and agricultural policy on local, regional, national and EU level. Deliverable D6.2, EU

Horizon 2020 OPTAIN Project, Grant agreement No. 862756.

https://www.OPTAIN.eu/sites/default/files/delivrables/ OPTAIN%20D6.2%20-%20Legislative%20recommendations%20for%20future%20harmonisation%20of%20 water%20and%20agricultural%20policy%20on%20 local%2C%20regional%2C%20national%20and%20 EU%20level.pdf

Grizzetti, B., Pistocchi, A., Liquete, C., Udias, A., Bouraoui, F., Van De Bund, W. (2017). Human pressures and ecological status of European rivers. Scientific Reports 7 (205). DOI: 10.1038/s41598-017-00324-3

Indre Østfold (u.d.). Strategi for spesielle miljøtiltak i jordbruket – SMIL 2021-2023. https://www.io.kommune.no/_f/p1/id8a45fb3-f632-40b18fc8-83a62907f02e/strategi-for-smil-midler-indre-ostfold-2021-2023.pdf

Klima- og miljødepartementet (2019). Nasjonale føringer for arbeidet med oppdatering av de regionale vannforvaltningsplanene. https://www.regjeringen.no/contentassets/8295acf187ab41d7b9a4acd901886926/nasjonale-foringer-for-arbeidet-med-oppdatering-av-de-regionale-vannforvaltningsplanene.pdf

Klima- og miljødepartementet (2021). Helhetlig tiltaksplan for en ren og rik Oslofjord med et aktivt friluftsliv. https://www.regjeringen.no/contentassets/44eea3ee40bd437b8abda6f22a1facb4/209511-kld-tiltaksplan-web.pdf

Kværnø, S.H., Turtumøygard, S., Bechmann, M., Engebretsen, A., Krzeminska, D. (2019). Tiltaksanalyse for vannregion Glomma. Avrenning, tiltak og kostnader i landbruksområdene. NIBIO-rapport 5(173). https://NIBIO.brage.unit.no/NIBIO-xmlui/ handle/11250/2638480

Landbruksdirektoratet (2022). Nasjonalt miljøprogram 2023-2026. Nasjonale miljømål og virkemidler for miljøog klimaarbeidet i jordbruket. Rapport nr. 33/2022. 01.09.2022. Oppdatert 03.04.2024. https://www.landbruksdirektoratet.no/nb/nyhetsrom/ rapporter/nasjonalt-miljoprogram-2023-2026

Løvberget, A.I., Rognstad, O. (2021). Jordleige stadig meir utbreidd. SSB. https://www.ssb.no/jord-skog-jakt-og-fiskeri/ artikler-og-publikasjoner/jordleige-stadig-meir-utbreidd

Meld. St. 11 (2016–2017). Endring og utvikling — En fremtidsrettet jordbruksproduksjon. Landbruks- og matdepartementet. https://www.regjeringen.no/no/dokumenter/ meld.-st.-11-20162017/id2523121/

Meld. St. 11 (2023–2024). Strategi for auka sjølvforsyning av jordbruksvarer og plan for opptrapping av inntektsmoglegheitene i jordbruket. Landbruks- og matdepartementet.

https://www.regjeringen.no/no/dokumenter/ meld.-st.-11-20232024/id3028626/

Morsa (2024). Landbruksministeren berømmer bøndene. https://morsa.org/aktuelt/landbruksministeren-berommer-bondene/

Nesheim, I., Sundnes, F., Enge, C., Graversgaard, M., van den Brink, C., Farrow, L., Glavan, M., Hansen, B., Leitão, I.A., Rowbottom, J., m.fl. (2021). Multi-Actor Platforms in the Water–Agriculture Nexus: Synergies and LongTerm Meaningful Engagement. Water 13, 3204. https://doi.org/10.3390/w13223204

NIBIO (2023). Erosjonsrisikokart. https://www.nibio.no/tema/jord/jordkartlegging/jordsmonnkart/erosjonsrisikokart

NIBIO (2024). Veileder for miljø- og klimatiltak i landbruket. www.NIBIO.no/tiltak

NVE (2024). Kantvegetasjon. NVEs digitale veiledere. https://veiledere.nve.no/kantvegetasjon/lovverket-omkantvegetasjon/#:~:text=Loven%20stiller%20krav%20 om%20en,de%20naturgitte%20forhold%20 p%C3%A5%20stedet

NWRM – Natural Water Retention Measures project (2024). Office International de l’Eau. https://www.nwrm.eu/

Platjouw, F. M, Nesheim, I. og Enge, C. (2023). Policy coherence for the protection of water resources against agricultural pollution in the EU and Norway. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/reel.12509

Skarbøvik, E., Haande, S., Bechmann, M., Skjelbred, B., Isidorova, A. (2023). Vannovervåking i Morsa 2022. Innsjøer, elver og bekker, november 2021 - oktober 2022. NIBIO Rapport 9 (54). https://hdl.handle.net/11250/3064249

Skaalsveen, K., Øverland, J. I., Bechmann, M., Uhlen Maurset, M., Kvakkestad, V., Wiik, J., Evju, I., Næss Holm, H. (2022). Barrierer og muligheter for gjennomføring av vannmiljøtiltak. NIBIO rapport 8(38). https://NIBIO.brage.unit.no/NIBIO-xmlui/ handle/11250/2983867

Statsforvalteren i Oslo og Viken (2023). Regionalt miljøprogram for jordbruket i Oslo og Viken 2023-2026. Regionale miljømål og virkemidler for miljø- og klimaarbeidet i jordbruket. https://www.statsforvalteren.no/siteassets/fm-oslo-ogviken/landbruk-og-mat/miljotiltak/dokumenter/ regionalt-miljoprogram-2023-2026.pdf

Statsforvalteren i Østfold, Buskerud, Oslo og Akershus (2024). Veileder for regionale miljøtilskudd 2024 for jordbruket i Akershus, Buskerud, Oslo og Østfold. https://www.statsforvalteren.no/contentassets/602755da7 097417d9899d96955cabecf/veileder-regionalemiljotilskudd-2024.pdf

Staalstrøm, A., Walday, M., Vogelsang, C., Frigstad, H., Borgersen, G., Albretsen, J., Naustvoll, L. (2022). Utredning av behovet for å redusere tilførslene av nitrogen til Ytre Oslofjord. NIVA-rapport 7723-2022. https://hdl.handle.net/11250/2762810

Wittstock, F., Paulus, A., Beckmann, M., Hagemann, N., Baaken, M. C. (2022). Understanding farmers’ decision-making on agri-environmental schemes: A case study from Saxony, Germany. Land Use Policy 122, https://doi.org/10.1016/j.landusepol.2022.106371

Vedlegg: Lovverk som spesifiserer virkemidler for vannmiljøtiltak for redusert avrenning av partikler, vann og næringsstoffer i jordbruket 7

Virkemidler for vannmiljøtiltak

Lovpålagt. Kommunen eller den Landbruksdirektoratet gir myndighet, skal kontrollere at gjødslingsplan foreligger. Det er en kobling til Forskrift om produksjonstilskudd: dersom gjødslingsplan ikke foreligger skal produksjonstilskuddet avkortes (se nedenfor).

Vannmiljøtiltak spesifisert i lovverk

Det skal utarbeides gjødslingsplan før hver vekstsesong. Forskriften gjelder alle foretak som disponerer jordbruksareal med planteproduksjon og som har rett til produksjonstilskudd.

Lovpålagt.

Lovpålagt. Nydyrking kan bare skje etter plan godkjent av kommunen.

Økonomisk virkemiddel, tilskuddet skal avkortes dersom jordbruksarealet ikke har vegetasjonssone på minst 2 meter. Tilskuddet skal også avkortes ved brudd på Forskrift om gjødselplanlegging (se over), eller dersom foretaket ikke fører journal over plantevernmidler.

Lovpålagt (referanse til miljøkravsone 1 og 2 spesifisert på kart).

Økonomisk virkemiddel; Klimarådgivning

Økonomisk virkemiddel.

Lovpålagt.

Lovverk

Forskrift om gjødselplanlegging (FOR-1999-07-01-791)

Forskrift om gjødselvarer mv. av organisk opphav (FOR-2003-07-04-951), § 23 (spredetidspunkt).

Hjemlet i Jordlova og Forurensningsloven . «Spredning av gjødselvarer av organisk opphav er kun tillatt i perioden 15. februar til 1. november. Det er ikke tillatt å spre gjødselvarer på snødekket eller frossen mark».

Forskrift om nydyrking (FOR-1997-05-02-423), § 6 (begrensninger i adgangen til å nydyrke).

Hjemlet i Jordlova . Ved nydyrking stilles det krav til igjensetting av minst 6 meter bred vegetasjonssone mot vassdrag med årssikker vannføring. Uten årssikker vassføring skal sonen være minst 2 meter.

Forskrift om produksjonstilskudd og avløsertilskudd i jordbruket (FOR-2014-12-19-1817), § 4 (tilskudd til jordbruksareal) og § 11 (avkorting ved regelverksbrudd). Hjemlet i Jordlova . Minst to meter vegetasjonssone mot vann målt horisontalt fra vassdragets normalvannstand. Sonen skal ikke jordarbeides. Tilskuddsordningen forutsetter gjødselplan (se FOR-1999-07-01-791) og journal over bruk av plantevernmidler.

Forskriften stiller blant annet krav til buffersoner langs vassdrag og ingen jordarbeiding om høsten i erosjonsutsatte dråg og flomutsatte arealer.

Forskrift om regionale miljøkrav i jordbruket, Østfold, Buskerud, Oslo og Akershus og Gran kommune, Innlandet (FOR-2024-06-10-952). Hjemlet i Jordlova.

Ingen jordbearbeiding om høsten, (ii) gras på arealer usatt for flom og erosjon, (iii) ingen jordarbeiding på flomusatte arealer (iv) direkte sådd høstkorn og høstolje vekster, (v)

grasdekte vannveier og grasstripser i åker(vi) grasdekte kantsoner i åker(vii) kantsone i eng (viii) fangdam.

Forskrift om regionale miljøtilskudd i jordbruket, Oslo og Viken (FOR-2023-02-10-202)

Forskrift om tilskudd til spesielle miljøtiltak i jordbruket (FOR-2004-02-04-448) § 5. (Tilskudd til kulturlandskapstiltak og forurensningstiltak) Økonomisk virkemiddel som bevilges engangstiltak som bl.a. skal hindre forurensning (samsvarer med tiltak i RMP). SMIL gir bl.a. mulighet for tilskudd til å plante trær og busker, samt å etablere fangdammer for å redusere avrenning av jordpartikler og næringsstoffer til vann og vassdrag. Retningslinjene varierer fra kommune til kommune. Se for eksempel Indre Østfold kommunes (u.d.). strategi for spesielle miljøtiltak i jordbruket –SMIL 2021-2023.

Vannressursloven (LOV-2000-11-24-82), § 11 (kantvegetasjon) «Langs bredden av vassdrag med årssikker vannføring skal det opprettholdes et begrenset naturlig vegetasjonsbelte som motvirker avrenning og gir levested for planter og dyr (…).

Grunneieren, tiltakshavere og berørte fagmyndigheter, kan kreve at kommunen fastsetter bredden på beltet. Bredden kan også fastsettes i rettslig bindende planer etter planog bygningsloven.»

7 Vi inkluderer kun tiltak som er omfattet av virkemidler i denne tabellen, ikke generelle målsettinger eller muligheter. Vannforskriften (FOR-2006-12-15-1446) og Forurensningsforskriften (FOR-2024-05-31-886) er også svært relevante

med tanke på vannmiljø, men spesifiserer ikke konkrete vannmiljøtiltak og er derfor ikke inkludert i tabellen.

Aktsomhetskart for oversvømmelser ved bruk av maskinlæring:

Klimatilpasningsprosjekt i Fredrikstad kommune

Av Werner Svellingen og Geir Torgersen

Werner Svellingen (Cand.scient.) er Ph.D-student ved NTNU og CTO 7Analytics AS. Geir Torgersen (Ph.D) er førsteamanuensis Høgskolen i Østfold og Spesialrådgiver 7Analytics AS.

Summary

Caution maps for flooding by machine learning. A case study on climate adaption in Fredrikstad municipality. A caution map for areas vulnerable to pluvial floods is developed in Fredrikstad as a collaboration between 7Analytics (7A) and the local municipality. As a climate adaption project, it is funded by Norwegian Environment Agency. Previously 7A has developed the InzureFlood model, which calculates the pluvial risk index for buildings (PFIbygg) based on terrain and damage data from all over Norway. PFIbygg is made by machine learning and algorithms for pattern recognition. In this project the surface area of Fredrikstad is divided into catchments, and PFIbygg from InzureFlood is used to calculate the index for each catchment (PFIsone). PFIsone has been validated for real damage events in Fredrikstad and shows a positive correlation between high PFIsone and catchments with multiple recorded flood events. The values of PFIsone are further visualized in a caution map. A uniform color scale has been defined based on the values of PFIsone. The map is dynamic and will be updated by changes in the data set, e.g. as a consequence of land development. The caution map can potentially be an important decision tool for the municipality in task that range from spatial planning to emergency work.

Sammendrag

Et aktsomhetskart for oversvømmelse over sårbare områder i Fredrikstad er utviklet i samarbeid mellom 7Analytics (7A) og kommunen. Prosjektet er støttet med klimatilpasningsmidler fra Miljødirektoratet. 7A har tidligere utviklet modellen InzureFlood som beregner pluvial flomriskoindeks for bygninger (PFIbygg), basert på terreng- og skadedata fra hele landet. PFIbygg er utviklet ved bruk av maskinlæring og algoritmer for mønstergjenkjenning. I dette prosjektet er overflatearealet i Fredrikstad kommune inndelt i avrenningssoner, der PFIbygg fra InzureFlood er anvendt til å beregne flomindeks innenfor hver avrenningssone (PFIsone). PFIsone er validert for faktiske skadehendelser i Fredrikstad og viser positiv korrelasjon mellom høy PFI sone og soner med mange registrerte skader. PFI sone -verdiene er videre visualisert i et aktsomhetskart. Det er definert en enhetlig fargeskala ut fra verdiene for PFIsone. Kartet er dynamisk og oppdateres ved endringer i datasettet, f.eks. utbygging av nye områder. Aktsomhetskartet kan være viktig beslutningstøtte for kommunen i alt fra arealplanlegging til beredskapsarbeid.

Innledning

Bedre kunnskapsgrunnlag om naturskader og konsekvensene som følger av slike hendelser, er

viktig for offentlige beslutningstakere som arbeider med risiko- og sårbarhetsanalyse knyttet til klimaendringer (Thomassen & Hauge, 2022a). For å støtte dette arbeidet er det nylig gjennomført et prosjekt i Fredrikstad hvor en maskinlæringsmodell (ML-modell) er anvendt for å analysere store datamengder for å identifisere områder i kommunen som er sårbare for flom. Prosjektet har vært finansiert med klimatilpasningsmidler fra Miljødirektoratet og utført av 7Analytics (7A) i samarbeid med Fredrikstad kommune. 7A samarbeider også med forsikringsbransjen og har tidligere utviklet ML-modellen InzureFlood som analyserer bygningers pluviale flom indeks (PFIbygg) (Torgersen & Svellingen, 2023). Prosjektet med å fremstille aktsomhetskart bygger videre på InzureFlood.

Målet med dette prosjektet har vært å etablere pluvial flomindeks for avrenningssoner (PFIsone) i Fredrikstad og visualisere det i et aktsomhetskar. Kartet er basert på sammenlignbare kriterier for hele kommunen og identifiserer hvor risikoen for oversvømmelse fra styrtregn, såkalt pluvial flom, er størst. Det kan anvendes som beslutningsstøtte for prioritering av forebyggende tiltak og krisehåndtering. Aktsomhetskartet oppdateres kontinuerlig med nye datasett etter hvert som hendelser inntreffer og nye tiltak gjennomføres.

Fredrikstad har vært pilotkommune for prosjektet, men modellen kan også etableres for andre kommuner. Selv om modellen er utviklet for pluviale hendelser, kan den også være verdifull for å estimere risikoen uavhengig av flommens årsak. Tallverdiene som er beregnet, betegnes i artikkelen som Pluvial Flom Index (PFI). Det skilles mellom indeks for bygninger (PFIbygg) og for avrenningssoner (PFIsone), der sistnevnte brukes i aktsomhetskartet.

Det er særlig to forskningsspørsmål som ønskes besvart i artikkelen:

• Kan en ML-modell, basert på forsikringsregistrerte vannskader, terrengdata og arealdata for eiendommer over hele landet, brukes til å beregne flomindeks og utvikle aktsomhetskart for avrenningssoner i Fredrikstad?

• Vil validering fra faktiske flomrelaterte skader i Fredrikstad vise at oversvømmelser skjer hyppigere i soner med høy flomindeks?

Registrerte vannskader for validering av aktsomhetskartet

I prosjektet er datasett med bygningsskader fra faktiske og registrerte oversvømmelser og adressene til skadestedene brukt for å validere aktsomhetskartet.

En kilde til skadedata i Norge er Kunnskapsbanken. I 2022 ble Kunnskapsbankforskriften, som administreres av Direktoratet for Sivilt Beredskap (DSB) (Finans Norge, 2022), innført. Forskriften krever at forsikringsselskaper rapporterer vannskader til Kunnskapsbanken. Ordningen muliggjør at bl.a. at kommuner kan få tilgang til skadedata til bruk i det forebyggende arbeidet innen samfunnssikkerhet. Skadedata er viktig for å forbedre klimatilpasningsarbeidet i norske kommuner. At forsikringsselskapene deler slik informasjon med offentlige myndigheter, til tross for et innbyrdes konkurranseforhold, gjør Norge til et foregangsland på dette området (Hauge et al., 2018). Skadene er registrert og klassifisert i henhold til vannskaderegisteret (VASK) som administreres av Finans Norge (Finans Norge, 2024). Registrering skjer vanligvis i forbindelse med besiktigelse eller taksering av skaden av takstmann eller annen representant for forsikringsselskapet. Aktiv bruk av Kunnskapsbanken fra kommunene, kan også bidra til å forbedre både registeret og kvaliteten på tilgjengelige skadedata (Finans Norge, 2022).

Prosjektplanen var å utvikle en modell for å fremstille aktsomhetskart basert på registrerte skader i Fredrikstad hentet fra Kunnskapsbanken. Det viste seg imidlertid at skadedata kun var tilgjengelige for perioden 2014-18. Tilfeldigvis var det noen år uten store regnhendelser i Fredrikstad, sammenlignet f.eks. med 2008, 2012 og 2019. Planen ble derfor endret til å videreutvikle InzureFlood, som er en ML-modell som anvender skadedata fra hele landet. Tre forskjellige datasett med skaderegistreringer fra faktiske regnhendelser i Fredrikstad er brukt for å validere aktsomhetskartet.

Datakvalitet er identifisert som en hovedutfordring som hindrer effektiv bruk av skadedata (Brevik et al., 2015; Thomassen & Hauge, 2022b). En gjennomgang av både adresser og VASKkoder har bekreftet utfordringen. Skadedataene er hovedsakelig basert på manuell registrering, ofte som fritekst-felt uten standardiserte verdier og automatisk adressesøk, f.eks. ved bruk av Kartverkets programmeringsgrensesnitt (api), som fører til inkonklusiv skadeklassifikasjon og/ eller lokasjon. Prosjektet har utført omfattende analyser for å avdekke mulige feilkilder og utviklet en automatisert metode for feilretting av klassifikasjon av adresser. Koden er testet på datasettene fra Fredrikstad, og etter feilrettingen er et flertall av skadene koblet til en adresse i kommunen.

Dataene viser varierende metode for registrering av hendelsesdato, der tidspunktet kan både være når hendelsen skjedde, når den ble oppdaget, når skaderapporten ble laget eller når den ble forsikringsregistrert. Ulike måter å registrere dato på er bekreftet i dialog med forsikringsselskapene. Det ble derfor utviklet en algoritme som automatisk klassifiserer sannsynligheten for at vannskaden er knyttet til en pluvial hendelse etter at lokasjonsalgoritmen er brukt på datasettet.

Metode

Ved store nedbørsmengder er det særlig terrengformasjoner og overflatens arealbruk som bestemmer mengde og transport av overflatevann, og hvor vannet samles. Bygningens plassering kan kvantifiseres gjennom variabler som f.eks. terrenghelning, kurvatur, høyde, lokalisering i nedslagsfeltet og avstand til veier eller vannansamling, som alle kan ha betydning eiendommens spesifikke risiko for skade.

Digital høydemodell (DEM) er hentet fra Nasjonal detaljert høydemodell med en oppløsning på 1x1m (Kartverket, 2024). Den anvendes for hydrologiske beregninger, for bl.a. å definere avrenningslinjer og avgrense avrenningssoner. DEM-dataene brukes videre til å beregne verdier for skråning, kurvatur, høyde og andre variabler som inngår i PFIbygg. For å øke

modellens nøyaktighet i å representere naturlige vannsystemer, er det nødvendig med spesifikke prosesseringsteknikker som bearbeider høydemodellen. Reprosessert DEM (cDEM) er utviklet for å representere naturlig vannstrøm på overflaten, f.eks. ved å legge til bygg eller åpne opp vannveier som er inkludert ved bruk av teknikker som “stream-burning,” som justerer høydemodellen der vannet ledes gjennom kulverter under infrastruktur som veier og jernbanelinjer (Lindsay, 2016). Dette bidrar til å forbedre modellens evne til å simulere vannbevegelser og deres interaksjon med landskapet. Det sikrer at avrenningslinjene som genereres, viser nøyaktig overflatevannets strømninger.

Endringer i arealbruk, slik som urban fortetting eller avskoging, har en vesentlig innvirkning på den hydrologiske syklusen f.eks. ved endringer i infiltrasjonshastighet eller overflatens volumkapasitet. I Norge benyttes Felles KartdatabaseArealressurskart i målestokk 1:5000 (FKB AR5) (GeoNorge, 2024) som en viktig kilde for informasjon om arealdekke. AR5 representerer et omfattende nasjonalt system for kartlegging av arealbruk. I studien er det utviklet en automatisert prosess for å integrere flere datasett, noe som har resultert i et høyoppløselig arealbruksklassifiseringssystem (hrLanduse) med 30 distinkte kategorier som representerer overflatens infiltrasjonsevne. Dette gir en mer nøyaktig representasjon av arealdekket og styrker det statistiske grunnlaget for beregning av PFI.

En avrenningssone er et avgrenset geografisk område hvor alt regnvann som faller innenfor sonens grenser, samles og ledes til et felles utløpspunkt, som oftest nederst i sonen. Inndelingen av Fredrikstad kommune i avrenningssoner er utført ved hjelp av algoritmer som benytter høydedata og tar hensyn til ønsket størrelse på hver avrenningssone. Metodikken sikrer at aktsomhetskartet reflekterer de hydrologiske forholdene i kommunen, noe som er essensielt for å kunne identifisere og vurdere flomrisiko på et detaljert nivå. Avrenningsfeltene bestemmes ved å analysere krysningspunktene mellom avrenningslinjene og defineres ut fra forbindelsen mellom disse

linjene. For utviklingen av aktsomhetskartet ble størrelsen på avrenningsfeltene valgt ut fra hydrologiske og topografiske kriterier som sikrer en hensiktsmessig inndeling av landskapet.

I Fredrikstad kommune er størrelsen på avrenningssonene beregnet ved å identifisere krysningspunkter mellom avrenningslinjer hvor oppstrøms areal overstiger 250 m². Basert på denne tilnærmingen, er hele kommunen inndelt i ca.5 000 avrenningssoner, noe som muliggjør en detaljert analyse av lokale hydrologiske forhold og visualisere flomutsatte områder i en fornuftig målestokk. Måten aktsomhetskartete er utviklet på, er skjematisk fremstilt i figur 1.

Pluvial flomindeks - bygg (PFIbygg)

InzureFlood er en ML-modell som er bygget for å identifisere mønstre mellom variabler som karakteriserer bygningens lokasjon, sammenholdt med byggets historiske vannskader. Modellen er basert på over 250 unike og kvantifiserbare parametere for hver bygning og området rundt bygget. Variablene beskriver byggets plassering knyttet til terrengdata og arealbruk.

InzureFlood-modellen er trent på data fra ca. 1,3 millioner bygninger, med og uten tidligere

oversvømmelsesskader fra hele Norge. Figur 2 viser strukturen som er brukt i InzureFloodmodellen for å beregne PFIbygg.

InzureFlood-modellen anvender et Konvolusjonelt Nevralt Nettverk (CNN) som vist i figur 2. I nettverket brukes mønstergjenkjenningsalgoritmer som kobler alle parameterne i modellen sammen. Figur 2 viser en konseptuell skisse av nettverket.

Modellen «trenes» med historiske skadedata kombinert med assosierte variabler som terrengog arealparametere f.eks. helning (maksimal, minimal, gjennomsnittlig), vannveier (avstand og areal), og avrenningsfeltets størrelse og arealbruk. Inndataene fra skadehistorikk (ja/nei) går gjennom flere lag med nevroner som identifiserer mønstre og sammenhenger mellom variablene. Nettverket anvender avanserte mønstergjenkjenningsalgoritmer for å identifisere terrengkombinasjoner som kan indikere høy risiko, inkludert bygninger som ennå ikke har opplevd flomskader. Dette muliggjør estimering av PFIbygg for oversvømmelse fra historiske skadedata og fysiske variabler.

En fordel med modellen er at den oppdateres ved tilgang til nye skadedata, noe som vil føre til

Figur 1. Skjematisk fremgangsmåte for å beregne PFIsone

For en avrenningssone bestående av mange bygninger med høy PFIbygg, kan konsekvensen mange boligskader ved styrtregn. Flomindeksen, PFIsone, beregnes ut fra gjennomsnittlige verdier i sonen og anvendt som grunnlag for aktsomhetskartet. PFIsone er beregnet

en kontinuerlig forbedring og automatisk oppdatering av PFIbygg. Utover tilgang til flere skadedata, vil modellen også oppdateres ved nye kartlag, f.eks. arealbruk og topografi.

PFIbygg er beregnet uten å modellere for spesifikke gjentaksintervaller for nedbør eller klimafremskrivinger. Dette innebærer at modellen gir vurdering av nåværende risiko basert på historiske data. Imidlertid kan den ytterligere utvikles ved å inkludere gjentaksintervaller og / eller klimafremskrivningsmodeller for å vurdere fremtidige scenarier.

PFIsone er deretter gruppert, der liknende verdier antas å ha omtrent samme risiko

Basert på trafikklysmetoden som angir farenivå er det i aktsomhetskartet brukt gul, for soner med hhv. middels, høy og svært høy sårbarhet ved pluviale hendelser.

Pluvial flomindeksavrenningssoner (PFIsone)

PFI sone er deretter gruppert, der liknende verdier antas å ha omtrent samme risiko for vannskader. Basert på trafikklysmetoden som angir farenivå er det i aktsomhetskartet brukt gul, oransje og rød for soner med hhv. middels, høy og svært høy sårbarhet ved pluviale hendelser.

Resultater og diskusjon

Resultater og diskusjon

InzureFlood beregner PFIbygg som et tall mellom 0 og 1. Pluvial flomindeks (PFIsone) for en avrenningssone er basert på gjennomsnittsberegninger fra PFIbygg. Derfor vil også utfallsrommet for sonveverdiene være innenfor dette intervallet.

Identifisering av PFIsone, gjør det mulig å sammenlikne ML-modellens soner med observerte skadedata i kommunen.

Identifisering av PFIsone, gjør det mulig å sammenlikne ML-modellens soner med observerte skadedata i kommunen.

Sammenligning av ML-modellen med registrerte vannskader

Sammenligning av ML-modellen med registrerte vannskader

Verdier for PFIsone i Fredrikstad er sammenliknet med tre datasett med registrerte kommunen. Formålet med dette har vært:

For en avrenningssone bestående av mange bygninger med høy PFIbygg, kan konsekvensene være mange boligskader ved styrtregn. Flomindeksen, PFIsone, beregnes ut fra gjennomsnittlige PFIbygg-verdier i sonen og anvendt som grunnlag for aktsomhetskartet. PFIsone er beregnet etter formelen:

Verdier for PFI sone i Fredrikstad er sammenliknet med tre datasett med registrerte skadehendelser r i kommunen. Formålet med dette har vært:

• Validere modellresultatene for å identifisere sammenhengen mellom avrenningssoner risiko og mange registrerte vannskader.

• Kalibrere PFIsone-verdier med registrerte skader for å definere fargeskala.

• Validere modellresultatene for å identifisere sammenhengen mellom avrenningssoner med høy risiko og mange registrerte vannskader.

Tre skadedatasett er inkludert i prosjektet; et fra Kunnskapsbanken for perioden 2014 en stor regnhendelse 01.09.19, registrert av Fredrikstad kommune. Hver av disse klargjort ved bruk av utviklede algoritmer og sammenholdt med PFIsone der skaden

Figur 2. Konvolusjonelt Nevralt Nettverk (CNN) som er brukt for å beregne PFIbygg

• Kalibrere PFIsone-verdier med registrerte skader for å definere fargeskala.

Tre skadedatasett er inkludert i prosjektet; et fra Kunnskapsbanken for perioden 2014-2018 og to fra en stor regnhendelse 01.09.19, registrert av Fredrikstad kommune. Hver av disse datasettene er klargjort ved bruk av utviklede algoritmer og sammenholdt med PFIsone der skaden er registrert. For hvert datasett ble det beregnet gjennomsnittlig PFIsone for avrenningssoner med 0,1,2 3, skader osv.

Intensjonen med aktsomhetskart er å vise områder hvor det er særlig viktig å utvise forsiktighet på grunn av spesifikke flomrisikoer eller naturfarer og brukes ofte som verktøy i arealplanlegging, utbygging, og beredskap for å sikre at tiltak blir gjennomført for å minimere skader. Antall bygninger innenfor avrenningssonene varierer. Soner uten bygninger har naturlig nok ingen registrerte bygningsskader eller sannsynlighet for å få det. Sannsynligheten for skader i soner med få hus er dessuten mindre enn i soner med flere bygninger. Det er derfor definert en nedre terskelverdi for antall bygninger avrenningssonen må inneholde for å inngå i valideringen og visualisering i aktsomhetskartet. Ved bruk av terskelverdi unngår man dessuten også problematikken rundt identifisering av enkeltbygninger som er særlig eksponert for oversvømmelse. Definert terskelverdi i prosjektet er satt til ≥ 50 bygninger.

Tabell 1. Resultater fra datasett 1:

*I utvalget har 106 soner 1 eller 2 skader. 12 soner har 3 eller flere skader

Tabell 2. Resultater fra datasett 2:

*I utvalget har 80 soner 1 eller 2 skader. 51 soner har 3 eller flere skader

Datasett 1: (Fra Kunnskapsbanken 2014-18):

Datasettet inneholder 180 verifiserte og georefererte skader over en femårsperiode.

PFI sone varierte fra i gjennomsnitt fra 0,584 for soner uten skader til 0,606 for soner med tre eller flere skader. For de 12 sonene som er registrert med 3 eller flere skader, varierte indeksen mellom 0,472 og 0,699.

Datasett 2: (innrapporterte til kommunen fra regnhendelsen 01.09.19)

Datasettet inneholder 481 skader, alle fra samme regnhendelse. Skadene var ikke var kodet iht. VASK slik som datasett 1, men meldt inn til kommunen som oversvømmelsesskade etter en bestemt regnhendelse.

Gjennomsnittlig PFIsone varierte fra 0,574 for soner uten skader til 0,634 for soner med tre eller flere skader. For de 51 sonene som er registrert med 3 eller flere skader, varierte indeksen mellom 0,468 og 0,767.

Datasett 3: (skader på kommunale bygg under regnhendelsen 01.09.19)

Datasettet omfatter 17 skader registrert på kommunale bygninger og fra samme hendelse som i datasett 2.

For soner med 2 skader var PFI sone hhv. 0,684 og 0,746. Datasettet har det laveste antall skader, men tendensen er den samme som i datasett 1 og 2.

Tabell 3. Resultater fra datasett 3 brukt i valideringen

*I utvalget har 13 soner 1 skade. 2 soner har 2 skader hver

Tabell 4. Kategorisering og fargeskala for sårbarhet i avrenningssonene

Fargebruk i aktsomhetskartet

Som skissen i figur 1 illustrerer, kan det være store variasjoner i PFIbygg innenfor en avrenningssone. Gjennomsnittsbetraktinger som inkluderer mange bygninger, vil utjevne forskjellene. For avrenningssoner i Fredrikstad med 50 eller flere bygninger varierer PFIsone fra 0,38 til 0,77. Gruppering av PFIsone basert på antall skader i sonen, gir en utjevning, noe som kan forklare den relativt lille verdivariasjonen i tabell 1-3.

Formålet med sammenlikningen var å undersøke sammenhengen mellom skalder og PFIsone verdier, som vist i tabell 1-3. For alle datasettene en det en positiv korrelasjon mellom antall registrerte skader og gjennomsnittlig PFIsone

Fastsettelse av risikonivå i avrenningssonene

Et annet formål med valideringen var å identifisere PFIsone-verdier for bruk i fargeskala. Ved å gruppere PFIsone sammen med fargeskala, kan resultatene enkelt visualiseres og forklares til brukere av aktsomhetskartet. Ut fra verdiene i tabell 1-3 er skalaen definert som vist i tabell 4. For at aktsomhetskartet skal fremheve sårbare avrenningssoner og for lettere å se bakgrunnskartet, er områder med lav sårbarhet (PFIsone ≤ 0,599) ikke markert i kartet.

Begrepsbruken for sårbarhet er i tråd med rammeverket fra Direktoratet for samfunnsikkerhet og beredskap (DSB, 2019).

Aktsomhetskart for ulike områder

Aktsomhetskart for Fredrikstad er visualisert ved bruk av kartverktøyet QGIS for ulike områder og i varierende målestokk (Figur 3-5). De viser avrenningssoner ut fra sårbarhet for hhv. hele kommunen, sentrum og omegn og sentrum øst.

Aktsomhetskartet gir en visuell fremstilling av soner med lav, middels, høy og svært høy sårbarhet, noe som gir et godt beslutningsgrunnlag til videre bruk i kommunen både for planlegging og i beredskapssituasjoner.

Vurderinger av aktsomhetskartet

Hovedformålet med prosjektet har vært å etablere et aktsomhetskart for pluviale hendelser, slik at sårbare områder kan visualiseres i et kart der både skalering og visning kan tilpasses brukerens egne behov. Figurene 3-5 representerer eksempler på hvordan soner med høyere risiko for oversvømmelse kan skaleres og fremstilles, og det er naturlig at aktsomhetskartet kombineres med andre relevante kartlag i et interaktivt kartverktøy.

Gjennom prosjektet som leder til aktsomhetskartet har det vært gjort flere vurderinger og valg, som er nevnt i fire punkter nedenfor:

Figur 3. Aktsomhetskart Fredrikstad – hele kommunen

Figur 4. Aktsomhetskart Fredrikstad – sentrum og omegn

Arealstørrelse for avrenningssone

Størrelsen på avrenningsområdet som brukes i aktsomhetskartet, er en avveining mellom datatilgang og brukervennlighet, men kan justeres.

• PFI sone basert på små avrenningsområder gir en presis gjengivelse av gjennomsnittlige verdier for PFIbygg, men kan være begrenset av datatilgang. Små soner gjør PFIsone -verdien sårbare for endringer eller for støy i datakildene, f.eks. feilrapporteringer eller ufullstendige data. Samtidig kan små felt være nyttige for operasjonalisering av forebyggende og skadereduserende tiltak.

• Ved bruk av store avrenningsområder for beregning av PFIsone, er det sannsynlig at detaljer maskeres ved bruk av gjennomsnittsverdier med fare for at lokale sårbare områder overses, Det gjør det vanskeligere å identifisere utsatte områder, slik at tiltak blir mindre målrettede og aktsomhetskartet mindre brukervennlige. På den en annen side vil store avrenningssoner maskere

PFIbygg-verdien slik at enkeltbygninger ikke kan identifiseres.

En balansert tilnærming innebærer å definere soner som er store nok til å gi tilstrekkelig datamengde for pålitelige analyser, men små nok til å fange opp lokale variasjoner og spesifikke risikoer. Tilnærmingen sikrer at analysene både er detaljerte nok til å være nyttige og generelle nok til å være anvendelige i praktisk planlegging og tiltak. Valg av sonestørrelse bør også hensynta datatilgjengelighet og -oppløsning, i tillegg til vedlikeholdskostnader knyttet til system og oppdatering av data. Sonestørrelsen bør justeres basert på formålet med aktsomhetskartet, slik at beste praksis for risikoanalyse og avbøtende tiltak kan gjennomføres effektivt.

Bygninger i avrenningssonen

Gjennomsnittsberegningen for PFIsone utføres for avrenningssoner av en viss størrelse (for prosjektet ≥ 50 bygninger). Dette fører til at

Figur 5. Aktsomhetskart Fredrikstad – sentrum øst

områder med liten bebyggelse utelates fra aktsomhetskartet, uavhengig av soneverdi. I tillegg vil et ikke vektet gjennomsnitt føre til at PFIsone verdien ikke fanger opp enkelt bygg eller grupper av bygg med høy PFIbygg -verdi, da disse vil utjevnes av dem med lav PFIbygg-verdi i samme sone. Reduksjon av kravet i modellen til antall bygg i hver sone, er en mulighet for beregning av flere avrenningsfelt med PFIsone. Et annet alternativ kan være å legge til vekting til PFIbygg -verdiene (f.eks. bygningsareal, definere terskelverdier etc.) for beregning av PFIsone.

Andre forhold for avrenningssonene

Aktsomhetskartet viser ikke hvordan PFIbygg er distribuert innenfor sonen. I prosjektet ble det besluttet at hver sone kun skal ha én verdi, da dette gjør fremstillingen mer operasjonell og brukervennlig for Fredrikstad kommune.

Størrelsen på oppstrøms areal er en parameter som har stor betydning for hvilke områder som er utsatt for oversvømmelse (bl.a. Feng et al., 2021; Torgersen et al., 2017). Dette fremkommer ikke direkte av aktsomhetskartet. Innenfor en sone er det derfor grunn til å anta at bygninger øverst i sonen er mindre utsatt, og urbanisering bidrar med økte overvannsmengder til bygg nedstrøms.

ML-modellen har ikke vektlagt spesifikke konsekvenser som kan påvirke samfunnstabiliteten, f.eks. offentlige bygg (skoler, sykehjem) eller kritisk infrastruktur (hovedveier, jernbanelinjer og kraftforsyning). Ved bruk av aktsomhetskartet og når prioriteringer skal gjøres, er det også naturlig at disse konsekvensene er en del av vurderingsgrunnlaget.

En avrenningssone med høy PFIsone bør undersøkes nærmere slik at situasjonsforståelsen er god. Aktsomhetskartet kan fungere som guide til hvor tiltak bør prioriteres eller hvor spesifikke krav kan gis for å redusere PFIsone verdien. Et aktsomhetskart kan gjøre det enklere å begrunne hvorfor lokale overvannstiltak er viktig også utenfor selve oversvømmelsesområdet.

Utvalg og inndeling av valideringsdatasettet InzureFlood-modellen er utviklet ved hjelp av bygningsinformasjon og skadedata fra pluviale hendelser fra hele Norge. Modellen ble tatt i bruk før prosjektet med aktsomhetskart ble iverksatt. Det ble forsøkt utviklet en ny MLmodell basert på skadedata fra Fredrikstad i prosjektet, men testing og validering viser at selv for en kommune med relativt mange skader er registreringen for få til at en god ML-modell kan etableres. Prosjektet besluttet derfor å anvende PFIbygg -verdier fra InzureFlood og skadedata til validering og kalibrering av PFIsone.

Datasettene fra Fredrikstad som er brukt for validering av modellen, viser positiv korrelasjon mellom antall registrerte skader i sonen og forhøyet PFIsone verdi (tabell 1-3). Datasett 1 består av skadeadresser fra flere år, mens de to andre datasettene er knyttet til en bestemt regnhendelse. Som en følge av det, er det første datasettet valgt ut fra at skadene indikerer oversvømmelser ut fra kodingen i vannskaderegisteret, mens de to andre er fra en kjent regnhendelse. Datasett 1 hadde få enkeltdatoer da det skjedde mange skadehendelser. Flere unike datoer med kun én oversvømmelsesskade kan indikere feilregistrering og at den egentlige årsaken til skaden skyldes annet enn nedbør. Registreringer av skader i datasett 2 og 3 har ikke den samme usikkerheten, siden det er skader registrert på samme dag og med en kjent regnhendelse.

Datasett 3 omfatter vannskader utelukkende på kommunale bygninger som ikke er registrert gjennom forsikringsselskap. InzureFloodmodellen er utviklet ved bruk av forsikringsregistrerte vannskader på private bygninger over hele landet. Den positive korrelasjonen i datasett 3 er påfallende, da det hadde vært grunn til å anta at offentlige bygg er av høyere sikkerhetsklasse. En alternativ forståelse av disse dataene er at offentlige bygg er sentrumsnære, og at de er plassert nederst i avrenningsfelt med høy urbaniseringsgrad, noe som øker faren for skader ved pluviale hendelser. Dette er ikke undersøkt nærmere i prosjektet.

Konklusjoner

Aktsomhetskartet visualiserer PFI sone i Fredrikstad kommune og muliggjør sammenlikning av områder. Det kan:

• Gi økt bevissthet om lokalt forebyggende flomarbeid: Aktsomhetskartet visualiserer en kompleks problemstilling på en oversiktlig måte, noe som kan bidra til økt oppmerksomhet og bevissthet om lokale flomforebyggende tiltak. Det kan tjene som et diskusjonsgrunnlag for beslutningstakere og andre aktører som arbeider med klimatilpasning.

• Utgjøre et beslutningsgrunnlag for differensierte krav til overvannshåndtering: Kartet kan bidra til å innføre strengere krav til lokal overvannshåndtering i sårbare områder og tilstøtende soner. Dette gjør det mulig å gi tilpassede og differensierte krav til overvannstiltak basert på risiko og sårbarhet.

• Brukes til tidlig risikovurdering i utbyggingsområder: Aktsomhetskartet kan brukes i forbindelse med arealplaner, reguleringsplaner og byggesaker for å identifisere mulige oversvømmelsesproblemer ved utbygging, både for nye boliger og eksisterende bebyggelse nedstrøms.

• Brukes til rangering av forebyggende tiltak i urbane områder: Kartet fremhever sårbare områder, noe som gjør det mulig for fagpersonell å prioritere tiltak der de har størst samfunnsøkonomisk nytte. Dette gir en systematisk tilnærming til flomforebygging i tettbygde strøk.

• Brukes i beredskapsplaner og til flomvarsling: Aktsomhetskartet kan gi verdifull informasjon om flomutsatte områder. Dette kan forbedre beredskapen ved å informere innbyggere om behov for å sikre materielle verdier og i verste fall om behov for evakuering. Videre kan kartet gi nødetater bedre oversikt over hvor man kan forvente de største utfordringene.

Prosjektet viser at ML-modeller kan brukes til å utvikle aktsomhetskart. Valideringen med faktiske skadedata fra Fredrikstad viser at over-

svømmelser forekommer hyppigere i soner med høy flomindeks og bekrefter modellens egnethet. Resultatene viser dessuten at datadrevne tilnærminger kan være et effektivt alternativ til tradisjonelle hydrauliske modeller og uten behov for omfattende kalibreringer og simuleringer. Dette er i tråd med (Zolghadr-Asli et al., 2024) som antyder at vi står overfor et paradigmeskifte til en mer datasentrert modellutvikling innen vann- og miljøfagene. Denne måten å kartlegge sårbare områder for flom kan være et alternativ til andre beregningsmetoder, som f. eks. metode som er beskrevet i veileder fra Direktoratet for Sivilt Beredskap er (DSB, 2017).

Modellen som ligger til grunn for aktsomhetskartet er dynamisk. Oppdatering og forbedring av inputdata, f.eks. endringer i terrengmodell, arealbruk eller nye skadedata, vil forbedre ML-modellen både lokalt og nasjonalt og aktsomhetskartet vil kontinuerlig kunne oppdateres. For ytterligere å øke kartets anvendelighet, bør fremtidig arbeid fokusere på å finjustere modellen for å redusere potensialet for feilklassifisering av skadedata og kalibrering av sårbarhetsskalaen.

Raske og store klimaendringer skaper usikkerhet for beslutningstakere. Klimatilpasning krever store investeringer og kan føre til nye typer samarbeid. Aktsomhetskartet er et eksempel som viser hvordan kommuner, forsikringsbransjen og bygningseiere alle bidrar med data for å redusere usikkerheten. Ved bearbeidelse og analyse av dataene reduseres denne usikkerheten, situasjonsforståelsen kan forbedres og de mest samfunnsøkonomiske tiltakene kan prioriteres. Aktsomhetskartet representerer dagens situasjon i Fredrikstad. Det kan forbedres ved tilgang til nye datasett, slik at også situasjonsforståelsen oppdateres i takt med faktiske endringer i området.

Takk til Fredrikstad kommune, Teknisk drift for godt samarbeid i prosjektet. Takk også til Miljødirektoratet som har bidratt med finansiering av prosjektet via klimatilpasningstilskudd.

Referanser

Brevik, R., Aall, C., & Rød, J. K. (2015). Pilotprosjekt om testing av skadedata frå forsikringsbransjen for vurdering av klimasårbarheit

https://www.vestforsk.no/sites/default/files/migrate_files/ vf-rapport-7-2014-testing-av-skadedata.pdf

DSB. (2017). Samfunnssikkerhet i kommunens arealplanlegging. Retrieved from https://www.dsb.no/globalassets/ dokumenter/veiledere-handboker-og-informasjonsmateriell/ veiledere/samfunnssikkerhet_i_kommunens-arealplanlegging_metode-for-risiko_og_saarbarhetsanalyse.pdf

DSB. (2019). Risikoanalyse på samfunnsnivå. Retrieved from https://www.dsb.no/globalassets/dokumenter/ rapporter/metode_og_prosess_ved_utarbeidelsen_av_ aks.pdf

Feng, B., Zhang, Y., & Bourke, R. (2021). Urbanization impacts on flood risks based on urban growth data and coupled flood models. Natural Hazards, 106(1), 613-627. https://doi.org/10.1007/s11069-020-04480-0

Finans Norge. (2022). DSB og Finans Norge fortsetter samarbeidet

https://www.finansnorge.no/artikler/2022/q2/dsb-ogfinans-norge-fortsetter-samarbeidet/

Finans Norge. (2024). VASK - Vannskadestatistikk. https://vask.finansnorge.no/OmKoder.aspx

GeoNorge. (2024). FKB-AR5. https://register.geonorge.no/det-offentlige-kartgrunnlaget/fkb-ar5/166382b4-82d6-4ea9-a68e-6fd0c87bf788

Hauge, Å., Flyen, C., Venås, C., Aall, C., Kokkonen, A., & Ebeltoft, M. (2018). Attitudes in Norwegian insurance companies towards sharing loss data Public-private cooperation for improved climate adaptation.

Kartverket. (2024). Nasjonal Detaljert Høydemodell https://www.kartverket.no/geodataarbeid/nasjonaldetaljert-hoydemodell

Lindsay, J. B. (2016). The practice of DEM stream burning revisited. Earth Surface Processes and Landforms, 41(5), 658-668. https://doi.org/https://doi.org/10.1002/esp.3888

Thomassen, M. K., & Hauge, Å. L. (2022a). Forsikringsdata kan styrke arbeidet med klimatilpasning. Kommunalteknikk, 3/2022

Thomassen, M. K., & Hauge, Å. L. (2022b). Insurance loss data for improved climate change adaptation. Conditions for data sharing and utilization (KLIMA 2050, Issue. https://sintef.brage.unit.no/sintef-xmlui/bitstream/ handle/11250/2999434/klima2050_Report%2B34.pdf?sequence=1&isAllowed=y

Torgersen, G., Rød, J. K., Kvaal, K., Bjerkholt, J. T., & Lindholm, O. G. (2017). Evaluating Flood Exposure for Properties in Urban Areas Using a Multivariate Modelling Technique. Water, 9(5), 318. https://www.mdpi.com/2073-4441/9/5/318

Torgersen, G., & Svellingen, W. (2023). Mer ekstremt vær – teknologi forebygger skader . Klimarapport 2023. https://www.finansnorge.no/siteassets/statistikk-oganalyse/klimarapport/finans-norge-klimarapport-2022enkeltsider.pdf

Zolghadr-Asli, B., Ferdowsi, A., & Savić, D. (2024). A call for a fundamental shift from model-centric to datacentric approaches in hydroinformatics. Cambridge Prisms: Water, 2, e7, Article e7. https://doi.org/10.1017/wat.2024.5

Annonser i Tidsskriftet VANN og få gratis profilering på Norsk vannforenings nettsider!

Tidsskriftet VANN og få gratis Norsk vannforenings nettsider!

– Alle annonsører lenkes opp til egne nettsider

Priser:

opp til egne nettsider

En halvsides annonse pr. nr. kr 1 800 170 x 120 mm + 3 mm utfallende alle kanter

En helsides annonse pr. nr. kr 3 000 170 x 240 mm + 3 mm utfallende alle kanter

nr. kr 1 800 170 x 120 mm + 3 mm utfallende alle kanter

Fire halvsides annonser, fire nr. kr 6 600

nr. kr 3 000 170 x 240 mm + 3 mm utfallende alle kanter

Fire helsides annonser, fire nr. kr 11 000

fire nr. kr 6 600

fire nr. kr 11 000

post@vannforeningen.no

Kontakt: post@vannforeningen.no

Vannrensing fra

NIBIO Miljø og naturressurser arbeider med anvendt miljøforskning, rådgivning og utredning. Vårt mål er å bidra til en god forvaltning av jord, avfall, vann og landskap. En stor del av vår virksomhet er rettet mot kommuner og private.

NIBIO Miljø og naturressurser

• Integrert vannressursforvaltning

• Behandling av avløp fra hus og hytter, VA-planer

• Modellering av mindre avløp og avrenning i nedbørfelt, tiltaksanalyser

• Behandling av avrenning fra landbruk, deponier, veier og urbane områder

• Multifunksjonelle grøntanlegg for overvannshåndtering, økosystemtjenester

• Miljøovervåkning av grunnvann og overflatevann, sensorteknologi

• Behandling av organisk avfall

• Forurenset jord og sedimenter

• Prøvetaking og miljøanalyser

• Informasjon, veiledning, kurs og foredrag

www.nibio.no

Informasjon om mindre avløp: www.avlop.no

Tlf. sentralbord: 03 246 / +47 406 04 100

E-post: post@nibio.no

Bli med i fagnettverket

Tekna Klima

Er du Tekna-medlem og engasjert i klima og fornybar energi er Tekna Klima nettverket for deg. Bli med på faglige arrangementer og møt likesinnede fra ulike sektorer som jobber med klimaspørsmål både nasjonalt og internasjonalt.

Bli med i nettverket på tekna.no/teknaklima eller send Teknaklima til 2007

Er det mulig å enkelt skille effekter av klimaendringer og nedgang i sur nedbør på trender i vannkjemi?

Av Rolf D. Vogt, Øyvind Kaste, Jan-Erik Thrane, Areti Balkoni, François Clayer, Ann Kristin Schartau og Heleen de Wit

Rolf D. Vogt (Ph.D) er biogeokjemiker og sjefsforsker ved Norsk institutt for vannforskning (NIVA).

Øyvind Kaste (Ph.D) er limnolog og seniorforsker ved NIVA.

Jan-Erik Thrane (Ph.D) er limnolog og forsker ved NIVA.

Areti Balkoni (M.Sc) er modellør og forsker ved NIVA.

François Clayer (Ph.D) er modellør og forsker ved NIVA.

Ann Kristin Schartau (M.Sc) er ferskvannsøkolog og seniorforsker ved Norsk Institutt for Naturforskning (NINA).

Heleen de Wit (Ph.D) er biogeokjemiker og forsker ved NIVA.

Summary

Is it possible to easily distinguish the effects of climate change and the decline in acid rain on trends in water chemistry? The study investigates whether trends in climate variables such as precipitation, runoff, temperature, and actual evapotranspiration (AET) can explain changes in water chemistry in 78 Norwegian lakes from 1990 to 2020. AET has increased significantly in almost all catchments, but there are large discrepancies between modeled and calculated AET. Temperature has also risen significantly at 79 % of the stations, while precipitation and runoff show significant trends in only 15 and 19 lakes, respectively. This is reflected in the explanatory power of these variables for changes in water chemistry. Differences in climate trends correlate spatially and temporally with the decline in acid rain, making it challenging to distinguish the effects of these drivers in simple correlation analyses. The explanatory power of trends in climate parameters on water chemistry trends is generally weak. However, through multivariate RDA, we find a non-significant indication that

increases in precipitation and runoff may have an opposite effect to temperature increases on water chemistry trends.

Sammendrag

Studien undersøker om trender i klimavariablene nedbør, avrenning, temperatur og faktisk evapotranspirasjon (AET) kan forklare endringer i vannkjemi i 78 norske innsjøer fra 1990 til 2020. AET har økt signifikant i nesten alle nedbørsfeltene, men det er store avvik mellom modellert og beregnet AET. Temperaturen har også steget signifikant i 79 % av stasjonene, mens nedbør og avrenning kun viser signifikante trender i henholdsvis 15 og 19 innsjøer. Dette reflekteres i betydningen av disse forklaringsvariablene for endringer i vannkjemi. Forskjeller i klimatrender samvarierer i rom og tid med nedgangen i sur nedbør, noe som gjør det utfordrende å skille effektene av disse driverne i enkle korrelasjonsanalyser. Forklaringsverdien av trender i klimaparameterne på trender i vannkjemien er i tillegg svake. Ved bruk av

multivariat RDA finner vi imidlertid en ikke signifikant indikasjon på at økning i nedbør og avrenning kan ha en motsatt effekt av økning i temperatur på trender i vannkjemien.

Innledning

Vannkjemien er i endring Vannkjemien i norske vann og vassdrag har endret seg siden overvåkningen startet på 1980-tallet (Vogt og Schanke, 2023). Tidligere trender skyldes hovedsakelig nedgangen i sur nedbør (Monteith mfl., 2023). Ifølge den siste ICP Waters-rapporten (Vogt mfl., 2024a) har sulfatkonsentrasjonene falt med 42 % i SørNorden og 27 % i Nord-Norden fra perioden 1990–2004 til 2006–2020. Innsjøene i begge regionene har hatt en økning i syrenøytraliserende kapasitet (ANC) (31 % og 62 %), hovedsakelig på grunn av redusert sulfat (SO42-) på −1,91 og −0,67 µekv/L/år i henholdsvis Sør- og Nord-Norden. Konsentrasjonen av total organisk karbon (TOC) har økt i takt med redusert forsuring, med størst økning i sør der også konsentrasjonene er høyest (Vogt og Skancke, 2023). Konsentrasjonen av H+ har falt med 34% i sør og 24% i nord, ettersom nedgangen i mineralsyre ikke kompenseres fullt ut av økningen i svake organiske syrer og karbonsyre. Kalsium (Ca2+) har avtatt i sør, men økt litt (3 %) i den mindre sur nedbør påvirkede nordregionen over 30 år. Tilsvarende trender er observert i overvåkning av innsjøer (BIOLOK) fra 1986 til 2018 (Schartau mfl., 2020).

Påvirkningsfaktorene er i endring

Nedgangen i avsetning av svovel- og salpetersyre har flatet ut siden årtusenskiftet, og sur nedbør er derfor ikke lenger en like sterk driver for endringer i vannkjemi. Klimaendringer (Madsen mfl., 2014; de Wit mfl., 2023) og muligens økt biomasse (Kritzberg mfl., 2020) påvirker nå vannkjemien i økende grad. Forskjeller i Ca2+-trender mellom nord og sør skyldes hovedsakelig ulikheter i nedgangen i SO42- i forhold til økningen i organiske anioner (Org. ) og bikarbonat (HCO3 ). Disse forskjellene styres av både nedgangen i sur nedbør og klima-

endringer, men effektene av disse påvirkes av egenskaper ved nedbørsfeltene, som jordsmonnets bufferevne og skogdekke (Vogt mfl., 2024a).

Gjennomsnittstemperaturen i Norge har økt med 1 ⁰C siden 1900 (Ny normal i klimaforskningen, met.no). Siden 1980 har oppvarmingen vært særlig tydelig, og perioden 1991-2020 er den varmeste hittil, både for Norge som helhet og i alle landsdeler. Temperaturøkningen har vært størst i Trøndelag og Nordland/Troms (Hanssen-Bauer mfl., 2017). Gjennomsnittsnedbøren har økt med 20 % siden 1900, og antallet dager med mye nedbør har økt signifikant, spesielt etter 1980 (Lutz mfl., 2024). Selv om økningen i nedbør varierer mellom regioner, har ingen regioner hatt en nedgang (HanssenBauer mfl., 2017). I tillegg har fordelingen endret seg med lengre tørkeperioder og kraftigere nedbørsepisoder (Lutz mfl., 2024).

Avrenningen over et hydrologisk år bestemmes av mengden nedbør minus tap ved faktisk evapotranspirasjon (AET), som øker med fordampning, intersepsjon og transpirasjon fra vegetasjon. Økt AET reduserer dermed effekten av økt nedbør på avrenningen. I det boreale norske klima er AET relativ lav, styrt av lavere temperatur, kortere vekstsesong, lengre vintre og mindre vegetasjon (Zhang mfl., 2021).

Økte temperaturer, spesielt om våren og høsten, har forlenget vekstsesongen (HanssenBauer mfl., 2017), og sammen med økt CO2 i atmosfæren og akkumulering av reaktivt nitrogen (Piao mfl., 2020) har dette ført til økt plantevekst. Endringer i arealbruk, som nedleggelse av utmarksbeite, har også ført til gjengroing og dermed økt biomasse. Tregrensen har også økt, trolig som følge av skogreetablering etter hogst på 1700- og 1800-tallet i forbindelse med aktiv seterdrift (de Wit mfl., 2014). I tillegg har det vært planting av granskog, blant annet gjennom Klimaskog-prosjektet for CO2-binding (Vogt mfl., 2022). Dette har ført til at skogbiomassen i Norge økte med 29 % mellom 1971 og 2000 (de Wit mfl., 2006; 2015).

Teoretiske sammenhenger mellom endringer i klima og vannkjemi Økning i mengde og intensitet av nedbør fører til endringer i fordelingen av vannets veier gjennom jordsmonnet i nedbørsfeltet og ut i vassdrag. Ved lav vannføring kommer tilsiget av vann hovedsakelig fra grunnvannet. Med mer nedbør og intensitet av nedbør blir mineraljordsmonnet i større grad mettet med vann slik at vannet strømmer mer sub-lateralt gjennom de øvre organisk rike jordlagene (Christophersen mfl., 1990a, Easthouse mfl., 1992). Tilsvarende skjer når nedbørs-intensiteten overstiger infiltrasjonsraten. Da øker avrenningen fra skogbunnen (O- og A-horisontene) direkte ut i bekken, slik at vannet ikke filtreres gjennom mineraljorden. Dette vannet er surere og inneholder mer løst naturlig organisk materiale (DNOM) i forhold til avrenning fra mineraljord og grunnvann, som i stedet har høyere pH samt høyere konsentrasjoner av basekationer (Easthouse mfl., 1992; Vogt og Muniz, 1997). Økt vannføring er derfor forventet å gi mer utvasking av DNOM, målt som økning i TOC og brunere vann (de Wit mfl., 2016) fra nedbørsfelt med mineraljordsprofiler. I nedbørsfelt med mye myr og der det er mye nedbør, slik at jordprofilene vanligvis er vannmettede, vil en økning i mengde nedbør imidlertid kun føre til en økt fortynning (Christophersen mfl., 1990b).

Økt temperatur, lengre vekstsesong og økt biomasse fører til økt primærproduktivitet (Park mfl., 2016), som igjen øker rot- og jordrespirasjon (Högberg mfl., 2001). Økt plantevekst fører til mer dødt strøfall som delvis brytes ned og bidrar til en økt utvasking av DNOM (Finstad mfl., 2016). Økt primærproduksjon øker også konsentrasjonen av CO2 i rotsonen, som gir høyere nivåer av karbonsyre (H2CO3) og kan øke forvitringsrater. Forvitringen forsterkes ytterligere av økt utskillelse av organiske syrer fra røtter og mykorrhiza (Drever & Stillings, 1997; van Scholl mfl., 2008). Økt temperatur varmer også jordsmonnet (Jungkvist mfl., 2014), noe som akselererer biogeokjemiske nedbrytningsprosesser og mineralforvitring (Kronnäs mfl., 2023).

Gjennom forvitringsreaksjoner omdannes de svake organiske syrene og karbonsyre til Org.- og HCO3-, noe som øker utvaskingen av disse anionene. Dette øker vannets alkalitet og ANC, og dermed gjenhentingen fra sur nedbør (Appelo og Postma, 2005). Forvitringseffekten av karbonsyre er imidlertid mindre ved pH nær 5,5 eller lavere, da den svake karbonsyren (pKa1 = 6,3) ikke protolyserer. Svake organiske syrer bidrar også i mindre grad til alkaliteten. Data fra en regional undersøkelse av 1 000 norske innsjøer viser at i snitt protoniseres under 30 % ned til pH 4,5 (Vogt mfl., 2023). Siden HCO3- er ubetydelig i vann med pH under 5,5, er økningene merkbare bare i de mindre sure innsjøene i nord, hvor Org.- bidrar mindre til ANC enn bikarbonat. I Sør-Norges innsjøer med pH nær eller under 5,5 oppveies effekten av økning i Org.- av nedgang i SO42- og lav basemetning, som begrenser frigjøring av Ca2+ fra jordsmonnet.

Siden klimaendringene forventes å intensiveres, med en temperaturøkning på 4,5 ºC i Norge mot slutten av århundret (Hanssen-Bauer mfl., 2015), samt mer nedbør og hyppigere ekstremvær (Nikulin mfl., 2011), er det viktig å forstå hvordan dette vil påvirke vannkvaliteten. Målet med denne studien har derfor vært å undersøke om korrelasjonsanalyser og RDA kan identifisere effektene av trender i klimaparametrene nedbør, avrenning, temperatur og AET på vannkjemien i 78 forsuringsfølsomme innsjøer (Tidstrendsjøer), som har vært overvåket årlig siden 1986.

Materiale og metoder

Datagrunnlag

Studien er basert på data fra 78 forsuringsfølsomme innsjøer (Tidstrendsjøer) som inngår i Miljødirektoratets overvåkningsprogram ØkoFersk. Vannkvaliteten i disse innsjøene har blitt overvåket med årlige høstprøver siden 1986 (Vogt og Skancke, 2023). ANC og konsentrasjonene av Org.- og HCO₃ er beregnet basert på målte kjemiske parametere. Ligninger og modeller som er brukt er beskrevet i Vogt mfl. (2023). Bidrag fra organisk ladning til alkalitet

modelleres som Org.- ut fra målt TOC og pH, basert på en antatt tetthet av svake syrer (Site Density, (SD)) i DNOM (Vogt mfl., 2024b). Estimater for HCO₃ kan derved beregnes ut fra alkalitetsmålinger.

Tidstrender (Theil-Sens slope (Sen, 1968)) for periodene 1990–2020 og 2006–2020 er hentet fra ICP Waters-rapporten av Vogt mfl. (2024a) og er tilgjengelige på GitHub1. Denne studien fokuserer på de norske Tidstrendsjøene, som tilhører regionene NoNord (Nord-Norden) og SoNord (Sør-Norden) i ICP Waters-rapporten.

Gridmodellerte klimadata fra 1990 til 2020 for utløpspunktene til hver av Tidstrendsjøene er hentet fra Norges Vassdrags- og energidirektorats (NVE’s) GridTimeSeries-data (GTS2). AET og avrenning er beregnet ved bruk av DDD-modellen (Distance Distribution Dynamics, Skaugen og Onof, 2014), som benytter energibalanseberegninger og inkluderer snøsublimering. GTS-datasettet er modellert og tilpasset observasjoner. Inngangsdataene for DDD-modellen består av romlige gjennomsnittsverdier for nedbør og temperatur, som er korrigert for å oppnå vannbalanse og mest mulig nøyaktig snødekkeperiode. AET estimeres som en funksjon av potensiell evapotranspirasjon og vannmetning i nedbørsfeltet, og justeres empirisk for å oppnå vannbalanse. Den beregnes ut fra vekstsesongen, basert på en vekst-grad-dag-funksjon (Growing Degree Days, GDD), og er tilpasset den norske versjonen av HBV-modellen (Hydrologiska Byråns Vattenbalanssektion) (Sælthun, 1996). HBV-modellen er parameterisert med informasjon om terreng, jord og arealbruk, og bruker «griddete» værdatasett som input. Det er betydelige usikkerheter knyttet til både modellen og den romlige interpoleringen. Likevel er dette en av de beste hydrologiske modellene, kalibrert med et av verdens beste datasett. Det bør imidlertid bemerkes at DDD-modellen mangler tydelig dokumentasjon om hvilke faktorer som styrer AET, noe som utgjør en svakhet i denne analysen.

1 https://github.com/JamesSample/icpw2/tree/master/ thematic_report_2023

2 http://API.NVE.no

Statistiske beregninger

Theil-Sen’s slope for tidstrender i klimaparametere ble beregnet på samme måte som for de kjemiske dataene beskrevet i Vogt mfl. (2024a). Sen’s trender for alle kjemiske parametere ble korrelert (to-sidig Pearsons test) mot klimatrendene i Exel. En multivariat Redundansanalyse (RDA) ble gjennomført i R Studio med «vegan»-pakken for å studere sammenhengen mellom trender i klima (forklaringsvariabler) og trender i målte kjemiske verdier (responsvariabler). RDA brukes ofte i miljøforskning for å identifisere og kvantifisere sammenhenger mellom miljøvariabler. Kun stasjonsdata for Sen’s trender med signifikante Mann-Kendalltrender ble brukt i korrelasjonsanalysene, mens alle trendene ble inkludert i RDA analysene. Fire utvalg av de kjemiske trenddataene ble analysert for å undersøke hvordan nedgangen i sur nedbør og klimaendringer, både sammen og hver for seg, påvirker trender i vannkjemien. Målet var å skille effektene av nedgangen i sur nedbør fra klimaendringer:

I. Alle 78 Tidstrendsjøene for perioden 1990–2020.

II. Alle sjøer for perioden med liten nedgang i sur nedbør, dvs. 2006–2020.

III. Halvparten av sjøene med minst nedgang i sur nedbør (sulfattrend > −1,096 µekv/L/ år) for hele perioden.

IV. Sjøer og perioder med minst nedgang i sur nedbør.

Resultater og diskusjon

Trender i klimaparametere

Temperatur og AET har økt signifikant ved henholdsvis 79 % og 99 % av innsjøene, mens nedbør og avrenning kun har en signifikant økning ved henholdsvis 19 % og 24 % av innsjøene (Tabell 1). Det større antallet signifikante trender for temperatur enn for nedbør antyder at en temperaturøkning på én grad over tretti år har vært en mer markant endring enn en økning på 160 mm nedbør. De mange signifikante AET-trendene kan skyldes en kombinert effekt av økt temperatur og nedbør, samt effekter fra

Tabell 1. Statistiske verdier for Sen’s trender i klimaparametere mellom 1990 og 2020 for alle de 78 Tidstrendsjøene og for kun innsjøer med signifikante Mann-Kendall trender.

Kun innsjøer med signifikante Mann-Kendall trender

Figur 1. Differansen i median årlig (01.10 – 30.09) nedbør og avrenning fra 1990 til 2020 ved de 78 Tidstrendsjøene. Trendlinjen viser korrelasjon mellom signifikante Mann-Kendall trender (fylte sirkler) i nedbør og avrenning (n = 15). Heltrukken linje viser det teoretiske 1:1 forholdet.

økt intersepsjon og transpirasjon som følge av økt skogbiomasse og lengre vekstsesong.

Differansen i trenden mellom nedbør og avrenning er 1,28 mm/år, som teoretisk skal tilsvare trenden i AET på 3,71 mm/år. Det er imidlertid ingen korrelasjon mellom differansen i trender for nedbør og avrenning og trendene for AET. Teoretisk skal summen av AET over et hydrologisk år tilsvare differansen mellom nedbør og avrenning, men for kun 8

innsjøer forklarer denne differansen mer enn 25 % av variasjonen i AET (R² > 0,25). Videre viser 36 % av innsjøene større årlige hydrologiske avrenninger enn nedbør, noe som fører til betydelige avvik fra den teoretiske sammenhengen (Figur 1). Avviket øker med økende avrenning (R² = 0,7459) og høyde over havet (R² = 0,3239). Likevel viser trender for nedbør og avrenning ved de 78 innsjøene fra 1990 til 2020 en lineær sammenheng, der nedbør forklarer

Figur 2. Tidstrender i nedbør og avrenning ved de 78 Tidstrendsjøene fra 1990 til 2020. Trendlinjen viser korrelasjon mellom signifikante Mann-Kendall trender (fylte sirkler) for avrenning og nedbør (n = 7).

97 % av variasjonen i avrenning mellom de 7 innsjøene med signifikante trender (Figur 2). Dette bekrefter at trendene, statistisk beregnet basert på modellerte data, har en viss forklaringskraft. Endringene i nedbør og temperatur samsvarer også med rapporter fra met.no og Hanssen-Bauer mfl. (2017), som rapporterte økt nedbør på 4 % og temperaturøkning på 0,5 °C fra 1971 til 2000 sammenlignet med 1985 til 2014. De rapporterer også at temperaturøkningen har vært minst i sør.

Det er tydelige sør-nord gradienter i årlig endring for nedbør, avrenning (Figur 3a), temperatur og AET (Figur 3b) over 30 år. Medianverdien for endring i nedbør og avrenning er henholdsvis 5,32 og 4,04 mm/år (Tabell 1), med størst endring i sør (Figur 3a). Temperaturøkningen er i snitt 0,038 °C per år, med minst økning i sør, mens AET har økt med 3,71 mm/ år, med størst økning i sør (Figur 3b). Det er også en sør-nord gradient i nedgangen av sur nedbør (Figur 3b). Denne samvariasjonen i rom og tid skaper utfordringer i de statistiske analysene. Det er en svak negativ korrelasjon (R² = 0,1387) mellom AET- og temperaturtrender, da AET øker mest i sør og temperaturen mest i nord (Figur 3b), noe som antyder at temperatur

ikke er hovedfaktoren for økningen i AET. Siden AET imidlertid styres av fordampning og vekstsesongen, påvirker temperatur likevel AET indirekte. Den store økningen i AET i sør kan i stedet skyldes økt transpirasjon og intersepsjon fra økt biomasse og lengre vekstsesong.

Alle innsjøer for hele perioden

Korrelasjoner mellom mer enn 10 signifikante klima- og kjemitrender fra alle innsjøene som forklarer mer enn 10 % av variasjonen for hele perioden, er vurdert og presentert i Tabell 2.

Trender i AET viser tilsynelatende høy forklaringsverdi for mange kjemiske trender. Det er imidlertid en tydelig romlig samvariasjon mellom økningen i AET og nedgangen i SO₄² (R² = 0,3107). Der økningen i AET er størst, er også nedgangen i SO₄² størst (Figur 4). Denne samvariasjonen er trolig den viktigste forklaringsfaktoren for endringene i parametere som er korrelert med AET. For eksempel er trendene i Ca²⁺ og Mg²⁺, som korrelerer med AET (R² = 0,825), også sterkt korrelert med sulfat (R² = 0,8444).

Økt biomasse og lengre vekstsesong øker røttenes respirasjon, som igjen genererer mer CO₂ og karbonsyre i vannet. Dette bør teoretisk

Figur 3 a og b. Endringer i klimaparametere i forhold til breddegrad (angitt i UTM 33n). Nedbør (lyseblått) og avrenning (mørkeblått) er vist i Figur a, mens AET (lilla) og temperatur (rødt) er vist i Figur b. Trender i sulfat er markert med firkanter i Figur a. Fylte symboler representerer signifikante Mann-Kendall-trender. Den horisontale linjen i Figur a viser delelinjen for SO₄²- (-1,096 µEq SO₄²-/L/år), hvor halvparten av trendene ligger over linjen.

øke forvitringen og dermed øke trendene for HCO₃ ved økt AET. Imidlertid viser data en nedgang (Figur 5), noe som delvis kan forklares med samvariasjonen med sur nedbør, som senker pH til rundt eller under 5,5, hvor bikarbonat forblir protonert som karbonsyre. Den

markante økningen i Org. i de sørlige områdene, hvor økningen i AET og nedgangen i sur nedbør er størst, gir en tydelig økning i ANC med økt AET (Figur 6), til tross for en mindre økning i bikarbonat (Figur 5). Samtidig er økende temperaturtrender negativt korrelert med ANC

Tabell 2. Korrelasjoner som forklarer minst 10 % av variasjonen (R² > 0,1) mellom Sen’s trender i klimaparametere og kjemiske parametere, der Mann-Kendall-analysen viser signifikante trender for både forklaringsog responsvariablene i mer enn 10 av de 78 innsjøene for hele perioden.

Klima parametere Kjemiske

(Tabell 2), da de største økningene i ANC finnes lengst sør, hvor nedgangen i sur nedbør er størst, mens temperaturøkningen er minst (Figur 1b). Økt nedbør og avrenning er negativt korrelert med nedgang i konduktivitet, mens temperaturøkning er positivt korrelert med konduktivitet, noe som kan skyldes henholdsvis økt fortynning og oppkonsentrering.

Økende trender i nedbør og avrenning forklarer henholdsvis 13 % og 36 % av økningen i alkalitet (Tabell 2). Tilsvarende, men ikke signi-

fikante, korrelasjoner ble funnet for TOC, Org. og ANC (ikke vist). De signifikante korrelasjonene skyldes hovedsakelig ett datapunkt fra en innsjø med stor økning i alkalitet (Sognevatn i Sør-Norge, 1,875 µekv/L/år, Figur 7). Hvis dette datapunktet fjernes, blir korrelasjonene ikke signifikante. Disse korrelasjonene anses derfor som usikre og tillegges ikke stor vekt.

Korrelasjonsanalysen av data fra alle innsjøene over hele perioden viser at sannsynlige endringer i vannkjemi forårsaket av klima-

Figur 4. Tidstrender i økningen i AET samvariert med nedgangen av SO₄²--konsentrasjon (et mål for nedgang i sur nedbør) for hele perioden. Trendlinjen viser korrelasjonen mellom 75 innsjøer med signifikante MannKendall-trender (fylte sirkler) for både AET og SO₄²-

Figur 5. Tidstrender i endring av HCO₃--konsentrasjon samvariert med økning i AET for hele perioden. Trendlinjen viser korrelasjonen mellom 35 innsjøer med signifikante Mann-Kendall-trender (fylte sirkler) for både HCO₃- og AET.

endringer i stor grad skjules av samvariasjonen med nedgangen i sur nedbør i rom og tid. Derfor er en multivariat redundansanalyse (RDA) brukt for å kartlegge forholdet mellom trender i klimaparametere som forklaringsvariabler og trender i kjemiske parametere som responsvariabler.

Figur 6. Tidstrender i endring av ANC samvariert med økning i AET for hele perioden (mørkeblå sirkler).

Trendlinjen viser korrelasjonen mellom 75 innsjøer med signifikante Mann-Kendall-trender (fylte sirkler) for både ANC og AET.

Figur 7. Tidstrender i endring av alkalitet korrelert med økning i nedbør (lyseblå sirkler) og avrenning (mørkeblå sirkler) for hele perioden. Kun resultater fra 19 innsjøer med signifikante Mann-Kendall-trender for avrenning og 15 innsjøer for nedbør (fylte sirkler) er inkludert i korrelasjonene.

RDA-modellen (Figur 8) er statistisk signifikant (p < 0,001), men kun AET og avrenning fremstår som signifikante forklaringsvariabler. Den andre RDA-aksen (RDA2) er derimot ikke

signifikant og forklarer kun 1,6 % av variasjonen. AET og avrenning viser sterk motsatt vekting til SO₄² langs den første RDA-aksen (RDA1), som forklarer 20 % av variasjonen.

Dette kan indikere en synergistisk effekt av nedgangen i sur nedbør og økningen i AET og avrenning på vannkjemien, men det kan også bare reflektere geografisk samvariasjon, siden nedgangen i sur nedbør og økningen i AET og avrenning begge er størst i sør (Figur 3a og b). Selv om RDA-analysen ikke klarer å skille effektene av disse påvirkningsfaktorene, er det interessant å merke seg at økning i nedbør og avrenning ser ut til å ha en motsatt effekt på trender i vannkjemien sammenlignet med økning i temperatur.

At kjemitrendene i større grad forklares av nedgangen i sur nedbør enn av klimaendringer skyldes at innsjøene i svært ulik grad har vært påvirket av nedgang i sur nedbør. Perioden med betydelig reduksjon i sur nedbør styrer dermed mye av utviklingen i vannkjemien. Dette data-

Figur 8. Biplot av redundansanalyse (RDA) med trender i klima som forklaringsparametere og trender i vannkjemi som responsparametere. Analysen inkluderer alle de 78 Tidstrendsjøene for hele perioden fra 1990 til 2020.

settet er derfor mindre egnet til å skille effektene av klimaendringer og sur nedbør ved bruk av korrelasjonsanalyser og RDA.

Alle innsjøer for perioden med liten nedgang i sur nedbør I perioden 2006 til 2020 har nedgangen i SO₄²og NO₃ -konsentrasjonene vært liten i de nordiske regionene (Vogt mfl., 2024a). Vogt og Skancke (2023) rapporterte også at nedgangen i SO₄² stagnerte i denne perioden. Gjenhentingen fra forsuring, med økning i pH, ANC og alkalitet, har begynt å flate ut siden 2006. Samtidig har klimaendringene økt i intensitet. Derfor er trenddata fra Tidstrendsjøene i denne perioden forventet å være mindre påvirket av sur nedbør og mer preget av klimaendringer.

I løpet av denne begrensede overvåkningsperioden på 15 år er det imidlertid færre signifikante tidstrender i vannkjemien, og forklaringsverdien av de empiriske korrelasjonene med klimaparametere er lavere. Parametere med 5 eller flere innsjøer med signifikante trender, samt korrelasjoner med klimaparametere som forklarer mer enn 10 % av variasjonen, er vurdert og presentert i Tabell 3.

Trender i SO₄² over den siste 15-årsperioden er fortsatt negativt korrelert med økningen i AET, samt med nedbør og temperatur. Dette skyldes sannsynligvis fremdeles samvariasjonen mellom nedgangen i sur nedbør og trendene i disse klimaparameterne. I 5 innsjøer i Sør-Norge er det en sterk korrelasjon mellom økning i nedbør og økning i ANC (Tabell 3), sannsynligvis på grunn av samvariasjonen mellom økt nedbør og nedgang i sulfat, som begge er mest uttalt i sør (Figur 3a). Nedgangen i SO₄² er også sterkt negativt korrelert med økningen i TOC og Org. (R² = 0,3413 og 0,2593), men ikke med H⁺. Derimot er økningen i AET negativt korrelert med

nedgangen i H⁺ (Tabell 3), noe som viser at der økningen i AET er størst, er nedgangen i H⁺ mest markant. Dette kan være knyttet til romlig samvariasjon mellom AET og forsuring, ettersom pH i innsjøene er negativt korrelert med økningen i AET (R² = 0,2488) (Figur 9). I innsjøer med pH under 5,5 protolyseres ikke karbonsyre, og den bidrar derfor ikke til å bufre nedgangen i H⁺. En større temperaturøkning har en positiv effekt på økende trender i Ca²⁺ og HCO₃ (Tabell 3), noe som kan være relatert til økt biologisk aktivitet og mer for vitring, eller økt oppkonsentrering. Temperaturøkning er også en forklaringsvariabel for økt konduktivitet (Tabell 3). Ved å fokusere på perioden med liten nedgang i sur nedbør (2006–2020), reduseres forklaringsverdien av nedgangen i sur nedbør noe i forhold til endringer i klimaparametere. Samtidig er det imidlertid færre og svakere trender i vannkjemien. Det er fortsatt utfordrende å identifisere rene effekter av klimaendringer, da disse også i dette datasettet samvarierer med nedgangen i sur nedbør. For å kartlegge forholdet mellom

Tabell 3. Korrelasjoner mellom signifikante Mann-Kendall-trender i klimaparametere og kjemiske parametere i 5 eller flere innsjøer, der korrelasjonene forklarer mer enn 10 % av variasjonen (R² > 0,1) mellom Sen’s trender for perioden 2006 til 2020.

Figur 9. Midtverdi for pH i innsjøer negativt korrelert med økning i AET (mørke blå sirkler) for alle innsjøene i perioden med liten nedgang i sur nedbør (2006–2020). Kun resultater fra 19 innsjøer med signifikante MannKendall-trender for avrenning og 15 innsjøer for nedbør (fylte sirkler) er inkludert i korrelasjonene.

trender i klimaparametere som forklaringsvariabler og trender i kjemiske parametere som responsvariabler, er en RDA-analyse igjen benyttet på klima- og vannkjemitrendene.

Figur 10. Biplot av redundansanalyse (RDA) som viser trender i klima fra 1990 til 2020 som forklaringsvariabler, og trender i vannkjemidata fra 2006 til 2020 som responsvariabler, for alle de 78 Tidstrendsjøene.

RDA-modellen for perioden 2006–2020 er mindre signifikant (p < 0,1) enn modellen basert på 30-årige trender, og AET er den eneste signifikante klimaforklaringsvariabelen (p < 0,01).

RDA1 forklarer kun 5,49 % av variansen, men er signifikant (p < 0,05). Som forventet har klimaendringer en sterkere forklaringsverdi for trender i vannkjemien i dette kortere tidsintervallet. AET spiller en mer dominerende rolle som forklaringsvariabel (−0,94), mens vektingen av SO₄² er nesten halvert (0,56) sammenlignet med hele perioden (0,95). TOC og alkalitet har imidlertid lav vekting langs RDA1, som betyr at endringen i klima har liten forklaringsverdi, til tross for den begrensede endringen i sur nedbøravsetning.

Ved å fokusere på perioden med liten nedgang i sur nedbør viser økende AET og avrenning en svak, men signifikant, forklaringsverdi for positive trender i Org. (Tabell 3). Økning i nedbør og temperatur ser også ut til å ha en positiv effekt på økningen i henholdsvis ANC og bikarbonat. Det er imidlertid fortsatt vanskelig å skille effekten av klimaendringer fra effekten av nedgangen i SO₄² på økningen i alkalitet og TOC i RDA-modellen (Figur 10). Igjen ser vi en ikke-signifikant indikasjon på at økning i nedbør og avrenning kan ha en motsatt effekt av temperaturøkning på trender i vannkjemien.

Kun innsjøer som har minst nedgang i sur nedbør

For å studere effektene av klimatrender på vannkjemi, der påvirkningen fra sur nedbør er minimal, kan man i stedet fokusere på den halvparten av Tidstrendsjøene som er minst påvirket

av nedgangen i sur nedbør. Dette inkluderer de 39 innsjøene med lavest Sen’s trend for SO₄² (> −1,096 µekv/L/år), og som ligger over streken i Figur 3a. Imidlertid er det svært få innsjøer med signifikante trender for nedbør (4) og avrenning (6), mens det er flere signifikante trender for AET (38) og temperatur (30) (Tabell 4). Dette skyldes at disse innsjøene hovedsakelig ligger i Vest-, Midt- og Nord-Norge, hvor økningen i nedbør og avrenning har vært mindre enn i Østog Sørlandet (jf. Tabell 1 og Tabell 4).

Parametere med 5 eller flere innsjøer med signifikante trender, samt korrelasjoner med klimavariabler som forklarer mer enn 10 % av variasjonen i vannkjemitrender, er vurdert i denne analysen og inkludert i Tabell 5. Korrelasjonene mellom trender i klimavariabler som forklaringsvariabler og trender i kjemiparametere som responsvariabler er svært få blant stasjonene, spesielt for nedbør og avrenning, siden det er et begrenset antall innsjøer med signifikante trender (Tabell 4).

Nedgangen i sulfat er kun korrelert med trender i avrenning. Blant de seks innsjøene med signifikante avrenningstrender (Tabell 4) viser data at de største økningene i avrenning er korrelert med størst nedgang i sulfat og økning i ANC og alkalitet. Dette kan fremdeles skyldes samvariasjonen mellom økt avrenning og nedgang i sulfat, som er mest uttalt i sør (Figur 3a). For de andre klimaparametrene ser denne tilnærmingen imidlertid ut til å være mer egnet

Tabell 4. Statistiske verdier for Sen’s trender i klimaparametere fra 1990 til 2020 for de 39 Tidstrendsjøene med de minste Sen’s trender for SO₄²- (> −1,096 µekv/L/år), og kun for innsjøer med signifikante Mann-Kendall-trender.

Tabell 5. Korrelasjoner mellom signifikante Mann-Kendall trender i klimaparametere og i kjemiske parametere i 5 eller flere innsjøer, der korrelasjonene forklarer mer enn 10 % av variasjonen (R2 > 0,1) mellom Sen’s trender, for den halvdelen av innsjøer med de laveste Sen’s trender for SO42− for hele perioden fra 1990 til 2020.

Klima parametere Kjemiske parametere Antall Mann-Kendall trender Retning

for å studere effektene av klimaendringer på trender i vannkjemi, uten betydelig interferens fra nedgangen i sur nedbør. Trender i AET er på disse stasjonene negativt korrelert med trender i divalente basekationer (Ca²⁺ og Mg²⁺) og bikarbonat (Tabell 5). Økt skogsbiomasse kan føre til økt lagring av basekationer. Hvis forskjeller i AET reflekterer forskjeller i biomasseøkning, kan dette forklare korrelasjonen med nedgangen i Ca²⁺ og Mg²⁺. Hvis AET var en indikator på økt forvitring, ville man imidlertid forventet en positiv korrelasjon med bikarbonat.

En RDA av disse dataene er ikke signifikant (Pr(>F) = 0,275), noe som indikerer at klimaendringer ikke har en signifikant forklaringsverdi for endringer i vannkjemi.

Kun innsjøer og perioden med minst nedgang i sur nedbør

Effekten av nedgangen i sur nedbør på vannkjemien er dominerende, både i det samlede datasettet og i perioden med lav nedgang (2006–2020). I datasettet med halvparten av stasjonene som har hatt minst nedgang i sulfatdeposisjon er de negative trendene i sulfat negativt korrelert med økningen i avrenning. Dette gjør det vanskelig å skille effekten av nedgangen i sur nedbør fra effekten av endrede vannveier og fortynning. Dette indikerer at korrelasjonsanalyser og RDA krever et enda større fokus på innsjøene som er minst påvirket av sur nedbør. Vi retter derfor til slutt oppmerksomheten kun

mot den halvparten av innsjøene med minst nedgang i sur nedbør, hvor vi ser kun på perioden med lavest nedgang i sur nedbør.

I dette noe begrensede datasett finner vi en positiv korrelasjon mellom trender i AET og sulfat (Tabell 6). Dette antyder at samvariasjonen ikke lenger skyldes geografisk overlapp mellom nedgangen i sur nedbør, noe som indikerer at nedgangen i sur nedbør ikke er en viktig forklaringsvariabel for endringer i vannkjemi i dette datasettet. Endringene i AET er korrelert med flere vannkjemiske trender (Tabell 6), men med unntak av sulfat og nitrat er korrelasjonene basert på et begrenset antall innsjøer med signifikante trender. Det er en signifikant negativ korrelasjon mellom økende AET og trender i bikarbonat og organiske anioner. Dette er i motsetning til forventningen om at AET, som en indikator på lengre vekstsesong og økt biomasse, ville føre til økt DNOM og rotrespirasjon og dermed mer Org.- og HCO3- fra forvitring. Konsentrasjonene av TOC er lave og endringene små (gjennomsnittlig 1,4 mg C/L og 0,02 mg C/L/år) i disse innsjøene, så det er hovedsakelig økningen i bikarbonat som styrer trendene i alkalitet og ANC (Vogt mfl., 2024a). Økt temperatur forventes å øke respirasjonen, med økte bikarbonatkonsentrasjoner fra forvitring som den viktigste bidragsyteren til alkalitet og ANC. Imidlertid er temperaturøkningen negativt korrelert med både alkalitet og bikarbonat. Derimot finner vi at både AET og temperatur er

Tabell 6. Korrelasjoner mellom signifikante Mann-Kendall trender i klimaparametere og i kjemiske parametere i 5 eller flere innsjøer, der korrelasjonene forklarer mer enn 10 % av variasjonen (R2 > 0,1) mellom Sen’s trender, for den halvdelen av innsjøer med de laveste Sen’s trender for SO42− for perioden fra 2006 til 2020.

Klima parametere Kjemiske

positivt korrelert med konduktivitet, sannsynligvis på grunn av økt oppkonsentrering, siden signifikante endringer i nedbør bare ble observert i 4 innsjøer (Tabell 4). Dette støttes av korrelasjonen mellom økende trender i AET og Cl , som fungerer som en konservativ tracer.

RDA-modellen for dette datasettet, som er renset for effektene av nedgangen i sur nedbør, men også har begrensede klimaendringer, er ikke signifikant med en p-verdi på Pr(>F) = 0,275.

Konklusjon

Ifølge klimadataene har det vært en signifikant økning i temperatur og AET i nesten alle de studerte innsjøene, mens kun et begrenset antall innsjøer viser signifikante endringer i nedbør og avrenning. Analysen avdekker imidlertid store avvik mellom modellert og beregnet AET, noe som skaper usikkerhet rundt påliteligheten av disse klimadataene.

Utvalget av tidstrenddata for den statistiske analysen av klimaeffekter på vannkjemitrender innebærer en avveining mellom sterk påvirkning fra sur nedbør og redusert signifikans på grunn av begrenset datagrunnlag. Kun i det mest begrensede datasettet, med kjemitrender

fra stasjoner som er lite påvirket av sur nedbør og fra perioden med lavest nedgang i sur nedbør, dominerte klimaendringene i de statistiske korrelasjonsanalysene.

Dette studiet viser at effekten av økende trender i nedbør, avrenning, temperatur og AET på vannkjemitrender fortsatt er relativt svak sammenlignet med effekten av nedgangen i sur nedbør. Ved bruk av RDA ser vi imidlertid en svak indikasjon på at økningen i nedbør og avrenning har en motsatt effekt av temperaturøkningen på vannkjemitrender.

Svaret på om det er enkelt å skille effektene av klimaendringer og nedgangen i sur nedbør på vannkjemitrender i dette datasettet er derfor nei. Det finnes imidlertid faglige grunner til å anta at det skal være mulig i en mer inngående studie ved bruk av avanserte statistiske metoder.

Anbefalinger for videre studier

Som beskrevet i innledningen, finnes det sterke faglige argumenter for at klimaendringer har betydelige effekter på vannkjemien. Direkte korrelasjonsanalyser og redundansanalyser ga imidlertid ikke tilstrekkelig empirisk grunnlag for å skille mellom effektene av klimaendringer

og nedgang i sur nedbør i de undersøkte innsjøene. Det anbefales derfor først å bruke statistiske metoder for å isolere effekten av nedgangen i sur nedbør. Som supplement kan prosessorienterte modeller, som MAGIC (Cosby mfl. 2001), benyttes. Deretter kan effektene av klimatrender undersøkes på de gjenværende trendene i vannkjemien.

Det er sannsynlig at en mer inngående statistisk analyse kan skille effektene av klimaendringer på vannkjemitrender. I videre studier anbefales det derfor å teste generaliserte lineære blandede modeller (GLMM), best mulige delmengder-modellering (Best subsets modeling), samt maskinlæringsmodellen Random Forest.

GLMM (Generaliserte lineære blandede modeller) kombinerer to statistiske rammeverk: lineære blandede modeller (som inkluderer tilfeldige effekter) og generaliserte lineære modeller (som håndterer ikke-normalfordelte data). GLMM utvider tradisjonelle lineære modeller ved å modellere forholdet mellom en responsvariabel og én eller flere forklaringsvariabler, selv når responsvariabelen ikke følger en normalfordeling (f.eks. binomial, Poisson).

Samtidig inkluderer GLMM tilfeldige effekter for å håndtere gruppering eller hierarkiske strukturer i dataene, som gjentatte målinger. Forskjellen fra vanlige lineære modeller er at GLMM kan håndtere både ikke-normalfordelte data og hierarkiske eller gjentatte målinger ved bruk av tilfeldige effekter.

Best subsets modeling tester alle mulige kombinasjoner av prediktorvariabler og genererer en liste over de «beste» modellene basert på statistiske kriterier som Akaikes informasjonskriterium (AIC), som balanserer mellom modellens tilpasningsgrad og enkelhet. I motsetning til stegvis tilnærming, undersøker denne metoden hver mulig modellkombinasjon for å identifisere de mest optimale modellene. Videre dataanalyser kan evaluere bidraget fra ulike forklaringsvariabler ved å sammenligne modeller basert på kriterier som AIC, Bayesiansk informasjonskriterium (BIC) eller justert R², noe som gir innsikt i hvilke variabler som har størst forklaringskraft.

Random Forest er en maskinlæringsmodell bestående av en samling beslutningstrær, brukt både til klassifikasjons- og regresjonsoppgaver. Hvert tre trenes på en tilfeldig prøve av dataene (med tilbakelegging, kjent som ”bagging”), og på hvert nivå i treet velges et tilfeldig utvalg av variabler for splitting. Dette reduserer korrelasjonen mellom trærne og forbedrer modellens generaliseringsevne. Random Forest kombinerer prediksjonene fra alle trærne for å øke nøyaktighet og robusthet sammenlignet med individuelle beslutningstrær. Modellen kan også estimere betydningen av ulike forklaringsvariabler, som nedgang i sur nedbør og klima, ved å måle hvordan modellens nøyaktighet påvirkes når disse variablenes verdier forstyrres eller fjernes.

Takk

Studiet er finansiert av Miljødirektoratet (21087345) med litt skrivestøtte fra Norges Forskningsråd (342628/L10 og 323945).

Litteratur

Appelo, C.A.J., Postma, D., 2005. Geochemistry, groundwater and pollution. A.A. Balkema Publishers.

Christophersen N., Neal C., Hooper R.P., Vogt R.D., Andersen S. 1990a. Modelling streamwater chemistry as a mixture of soilwater end-members — A step towards second-generation acidification models, Journal of Hydrology 116(1):307-20.

Christophersen, N., Vogt, R. D., Neal, C., Anderson, H. A., Ferrier, R. C., Miller, J. D., Seip, H. M. 1990b. Controlling mechanisms for stream water chemistry at the pristine Ingabekken site in mid-Norway: some implications for acidification models [10.1029/ WR026i001p00059]. Water Resour. Res., 26(1), 59-67

Cosby, B. J., Ferrier, R. C., Jenkins, A., & Wright, R. F. 2001. Modelling the effects of acid deposition: refinements, adjustments and inclusion of nitrogen dynamics in the MAGIC model. Hydrol. Earth Syst. Sci., 5(3), 499518. DOI: 10.5194/hess-5-499-2001

De Wit, H.A., Austnes, K., Hylen, G., Dalsgaard, L. 2015. A carbon balance of Norway: Terrestrial and aquatic carbon fluxes, Biogeochemistry, 123(1–2), 147–173, DOI: 10.1007/s10533-014-0060-5

De Wit H.A, Bryn A, Hofgaard A, Karstensen J, Kvalevåg M.M, Peters G.P. 2014. Climate warming feedback from mountain birch forest expansion: reduced albedo dominates carbon uptake, Glob Chang Biol. 20(7): 2344-55, 12483.DOI: 10.1111/gcb

De Wit, H.A., Garmo, Ø.A., Jackson-Blake, L., Clayer, F., Vogt, R.D., Kaste, Ø., Gundersen, C.B., Guerrerro, J.L., Hindar, A. 2023. Changing Water Chemistry in One Thousand Norwegian Lakes During Three Decades of Cleaner Air and Climate Change. Glob. Biogeochem. Cycles 37, e2022GB007509. DOI: 10.1029/2022GB007509

De Wit H.A., Palosuo T., Hylen G., Liski J. 2006. A carbon budget of forest biomass and soils in southeast Norway calculated using a widely applicable method, Forest Ecology and Management 225(1):15-26.

De Wit, H. A., Valinia, S., Weyhenmeyer, G. A., Futter, M. N., Kortelainen, P., Austnes, K., Hessen, D. O., Räike, A., Laudon, H., Vuorenmaa, J. 2016. Current browning of surface waters will be further promoted by wetter climate. Environmental Science & Technology Letters, 3(12), 430-435. DOI: 10.1021/acs.estlett.6b00396

Drever, J. I., Stillings, L. L. 1997. The role of organic acids in mineral weathering, Colloids and Surfaces A-Physicochemical and Engineering Aspects, 120(1–3), 167–181, DOI: 10,1016/s0927-7757(96)03720-x

Easthouse, K. B., Mulder, J., Christophersen, N., Seip, H. M. (1992). Dissolved organic carbon fractions in soil and stream water during variable hydrological conditions at Birkenes, southern Norway [10.1029/92WR00056]. Water Resour. Res., 28(6), 1585-1596. DOI: 10.1029/92WR00056

Finstad, A. G., Andersen, T., Larsen, S., Tominaga, K., Blumentrath, S., De Wit, H. A., Tømmervik, H., Hessen, D. O. 2016. From greening to browning: Catchment vegetation development and reduced S-deposition promote organic carbon load on decadal time scales in Nordic lakes. Scientific reports, 6(1), 31944. DOI: 10.1038/ srep31944

Hanssen-Bauer, I., Forland, E., Haddeland, I., Hisdal, H., Lawrence, D., Mayer, S., mfl. 2017. Climate in Norway 2100–a knowledge base for climate adaptation. NCCS report, 1.

Hessen, D, O., Andersen, T., Larsen, S., Skjelkvale, B. L., de Wit, H. A. 2009. Nitrogen deposition, catchment productivity, and climate as determinants of lake stoichiometry, Limnology & Oceanography, 54(6), 2520–2528. DOI: 10,4319/lo,2009,54,6_part_2,2520

Högberg, P., Nordgren, A., Buchmann, N., Taylor, A. F. S., Ekblad, A., Hogberg, M, N., mfl. 2001. Large-scale forest girdling shows that photosynthesis drives soil respiration, Nature 411(6839), 749–752.

Humborg, C., Smedberg, E., Blomqvist, S., Morth, C. M., Brink, J., Rahm, L., mfl. 2004. Nutrient variations in boreal and subarctic Swedish rivers: Landscape control of land-sea fluxes, Limnology & Oceanography, 49(5), 1871–1883. DOI: 10,4319/lo,2004,49,5,1871

Jungqvist, G., Oni, S.K., Teutschbein, C. and Futter, M.N., 2014. Effect of climate change on soil temperature in Swedish boreal forests. PloS one, 9(4), p.e93957.

Karltun, E., Stendahl, J., Iwald, J. and Löfgren, S., 2022. Forest biomass accumulation is an important source of acidity to forest soils: Data from Swedish inventories of forests and soils 1955 to 2010. Ambio, 51(1), pp.199-208.

Kendall, M.G., 1975. Rank correlation methods. 4th edition, Charles Griffin, London.

Kritzberg, E. S., Hasselquist, E.M., Škerlep, M., Löfgren, S., Olsson, O., Stadmark, J., Valinia, S., Hansson, L-A., Laudon, H. 2020. Browning of freshwaters: Consequences to ecosystem services, underlying drivers, and potential mitigation measures. Ambio 49, 375-390. DOI: 10.1007/ s13280-019-01227-5

Kronnäs, V., Lucander, K., Zanchi, G., Stadlinger, N., Belyazid, S. and Akselsson, C., 2023. Effect of droughts and climate change on future soil weathering rates in Sweden. Biogeosciences, 20(10), 365 pp.1879-1899.

Lutz, J., Hanssen-Bauer, I., Einar, O. 2024. Precipitation variability in Norway 1961-2020. Norwegian Meteorological Institute. METreport 1, ISSN 2387-4201

Madsen, H., Lawrence, D., Lang, M., Martinkova, M., Kjeldsen, T.R. 2014. Review of trend analysis and climate change projections of extreme precipitation and floods in Europe. J. Hydrol. 519, 3634–3650. DOI: 10.1016/j.jhydrol.2014.11.003

Mann, H.B., 1945. Nonparametric tests against trend. Econometrica: Journal of the Econometric Society, pp.245-259.

Monteith, D.T., Henrys, P.A., Hruška, J., de Wit, H.A., Krám, P., Moldan, F., Posch, M., Räike, A., Stoddard, J.L., Shilland, E.M. mfl. 2023. Long-term rise in riverine dissolved organic carbon concentration is predicted by electrolyte solubility theory. Sci. Adv. 9, eade3491. DOI:10.1126/sciadv.ade3491

Nikulin, G., Kjellström, E., Hansson, U., Strandberg, G., Ullerstig, A. 2011. Evaluation and future projections of temperature, precipitation and wind extremes over Europe in an ensemble of regional climate simulations. Tellus A: Dynamic Meteorology and Oceanography 63(1), 41-55. DOI: 10.1111/j.1600-0870.2010.00466.x

Park, T., Ganguly, S., Tømmervik, H., Euskirchen, E.S., Høgda, K.A., Karlsen, S.R., Brovkin, V., Nemani, R.R. and Myneni, R.B., 2016. Changes in growing season duration and productivity of northern vegetation inferred from long-term remote sensing data. Environmental Research Letters, 11(8), p.084001.

Piao, S., Wang, X., Park, T., Chen, C., Lian, X.U., He, Y., Bjerke, J.W., Chen, A., Ciais, P., Tømmervik, H. and Nemani, R.R., 2020. Characteristics, drivers and feedbacks of global greening. Nature Reviews Earth & Environment, 1(1), pp.14-27.

Schartau, A.K., Birkeland, I.B., Bodin, C.L., Garmo, Ø., Lie, E.F., Saksgård, R., mfl. 2020. Forsuringstilstand og trender i norske innsjøer og elver med biologisk overvåking. Miljødirektoratet. Overvåkningsrapport M-18232020.

Sen, P. K., Estimates of the Regression Coefficient Based on Kendall’s Tau. Journal of the American Statistical Association 1968, 63, (324), 1379-1389.

Skaugen T., Onof, C. 2014. A rainfall runoff model parameterized form GIS and runoff data. Hydrological Processes. 28, 4529-4542, DOI: 10.1002/hyp.9968

Sponseller, R. A., Gundale, M. J., Futter, M., Ring, E., Nordin, A., Näsholm, T., Laudon, H. 2016. Nitrogen dynamics in managed boreal forests: Recent advances and future research directions. Ambio, 45, 175–187

Sælthun N.R. 1996. The “Nordic” HBV Model. Description and Documentation of the Model Version Developed for the ProjectClimate Change and Energy Production. NVE Publication no. 7-1996: Oslo, 26 pp

van Scholl, L., Kuyper, T. W., Smits, M. M., Landeweert, R., Hoffland, E., van Breemen, N. 2008. Rock-eating mycorrhizas: Their role in plant nutrition and biogeochemical cycles, Plant and Soil, 303(1–2), 35–47. DOI: 10,1007/s11104-007-9513-0

Vogt R.D., Agnieszka K., Arle J., Austnes K., Van Dam H., Futter M., mfl. 2024a. Trends and patterns in surface water chemistry in Europe and North America between 1990 and 2020, with a focus on calcium. Rapport. Oslo, Norway: Norsk Institutt for Vannforskning. 01.2024. Report No.: ICP Waters Report 156/2024.

Vogt R. D., de Wit H., Koponen K., 2022. Case study on impacts of large-scale re-/afforestation on ecosystem services in Nordic regions, Rapport, negemproject,eu.

Vogt, R.D., Garmo, Ø.A., Austnes, K., Kaste, Ø., Haaland, S.L., Sample, J.E., mfl. 2024b. Factors Governing Site and Charge Density of Dissolved Natural Organic Matter. Water 16(12), 1716. DOI: 10.3390/w16121716

Vogt R.D., Garmo Ø.A., Schartau A.K., Haaland S.L. 2023. Metoder for beregning av vannets syrenøytraliserende kapasitet (ANC) for klassifisering av forsuringstilstand, Vann 02(58):105-17.

Vogt, R. D., og Muniz, I. P. 1997. Soil and stream water chemistry in a pristine and boggy site in mid-Norway. Hydrobiologia, 348, 19-38. DOI: 10.1023/a:1003029031653

Vogt R.D., Skancke L.B. 2023. Overvåking av langtransportert forurenset luft og nedbør. Årsrapport – Vannkjemiske effekter 2022. Rapport. Miljødirektoratet.

Zhang, Y., Ma, N., Park, H., Walsh, J.E., Zhang, K. 2021. Evaporation Processes and Changes Over the Northern Regions. In: Yang, D., Kane, D.L. (eds) Arctic Hydrology, Permafrost and Ecosystems. Springer, Cham. https://doi. org/10.1007/978-3-030-50930-9_4

COWI har lang erfaring fra prosjekter innen fagområdene vann, avløp og kommunale veger.

Dette omfatter hovedplaner og strategisk rådgiving, vannforsyning, transportsystemer, avløpsbehandling, overvannshåndtering og flomsikring.

KUNNSKAPEN BAK DINE 360° LØSNINGER

COWI er et av Norges ledende rådgivende ingeniørselskap med kompetanse i verdensklasse innenfor komplekse funksjonsbygg, klimatilpasning, bærekraftig byutvikling og effektive transportløsninger.

Norges største

Norges største rådgivermiljø innen vann

rådgivermiljø innen vann

Vi jobber tverrfaglig i prosjektene med spesialister fra mange fag. Teamene skreddersys og våre leveranser har god bredde fra VA­teknikk og vann i byer til overvåking og tilstandsvurderinger av ferskvann og marint miljø.

Vi jobber tverrfaglig i prosjektene med spesialister fra mange fag. Teamene skreddersys og våre leveranser har god bredde fra VA­teknikk og vann i byer til overvåking og tilstandsvurderinger av ferskvann og marint miljø.

Våre medarbeidere har solid kompetanse innen alle relevante fag, så som VA­teknikk, miljøkjemi, fisk og ferskvannsøkologi, hydrogeologi, hydraulikk, hydrologi, vassdragsteknikk, teknisk infrastruktur og prosessteknikk.

Våre medarbeidere har solid kompetanse innen alle relevante fag, så som VA­teknikk, miljøkjemi, fisk og ferskvannsøkologi, hydrogeologi, hydraulikk, hydrologi, vassdragsteknikk, teknisk infrastruktur og prosessteknikk.

Slik gir vi råd som tar vare på miljøet og sikrer gode tekniske løsninger.

Slik gir vi råd som tar vare på miljøet og sikrer gode tekniske løsninger.

norconsult.no/vann

norconsult.no/vann

Quantifying Excessive Water Inflow in Urban Sewer Systems: A Case Study in a mid-sized Norwegian municipality

By Bardia Roghani, Marius Møller Rokstad and Franz Tscheikner-Gratl

Bardia Roghani (Ph.D) was a postdoctoral fellow at NTNU, Trondheim (during this research) and now is a postdoctoral fellow at NMBU, Ås.

Marius Møller Rokstad (Ph.D) is an associate professor at NTNU, Trondheim.

Franz Tscheikner-Gratl (Ph.D) is an associate professor at NTNU, Trondheim.

Sammendrag

Kvantifisering av fremmedvann i urbane avløpssystemer: En casestudie i en mellomstor norsk kommune. Måling av infiltrasjon og tilstrømning i avløpssystemer er essensielt for å oppnå effektiv transport og behandling av avløpsvann. Arbeidet presentert i denne artikkelen hadde som mål å vurdere infiltrasjon og tilstrømning i et ikke-overvåket avløpssystem i en mellomstor norsk by. For dette formålet ble det satt opp en målekampanje, og høyoppløselige data ble samlet inn over en lengre periode. Resultatene viste at nedbørstilstrømning var den viktigste kilden til fremmedvann, med en MNF-verdi som økte med omtrent 4,3 ganger i våtværsperioder sammenlignet med den i tørrvær. Videre identifiserte analysen av MNF-verdier en grunnvannsinfiltrasjonsrate på omtrent 0,7 l/s. Studien fremhever fordelene ved strømningsmåling for å identifisere problemer som feilaktig tilkoblede overvannsrør og grunnvannsinfiltrasjon i systemet. Likevel er studiens viktigste bidrag de høyoppløselige dataene som ble samlet inn over 16 måneder, som spenner fra strømningsverdier og temperatur til nedbør, og som nå er fritt tilgjengelige for fremtidig forskning.

Summary

Measuring infiltration and inflow (I/I) into sewer systems is essential for ensuring efficient wastewater transport and treatment. This research aimed to assess I/I in an under-studied sewer system in a mid-sized Norwegian city. For this purpose, a measurement campaign was set up, and high-resolution data were collected over an extended period. The results showed that precipitation inflow was the main source of extraneous water, with the MNF value increasing by about 4.3 times during the wet period compared to the dry period. Moreover, analysis of MNF values identified a groundwater infiltration rate of approximately 0.7 l/s. The study highlights the benefits of flow measurement in identifying issues like improperly connected stormwater pipes and groundwater intrusion into the system. Nevertheless, the study’s key contribution is the high temporal resolution data collected over 16 months, ranging from flow values and temperature to precipitation, which is now freely accessible for future research.

Introduction

Water and residues originating from homes, businesses, and industries are referred to as

wastewater. Rainwater or groundwater that has seeped into the sewer system is not included in that definition per se. In this regard, the direct entry of surface water into a sewer system is known as inflow. While, infiltration primarily stems from groundwater intrusion (Karpf & Krebs, 2013) due to pipe or manhole damage In the current text, I/I will be used from now on as an abbreviation for infiltration and inflow (Weiß et al., 2002). The volume of I/I can be an order of magnitude greater than the average sewage flow (Brian & Bertrand-Krajewski, 2010; Li et al., 2019), which can lead to major issues including sewer overflows which damaging sewer facilities (Vallabhaneni et al., 2008) and pollute the environment and put human health in risk (Rehan et al., 2014). Additionally, it may result in overload of wastewater treatment facilities (Yuan et al., 2019). This is a growing concern for this sector because of the numerous issues it can cause, including destruction of the biological balance of treatment systems, environmental issues arising from untreated wastewater, and operation costs due to extra energy requirements for pumping, addition of chemicals and extra labor costs (Bentes et al., 2022; Hey et al., 2016). It is therefore of utmost importance to know the undesirable I/I flows for the management of wastewater systems. This issue becomes more important considering the restrictions imposed by the new wastewater directive in the EU commission (2024).

Many guidelines for controlling I/I have been published by different countries (to see the list please refer to Hey et al., 2016) and several studies have been conducted on the estimation and calculation of I/I. For instance, a case study of the Brussels system reveals a significant seasonal fluctuation in the inflow and infiltration (de Ville et al. 2017). It ranged from 15% (in summer) to 45% (in winter) of dry weather flow. Large quantities of extraneous water were found in a review of I/I in Finland, Denmark, Sweden, and Norway (Sola et al. 2018). For instance, based on a survey conducted on 14 Norwegian cities, the average I/I value in 2016 was 67% (Hey et al., 2016) while in some municipalities

like Tromsø and Kristiansund, estimated I/I value goes up to almost 80% (Jørgensen & Rostad, 2022). In another investigation, a Trondheim analysis revealed that 46% of the sewage discharged to the WWTP during dry weather was extraneous water (Beheshti & Sægrov, 2018). Additionally, the Municipality of Asker in Norway receives around 63% of its water from I/I, and in 2017 the municipality paid NOK34 million for this extra water (Sola et al., 2020). In a recent study by Skagsoset (2023), it was estimated that 76% of the total transported volume over a 40-day evaluation period in Horten Municipality was attributed to I/I. This was mainly due to significant snowmelt and rainfall, with sub-optimal manhole design and the placement of pipes in ditches likely amplifying the issue. All these findings indicate a considerable excess flow volume in the Norwegian sewage network, prompting municipalities to seek solutions for detecting and reducing this unwanted water. This effort is particularly crucial as the Norwegian Water Association has set a sustainability goal to reduce I/I in sewer systems by 30% by the year 2030 (Norsk Vann Rapport 255, 2020).

To the best of the authors’ knowledge, this study is one of the few in Norway to continuously monitor sewer flow in a well-defined and limited area with a temporal resolution of 5 minutes over a period of 16 months to detect and calculate I/I. The more common case is a more data-scarce environment (Skagsoset, 2023). The primary aim of this research was to monitor the flow within the sewer system to detect I/I and accurately determine their proportions over an extended period, while also attempting to identify their sources. Additionally, given the lack of freely available comprehensive sewer flow measurement data series in Norway in this field, this study aimed to publish the collected database for future research use (Mohan Doss et al., 2024).

Materials and Methods

This study focuses mostly on fieldwork and is broken down into different phases, including gathering site data, calibrating flowmeters,

visiting the site and installing devices, and collecting and analyzing data. More details are presented in the following sections.

Equipment used

In the current study, two NivuFlow Mobile 750 devices were utilized to measure the flow into and out of the study area. The flow velocity measurement method is based on the ultrasound reflection principle, and data transmission is automatic. For more information about the device and its characteristics please visit here. It should be noted that the equipment was calibrated before installation at the site in order to avoid measuring inaccurate data. The calibration exercises were performed at the Hydraulic Laboratory of NTNU by the first author.

Theory of I/I measurement

The EPA and the Massachusetts Department of Environmental Protection separate the overall effluent flow into four unique components (MassDEP, 2017):

1. Domestic use, institutional flows, and wastewater from business and industrial activities all correlate to sanitary flow.

2. The water in the soil that permeates the network through the joints is known as groundwater infiltration.

3. Direct rainfall, which includes, among other things, rainwater and melted snow that enter the networks directly through manhole covers and improper connections.

4. Water that enters the network through infiltration into the soil during a rainstorm is known as rain-induced infiltration water.

The term ”dry weather flow” refers to the wastewater flow rate that is exclusively caused by sanitary flow and groundwater infiltration (items 1 & 2) (USEPA, 1990). In other words, it only includes water that flows via pipes during the absence of precipitation events. Given that water consumption is almost nonexistent or sanitary flow is nearly zero between the hours of 0 and 6 am (especially in small towns), the total flow measured during this time roughly corre-

sponds to the flow of groundwater infiltration (during dry spells). To address items 3 and 4, it is crucial to have access to precipitation records, which are necessary to determine the onset and cessation times of rainfall events. This information is essential for estimating both direct rainwater and rain-induced infiltration. In general, flows that swiftly enter the network at the start of a rainfall event and immediately cease after the rain ends are referred to as direct rainwater. Nevertheless, this study did not differentiate between direct rainwater and rain-induced infiltration. Here, if there was a rain/snow event on a day, that day was considered a wet-day, and the corresponding flow in the system was treated as wet-flow.

Methods for detecting, localizing, and quantifying I/I can be categorized into two types: quantitative methods, which assess the magnitude, volume, and discharge of I/I, and qualitative methods, which detect the locations of I/I sources (Beheshti et al., 2015). Generally, physical methods such as visual and odor inspection, dye testing or smoke testing, closed-circuit television (CCTV) inspection, and temperature sensing are used for qualitative analysis (Ye et al., 2023). For quantitative analysis of I/I, Weiß et al. (2002) proposed the ‘triangle’ method and the ‘moving-minimum’ method. The former assumes that domestic sewage flow remains constant over a certain period, thus only providing the average I/I without showing the variation of the infiltration process over time. While the later assumes that the sum of sanitary sewage plus I/I on any given day equals the minimum daily flow over the preceding 21 days, though this method lacks a physical basis. Another method in this category is the minimum night flow (MNF) method, which has been applied in various studies to quantify I/I (e.g. Bogusławski et al., 2022; Flores, 2015). The foundation of this method is the presumption that (groundwater) infiltration flow is constant. The least amount of infiltration happens between 3:00 and 5:00 in the morning during a dry spell (Pangle et al., 2022). According to De Bénédittis & BertrandKrajewski (2005), sufficient observation time

can reduce the uncertainty of the MNF estimation to about 10%. In this study, the MNF method, one of the most common methods especially for estimating groundwater infiltration into the system (Zhang et al., 2018), was used due to its simplicity. This makes it practical for many municipalities in Norway to use without requiring advanced technical expertise.

Case study

The investigation was based on the high-resolution recorded data from part of the sewer system in the city center of a mid-sized municipality in Norway. Here, the flow was expected to consist of purely wastewater as it is part of a completely separated system. The flowmeters were installed separately in the upstream and downstream manholes of the studied area with assistance of municipal technicians (Figure 1). The initial months were dedicated to estimating a balance between the temporal resolution of measurement and data transmission, and the energy consumption of flowmeters, along with the associated need for battery charging and maintenance.

All pipes in the studied area are made of plastic, mostly PVC. Information on the pipe diameters and lengths is presented in Table 1.

The schematic of the study area, including the locations of the flow meters, is depicted in Figure 2. It is worth highlighting that one can

assume that the difference between the MNF at the outlet and the MNF at the inlet is equal to the infiltration into the system. Over the measurement period, the sensors were regularly checked for their functionality in situ, and the data was constantly monitored online, as described by Bertrand-Krajewski et al. (2021). When necessary, the sensors were maintained to ensure data quality, including plausibility, synchronicity, calibration, and maintenance.

2. The schematic of the study area and the locations of the flow meters.

Figure 1. Installation of flowmeters inside the upstream and downstream manholes of the studied area

Table 1. Information on the pipe diameters and lengths in the studied area

Figure

Regarding the precipitation, highly resolute daily precipitation data (1-10 minutes) were downloaded from Norsk KlimaServiceSenter. The precipitation data is measured, quality controlled, and pre-processed by the station operators (NVE). The performance and exposure category is defined as C2. Monthly precipitation data during the study period is illustrated in Figure 3.

Results and discussion

The analysis of recorded data during the study period is depicted in Figure 4. Under dry weather flow conditions, the examination of MNF values indicates an estimated (groundwater) infiltration rate of approximately 0.7 liter per second (l/s) into the studied system. Comparing the MNF at the inlet of the study area between dry and wet seasons, assuming consistent nighttime water consumption, suggests an additional inflow of around 0.25 (l/s) from the upper zone during wet conditions.

However, significant discrepancies are observed when examining flow values at the inlet and outlet of the study region during wet periods, indicating a substantial inflow within the study area. Specifically, during the wet period, the MNF value is approximately 4.3 times higher and the maximum average flow rate at the outlet

is 3.3 times higher compared to the dry period. It is noteworthy that confidence intervals during the wet period are larger than those during the dry period due to increased flow fluctuations resulting from variable precipitation patterns. Also, for detecting outliers in this study, a Z-test was applied using a window containing 5 timesteps (2 timesteps before and 2 timesteps after the data under study). In the case of missing data, the average of the surrounding timesteps was used as a replacement.

As these findings demonstrate a strong direct correlation between precipitation and flow within the system, which was not expected in a separated system, they were discussed with the local municipality. This discussion revealed the presence of stormwater pipe branches spanning over 80 meters in total length. These branches, ranging in diameter from 110 to 200 mm, were found to be directly connected to the sewer network. While the municipality claimed they were previously aware of these improper connections, the findings of this research underscore the effectiveness of flow measurement investigations in identifying various issues such as illegal rainwater connections and wrongly connected stormwater pipes to the sewer network.

Nevertheless, to assess the pipe capacity and determine whether the maximum flow within

Figure 3. Local monthly precipitation data during the study period

the system would result in a combined sewer overflow (CSO) event, the capacity of the pipe at the outlet of the study area was calculated. This was done utilizing the Colebrook-White chart methodology. The PVC pipe under consideration has a diameter of 200 mm and a slope of 54%. Based on these parameters, the calculated capacity of the pipe is approximately 42.5 (l/s). This capacity far exceeds the maximum average flow observed in the pipe during the study period, which was approximately 6.25 (l/s). Therefore, it can be concluded that there is no risk of a CSO occurring due to capacity limitations in this pipe.

As another contribution of this work, the recorded data from the entire campaign period is now freely available online Mohan Doss et al. (2024). The reported parameters include Battery Voltage (V), Instantaneous Flow (l/s), Cumulative Flow (m³), Water Temperature (°C), Velocity (m/s), and Water Level (m). Additionally, high temporal resolution precipitation data (1-minute intervals) is provided. All of this information is presented in Excel format. Since sewer networks are part of critical infrastructure, datasets used for analyses are often re-

stricted, making it difficult for practitioners and researchers to evaluate their models. Publishing such an extensive dataset allows for the development of more precise I/I detection and evaluation algorithms, as well as detailed modeling and simulations.

Conclusion

The research aimed to evaluate the extent of extraneous water inflow into the part of the sewer system in the city center of a mid-sized municipality in Norway. Utilizing the MNF method, infiltration estimates were derived, while inflow assessment relied on the analysis of recorded flow data during varying weather conditions over a span of more than a year, from January 2023 to end of January 2024. The findings indicate that inflow emerged as the primary source of extraneous water. Particularly during the wet period, the MNF value increased approximately 4.3 times, with the maximum average flow rate at the outlet experiencing a 3.3-fold surge compared to the dry period. Conversely, groundwater infiltration was estimated at around 0.7 (l/s). Apart from some on-site challenges, which are typically part of the

Figure 4. The average flow values into/out of study area during wet and dry weather conditions throughout the study period

standard procedure for setting up any measurement campaign, the compatibility of campaign findings with system data was an issue here. While the recorded data showed an obvious correlation with rainfall events, the system data did not support this, as it presented the system under study as being fully separated. Nevertheless, the local knowledge of the operators about the system, which was not fully reflected in the system data, resolved this discrepancy and led to the correct conclusion. Accordingly, this research underscores the efficacy of flow measurement studies in identifying various issues, including improper stormwater connections and illicit rainwater connections to the sewage system.

Acknowledgment

This research received financial support from the European Union’s Horizon 2020 research and innovation programme under grant agreement No. 869171 (https://b-watersmart.eu/). Authors extend their sincere gratitude to the following individuals (in alphabetic orders) and institutions for their invaluable contributions to this research:

B-watersmart: Thomas Buarøy, Rachelle Collette, Bulat Kerimov, Prasanna Mohan Doss, Tone Merete Muthanna, and Ronny Didrik Pedersen.

Hydraulic lab at NTNU: Thai Mai, and Geir Tesaker.

Their expertise, support, and dedication were instrumental in the successful execution of this study.

References

Bertrand-Krajewski, J.-L., Clemens-Meyer, F., Lepot, M. (Eds.), (2021). Metrology in Urban Drainage and Stormwater Management: Plug and Pray. IWA Publishing. https://doi.org/10.2166/9781789060119

Beheshti, M., Sægrov, S., Ugarelli, R., (2015). Infiltration/ Inflow Assessment and Detection in Urban Sewer System. Vann 01, 24–34.

Beheshti, M., Sægrov, S. (2018) Sustainability assessment in strategic management of wastewater transport system: A case study in Trondheim, Norway. Urban Water Journal 15(1):1–8. https://doi.org/10.1080/1573062X.2017.1363253

Bentes, I., Silva, D., Vieira, C., & Matos, C. (2022). Inflow Quantification in Urban Sewer Networks. Hydrology, 9(4), 52. https://doi.org/10.3390/hydrology9040052

Bogusławski, B., Sobczak, P., & Głowacka, A. (2022). Assessment of extraneous water inflow in separate sewerage system by different quantitative methods. Applied Water Science, 12(12), 278. https://doi.org/10.1007/s13201-022-01793-2

De Bénédittis, J., & Bertrand-Krajewski, J. L. (2005). Infiltration in sewer systems: comparison of measurement methods. Water Science and technology, 52(3), 219-227. https://doi.org/10.2166/wst.2005.0079

De Ville, N., Le, H. M., Schmidt, L., & Verbanck, M. A. (2017). Data-mining analysis of in-sewer infiltration patterns: seasonal characteristics of clear water seepage into Brussels main sewers. Urban Water Journal, 14(10), 1090-1096. https://doi.org/10.1080/1573062X.2017.1363252

EPA. Rainfall Induced Infiltration into Sewer Systems: Report to Congress; U.S. Environmental Protection Agency, Office of Water: Washington, DC, USA, 1990. Available online: https://nepis.epa.gov (Accessed January 1, 2024).

EU Commission (2024). Directive of the european parliament and of the council concerning urban wastewater treatment (recast). https://data.consilium.europa. eu/doc/document/PE-85-2024-INIT/en/pdf. (Accessed November 20, 2024).

Flores, G. (2015). A stochastic model for sewer base flows using Monte Carlo simulation. Doctoral dissertation, Stellenbosch: Stellenbosch University.

Hey, G., Jönsson, K., & Mattsson, A. (2016). The impact of infiltration and inflow on wastewater treatment plants: A case study in Sweden. VA-Teknik Sodra, Rapport Nr. 06.

Jørgensen, T.L., Rostad, M., 2022. bedreVANN –resultater 2022. Tilstandsvurdering av kommunale vannog avløpstjenester. Norsk Vann BA, Hamar, Norway.

Karpf, C., & Krebs, P. (2013). Modelling of groundwater infiltration into sewer systems. Urban Water Journal, 10(4), 221-229. https://doi.org/10.1080/1573062X.2012.724077

Li, J., Sharma, K., Liu, Y., Jiang, G., & Yuan, Z. (2019). Real-time prediction of rain-impacted sewage flow for on-line control of chemical dosing in sewers. Water research, 149, 311-321. https://doi.org/10.1016/j.watres.2018.11.021

MassDEP. Guidelines for Performing Infiltration/Inflow Analyses and Sewer System Evaluation Surveys; Commonwealth and Massachusetts Department of Environmental Protection: Boston, MA, USA, 2017. Available online: https://www.mass.gov/doc/guidelinesfor-performing-infiltrationinflow-analyses-and-sewersystem-evaluation-surveys/download (accessed January 1, 2024).

Mohan Doss, P., Roghani, B., Bosco, C., Abdalla, E.M.H., Rokstad, M.M., Tscheikner-Gratl, F., 2024. Sewer Network and Smart Water Meter Data for Modelling and Analysis of Water Distribution and Sewer Networks. https://doi.org/10.5281/zenodo.14001028

Norsk Vann Rapport 255, 2020. Bærekraftig fremmedvannsandel – modell for vurdering av riktig nivå. Norsk Vann BA, Hamar, Norway.

Pangle, L. A., Diem, J. E., Milligan, R., Adams, E., & Murray, A. (2022). Contextualizing inflow and infiltration within the streamflow regime of urban watersheds. Water Resources Research, 58(1), e2021WR030406. https://doi.org/10.1029/2021WR030406

Rehan, R., Knight, M. A., Unger, A. J., & Haas, C. T. (2014). Financially sustainable management strategies for urban wastewater collection infrastructure–development of a system dynamics model. Tunnelling and Underground Space Technology, 39, 116-129. https://doi.org/10.1016/j.tust.2012.12.003

Skagsoset, C., 2023. Quantifying Infiltration and Inflow in Data-Scarce Environments: Possibilities and Cobenefits for Municipalities (Master). Norwegian University of Science and Technology, Trondheim, Norway. https://hdl.handle.net/11250/3092492

Skagsoset, C. (2023). Quantifying Infiltration and Inflow in Data-Scarce Environments (Master's thesis, NTNU).

Sola K, J., Bjerkholt, J. T., Lindholm, O. G., & Ratnaweera, H. (2018). Infiltration and inflow (I/I) to wastewater systems in Norway, Sweden, Denmark, and Finland. Water. https://doi.org/10.3390/w10111696

Sola, K. J., Bjerkholt, J. T., Lindholm, O. G., & Ratnaweera, H. (2020). Analysing consequences of infiltration and inflow water (I/I-water) using cost-benefit analyses. Water Science and Technology, 82(7), 1312-1326. https://doi.org/10.2166/wst.2020.395

Vallabhaneni, S., Lai, F. H., Chan, C., Burgess, E. H., & Field, R. (2008). SSOAP—a USEPA toolbox for SSO analysis and control planning. In World Environmental and Water Resources Congress 2008: Ahupua’A (pp. 1-10).

Weiss, G., Brombach, H., & Haller, B. (2002). Infiltration and inflow in combined sewer systems: long-term analysis. Water Science and technology, 45(7), 11-19. https://doi.org/10.2166/wst.2002.0112

Ye, L., Qian, Y., Zhu, D. Z., & Huang, B. (2023). Inflow and infiltration assessment of a prototype sanitary sewer network in a coastal city in China. Water Science & Technology, 88(11), 2940-2954. https://doi.org/10.2166/wst.2023.386

Yuan, Z., Olsson, G., Cardell-Oliver, R., van Schagen, K., Marchi, A., Deletic, A., ... & Jiang, G. (2019). Sweating the assets–the role of instrumentation, control and automation in urban water systems. Water research, 155, 381-402. https://doi.org/10.1016/j.watres.2019.02.034

Zhang, M., Liu, Y., Dong, Q., Hong, Y., Huang, X., Shi, H., & Yuan, Z. (2018). Estimating rainfall-induced inflow and infiltration in a sanitary sewer system based on water quality modelling: which parameter to use?. Environmental Science: Water Research & Technology, 4(3), 385-393. https://doi.org/10.1039/C7EW00371D

RETNINGSLINJER FOR ARTIKLER SOM SKAL FAGFELLEVURDERES FOR PUBLISERING I VANN

For innsendte artikler som skal fagfellevurderes, gjelder følgende:

1. Artikler som skal fagfellevurderes, skal være av vitenskapelig kvalitet. Dette innebærer at artikkelen må presentere ny innsikt i en form som gjør resultatene etterprøvbare og anvendelige i ny forskning. Artikkelen må ha språk og fremstillingsform som gjør den tilgjengelig for forskere som kan ha interesse av den. Artikler som tidligere er publiserte i andre tidsskrifter vil normalt ikke bli akseptert.

2. Artikler skal starte med tittel og enkel biografi slik:

Forsuring av havet

Av Einar G. Hansen

Einar G. Hansen er cand.real. i oseanografi og forsker ved NIVA.

3. Artikkellengde og sammendrag/summary skal ikke være mer enn 25 000 tegn med mellomrom eller 4000 ord ved ordtelling. Artikler skal ha sammendrag av lengde høyst 150 ord, som skal gjengi hovedbudskapet i artikkelen. Artikler på norsk skal ha kort engelsk ”summary” først, i tillegg til norsk sammendrag.

Tittelen på artikkelen skal gjentas på engelsk i starten av summary. Artikler på engelsk skal ha kort norsk ”sammendrag” først, i tillegg til engelsk ”summary”. Tittelen på artikkelen skal gjentas på norsk i starten av sammendrag.

4. Artikler skal leveres redaksjonen som Word-filer. I tekstfilen skal det markeres hvor figurer skal plasseres med figurnummer og figurtekst. Figurer, illustrasjoner, bilder må være av høy kvalitet og leveres som egne filer. Diagrammer, grafer, illustrasjoner produsert i Excel og PowerPoint leveres i originalformat. Illustrasjoner generert som vektorgrafikk (i eps, adobe illustrator e.l), leveres i originalformat, alternativt i høyoppløselig jpeg-format. Fotografier bør ha høyest mulig oppløsning i jpeg-format, fortrinnsvis originalfiler fra kamera. Skanner du inn illustrasjoner bør originalen være av god kvalitet og skannerinnstillingen minst 300 DPI (punkter per tomme) og med farger.

5. Alle påstander og referater av fakta skal ha referanser i egen referanseliste. Det samme gjelder for referert faglitteratur. Referansene skal være ordnet alfabetisk etter forfatternavn. Anerkjennelse av bidragsytere (acknowledgements) til arbeidet plasseres sist i artikkelen før referansene.

6. Det gjelder særskilte frister for artikler som skal fagfellevurderes. Disse er hhv. 1. januar, 1. april, 1. juli og 15. september av hensyn til fagfellevurderingen.

7. Innsendte artikler vil bli fagfellevurdert av minst to eksterne fagfeller innenfor det aktuelle fagfelt. Forfatteren(e) oppfordres til å foreslå kvalifiserte fagfeller, men redaksjonskomiteen står fritt i valget av fagfeller.

Aquateam COWI AS er et forskningsselskap innen vann- og miljøsektoren. Vi driver uavhengig anvendt forskning med støtte fra COWIfonden i tillegg til oppdragsforskning og utviklingsarbeid, og samarbeider med ledende universitetsmiljøer og andre forskningsinstitusjoner.

KONTAKT ADDRESS

Daglig leder

Hanne Bonge-Hansen Karvesvingen 2, 0579 Oslo +47 977 32 342 htbo@aquateam.no aquateamcowi.no

POWERING YOUR 360° SOLUTIONS

COWI is a leading consulting group that creates value for customers, people and society through our 360° approach. We tackle challenges from many vantage points to create coherent solutions for our customers.

Bedre forståelse av den hydrologiske ytelsen til blågrønne tak under vinterforhold

Av Noëlie Maurin, Elhadi H. M. Abdalla, Tone Merete Muthanna, Edvard Sivertsen

Noëlie Maurin (M.Sc.) er master of science ved SINTEF Community.

Elhadi Mohsen Hassan Abdalla (Ph.D) er forsker ved SINTEF Community.

Tone M. Muthanna (Ph.D) er professor ved NTNU.

Edvard Sivertsen (Dr. ing.) er seniorforsker ved SINTEF Community.

Summary

Understanding the hydrological performance of green and grey roofs during winter in cold climate regions. In this study, we have studied the hydrological performance of blue-green roofs under winter conditions. We have used data from the Høvringen test field outside Trondheim, which was established and operated by Klima 2050 in the period 2017-2023. We used the snow routine in the HBV model to model snow accumulation and snowmelt and combined it with reservoir routing models to model runoff from the various roof configurations. The combined conceptual hydrological model simulated the dynamics of snow accumulation and melting of blue-green roofs satisfactorily so that the model was used to identify and separate the different events that occur in winter (snowmelt, precipitation only, rain-on-snow). The results showed that rain-onsnow events have a longer duration compared to other events, including precipitation events in summer. Consequently, rain-on-snow events provide a higher amount of runoff to roofs compared to summer precipitation events, even though summer events have a higher intensity. Furthermore, the results showed that the reduction in peak runoff is lower in winter compared to summer events but compared to peak runoff

from a regular black roof, it is also significant in winter.

Sammendrag

I denne studien har vi studert den hydrologiske ytelsen til blågrønne tak under vinterforhold. Vi har benyttet data fra Høvringen testfelt utenfor Trondheim som ble etablert og driftet av Klima 2050 i perioden 2017-2023. Vi brukte snørutinen i HBV-modellen til å modellere snøakkumulering og snøsmelting og kombinerte denne med reservoarrutingsmodeller for å modellere avrenning fra de ulike takkonfigurasjonene. Den kombinerte hydrologiske modellen simulerte dynamikken til snøakkumulering og smelting av blågrønne tak tilfredsstillende slik at modellen ble brukt til å identifisere og skille forskjellige hendelsene som opptrer om vinteren (snøsmelting, kun nedbør, regn-på-snø). Resultatene viste at regn-på-snøhendelser har lengre varighet sammenlignet med andre hendelser, inkludert nedbørshendelser om sommeren. Følgelig gir regn-på-snøhendelser en høyere mengde avrenning fra snølaget til takene sammenlignet med rene nedbørshendelser om sommeren, til tross for at sommerhendelser har høyere intensitet. Videre viste resultatene at

reduksjon i spissavrenning er lavere om vinteren sammenlignet med sommerhendelser, men sammenlignet med spissavrenning fra vanlig svart tak om er den betydelig også om vinteren.

Innledning

Blågrønne tak, det vil si ekstensive grønne tak som har ekstra underlag for å øke forbruket og forlenge forsinkelsen av overvann, kan gi et viktig bidrag til overvannshåndteringen i urbane områder. Forskningssenteret Klima 2050 etablerte tre fullskala blågrønne tak på Høvringen utenfor Trondheim som utgangpunkt for forskning på den hydrologiske ytelsen av slike tak. Vi presenterte kort hovedfunnene i en artikkel i Vann (Sivertsen mfl. 2023), der resultatene utelukkende fokuserte på ytelsen i snø- og frostfrie perioder. I etterkant av at forsøksanlegget på Høvringen ble avsluttet, har vi analysert dataene fra snø- og frostperioder.

Det finnes kun et begrenset omfang av studier som har undersøkt den hydrologiske ytelsen til blågrønne tak under vinterforhold. Nylig presenterte Braskerud og Paus (2023) en oppsummering av vinterfunksjonen til ekstensive grønne tak. Basert på observasjoner gjennom 11 år er hovedkonklusjonene at ekstensive grønne tak reduserer volumavrenningen i snødekte perioder med mellom 16-31% og at de 1% høyeste avrenningsintensitetene under forhold med snødekke er høyere enn de 1% høyeste avrenningsintensitetene under sommerforhold. Med andre ord har ekstensive grønne tak en betydelig retensjon for fordrøyningseffekt selv under vinterforhold.

Forbedret forståelse av vinterytelsen til blågrønne tak er viktig for å kunne utvikle nøyaktige hydrologiske modeller for vinterforhold. Tilstrekkelig nøyaktig hydrologiske modeller som predikerer avrenning under snø- og frostperioder er viktig av flere grunner. Det en kjent at det i regioner med kaldt klima er regn-på-snø hendelser som gir utfordrende forhold for overvannshåndteringen i urbane områder og det å kunne forutsi avrenningen fra blågrønne tak og i hvilken grad denne løsningen opprettholder sin overvannsfunksjon vil være viktig. Nøy-

aktige modeller av ytelsen til blågrønne tak vil også bidra til bedre planlegging og dimensjonering av overvannshåndteringen for et område. Videre vil hydrologiske modeller som gjengir avrenningen under vinterforhold være spesielt viktig for Norge, der fremtidige værscenarier forutser økt nedbør, endret nedbørsmønster og hyppigere fryse-tine sykluser som følge av klimaendringen.

Denne artikkelen oppsummerer noen hovedresultater fra en nylig publisert vitenskapelig artikkel (Maurin mfl. 2024). Studien bygger på 8 års med drift av blågrønne tak på Høvringen med fokus på å forstå bedre den hydrologiske ytelsen til blågrønne tak under vinterforhold. Vår hypotese er at avrenning fra selve snølaget på taket er uavhengig av om taket er et vanlig svart tak eller blågrønt tak og kun avhengig av lufttemperaturen og snølagets tilstand (fraksjon av fast stoff / væske).

Studien hadde følgende spesifikke mål:

• Etablere og vurdere egnethet til en kombinert hydrologisk modell for å simulere snøakkumulering og -smelting og avrenning fra tak under vinterforhold.

• Utvikle en metode for å kategorisere ulike typer vinterhendelser (regn, regn-på-snø, snøsmelting).

• For vinterforhold, sammenligne den hydrologiske ytelsen til blågrønne tak med vanlig svart tak.

Materialer og metode

Datafangst

Studien baserer seg på data samlet inn ved Høvringen testfelt utenfor Trondheim i perioden 2017-2023. Høvringen testfelt består av tre separate testfelt der felt 2 i hele perioden har vært et vanlig kompakt tak med svart asfalt tekking som er benyttet som referanse. Løsningene i felt 1 og 3 har variert og det er testet totalt seks ulike blågrønne takløsninger, se Sivertsen mfl. (2023) for nærmere beskrivelse av de ulike takkonfigurasjonene.

Meteorologiske data (nedbør, lufttemperatur, vindhastighet og -retning og luftfuktighet) ble samlet inn med et minutts tidsoppløsning.

Avrenning fra hvert av testfeltene og overflatetemperatur (temperatur mellom takmembran og geotekstil) ble også samlet inn med et minutts tidsoppløsning. I tillegg ble det tatt bilder av hvert av de tre takene hver time. For mer informasjon om datainnsamling, se Maurin mfl. (2024).

Kombinert hydrologisk modell for snøakkumulering og -smelting og avrenning fra tak Figur 1 illustrer sammenhengen til den kombinerte hydrologiske modellen som er utviklet i studien. Modellen benytter snørutinen til Hydro-

logiska Byrans avdeling for Vattenbalans (HBV)modellen for å modellere snøakkumulering og snøsmelting på taket. Basert på utetemperatur så vil nedbør enten komme som regn eller snø og det foregår en kontinuerlig smelte/fryseprosess i snølaget. I snølaget er forholdet mellom snø og vann en viktig faktor for å beskrive tilstanden til snølaget, som også vil påvirke snølagets kapasitet til å holde på vann før det gir avrenning. På et gitt tidspunkt er forholdene slik at snølaget gir avrenning til taket, der denne størrelsen angis som Mr (Figur 1 A).

Figur 1. Illustrasjon av den kombinerte hydrologiske modellen for snøakkumulering og -smelting (A) og avrenning fra vanlig svart tak (B) og blågrønne tak (C).

Figur 2. Eksempel på kalibrerte og validerte resultater av den kombinerte hydrologiske modellen. A-1 viser resultater for kalibreringsperioden, mens B-1 og C-1 viser resultater fra to uavhengige valideringsperioder. A-2, B-2 og C-2 viser tilhørende akkumulerte verdier for nedbør, observert og simulert avrenning.

Når snølaget gir avrenning til et tak modelleres avrenningen fra taket (Q), med reservoarrutingsmodeller med varierende grad av kompleksitet avhengig av takkonfigurasjonen. Modellen for et svart tak (Figur 1 B) har kun en enkel midlertidig vannlagringskapasitet som forsinker avrenningen, mens for de ulike blågrønne takene er det benyttet to tanker i serie som representerer henholdsvis substrat og dreneringslag (Figur 1 C). For detaljer henvises den interesserte leser til Maurin mfl. (2024), her er alle ligninger, parametere og kalibrerings- og valideringsperioder presentert.

Metode for å karakterisere vinterhendelser

For å skille ulike vinterhendelser utviklet vi en metodikk ved bruk av temperatur og tid for å dele en nedbørstidsserie om vinteren i separate hendelser. Det er naturlig å dele vinterhendelsene inn i tre typer hendelser som følger:

• Regnhendelse: summen av Mr er lik summen av nedbør.

• Snøsmeltehendelse: summen av Mr er større enn 0, mens summen av nedbør er 0.

• Regn-på-snø hendelse: summen av Mr > summen av nedbør > 0, det vil si det regner og snøen smelter samtidig.

Figur 3. Målinger og modellerte resultater for en snødekt periode mellom november – desember 2019. 1) Nedbør, 2) smeltet vann som forlater snølaget til taket (Mr), 3) snøekvivalent, 4) avrenning fra taket. Nedbørs- og avrenningsdata er målte verdier, mens snørutinen i HBV-modellen estimerer vanninnhold i snøen og avrenning fra snølaget (Mr). Se teksten for forklaring på A-D og P1-P4.

For å skille to vinterhendelser fra hverandre krevde vi at vann som forlater snølaget (Mr) er 0 over en periode på 6 timer som tilsvarer 6 timer nedbørsopphold for å skille to regnhendelser under sommerforhold. Vinter- og sommerhendelser med mengde mindre enn 2 mm er utelatt fra analysen.

Indikatorer for hydrologisk ytelse

Redusert spissavrenning (det vil si den maksimale avrenningen fra taket for en gitt hendelse) og retensjon er benyttet som indikatorer for den hydrologiske ytelsen for å sammenligne ytelsen mellom vintermåneder og sommermåneder. Vintermåneder er i denne studien definert som måneder som har registrert snøsmelte- og regn-

Figur 4. Bilder av de tre testfeltene under ved ulike tidspunkt under en vinterhendelse. Se teksten for nærmere forklaring.

på-snø hendelser, mens sommermåneder er tilsvarende definert som måneder uten slike hendelser.

Resultater og diskusjon

Kalibrering og validering av den kombinert hydrologiske modellen

Figur 2 viser et eksempel på kalibrering og validering av den kombinerte hydrologiske modellen inkludert snøakkumulering og -smelting for en av takkonfigurasjonene. I figuren viser A-1 observert og kalibrert avrenning for kalibreringsperioden, mens B-1 og C-1 viser observert og modellert avrenning for to uavhengige valideringsperioder. A-2, B-2 og C-2 viser tilhørende akkumulerte verdier for nedbør, observert og simulert avrenning. Modellen for det svarte

taket oppnådde en Kling-Gupta effektivitet (KGE) på 0.87 på kalibreringen og en KGE større enn 0.75 på validering noe som tilsier en god modell. For de blågrønne takene varierte den kalibrerte KGE-verdien for modellene mellom 0.77 og 0.89, mens validerte verdien varierte mellom 0.64 og 0.92. Konklusjonen er at nøyaktigheten til den kombinerte modellen er tilfredsstillende med tanke på å modellere avrenning fra blågrønne tak under vinterforhold.

Vinterhendelser

Den kalibrerte snørutinen i HBV-modellen ble brukt til å karakterisere en snødekt periode som fant sted mellom november og desember 2019. Figur 3 viser resultater for denne perioden der graf 1 viser målt nedbør, graf 2 viser modellert

Figur 5. Egenskapene til regnhendelser, snøsmeltehendelser og regn-på-snøhendelser som funksjon av måned. Data fra Høringen, Trondheim i tidsrommet 2017-2023.

mengde vann som forlater snølaget til taket (Mr), graf 3 viser snøekvivalent og graf 4 viser målt avrenning fra takutløpet. Ved å benytte definisjonen av ulike hendelser er det identifi-

sert tre regn-på-snø-hendelser (A, C, D) og én smeltehendelse (B) som er markert med vertikale fargebånd i figuren. Figur 4 viser bilder av de tre takene på de fire tidspunktene som er

markert i Figur 3 (P1-P4). Tilsvarende analyser ble utført på alle dataene fra Høvringen som er samlet inn i tidsrommet 2017-2023 for å identifisere ulike hendelser.

Den hydrologiske ytelsen til blågrønne tak under vinterforhold

Basert på definisjonen av hendelser gitt i kapitel «Materialer og Metoder» og de validerte kombinerte hydrologiske modellene er dataene fra Høvringen testfelt analysert og ulike typer hendelser er identifisert. Figur 5 viser statistikk over mengde, varighet, gjennomsnittlig intensitet og maksimum intensitet for ulike typer hendelser som er identifisert, der hendelsene er sortert etter måned. I juni til september er det bare registrert regnhendelser og disse månedene er derfor kategorisert som sommermåneder. Mai, oktober og november har i tillegg til regnhendelser også regn-på-snø hendelser, mens de øvrige månedene har alle tre typer hendelser. Disse månedene er derfor i denne studien definert som vintermåneder. En viktig observasjon fra Figur 5 er at regn-på-snø hendelser har lenger varighet sammenlignet med andre typer hendelser, noe som gir større avrenning fra snølaget til taket. Dette også sammenlignet med sommerhendelser, selv om sommerhendelser har høyere gjennomsnittlig og maksimum intensiteter.

Figur 6 viser statistikk over retensjon per hendelse og reduksjon i spissavrenning for ulike blågrønne takkonfigurasjoner som funksjon av type hendelse og vinter-/sommermåneder. Fra denne figuren ser vi at det er stor variasjon i retensjon per hendelse for regnhendelser og regn-på-snøhendelser, men at regnhendelser har noe større retensjon på sommermåneder sammenlignet med vintermåneder. Snøsmeltehendelser har mindre variasjon og større retensjon noe som kan forklares med at dette er hendelser med lite mengde og kort varighet (med unntak av april). Regn-på-snøhendelser har minst retensjon av alle typer hendelser.

Videre viser Figur 6 at reduksjonen i spissavrenning er høy for alle takkonfigurasjonene i sommermånedene med verdier godt over 80%,

noe som er sammenlignbart med øvrig litteratur. Det er noe variasjon i dataene, men dette kan forklares med forskjeller i de ulike takkonfigurasjonene. Videre kan vi observere at reduksjonen i spissavrenning for regnhendelser og snøsmeltehendelser i vintermånedene er sammenlignbar med reduksjonen i spissavrenning observert i sommermånedene, mens regn-påsnøhendelser har vesentlig lavere reduksjon i spissavrenningen. Dette er spesielt synlig for generasjon 1 – tak 3, som består av sedum og en tynn detensjonsmatte. Dette kan muligens forklares med delvis frysing av takflater og redusert lagringskapasitet til takene under regn-på-snøhendelser, noe som kan observeres i Figur 4 tidspunkt P4.

Figur 7 viser statistikk for spissavrenning fra de ulike takkonfigurasjoner som funksjon av ulik type hendelse og sommer-/vintermåneder. Merk skalaen på y-aksen. En viktig observasjon her er at alle de blågrønne takkonfigurasjonene (tak 1 og tak 3) viser en betydelig lavere spissavrenning enn vanlig svart tak (tak 2). Dette er viktig dokumentasjon i forhold til at blågrønne tak også har en funksjon om vinteren. En annen observasjon er at spissavrenningen er høyest for regn-på-snøhendelser, noe som støtter oppfatningen om at regn-på-snøhendelser har en tendens til å forårsake større skade enn andre typer hendelser. En forklaring på dette er at snø har en betydelig lagringskapasitet for vann, men på et gitt tidspunkt vil oppsamlet vann frigjøres av regn.

Implikasjon for overvannshåndtering i kaldt klima

Funnene fra denne studien indikerer at blågrønne tak viser dårligst hydrologiske ytelse under regn-på-snøhendelser sammenlignet med regnhendelser og snøsmeltehendelser. Regn-påsnøhendelser er preget av lengre varighet og høyere vannmengder, noe som fører til høy spissavrenning fra takene. Sammenlignet med sommerhendelser, gir regn-på-snøhendelser høyere spissavrenning, til tross for at sommerhendelser har høyere intensitet. Dagens designpraksis for blågrønne tak benytter sommer-

Figur 6. Retensjon per hendelse (A) og reduksjon i spissavrenning for ulike blågrønne takkonfigurasjoner som funksjon av type hendelse og vinter-/sommermåneder.

forhold for dimensjonering, noe som kan være utilstrekkelig. Vi anbefaler at også vinterforhold vurderes når slike tak skal designes.

Tykkelsen på det fordrøyende laget til blågrønne tak ble funnet å påvirke den hydrologiske ytelsen. Tykkere fordrøyningslag ble funnet å fungere bedre under vinterforhold, spesielt for regn-på-snøhendelser, enn tynnere fordrøyningslag. Men blågrønne tak uansett tykkelse på det fordrøyende laget håndterer overvannet bedre enn vanlig svart tak.

Konklusjon

Data fra Høvringen testfelt for blågrønne tak er analysert med fokus på vinterdrift av slike tak. Totalt seks ulike blågrønne takkonfigurasjoner i tillegg til vanlig svart tak er testet på Høvringen i tidsrommet 2017-2023.

En kombinert hydrologisk modell som bruker snørutinen i HBV-modellen og ulike reservoarrutingsmodeller ble etablert og funnet velegnethet til å modellere snøakkumulering og -smelting og avrenning fra tak under vinterforhold.

Figur 7. Spissavrenning for ulike takkonfigurasjoner som funksjon ulike typer hendelser og sommer-/ vintermåneder.

Det ble også utviklet en metode for å kategorisere ulike typer vinterhendelser i regnhendelser, snøsmeltingshendelser og regn-på-snøhendelser.

Metodikken ble benyttet på dataene fra Høvringen og tidsserien ble delt inn i hendelser. I tidsrommet juni til september ble det kun observert

regnhendelser, slik at disse månedene ble kategorisert som sommermåneder. I de øvrige månedene ble det observert enten regn-påsnøhendelser og/eller snøsmeltehendelser, slik at disse månedene ble kategorisert som vintermåneder.

Retensjons- og fordrøyningsegenskapene til de blågrønne takkonfigurasjonene som er undersøkt ble funnet å være lavere om vinteren sammenlignet med sommeren. Imidlertid viste en sammenligning av den hydrologiske ytelsen til blågrønne tak med vanlig svart tak at blågrønne tak har en betydelig evne til å håndtere overvann også om vinteren. Det er også verdt å merke seg at regn-på-snøhendelser har betydelig lengre varighet sammenlignet med andre typer hendelser noe som resulterer i høyere spissavrenning fra taket om vinteren sammenlignet med spissavrenning om sommeren til tross for at sistnevnte har høyere nedbørinten-

Referanser

Braskerud, B.C. & K.H. Paus (2023) Avrenning fra ekstensive grønne tak i snødekte perioder. Vann 01/2023 s 71-76

Maurin, N., Abdalla, E.H.M., Muthanna, T.M., Sivertsen, E. (2024) Understanding the hydrological performance of green and grey roofs during winter in cold climate regions. Sci. Total Environ. 945, 174132. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.174132

Sivertsen E, Maurin N, Time B & Muthanna TM (2023) Klima 2050 og testing av blågrønne tak på Høvringen. Vann 03/2023 s 199 - 207

Vann- og miljøteknikk

Vann er verdens viktigste næringsmiddel.

Vann handler om trygg og energiøkonomisk vannforsyning og rent vann i krana; om kostnadseffektive og driftsvennlige anlegg

Vann er også noe mer, det er en ressurs for estetiske opplevelser, for lek og rekreasjon.

Dessuten skal det temmes.

Våre tjenester:

Vannbehandling / Vannmiljø / Grunnvarme / VA-modellering / Overvannshåndtering / No Dig / Forurenset grunn / Skred / VA-transportsystemer / Hydrologi og vassdragsteknikk / Avløpsrensing / Avfall og renovasjon / VA-planer og forvaltning / Grunnvann og hydrogeologi / Ingeniørgeologi asplanviak.no

International Conference on Urban Drainage (ICUD) 2024: Noen høydepunkter fra konferansen

Av Isabel Seifert-Dähnn1, Astha Bista1,2, Kim Haukeland Paus2 , Vegard Nilsen2, Bardia Roghani2, Abbas Roozbahani2, Noëlie Maurin3 , Camillo Bosco3, Franz Tscheikner-Gratl4, Marius Møller Rokstad4 , Spyros Pritsis4 and Thomas Meyn4

1 Norwegian Institute for Water Research (NIVA), Seksjon Vann og Samfunn, Oslo, Norway.

2 Norwegian University of Life Sciences (NMBU), Department of Building and Environmental Technology, Ås, Norway.

3 SINTEF Community, Infrastructure, Trondheim, Norway.

4 Norwegian University of Science and Technology (NTNU), Department of Civil and Environmental Engineering, Trondheim, Norway.

Summary

The International Conference on Urban Drainage 2024: Some highlights from the conference. The conference was held in Delft in the Netherlands. Interesting key-note speeches, talks and posters, covered traditional stormwater and sewage treatment, but also use of green infrastructure and detection of emerging pollutants and other challenges. Modelling studies, performance and monitoring of drainage and stormwater infrastructure, hydrodynamic as well as pollution dynamics were among the topics addressed at the conference. There was a strong advocacy for more and better observation data, especially for green infrastructure, but also to calibrate stormwater models. Green infrastructure has become a complementary measure to traditional grey stormwater solutions and requires similar strategies concerning its operation and maintenance.

Sammendrag

Den internasjonale konferansen om Urban Drainage 2024 ble avholdt i Delft i Nederland.

Konferansen besto av interessante hovedinnlegg, foredrag og postere som dekket tradisjonell overvanns- og kloakkrensing, men også bruk av grønn infrastruktur, deteksjon av nye forurensende stoffer og andre utfordringer. Modelleringsstudier, ytelse og overvåking av avløps- og overvannsinfrastruktur, hydrodynamikk og forurensningsdynamikk var blant temaene som ble tatt opp på konferansen. Det var et sterkt ønske om mer og bedre observasjonsdata, spesielt for grønn infrastruktur, men også for å kalibrere overvannsmodeller. Grønn infrastruktur har blitt et supplement til tradisjonelle grå overvannsløsninger og krever tilsvarende systemer for oppfølging av drift og vedlikehold.

Innledning

Omtrent hvert tredje år organiserer Joint Committee Urban Drainage (JCUD) som er et samarbeid mellom IWA (International Water Association) og IAHR (International Association for Hydro-Environment Engineering and Research) en egen konferanse dedikert kun på

urban avrenning - International Conference on Urban Drainage. I juni 2024 ble konferansen avholdt i Delft i Nederland og flere deltagere fra Norge fikk presentere sin egen forskning, men lot seg også inspirere fra internasjonal forskning på urban avrenning. Med denne artikkelen ønsker forfatterne, som deltok på konferansen, å dele noen høydepunkter og innsikter fra konferansen med flere norske avløps- og overvannsentusiaster. Vi presenterer spennende forskning relatert til design, bygging og ytelse av overvannstiltak inkludert grønn infrastruktur, viser resultater fra både modellerings- og observasjonsstudier, belyser hydraulisk ytelse og vannkvalitetsaspekter av overvann og fremsnakker nye tilnærminger for forvaltning av infrastruktur for overvann (asset management).

Design og bygging av overvannstiltak

Multifunksjonelle fordeler av grønn overvannsinfrastruktur

Grønn infrastruktur (GI) har et stort potensial for å gi multifunksjonelle fordeler på økologiske, sosiale og økonomiske områder. Disse fordelene blir ofte først tatt hensyn til etter at GI-ene er installert, og blir dermed ikke tatt godt nok hensyn til ved prosjektering og bygging (Cook et al., 2024). Dette kan føre til at GI ikke gir alle de mange fordelene de lover å gi. Flere mål for bærekraftig utvikling, strategier for biologisk mangfold og rammeverk for grønn infrastruktur har bidratt til å veilede beslutningstakere i retning av å innlemme sosiale og økologiske komponenter i planleggingen av GI. Det mangler imidlertid fortsatt metoder for å innlemme en mengde informasjon om GI mange funksjoner i planleggingsprosessen.

16th International Conference on Urban Drainage, Delft, June, 2024

such as social justice and noise mitigation, as well as, elements related to water storage, such as tree pits and non-vegetated infiltration systems. The gaps and information shown in Fig 3. can provide practitioners and researchers with an understanding of where there are opportunities for innovation and coordination surrounding multifunctional GI. Overall, a transition to systems thinking that facilitates coordination of multiple objectives during the planning, design, and maintenance stages of GI elements is still needed

Figur 1. Matrise som viser hvor hyppig GI-typene og multifunksjonelle fordeler ble studert I forhold til hverandre (kilde: Cook et al., 2024)

Fig. 3: The Element/Objective matrix of the articles with keywords associated to the15 different GI elements (rows; based on Fig. with respect to articles with keywords associated to the 15 objectives (columns; based on Fig. 2). Greyscale represents the objectives that dominate across a GI element, calculated by normalizing by element. Circle size represents the percent of the objective literature that refers to a GI element.

Conclusions and future work

Lauren M. Cook og medforfatterne presenterte resultater fra en omfattende litteraturgjennomgang hvor de skilte ut 15 typer av GI og 15 multifunksjonelle fordeler. Resultatene (Figur 1) viser hvor ofte de forskjellige GIfordeler ble diskutert for hver type GI og omvendt dvs. hvor hyppig de forskjellige GI-typene ble vurdert for å oppnå en ønsket fordel. Studien viste et skille mellom vannrelaterte GI-typer som f.eks. konstruerte våtmarker, infiltrasjons og retensjonssystemer og andre særlig urbane GI-typer som f.eks. parker, hager og trær. For den siste gruppen ble GI-fordeler belyst i litteraturen i sin fulle bredde, dvs. de fleste fordeler ble studert. For vannrelatert GI ser man imens at vann-relaterte fordeler særlig relatert til overvanns- og flomhåndtering ble studert hyppig, mens andre fordeler inkludert biologisk mangfold og menneskelig velvære ble studert sjelden. Videre ble det funnet utfordringer med å innlemme sosiale og økologiske fordeler, blant annet pga. mangel på kvantifiseringsmetoder og vanskeligheter med å ta hensyn til ulemper og avveininger.

Usikkerhet ved å bruke kun en enkelt dimensjonerende storm til utforming av overvannstiltak

Studien som ble presentert fra S. Pritsis og kolleger satte søkelys på den utbredte ingeniørpraksisen med å bruke en enkelt dimensjonerende storm - i dette tilfellet en Chicago-hyetograf - som grunnlag for utforming av urbane avløpssystemer (Pritsis et al, 2024). Resultatene tyder på at det nåværende designparadigmet, som ofte overser hyetografens form, ikke garanterer pålitelighet og robusthet i urbane dreneringssystemer. Ved å ta hensyn til ulike former og mønstre i designprosessen kan ingeniører skape systemer som er mer robuste mot ulike typer nedbørshendelser. Datasettet som ble brukt i denne studien, ble laget av masterstudenter ved NTNU som fikk i oppgave å designe et urbant avløpssystem for et nybygd urbant nedbørsfelt. Denne forskningen viser hvor viktig det er å revurdere etablert praksis innen ingeniørfagene for å forbedre robustheten til kritisk infrastruk-

tur i møte med uforutsigbare værmønstre og klimaendringer. Presentasjonen på konferansen utløste verdifulle diskusjoner, og understreket nødvendigheten av kontinuerlig utvikling innen design av urban infrastruktur. Denne typen diskusjoner bør også være mer fremtredende på nasjonalt nivå, siden det er på dette nivået at retningslinjene for utforming utarbeides.

Utforming av innløp er viktig for å fange mest overvann

Grønne fordrøynings- eller bioretensjonstiltak betjener vanligvis et nedbørsfelt som er større enn deres eget område. Formen på innløpspunktene for overvann til systemet påvirker mengden vann som kommer inn i dem som en brøkdel av den totale vannføringen, noe som er avgjørende for den samlede ytelsen til fordrøyningssystemet (Hosseiny et al., 2022). S. De-Ville presenterte en studie hvor man ønsket å fastslå i hvilken grad ulike variasjoner i utformingen av inntakene utenfor fotavtrykket til kantsteinen påvirker inntakseffektiviteten til fordrøyningsanlegg. Det ble bygget en testrigg hvor man kunne teste fem innløpsdesign (en kontrollbasert kantstein, et 5 mm fall foran innløpet, en teksturert kantstein i kryssfiner og en V-skål med et 10 mm fall i V-form (Figur 2) for evaluering opp mot gjeldende praksis i bransjen (kontrolldesign). Ulike nedbørsfeltgradienter (1:15, 1:40 og 1:60) og innkommende strømningshastigheter fra 0,1 l/s til 1,5 l/s ble brukt som et surrogat for nedbørintensitet og nedbørsfeltareal.

Resultatene viser at innløpseffektiviteten synker med økende strømning og brattere langsgående gradient for hver innløpsdesign. Den grunnleggende kontrollutformingen oppnådde en effektivitet på 46,7 %, mens innløpsutformingen med V-skål klarte å fange opp 96,9 % av vannstrømmen langs veikanten. Innløpsdesign der forkleet er lavere enn veibanen, var mest vellykket når det gjaldt å lede vann inn i innløpet på grunn av dannelsen av et hydraulisk hopp. Disse resultatene viser at antagelsen om 100 % innløpseffektivitet, som er vanlig i ingeniørpraksis, er ugyldig, og at beskjedne

these flow rates can flexibly represent a variety of catchment sizes, rainfall intensities and times-ofconcentration. Actual flow rates applied to the test rig were monitored with an upstream flow meter and confirmed via mass balance with collected runoff volumes.

1.

2 a) Den fysiske modelltestriggen med kontrollinnløpet installert under en strømningstest med 30 liters oppsamlingskar på plass. Plan og oppriss av de fire innløpsdesignene: b) Kontroll c) 5 mm dråpe d) Teksturerte seter e) V-skål. (Kilde: S. De-Ville & G. Deeprose)

elevations

endringer i forkleet til et fordrøyningsinntak langs en vei kan forbedre innløpseffektiviteten betydelig.

Redusere arealbehov ved konstruksjon av gjennomstrømningsvåtmarker Gjennomstrømningsvåtmarker (rensevåtmarker som er utformet basert på gjennomstrømningshastighet i stedet for lagringsvolum) brukes ofte i renseanlegg for å redusere næringsstoff- og bakteriebelastningen i avløpsvannet. Våtmarker for overvannsrensing har derimot tradisjonelt blitt utviklet som en variant av overvannsdammer som mottar og lagrer store, episodiske tilførsler som holdes tilbake i flere dager. Den største begrensningen ved tradisjonelle overvannsvåtmarker er den volumetriske rensekapasiteten. Samtidig krever de et stort overflateareal for å behandle dette volumet, og de er ofte dyre å anlegge når de må graves ut for å fange opp grunnvannsspeilet. Begge disse faktorene gjør overvannsvåtmarker mindre populære som rensemetode for overvann enn de burde være, med tanke på hvor effektive de er når det gjelder å forbedre vannkvaliteten.

V. J. Taguchi og kolleger undersøkte to våtmarker med gjennomstrømming av overvann i North Carolina, USA. Den ene våtmark har et passivt innstrømningssystem (gravitasjonsmatet) og ble undersøkt i 2009 og 2010 (Hathaway et

al., 2011). Det andre våtmarksområdet er et aktivt tilsigssystem (pumpedrevet). Mer informasjon om designmetodikk for gjennomstrømningsvåtmark finnes i arbeidet til Merriman et al. (2017). De målte innløps og utløpskonsentrasjoner av totalt Kjeldahl-nitrogen (TKN), nitrat og nitritt (NO2+NO3), ammoniakk (NH3-N), totalfosfor (TP), ortofosfor (Ortho-P) og totalt suspendert sediment (TSS).

Resultater tyder på at det er mulig å oppnå betydelige vannkvalitetsforbedringer i løpet av relativt korte oppholdstider med lav vannføring i gjennomstrømningsvåtmarker. Tiltak blir enda mer effektiv, hvis også mindre vannmengder behandles dvs. ikke bare de store regnskyllene, noe som gjør at en stor del av de årlige overvannsmengdene kan behandles (f.eks. vil en pumpe med en kapasitet på 40 m3 /time være tilstrekkelig til å fange opp 42 % av 25 mm nedbør). I tillegg reduserer konstruksjon av en gjennomstrømmingsvåtmark arealbehovet med 75% sammenlignet med vanlige overvannsdammer og vil dermed også føre til en besparelse i byggekostnadene.

Modellering av overvannsinfrastruktur

På konferansen ble det presentert flere studier som omhandlet modellering av overvannstiltak. Modellering tillater å sammenligne effekten av

Figure

a) The Physical Model Test Rig with the Control inlet design installed during a flow test with 30 litre collection vessels in place Plan and

of the four inlet designs: b) Control c) 5 mm Drop d) Textured Setts e) V-Dish

Figur

forskjellige typer overvannstiltak under forskjellige nedbørshendelser for å finne f.eks. den mest kostnadseffektive løsning. Presentasjonene viste også at simuleringsresultater er avhengig av data som brukes f.eks. oppløsning til høydemodellen, så det er viktig å treffe nøye valg om resultatene skal være mest mulig korrekte.

Modellering av ytelse av overvannssystemer med og uten LOD-tiltak

A. Roozbahani og kolleger presenterte en metode for kvantitativ ytelsesvurdering av overvannssystemer i forhold til ulike kriterier, med og uten implementering av LOD-tiltak (lokal overvannsdisponering). Ytelseskriterier, inkludert pålitelighet, robusthet, sårbarhet og en sammensatt bærekraftsindeks (Roozbahani et al, 2020), ble beregnet for å evaluere systemet under både LOD- og ikke-LOD-scenarioer. Forskerne benyttet en integrert modelleringsmetode ved hjelp av Storm Water Management Model (SWMM) og System for Urban Stormwater Treatment and Analysis Integration (SUSTAIN). SWMM ble brukt til modellering av nedbør og avrenning, og simulerte de hydrologiske prosessene i avløpsnettet under en 10-årsregnhendelse. SUSTAIN-modellen, kombinert med NSGA-IIalgoritmen, ble brukt til kostnadseffektivitetsanalyse og optimalisering av LOD-tiltak.

Casestudien fokuserte på overvannssystemet i distrikt 11 i Teheran kommune i Iran. Dette området, som dekker 2,7 km² med en befolkning på 70 000, har et overvannsnettverk med 321 kanaler som strekker seg over ca. 48 km. Ulike LOD-scenarier, inkludert kombinasjoner av grønne tak, regntønner, fordrøyningsceller, porøse fortau og vegetasjonssumper, ble utviklet og optimalisert. Studien viste at LOD har et betydelig potensial for å forbedre overvannshåndteringen og bærekraften, og fremhever fordelene ved strategisk LOD-implementering i urbane områder (Nazari et al, 2023).

Funnene understreker potensialet som ligger i optimaliserte LOD-praksiser for å forbedre overvannshåndteringen og bærekraften i byer. Den integrerte tilnærmingen som presenteres i denne studien, har et stort potensial for å

optimalisere naturbaserte løsninger og evaluere ytelsen til overvannssystemer også i norske kommuner.

Ytelse til infiltrasjonsgrøfter under ulike nedbørskarakteristikker

Infiltrasjonsgrøfter er utformet for å håndtere mengde og kvalitet på overvannsavrenning fra nærliggende veier og tilknyttede nedbørfelt. De får stadig større oppmerksomhet på grunn av den økte avrenningen fra byer som følge av klimaendringer og rask urbanisering. For overvannshåndtering er det viktig å vurdere ytelse til infiltrasjonsgrøfter under ekstreme forhold for å kvantifisere overflateavrenning, og for å vurdere ytelsen i ”feilmodus”, det vil si utenfor den dimensjonerende kapasiteten. Hydrologiske modeller kan brukes til dette formålet

I studien presentert av C. Bosco ble det brukt en kalibrert modell utviklet i SWMM (Bosco et al. 2023) for å evaluere den hydrologiske ytelsen til infiltrasjonsgrøfter på ulike steder (Hamar, Trondheim og Bergen i Norge og Lisboa i Portugal), som er preget av ulike nedbørsmønstre (dvs. ulike tilførsler) og klima. Simuleringene ble kjørt med timenedbør og temperaturer som var tilgjengelige for perioden 2010 til 2020 for Hamar, Trondheim og Bergen og 2000 til 2010 for Lisboa.

Resultatene fra langtidssimuleringene viser at det ble observert overflateavrenning i Bergen og Trondheim, mens det ikke ble registrert overflateavrenning i Hamar og Lisboa. Nedbørshendelsene i Bergen viser både større mengder og lengre varighet sammenlignet med de andre byene. Grunnvannsnivået i Lisboa var lavere enn gjennomsnittet, i likhet med Hamar, på grunn av det tørrere klimaet og fraværet av snøsmelting. Funnene fra disse langsiktige simuleringene gir verdifull veiledning for å forbedre utformingen av infiltrasjonsgrøfter, tilpasse lagringskapasiteten og nedslagsfeltet til de lokale behovene og optimalisere konstruksjonsegenskapene.

Effekten av bruk av forskjellige høydedata på flomsimulering

Studien som ble presentert av F. Fappiano sammenlignet resultater til flomsimuleringer

ved bruk av digitale høydemodeller med forskjellige oppløsninger. Metoden som er brukt, undersøker hvordan kombinasjoner av modellkompleksitet (1D-2D modeller) og dataoppløsning (2,5,10,20 30,50 m) påvirker risikovurderingen av pluviale flommer. I samsvar med funnene i tidligere studier viste de foreløpige sammenligningsresultatene at en DEM-oppløsning på 5 m eller finere er godt egnet til å forutsi den nøyaktige plasseringen av oversvømte områder. For fareklassifisering ser det ut til at en DEM-oppløsning på 2 m er nødvendig, spesielt for å forutsi fare for små flomhendelser, mens modellkompleksiteten har mindre innvirkning på simuleringsresultatene. Når det gjelder skadeprediksjon, viste DEM-oppløsninger mellom 2 og 5 m lignende resultater.

Er modellene feil?

Investeringer knyttet til overvannsinfrastruktur er ofte kostbart og avhenger typisk av resultater fra modeller. Hvis modellene som benyttes til å ta beslutninger er feil, vil utformingen av systemet trolig også være det. Det er derfor svært legitimt vurdere i hvilken grad modellene viser feil resultater. Den britiske statistikeren George Box uttrykte i 1976 at «alle modeller er feil, men noen er nyttige». I kontekst av overvannsmodeller blir da det praktiske spørsmålet hvor feil de kan være for at de fremdeles er nyttige.

A. N. Pedersen fra VCS Denmark presenterte en ny metode for å øke forståelse av usikkerhet i overvannsmodeller. Pedersen benyttet resultatene fra en digital tvilling for avløpssystemet i Odense som case. Avløpssystemet i Odense består av både separat- og felles-anlegg, og er siden april 2021 utstyrt med totalt 160 nivå-sensorere. Pedersen har utviklet et python-skript som kontinuerlige evaluerer modellen (dvs. sammenlikner data fra den digitale tvillingen opp mot observasjoner) for perioden på ca. 2,5 år. Modell-evalueringen ble blant annet utført gjennom en kategorisk analyse der uønskede hendelser (f.eks. drift i et overløp) ble vurdert gjennom å beregne en såkalt kritisk suksessindeks (CSI):

CSI = TP/(TP+FP+FN)

Der TP er sann positiv (dvs. overløpsdrift foregår både i modellen og i virkeligheten), FP er falsk positiv (dvs. overløpsdrift foregår bare i modellen) og FN er falsk negativ (dvs. overløpsdrift foregår bare i virkeligheten). CSI-verdien vil variere fra 0 (svært dårlig modell) til 1 (perfekt modell).

Av de 114 overløpene i avløpssystemet viser resultatene at kun 5 % ble modellert på en tilfredsstillende måte. Videre hadde 18 % av overløpene for lite data til å kunne evalueres mens hele 77 % av overløpene ga utilfredsstillende resultater i modellen. Generelt viste modellen bedre samsvar med observasjonene for overløp i de mest urbaniserte områdene, men totalt sett må modellen sies å være relativt dårlig per dags dato. Det må nevnes at dette er foreløpige resultater, og at Pedersen har pågående arbeid med å forbedre modellen i fremtiden.

I etterkant av Pedersen sin presentasjon oppstå det en lengre diskusjon knyttet i hvilken grad overvannsmodellene våre er feil. Generelt er det lite observasjonene til kalibrering/validering og modellene benyttes ofte til å ta beslutningsvalg knyttet til ekstremsituasjoner. Slike ekstremsituasjoner inngår normalt ikke i observasjonsperioden og kan derfor sies å være langt utenfor modellens kjente gyldighetsområde. Det er også svært mange modeller å velge mellom som igjen har sine variasjoner i f.eks. hvordan overflateavrenning beregnes. For å bedre forstå hvilke modeller som egner seg til hvilket formål ble det foreslått å gjennomføre en konkurranse i fremtiden. Eksempelvis vil Pedersen kunne tilgjengeliggjøre all informasjon som er nødvendig for å bygge en modell for Odense (dvs. informasjon om avløpsanlegg, personekvivalenter, nedbørfelt, nedbør etc.), i tillegg til et selektivt utvalg av observasjonene (dvs. nivåmålinger). Modellutviklere rundt om i bransjen vil så kunne utvikle egne modeller for Odense (f.eks. SWMM, MIKE, nevrale nettverk etc.). Etter at modellene er utviklet frigis så resten av observasjonene. Disse benyttes til å validere de ulike modellene, samt avgjøre én (eller flere) vinnere. Ideen om å

gjennomføre en slik modell-konkurranse i bransjen kan ha overføringsverdi til Norge der vi i dag både opererer med flere ulike modeller for overvann, og har ulike prosedyrer knyttet til forenklinger, parameter-setting og kalibrering. Resultatet vil ikke bare gi en indikasjon på hvilken modell som egner seg til et bestemt formål, men også kunne gi oss bedre forståelse av styrker og svakheter mellom modeller.

Surrogat-modellering av overvannssystemer

Flere europeiske byer har i dag SWMM-modeller. Dette er imidlertid store og tunge modeller som er svært ressurskrevende å kjøre, og det gjøres derfor stor innsats i å utvikle enklere surrogat-modeller. Eksempelvis presenterte Markus Pichler fra Universitet i Graz en ny metode som omformerer en stor og tung SWMM-modell til en lettere SWMM-modell. Det er her verdt å nevne at Pichler tidligere står bak en svært populær versjon av SWMM som kjøres i Python (Pichler, 2022) og som er fritt tilgjengelig på GitHub. Forenklingen ble i dette tilfelle utført ved å fjerne og/eller aggregere modell-objekter i modellen. Pichler viste i denne sammenheng resultater fra Graz. Den opprinnelige modellen består av over 100 000 delfelt og over 40 000 kummer og ledninger. Pichler viste så at surrogat-modellen opprettholdt samme nøyaktighet på hydrologiske og hydrauliske resultater som den opprinnelige modellen, men stimuleringstiden ble redusert med hele 20 til 45 ganger. Et annet eksempel ble presentert av Alexander Garzón fra Universitet i Delft. For en stor og tung SWMM-modell for Utrecht ble det utviklet en nevral nettverksmodell. Garzón viste at surrogat-modellen klarte å reprodusere resultatene fra den opprinnelige modellen med 95 % presisjon, samtidig som beregningstiden ble betydelig redusert (3 til 17 ganger). Slike surrogat-modeller vil kunne svært nyttige for blant å ta raske beslutninger og ressursoptimalisering i byplanlegging, og/eller som digitale tvillinger og sanntidsstyring.

Ytelse og forvaltning av overvanninfrastruktur

Ytelse av overvannssystemer kan endre seg over tid. Grunnen kan være aldringsprosesser, skader eller andre feilmekanismer. Dette gjelder både den klassiske grå overvannsinfrastrukturen, men liksom grønn overvannsinfrastruktur og LOD-tiltak. For en av de første gangene ble det også arrangert et eget spor på ICUD konferansen som handlet om forvaltning av overvannsinfrastruktur. Dette er betimelig i forbindelse med publiseringen av en ny bok om forvaltning av urban avløpsinfrastruktur (Cherqui et al., 2024) og den økende oppmerksomheten rundt temaet forvaltning av grønn infrastruktur.

Tilstandspoeng for å vurdere ytelsen til grønn infrastruktur i Vancouver Vancouver kommune lanserte i 2019 sin Rain City strategi. I forbindelse med strategien ble det også opprettet en egen gruppe i ingeniøravdelingen som er ansvarlig for grønn infrastruktur. De skal planlegge og bygge grønt infrastruktur som skal realiseres særlig i forbindelse med oppgradering av veiene. Aktuelle anlegg er fordrøyningsbasseng, infiltrasjonsgrøfter, overvannsgrøfter med trær og permeable fortau. Målet med Rain City-strategien er å håndtere avrenningen fra 40 % av byens tette areal, noe som vil kreve tusenvis av slike anlegg. Allerede i 2020 begynte man å etablere en grønn infrastruktur forvaltningsprogram inspirert av lignende programmer for veier og avløpssystemer. Målet var å dokumentere hvilke typer kommunalt grønn infrastruktur ble anlagt, hvor den befinner seg og i hvilken tilstand de er, dvs. om de trenger eventuelt vedlikehold. Første steg var å utarbeide en plan for forvaltning av grønn infrastruktur. Så ble det opprettet en database hvor man dokumenterte og loggførte alle eksisterende anlegg. For eldre anlegg som var bygget før Rain City strategien ble lansert, fantes det ofte lite informasjon, så man nøyd seg først med å kartlegge om anlegget var aktiv eller inaktiv, dvs. om den tok imot og håndterte overvann. Det hjalp kommunen allerede med å lage en prioriteringsliste for rehabilitering av inaktive anlegg.

I 2022 tok man saken et skritt videre ved å innføre en mer detaljert tilstandsvurdering av anlegg. Systemet er basert på at anlegg inspiseres visuelt under tørr og våt vær og at inspektøren må svare på en rekke spørsmål som er relatert til funksjon av anlegget. Svarene er standardiserte beskrivelser av funksjonen og tilsvarer en karakter på en skala fra 1 (veldig bra) til 5 (veldig dårlig/inaktiv). Gjennomsnittlig karakter fra alle spørsmålene reflekterer anleggets samlede tilstand, og avgjør om eller i hvilken grad rehabiliteringsarbeider må gjennomføres. Noen spørsmål knyttet til hovedfunksjoner av anleggene blir ansett som så viktig at de vil automatisk føre til en samlet vurdering av 5 og dermed nødvendighet til rehabilitering. Det er tilfelle ved manglende eller revet innløp eller fullstendig kortslutning ved innløp (vannet kommer ikke i anlegget), fullstendig kortslutning ved utløpet, ingen vanndybde eller stående vann etter 24 timer (ved anlegg med fordrøyningsfunksjon). Tilstandsvurderingssystemet tillater også at det innlemmes data fra målinger (f.eks. vannstandsmåler) eller fra observasjoner fra rutinemessig vedlikehold fra tredjeparter.

Metoden med tilstandspoeng ble testet ut i 2022 og 2023 i Vancouver og ser ut til å fungere fint. Som forventet havnet de fleste nye anlegg i tilstandsklasse 1-3 dvs. at det trengs kun rutinemessig vedlikehold. Likevel bidro systemet også til å identifisere et nytt anlegg med funksjonssvikt som pekte på feil konstruksjon, slik at entreprenøren måtte utbedre det. Over tid håper Vancouver kommune at systemet kan også gi

innsikt hvilke type anlegg er mer hardføre dvs. svikter sjeldnere og trenger mindre vedlikehold/ rehabilitering enn andre.

Langtidsprestasjoner til fordrøyningsgrøfter I en case-studie fra Paris regionen viste S. Sandoval og kolleger ved bruk av kontinuerlig overvåkning hvordan hydrodynamiske egenskaper til en grønn fordrøyningsgrøft (bioretention swale) endret seg over tid. Fordrøyningsgrøften som ble undersøkt er 32 meter lang og 0,7 meter bred, ble anlagt i 2016 og håndterer avrenning fra veier. Målet var å studere utvikling av de hydrologiske egenskapene av det filtrerende fast medium over tid. Denne utviklingen kan være en funksjon av flere faktorer med ulike effekter, f.eks. (i) tilstopping som følge av tilførsel av suspendert tørrstoff, (ii) jordkomprimering, (iii) vegetasjonsvekst eller (iv) mikrobiologisk aktivitet.

Det ble imnstallert flere sanntids-jordsensorer til måling av volumestrisk vanninhold og matrikspotensial i fire tverrsnitt i grøfta på 15 cm, 25 cm og 45 cm dybde (Figure 2). Funnene diskuteres ved å sammenligne de overvåkede periodene 2016-2018 og 2022-2023. I løpet av 7 år drift av fordrøyningsgrøften, ble det funnet en reduksjon av overhyppigheten av volumestrisk vanninhold i substratet. Dette kan forklares med en raskere drenering i de øvre lagene (sannsynligvis på grunn av utvikling av røtter) og en økning av vannholdingskapasiteten i bunnen av substratet (på grunn av en reduksjon av porestørrelser og/eller en økning av innholdet av 16th International Conference on Urban Drainage, Delft, June, 2024 a)

Methodology

Data Analysis

Figure 1 Schema of VWC and PM sensors installation in the studied bioretention swale (adapted from Kanso et al., 2018)

Figure 2. Fordrøyningsgrøfta med sensorer (kilde: S. Sandoval)

organisk materiale). Disse endringene over tid kan føre til at vanntilgangen for vegetasjonen øker, noe som igjen kan føre til økt evapotranspirasjon.

Sanntidsovervåking for å predikere biofilterets ytelse

Ytelsen til biofiltreringssystemer for overvann som f.eks. infiltrasjonsgrøfter kan påvirkes betydelig av driftsforhold som forutgående tørrværsperioder, avrenningsvolum og konsentrasjon av forurensninger i tilførsel. Likevel finnes det lite forskning hvordan disse driftsforholdene påvirker fjerning av forurensning som f.eks. metaller. Slik forskning er spesielt viktig hvis behandlet overvann skal gjenbrukes, da det gir innsikt i hvordan et godt utformet biofilter kan vedlikeholdes for å levere pålitelig vann samtidig som risikoen for tungmetaller holdes lav. I denne forbindelse er modeller som kan predikere kvalitet til biofilterrensing basert på systemdesign og sanntidsdrift, svært verdifulle.

I sin artikkel som ble presentert på ICUD 2024, foreslo Roghani og kolleger et tretrinns datadrevet rammeverk for å velge det mest hensiktsmessige filtermedia til bioretensjonssystemet og forbedre dets levetid og ytelse. Dette kan oppnås ved å utnytte sanntidsovervåkingsdata og maskinlæringsalgoritmer (ML) i forbindelse med proaktiv forvaltning av infrastruktur. Selv om noen få nyere studier har brukt MLtilnærminger for å forutsi ytelsen til naturbaserte løsninger (f.eks. Fang et al., 2021), har de ofte hentet ut data om systemytelse gjennom litteratursøk som input til ML-modellene. Med tanke på at ML er svært avhengig av dataene som brukes til opplæring og validering, og den direkte innvirkningen miljøforholdene der bioretensjonssystemet er installert har på ytelsen, bør stedsspesifikke data samles inn gjennom overvåking og brukes til opplæring og validering av ML-algoritmer for å predikere ytelsen til bioretensjonssystemet på en nøyaktig måte.

Bruk av maskinlæring til å oppdage feil i avløpssystemet

Bruken av nye maskinlæringsteknikker (ML) i modellering av forringelse av avløpsledninger er

fortsatt begrenset, først og fremst på grunn av mangelen på sammenligninger med populære modeller for å evaluere om de gir bedre resultater, og på grunn av de omfattende datasettene som kreves for ML-trening, noe mange små og mellomstore kommuner ikke har. Studien til J. Skjelde og kolleger sammenligner en ny MLteknikk, Random Survival Forest (RSF), med to etablerte modeller: Support Vector Machine (SVM) og GompitZ (Skjelde, 2023). I tillegg undersøkes det om RSF-modellene kan overføres til ulike kommuner. Resultatene indikerer at både RSF og GompitZ har unike styrker og svakheter, noe som tilsier at maskinlæring og statistiske modeller bør brukes komplementært. RSFs ytelse var sammenlignbar med eller bedre enn SVM. Videre presterer globalt trente RSFmodeller, som bruker aggregerte datasett fra flere kommuner, på samme måte som lokalt trente modeller, som er trent på representative kommunedata. Globalt trente modeller er imidlertid lovende for kommuner som mangler data eller ekspertise til å utvikle sine egne modeller. Det kan være en vei å gå for alle norske kommuner med lite eller ingen data.

På sin poster introduserer S. Masoumzadeh Sayyar og kolleger et rammeverk som kan brukes på prediksjon av rørlevetid ved hjelp av en hvilken som helst maskinlæringsalgoritme (Masoumzadeh Sayyar et al, 2024). Prediksjonshorisonten ble delt inn i kortere intervaller og det ble brukt invers sensureringsvekting for å forbehandle dataene ved å legge til vekter til observasjonene for å ta hensyn til sensurering for hvert intervall. Vi viser at det er avgjørende å definere hvilken hendelse som avslutter levetiden til et rør. Dette øker ikke bare nøyaktigheten, men sikrer også at modellen predikerer det riktige fenomenet. Videre fant vi ut at det er mulig å oppnå betydelig høyere nøyaktighet i prediksjonen av rørets levetid ved å bruke det foreslåtte rammeverket. Denne metoden gir en generell tilnærming som kan fungere med begrenset datatilgjengelighet, slik at den kan brukes selv i regioner med lite data og i småskala forsyningsselskaper.

Feiltreanalyse for grønn infrastruktur

For å kunne forutse feil og forbedre ytelsen til grønn infrastruktur (GI) på lang sikt, må feildata registreres slik at forringelsesprosesser og komponenters sårbarhet kan gjenkjennes, modelleres og inkluderes i prediktive vedlikeholdsprogram. Studien til M. Bahrami og kolleger undersøker mulige feilmekanismer i representative GI-anlegg og gir innsikt i de viktigste hendelsene som bør prioriteres i datainnsamlingsprosessen. En metode for kvalitativ feiltreanalyse med bruk av minimale kuttsett introduseres, med sikte på å identifisere potensielle feil med et minimum antall bidragsytende årsaker. For å identifisere hendelser av interesse ble det konstruert feiltrær for fordrøyningsanlegg, regnbed og grønne tak, for tre grupper av feil i servicefunksjoner, nemlig kontroll av avrenningsmengde, kontroll av avrenningskvalitet og ytterligere servicefunksjoner. Analysen av det minimale kuttsettet identifiserte tilbakevendende grunnleggende hendelser som kan påvirke driften av alle de tre grønne infrastrukturforekomstene. Disse hendelsene er ”søppelansamling”, ”tilstopping på grunn av sedimentopphopning” og ”for tett vegetasjon”. Blant alle de mulige hendelsene kan hendelser som ”planter som ikke trives”, ”invaderende planter som tar over” og ”forringelse forårsaket av ytre påvirkninger” potensielt forstyrre de fleste av tjenestefunksjonene som den grønne infrastrukturen tilbyr. Analysen av samspillet mellom komponentfeil viser dessuten at feil i vegetasjon og filterlag har størst innvirkning på andre komponenter. Dette arbeidet (Bahrami et al., 2024) kan danne grunnlag for strategier for datainnsamling på grønn infrastruktur.

Vannkvalitet og overvannshåndtering

Det var også flere sesjoner som hadde overvannkvalitet, forurensning og fjerning av forurensning som fokus. Innledningsforedrag fra Dr. Lena Mutzner hadde nye miljøgifter i avløpsvann som tema.

Hvilke forurensninger finner vi i avløpsvann fra byer?

Overvann og overløp av avløp er to viktige kilder til mikroforurensninger som truer vannressursene våre. Forurensingen kan deles inn i 5 klasser: Tungmetaller, husholdnings- og industrikjemikalier (bløtgjøringsmidler, flammehemmende midler, antikorrosjonsmidler, konserveringsmidler, desinfeksjonsbiprodukter, forbruksvarer), polysykliske aromatiske hydrokarboner, pesticider (plantevernmidler, insekticider, biocider, fungicider), og legemidler samt produkter for personlig pleie (Mutzner et al., 2022). Noen av forurensningene har en større tilknyttet risiko fordi: 1. det tar lang tid til å bryte dem ned i miljøet, 2. de kan bli transportert over lengre avstand sammen med vannet, og 3. de er en høyere giftighet. Slike stoffer kalles PMT stoffer (P: persistent, M: mobile, T: toxic). Det er fortsatt stor usikkerhet rundt omfanget av forurensingen og tilknyttet risiko. Dette har hovedsakelig to grunner, omfang og kvalitet av målingene og måten risikoen vurderes i dag. Ja, det finnes flere og flere målinger, men dessverre er de ofte basert på enkelte eller noen få stikkprøver, eller det er regnet ut gjennomsnittskonsentrasjoner (event mean concentrations) basert på kun få målinger. Slike resultater er uegnet til å bedømme både omfang og risiko til forurensingen fordi konsentrasjonene til mikroforurensningene er veldig volatile og endrer seg veldig fort. Det er derfor helt avgjørende å bruke metoder til prøvetakning som tar hensyn til dette, for eksempel ved hjelp av automatiserte prøvetakere som tar prøver ved korte mellomrom, for eksempel annenhver eller hvert tredje minutt (Furrer et al., 2023). Dessuten er det fortsatt vanskelig å få oversikt over og adgang til datasett. Det er derfor viktig å gjøre dataseriene tilgjengelig til offentligheten via egnete kodearkiver, for eksempel Zenodo.

Risiko knyttet til forurensing er i dag ofte evaluert ved å se på risiko knyttet til enkeltstoffer som har blitt analysert. Dette har bare begrenset nytteverdi fordi man kan antar at forurensningene i vannet påvirker organismer samtidig og ikke individuelt. En blanding av

forurensninger vil derfor ha en større risiko enn summen av de individuelle risikoene ville være. Dessuten kan man trygt antar at vi bare måler en liten fraksjon av forurensningene, slik at en individuell risikovurdering er umulig å gjennomføre, siden mange ukjente stoffer er samtidig til stede. I en slik situasjon kan effekt-baserte metoder være løsningen. Med slike metoder, for eksempel biologiske tester, kan man få informasjon om den samlede effekten av alle innholdsstoffene i vannet. På samme måte som med miljøkvalitetsstandarder, kan man bruke definerte terskelverdier (effect-based trigger values) som referanse. Slik kan man i hvert fall få en indikasjon på om forurensningsgraden til vannet og risiko relatert til utslipp. Vistnes et al. (2024) har brukt en slik tilnærming til å vurdere kvalitet av tunnelvaskevann før og etter og rensing.

Dessuten finnes det mange titusen industrikjemikalier som er registrert i EU sin Reachdatabase. Mange av dem ender opp i vannressursene være til slutt, enten direkte som utgangsstoff eller transformasjonsprodukt. Det er derfor umulig å måle alle stoffer som finnes i vannet ved bruk av konvensjonelle analysemetoder, fordi det er alt for mange stoffer og man ikke konkret vet hva man skal lete etter. Non-target screening kan brukes i slike situasjoner, til å oppdage et bredt spekter av forbindelser med en forholdsvis enkelt analyse. En ulempe med metoden er at den produserer store mengder data som er tidskrevende å analysere. Metoden er ofte mindre følsom enn konvensjonell analyse og ofte ikke kvantitativt, men kan være et viktig verktøy for identifisering av nye miljøgifter. Furrer et al. har presentert en slik nontarget-analyse av overløp fra avløpsvann, som ble utvidet med maskinlærings algoritmer. De viste endringen i konsentrasjon over tid til flere tusen ukjente stoffer som var til stede i vannet ved en overløpshendelse, i tillegg til 63 kjente stoffer, som for eksempel legemidler, pesticider eller forurensninger fra trafikkrelaterte kilder. Dette bekrefter at vi fortsatt bare har kunnskap om en veldig liten del av forurensningene som finnes i overvann og avløpsvann.

Risiko for smitte med patogener ved gjenbruk av overvann

Australia har retningslinjer for gjenbruk av overvann1 til ulike formål. En komponent i disse retningslinjene er å gjennomføre en vurdering og beregning (QMRA) av den mikrobielle smitterisikoen ved gjenbruk. Formålet med studien til Zhu og kolleger var tredelt:

1. Gjennomføre et systematisk søk i forskningslitteraturen for å kartlegge konsentrasjonen av referansepatogener (Campylobacter, Adenovirus, Cryptosporidium) i overvann

2. Gjøre tilsvarende litteratursøk for å kartlegge renseeffekten i to overvannstiltak (“biofilters” og “wetlands”) for Campylobacter, E.coli og Cryptosporidium

3. Gjøre en smitterisikoberegning basert på data fra 1 og 2 og sammenlikne resultatet med akseptkriterier for smitterisiko fra retningslinjene

Resultatene kan oppsummeres kort som følger:

1. Etter å ha screenet 4000 artikler, ble 40 artikler nærmere gjennomgått. Konsentrasjonene i litteraturen var til dels mye høyere enn de som anbefales benyttet i de australske retningslinjene, særlig for Campylobacter (rundt 200 ganger høyere).

2. Kun et fåtall studier rapporterte om renseeffekt. Biofilter viser bedre renseeffekt enn våtmarker (wetlands), og de fleste tall for log-fjerning ligger mellom 0 og 2.

3. For å kunne gjenbruke overvann med akseptabel risiko for smitte (definert som mindre enn ett smittetilfelle per 10 000 personer per år) kreves betydelig rensing av overvann, som inkluderer UV og membranfiltrering (Figure 3). Selv med omfattende rensing, er overvann ikke egnet som drikkevann.

Det er mange antakelser og usikkerheter i en slik øvelse med beregning av smitterisiko, men resultatene indikerer uansett at mikrobiell

1 https://www.waterquality.gov.au/guidelines/recycledwater#stormwater-harvesting-and-reuse-phase-2

smitterisiko bør hensyntas ved gjenbruk av overvann.

Hva tar vi med oss hjem?

Hva har vi lært for Norge?

Det er stort behov for mer måledata knyttet til overvannstiltak. Vi overvåker et begrenset antall anlegg, tidsseriene er ofte korte og det er for få parameter som blir målt. Formålene med lange tidsserier for flere parametere er at vi både kan få mer innsikt i hydrologisk ytelse under ekstreme hendelser, men også lære mer om hvordan funksjon og ytelse av tiltaket endrer seg over tid. F.eks. hva som skjer når plantene i overvannstiltak vokser seg større eller hvordan tilbakehold av forurensning endrer seg med tiden. Målinger med høy tidsoppløsning (dvs. minutter) vil kunne gi mulighet for å vite mer om raske dynamikker som f.eks. first-flush-effekten og erosjon. Det vil også skape et mer nøyaktig bilde om både hydrodynamiske prosesser og forurensningsdynamikk og -mengder.

Observasjonsdata trengs også for å kalibrere overvannsmodeller. Modellering er viktig for å planlegge overvannstiltak og lage planer for en helhetlig overvannshåndtering. Slike planer kan bli krav om det innføres et overvannsgebyr i Norge. Modeller som ikke er kalibrert kan komme til feil resultat, som fører til under- eller overdimensjonering av tiltak. Det er viktig at man har de nødvendige sensorer på plass og gjerne deler dataene åpent i forskningsverden, da blir kunnskapsgevinsten størst. Observasjonsdata av forskjellige episoder med nedbørshendelser i forskjellige deler av landet er også viktig for dimensjonering av overvannstiltak. Å bare basere utforming av overvannstiltak på modellering av en dimensjonerende storm gir stor usikkerhet om et tiltaks ytelse i realiteten, dvs. under ekstreme forhold eller ved skiftende værmønstre.

Forvaltning av grønn overvannsinfrastruktur må skje på lik linje som annen infrastruktur. Grønn infrastruktur trenger vedlikehold og skjøtsel og det er viktig å ha de tekniske systemene på plass som dokumenterer det. Vi må også lære hvordan svikt eller feil i grønne

infrastruktursystemer oppstår, slik at de kan korrigeres eller oppdages før systemet svikter. Feilanalyser eller feiltreanalyser kan være nyttig i denne sammenheng. Det er særlig viktig når den grønne infrastrukturen blir eldre.

Norske forskningsmiljøer og praktikere burde i enda større grad gå sammen for å teste ut nye overvannsløsninger eller modifisere eksisterende, slik at vi finner de løsninger som virker best. Det kan være små detaljer som utforming av innløp som endrer ytelsen. Og vi må involvere flere sektorer for å få til gode flerfunksjonelle grønne overvannsløsninger som har flere fordeler enn bare å håndtere overvann. Det er særlig viktig i byer og tettsteder hvor man har begrenset areal tilgjengelig. Samtidig må det bli flere studier som dokumenterer og måler alle funksjonene og fordeler, fordi her ligger ikke bare nøkkelen for å forstå hvordan overvannstiltak virker, men også for å lage troverdige kost-nytte analyser som kan overbevise politikerne å avsette mer penger til grønne overvannsløsninger.

Referanser

Bahrami, M., Roghani, B., Tscheikner-Gratl, F., Rokstad, M.M., 2024. A deep dive into green infrastructure failures using fault tree analysis. Water Research 257, 121676. https://doi.org/10.1016/j.watres.2024.121676

Bosco, C., Abdalla, E. M. H., Muthanna, T. M., Alfredsen, K., Rasten, B., Kjennbakken, H., & Sivertsen, E. (2023). Evaluating the stormwater management model for hydrological simulation of infiltration swales in cold climates.

Cherqui, F., Clemens-Meyer, F., Tscheikner-Gratl, F., van Duin, B. (Eds.), 2024. Asset Management of Urban Drainage Systems: If anything exciting happens, we’ve done it wrong! IWA Publishing. https://doi.org/10.2166/9781789063059

Cook, L. M., Good, K. D., Moretti, M., Kremer, P., Wadzuk, B., Traver, R., & Smith, V. (2024). Towards the intentional multifunctionality of urban green infrastructure: a paradox of choice? npj Urban Sustainability, 4(1), 12.

Fang, H., Jamali, B., Deletic, A., & Zhang, K. (2021). Machine learning approaches for predicting the performance of stormwater biofilters in heavy metal removal and risk mitigation. Water Research, 200, 117273.

Furrer, V., Mutzner, L., Ort, C., & Singer, H. (2023). Micropollutant concentration fluctuations in combined sewer overflows require short sampling intervals. WATER RESEARCH X, 21, 100202. https://doi.org/10.1016/j.wroa.2023.100202

Hathaway J. M., Hunt W. F., Graves A. K., Bass K. L. and Caldwell A. (2011). Exploring fecal indicator bacteria in a constructed stormwater wetland. Water Science an Technology, 63(11),2707-2712. DOI: 10.2166/wst.2011.539.

Hosseiny, H., Ampomah, R., Fares, M., Cotugno, A., Wadzuk, B., & Smith, V. (2022). An Ensemble of Methods for Determining the Efficiency of Curb Inlets for Green Stormwater Infrastructure. Journal of Sustainable Water in the Built Environment.

Masoumzadeh Sayyar, Sina and Kummu, Matti and Mellin, Ilkka and Tscheikner-Gratl, Franz and Laakso, Tuija, Wastewater network assets’ lifespan prediction: can we modify the machine learning algorithms to fit the purpose? (Pre-print, June 25, 2024). Available at SSRN: https://papers.ssrn.com/sol3/papers.cfm?abstract_ id=4878532

Merriman L. S., Hathaway J. M., Burchell M. R. and Hunt W. F. (2017). Adapting the Relaxed Tanks-in-Series Model for Stormwater Wetland Water Quality Performance. Water, 9(9),691. DOI: 10.3390/w9090691.

Mutzner, L., Furrer, V., Castebrunet, H., Dittmer, U., Fuchs, S., Gernjak, W., Gromaire, M.-C., Matzinger, A., Mikkelsen, P. S., Selbig, W. R., & Vezzaro, L. (2022). A decade of monitoring micropollutants in urban wetweather flows: What did we learn? WATER RESEARCH, 223, 118968. https://doi.org/10.1016/j.watres.2022.118968

Nazari A., Roozbahani A. and Hashemy Shahdany S.M. (2023). Integrated SUSTAIN-SWMM-MCDM Approach for Optimal Selection of LID Practices in Urban Stormwater Systems”, Water Resources Management, 37(9), 3769–3793. https://doi.org/10.1007/s11269-023-03526-9

Pichler, M. (2022) Swmm_API: API for Reading, Manipulating and Running SWMM-Projects with Python (0.2.0.16), Zenodo, Geneve, Switzerland.

Pritsis, S., Pons, V., Rokstad, M.M., Clemens-Meyer, F.H.L.R., Kleidorfer, M., Tscheikner-Gratl, F., 2024. The role of hyetograph shape and designer subjectivity in the design of an urban drainage system. Water Science and Technology 90, 920–934. https://doi.org/10.2166/wst.2024.261

Roozbahani A., Behzadi P. and Massah Bavani A. (2020). Analysis of performance criteria and sustainability index in urban stormwater systems under the impacts of climate change. Journal of Cleaner Production, 271, 122727. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2020.122727

Skjelde, J. (2023) On the Transferability and Comparability of Sewer Deterioration Models - A Case Study on Norwegian Sewer Data, Master thesis, NTNU. https:// ntnuopen.ntnu.no/ntnu-xmlui/handle/11250/3094239

Vistnes, H., Sossalla, N. A., Uhl, W., Sundsøy, A. W., Asimakopoulos, A. G., Spahr, S., Escher, B. I., & Meyn, T. (2024). Effect of Tunnel Wash Water Treatment Processes on Trace Elements, Organic Micropollutants, and Biological Effects. Submitted to Journal of Hazardous Materials, Under review Pre-print: https://dx.doi.org/10.2139/ssrn.4889935

VANN på nett

Søkbare og nedlastbare artikler fra Tidsskriftet VANN

Norsk vannforening har en nettbasert tjeneste for søk etter artikler i Tidsskriftet VANN. Alle artikler fra og med første nummer i 1966 er tilgjengelige.

Søkemuligheter

Tittel – Tema – Forfatter(e)

Tlf: 22 94 75 00 | post@vannforeningen.no www.vannforeningen.no

Rekruttering til vannbransjen –mange bekker små ...

I forrige nummer av VANN skrev vi om å Fremsnakke vannet. Like viktig er det å fremsnakke jobb i vannbransjen. Innen 2040 og 2050 er det mange av oss som har gitt stafettpinnen over til yngre krefter. Men er vi sikre på at vekslingen går bra? At vi har noen å gi stafettpinnen til? Etter- og videreutdanning kan løse noe av kompetansebehovet. Men vi trenger også nytt blod og nye krefter inn i bransjen. Vi kan ikke ta for gitt at den yngre garde, vil dele fasinasjonen for faget. Og aller helst vil vi at enda flere enn i dag skal begynne å jobbe med vann.

Vi tror at få andre bransjer kommer til å spille en slik nøkkelrolle når det gjelder å møte fremtidige utfordringer. UN-water som er koordinatorer for FNs arbeid med vann og sanitære forhold oppsummerer på sine faktasider at ekstreme værhendelser gjør at tilgangen på vann blir knappere og mer uforutsigbar, og vannet blir mer forurenset. Polen, Spania, Pakistan, Australia, Nigeria og Brasil har alle opplevd katastrofale flommer i løpet av dette året. Innen 2050 vil nesten 3 milliarder mennesker merke konsekvensene av klimaendringer, som flom, tørke, kraftige stormer og havnivåstigning.

Sammenlignet med andre deler av verden, har vi i Norge foreløpig unngått det aller mest ekstreme været. Men på et nasjonalt nivå er det også mye å ta tak i. Kommunalt investeringsbehov for vann og avløp 2021-2040, het en rapport utgitt av bransjeforeningen Norsk Vann. Her peker man særlig på befolkningsvekst, skjerpede myndighetskrav, klimatilpasning og overvann, styrket sikkerhet samt økt fornyelsestakt på ledningsnettet som de store utford-

ringene. Innføringen av EUs nye avløpsdirektiv kommer til å medføre store investeringer for anleggseiere. Fristen for å oppfylle krav om sekundærrensing av avløpsvann for tettsteder er satt til 2035. Dette vil alene omfatte utbedringer for flere hundre anlegg over hele Norge. Ingen tvil, det vil bli både utfordrende og meningsfulle oppgaver fremover.

For å lede ungdommene inn på vannveien, gjøres det mye flott arbeid i dag. Nordnorsk vitensenter i Tromsø har hatt vann og avløp som tema for sommerskole, der barna fikk besøke renseanlegg og ta vannprøver. Elveforumene i Oslo og Bærum har i tråd med læreplanen for grunnskolen laget turguidehefte med Ljanselva som «læringsarena». Ved Inspiria Science Senter i Sarpsborg kan man se Dypdykk – temautstilling om livet under vann! Årlig får Inspiria besøk av 30 000 elever og vi håper mange av dem blir inspirert til å velge vannfag. Vannforeningen organiserer hvert år Juniorvannprisen, en konkurranse for skoleungdom i alderen 15-20 år. Årets finale ble avholdt nettopp hos Inspiria i mars, der vi fikk presentert mange imponerende prosjekt.

Unge som allerede har valgt vannfag og er på vei inn i yrkeslivet, må bli inkludert i vannfellesskapet. For nyutdannede på bachelor- og masternivå gir traineeVANN en glimrende anledning til å jobbe i et mangfold av bedrifter i løpet av de to første arbeidsårene. Norsk Vann som organiserer denne ordningen, etterlyser kandidater som har lyst på en utfordring og har bakgrunn fra vann, avløp, kjemi, prosess, biologi, elektro, automasjon, it, hydrologi, miljø mv. Allerede før man er ferdig utdannet, kan man bli

med i VA-yngre, et faglig og sosialt nettverk der et av formålene er å øke interessen for vannbransjen. Unge medarbeidere har fersk kunnskap innen bærekraft og digitalisering og kan gå i bresjen for omstillingen til det grønne skiftet i bransjen vår. På sosiale medier legger VA-yngre ut bilder og innlegg som viser et imponerende og inkluderende aktivitetsprogram. Vannsenteret på Ås vil bli et sted for opplæring, forskning og utprøving av nye løsninger. Vannforeningen deltok under åpningsdagene for senteret i juni i år. På en formiddag ble det vervet 20 nye studentmedlemmer, som vi ser frem til å møte på seminarer og fagtreff fremover,

Vi kunne ha trukket frem mange flere gode eksempler på rekrutteringsarenaer til vannbransjen. Mange tiltak er knyttet til skole og undervisning, andre er drevet av organisasjoner og bedrifter. Vi heier på dem alle sammen!

Men kan i tillegg hver og en av oss personlig bidra litte grann for å sikre etterveksten til vannbransjen?

Kjenner du en lærer i grunnskolen eller videregående? Kan det være at nettopp ditt fagområde og din vannkompetanse kan være et tema i naturfagstimen? Kanskje kan du invitere elevene i nærområdet til å se et VA-anlegg, lab eller miljøprosjekt?

Har du barn, barnebarn, nevø, niese eller nabo som skal ta valg om studier og yrke. Da åpner det seg kanskje en anledning til å skryte av vannbransjens mange muligheter.

Er du ivrig på sosiale medier, og av og til leser gode, informative og entusiastiske innlegg fra fagkollegaer? Med �� på et LinkedIn-innlegg eller �� på Instagram, bidrar du til å fremme positiv omtale av vannbransjen som på mystisk vis spres til nye grupper.

Vi kan alle bidra litt til fremsnakking av vannbransjen. Vi burde forstå mer enn de fleste andre betydningen av ordtaket «mange bekker små gjør en stor å».

Vi ønsker med dette alle våre lesere en riktig god jul og et godt nytt år!

COWI har lang erfaring fra prosjekter innen fagområdene vann, avløp og kommunale veger. Dette omfatter hovedplaner og strategisk rådgiving, vannforsyning, transportsystemer, avløpsbehandling, overvannshåndtering og flomsikring.

Vannforskningen trenger DEG

Av

Isabel Seifert-Dähnn (seksjonsleder for Vann- og Samfunn i NIVA)

Å løse vannutfordringer betyr å løse verdensutfordringer

Mange av de store utfordringer verden står ovenfor er knyttet til vann. Klimaendring som fører til villere vær, til flom og tørke, havstiging og styrtregn, forurensning og utslipp som reduserer vannkvalitet, arter som forsvinner og fremmede arter som overtar, matsikkerhet trues av endrete nedbørsmønster og uvær, et varmere hav er en trussel for oppdrettsnæring og fører til endring i fiskebestander, grønn energi i form av vannkraft på land og havvind på hav har konsekvenser for vassdrag og marine habitater, økende forekomst av antibiotika resistente patogenere gir utfordring for å levere rent drikkevann. Ikke nok med det, utarbeider regjeringer og politikker over hele verden stadig nye lover of forskrifter i reaksjon av utfordringer nevnt ovenfor. Økende krav til forvaltning av vann, natur og andre ressurser, økende krav til vann- og avløpsbehandling, og samtidig en aldrende vanninfrastruktur og ofte kutt i budsjetter. Kort sagt, å jobbe med vann og vannforvaltning blir nok aldri kjedelig!

Forskningsverden vet en god del om disse vannutfordringer, har studert og observert dem, og noen vet man også om hvordan man kan løse dem. Likevel skuler mye av kunnskapen seg i engelskspråklig faglitteraturen og bak betalingsmurer. Selv om kunnskapen er tilgengelig – er det ofte vanskelig å skjønne hvordan man anvender den i praksis. Det skaper frustrasjon – hos praktikerne, som ønsker å ta i bruk ny kunnskap, men like mye blant de forskerne som ønsker at sin forskning tas i bruk.

Hvordan kommer vi over denne skillen mellom praksis og forskning? Vel, vi må møtes, snakke med og lytte til hverandre. Vannforeningen tilbyr flere slike møteplasser, men forskningsprosjekter i seg selv kan også være en slik møteplass. I denne artikkel prøver jeg å skissere kort hva slags muligheter til forskningssamarbeid som finnes og hvordan DU som jobber med vann i det daglige kan blir med og har nytten av det!

Hva slags forskningsprosjekter finnes og hvordan kan

DU bli med?

La oss starte smått. Det finnes flere tilskuddsordninger som kommuner og fylkeskommuner, men også andre organisasjoner kan søke penger om. Flere av dem har kunnskapsoppbygging og utredninger som formål og en del av dem er relatert til vannmiljø. Slike midler brukes ofte til begrensede oppgaver eller oppdrag og de må ikke nødvendigvis handle om forskning, men kan det om det er ønskelig. Det finnes f.eks. en tilskuddsordning til klimatilpasningsprosjekter som Miljødirektoratet forvalter. I forslag til statsbudsjett for 2025 har regjeringen satt av 6,4 millioner kroner til ordningen. Tidligere klimatilpasningsprosjekter hadde i gjennomsnitt en ramme på 50.000 til en million kroner og en varighet mellom en og 2 år1. En oversikt over nasjonale tilskuddsordninger finner man på regjeringens websider.

1 https://www.miljodirektoratet.no/ansvarsomrader/ klima/for-myndigheter/klimatilpasning/prosjektarkiv/

Norges forskningsråd (NFR) utlyser hvert år midler til forskjellige typer forskningsprosjekter på forskjellige temaer. Noen av disse programmer utmerker seg særlig fordi de faktisk krever at en kommune, fylkeskommune, bedrift eller en annen samfunnsaktør er med som partner. Forskningsresultater som produseres skal bidra til å løse aktuelle utfordringer i samfunn eller finne innovative løsninger til praktiske problemer. I disse prosjekter har DU som jobber med vannrensing, i vannforvaltning, med klimatilpasning eller andre vann-relaterte temaer en god mulighet å utforme forskningen slik at den kan gi svar på de utfordringer du står ovenfor. En oversikt over pågående og kommende utlysninger finnes på NFR sine websider. Varighet til slike prosjekter er vanligvis 3-4 år, men det finnes også prosjekter som varer lengre.

På internasjonalt nivå er det særlig prosjekter på europeisk nivå (så kalte EU-prosjekter) som er interessant for norsk vannforskning. Det er ofte store prosjekter med mange partner fra flere europeisk land. Fordelen med disse prosjekter er at man få utveksle erfaringer med partner fra andre land og kan bli inspirert hvordan andre løser lignende problemer. Det skilles mellom forskjellige typer prosjekter hvor noen er mer forskningsorientert og resultater som produseres kan virke litt fjern fra de vannutfordringer som DU står ovenfor akkurat nå, mens andre prosjekter sikter mer mot å utvikle kunnskap, tjenester eller produkter som kan tas i bruk i praksis.

I tillegg til tilskuddsordninger, NFR- og EU-prosjekter finnes det også andre typer forskningsprosjekter og andre finansieringskilder som f.eks. prosjekter som krever nordisk samarbeid, prosjekter som er finansiert av stiftelser, prosjekter som er full- eller delfinansiert av industrien, rene innovasjonsprosjekter og mange flere. Den beste oversikten vil jeg påstår har nok norske vannforskermiljøer, men også bransjeorganisasjoner som har fullt eller delvis fokus på vann som Norsk Vann, kommunesektorens organisasjon (KS) eller næringsklynger.

Hva kan DU få ut av et forskningsprosjekt?

Muligens var siste avsnitt litt for teoretisk og du lurer fortsatt på hva DU kan få ut av et forskningsprosjekt som hjelper deg i ditt daglige arbeid med vann. Det er et spørsmål som er ikke så lett å svare på. I forskningsverden er antall publiserte vitenskapelige artikler en viktig måleenhet. Men kan du innvende, disse er stort sett på engelsk, ligger delvis bak betalingsmurer og selv om du sender dem gjennom et oversettelsesprogram kan innholdet være vanskelig å forstå. Helt enig med deg, men det må ikke være slik. Resultater av forskningsprosjekter kan i tillegg til vitenskapelige artikler være sjekklister, korte oppsummeringer i ditt eget språk, modeller, webinarer, podkaster, websider, studieturer, dataserier og analyser av dem, kartlag, databaser og mye mer. Her ligger begrensningen egentlig bare i fantasien til forskerne og DEG, fordi du kan være med å bestemme hva et forskningsprosjekt skal levere.

Hva står på «vannforskningsmenyen» i 2025?

Forskning skjer i faser og akkurat nå er norske forskningsmiljøer i en fase hvor de planlegger framtidige prosjekter og legger til rette for søknadsskriving. De fleste utlysninger fra NFR og EU for 2025 er allerede kjent, andre legges ut snart. Det som beskrives nedenfor gir bare et innblikk i mulighetene som finnes relatert til vannforskning finansiert fra NFR og EU, men det er ikke usannsynlig at det har allerede kommet ut flere utlysninger, da du leser denne artikkelen.

EU deler sine utlysninger i flere tematiske områder (Figur 1). Under hvert tema finnes det flere utlysninger og EU definerer for hver av dem om de ønsker seg mer grunnleggende forskning og innovasjon (RIA – research and innovation actions) eller vil heller bruke forskning for å skape innovasjon, teste ut og demonstrere virkningen til nye løsninger (IA –innovation actions) eller om de ønsker seg koordinerende og støttende prosjekter (CSACoordination and Support Action) dvs. prosjekter

finnes det en utlysning som omhandler sanntidsovervåking av regulerte og ikke-regulerte utslipp fra alle typer fartøy og andre havneaktiviteter for å håndheve utslippsgrensene i havnebyene.

Den neste fristen for å søke om EU prosjekter er september 2025. Selv om det er langt fram i tid, skjer det når at forskergrupper danner seg, man diskutere mer detaljerte problemstillinger og mulige case-studier og begynner å ta kontakt med relevante aktører utenfor akademia. Kanskje du har også lyst å være med?

EU deler sine utlysninger i flere tematiske områder (Figur 1). Under hvert tema finnes det flere utlysninger og EU definerer for hver av dem om de ønsker seg mer grunnleggende forskning og innovasjon (RIA – research and innovation actions) eller vil heller bruke forskning for å skape innovasjon, teste ut og demonstrere virkningen til nye løsninger (IA – innovation actions) eller om de ønsker seg koordinerende og støttende prosjekter (CSA - Coordination and Support Action) dvs. prosjekter som samordne eller støtte forskningsaktiviteter og -politikk f.eks. gjennom nettverksbygging, utveksling, transnasjonal tilgang til forskningsinfrastruktur, studier, konferanser. Noen temaer fra EU utlysninger er overlappende, og vann er et tema som går på tvers på av flere av dem. Restaurering av ferskvannsøkosystemer og marine/kystnære økosystemer har blitt et eget tema som også omfatter beskyttelse og bedre forvaltning av hav og sjøområder. Vann er også relevant for de temaene som er markert med grønn. Det er en viktig naturressurs som inngår i matproduksjon og det etterspørres bedre kunnskap om felles forvaltning av jordsmonn og vannressurser og at man ser på muligheter for å overvinne barrierene for å skalere opp sirkulær vannforvaltning i landbruket. Mer ecektiv bruk av vann i industriell produksjon nevnes også. Relatert til klimaendring (gule bokser) og menneskehetens økende forbruk av energi utlyses midler for utvikling av vannkraftteknologier og vannforvaltningssystemer som muliggjør en vinnvinn-situasjon med fleksibel vannkraft og forbedring av det biologiske mangfoldet. På klimatilpasningssiden ønsker EU bedre prognoser av ekstreme værhendelser og forskning på ecektivitet og begrensninger i tilpasning til klimaendringer. Vannsystemer anses som kritisk infrastruktur og det er avsatt egne midler for forskning på vannsystemenes og vannsektorens motstandskraft mot globale sosioøkonomiske endringer. Relatert til både utslippsproblematikken og restaurering av hav finnes det en utlysning som omhandler sanntidsovervåking av regulerte og ikke-regulerte utslipp fra alle typer fartøy og andre havneaktiviteter for å håndheve utslippsgrensene i havnebyene.

som samordne eller støtte forskningsaktiviteter og -politikk f.eks. gjennom nettverksbygging, utveksling, transnasjonal tilgang til forskningsinfrastruktur, studier, konferanser. Noen temaer fra EU utlysninger er overlappende, og vann er et tema som går på tvers på av flere av dem. Restaurering av ferskvannsøkosystemer og marine/kystnære økosystemer har blitt et eget tema som også omfatter beskyttelse og bedre forvaltning av hav og sjøområder. Vann er også relevant for de temaene som er markert med grønn. Det er en viktig naturressurs som inngår i matproduksjon og det etterspørres bedre kunnskap om felles forvaltning av jordsmonn og vannressurser og at man ser på muligheter for å overvinne barrierene for å skalere opp sirkulær vannforvaltning i landbruket. Mer effektiv bruk av vann i industriell produksjon nevnes også. Relatert til klimaendring (gule bokser) og menneskehetens økende forbruk av energi utlyses midler for utvikling av vannkraftteknologier og vannforvaltningssystemer som muliggjør en vinn-vinn-situasjon med fleksibel vannkraft og forbedring av det biologiske mangfoldet. På klimatilpasningssiden ønsker EU bedre prognoser av ekstreme værhendelser og forskning på effektivitet og begrensninger i tilpasning til klimaendringer. Vannsystemer anses som kritisk infrastruktur og det er avsatt egne midler for forskning på vannsystemenes og vannsektorens motstandskraft mot globale sosioøkonomiske endringer. Relatert til både utslippsproblematikken og restaurering av hav

NFR har også delt opp sine forskningsfinansiering i flere tema (Figur 2) som ofte til en viss grad følger EU sine tema. I likhet med EU finnes det midler til grunnforskning dvs. alt en forsker kan bli nysgjerrig på, og anvendt forskning dvs. forskning som skal lede til kunnskap som kan tas direkte i bruk i praksis eller til produkter som er ikke langt fra markedet. NFR sine utlysninger oppleves ofte som litt «friere» når det kommer til innhold av en søknad, mens EU setter ganske mange og detaljerte krav. Siden noen år finansierer NFR ved siden av rene forskerprosjekter (FP) også prosjekt som krever tett samarbeid mellom akademia og samfunnsaktører som eier en utfordring (samarbeidsprosjekter SP). I disse prosjekter er det et mål å skape kunnskapen som regjeringen og forvaltningen i Norge trenger for utfordringer som Norge står ovenfor. Lignende prosjekter finnes for næringslivet, hvor målet er å få til et tettere samarbeid mellom forskning og næringslivet

Den neste fristen for å søke om EU prosjekter er september 2025. Selv om det er langt fram i tid, skjer det når at forskergrupper danner seg, man diskutere mer detaljerte problemstillinger og mulige case-studier og begynner å ta kontakt med relevante aktører utenfor akademia. Kanskje du har også lyst å være med?

NFR har også delt opp sine forskningsfinansiering i flere tema (Figur 2) som ofte til en viss grad følger EU sine tema. I likhet med EU finnes det midler til grunnforskning dvs. alt en forsker kan bli nysgjerrig på, og anvendt forskning dvs. forskning som skal lede til kunnskap som kan tas direkte i bruk i praksis eller til produkter som er ikke langt fra markedet NFR sine utlysninger oppleves ofte som litt «friere» når det kommer til innhold av en søknad, mens EU setter ganske mange og

Figur 1 Tematiske områder til EU utlysninger

Figur 1. Tematiske områder til EU utlysninger

energi, jord- og skogbruk, akvakultur, fiskeri, problemstillinger i polarområdene (Arktis og Antarktis), utbygging av infrastruktur og urbanisering. Her finnes det både en utlysning for forskerprosjekter og samarbeidsprosjekter.

Figur 2. Vannrelaterte utlysninger til NFR; FP = forskerprosjekter, SA = Samarbeidsprosjekter

Figur 2 Vannrelaterte utlysninger til NFR; FP = forskerprosjekter, SA = Samarbeidsprosjekter

Det finnes også en utlysning for et samarbeidsprosjekt om samfunnssikkerhet og beredskap, relatert til risikovurdering, -styring og -håndtering på lokalt, regionalt og nasjonalt nivå, og/eller politisk og forvaltningsmessig styringskapasitet og gjennomføringsevne. Den ønsker seg blant

slik at forskningsresultater fører raskere til nye produkter eller tjenester (kompetansebyggende prosjekter for næringslivet). Den neste viktige fristen for å søke om alle disse typer prosjekter er 5. March 2025.

Lignende til EU utlysninger er vann et tema som går på tvers av flere utlysninger til NFR. Det finnes f.eks. midler til forskerprosjekter på klima- og naturrisiko. Det ønskes en mer helhetlig risikoforståelse om hvilken risiko menneskeskapte påvirkninger på klima og natur utgjør, og hvilke konsekvenser det kan medføre for natur og samfunn, men også hvilke løsninger som finnes. Det gjelder både på storskala endringsprosesser så vel som lokale endringer og enkelthendelser og omfatter risiko knyttet til land, ferskvann, kyst og hav. Det er mange klima- og naturrisiko som er tett knyttet til vann: flom, tørke, skred, endret nedbørsmønster, endringer i vanntemperaturen, endringer i akvatiske økosystemer, for å nevne noen. Og disse vil påvirke samfunnet ikke bare i form av fysisk skade, men kan også føre til utfordringer i drikkevanns- og avløpsbehandling, hvordan vi bygger våre byer og tettsteder, hvor mye vannkraft er tilgjengelig, kan ha konsekvenser for oppdrettsnæringen, reinsdyrdrift og vil trolig føre til endringer i norske økosystemer.

Litt relatert til det, finnes det en annen interessant utlysning som krever utvikling av

kunnskap for helhetlig og bærekraftig bruk og forvaltning av arealer på land, ved kysten og til arealer dekket av ferskvann og hav. Relevante forskningstemaer direkte eller indirekte knyttet til vann i denne konteksten er naturmangfold, kulturmiljøer, miljøpåvirkning, bruk og forbruk av arealer og naturressurser, klimautslipp, klimatilpasning og avbøtende tiltak, energiomstilling og fornybar energi, jord- og skogbruk, akvakultur, fiskeri, problemstillinger i polarområdene (Arktis og Antarktis), utbygging av infrastruktur og urbanisering.  Her finnes det både en utlysning for forskerprosjekter og samarbeidsprosjekter.

Det finnes også en utlysning for et samarbeidsprosjekt om samfunnssikkerhet og beredskap, relatert til risikovurdering, -styring og -håndtering på lokalt, regionalt og nasjonalt nivå, og/eller politisk og forvaltningsmessig styringskapasitet og gjennomføringsevne. Den ønsker seg blant annet prosjekter knyttet til forebygging og håndtering av alvorlige naturhendelser som f.eks. flom, tørke og skred, men også relatert til nasjonal matsikkerhet og matforsyning hvor vann er en viktig produksjonsfaktor.

Utlysningen om energiomstilling og virkninger for samfunn, klima og natur, relaterer seg til vann, hvis man tenker på vannkraftproduksjon, men også på konsekvenser av havvindutbygning til kystsamfunn og marine økosystemer.

Egne midler er satt av for forskning som skal dekke kunnskapsbehov identifisert i Sannhetsog forsoningskommisjonens rapport og retter seg mot samisk, kvensk/norskfinsk og skogfinsk kultur- og samfunnsutvikling. Her skal det også forskes på klima- og miljøutfordringer, energiomstilling, naturressurs og arealforvaltning samt offentlig forvaltning, så litt lignende enn det som ble beskrevet før, men med en fokus på samiske, kvenske/norskfinske og skogsfinske områder.

Surrer hodet ditt og du ser ikke helt hvordan DINE vannutfordringer skal passe inn her? Ikke fortvil, men les siste avsnittet, som er kanskje den viktigste av hele artikkelen:

Hvordan kan DU være med i et forskningsprosjekt og hva innebærer det for deg?

Initiativtaker og senere eier til tilskuddsprosjekter er ofte kommuner, fylkeskommuner eller andre organisasjoner og ikke forskerne. Så hvis du ønsker at prosjektet skal ha en forskningsbit, så må DU sørge for at den som utfører oppdraget har forskningskompetanse.

Når det gjelder de andre større forskningsprosjekter så er mitt budskap enkelt: SNAKK

MED FORSKERNE! Tar en telefon, send en e-post. De fleste forskerne ønsker at forskningen sin blir tatt i bruk at den fører til mer enn en bare en til vitenskapelig artikkel. Søk kontakt og forklar hvilke vannfaglige utfordringer DU i din daglig jobb står ovenfor. Du kjenner ikke noen forsker? Det gjør ingenting, bare søk på nett og vær litt modig. En forsker som er samarbeidsvillig, vil lytte til deg og være nysgjerrig på deg og din problemstilling. Eller kanskje du ble

kontaktet av noen forskere som hadde lyst å ha deg med på sitt prosjekt? Det funker også denne veien, men da burde du kreve en god forklaring hva det skal gjøres i prosjektet, hvilke resultater som forventes oppnådd, hva din rolle i prosjektet skal være og hva som forventes av deg og din organisasjon.

Din rolle i forskningsprosjekter kan nemlig være veldig forskjellig. Du kan være partner med et eget budsjett, men da også med ansvar for noen oppgaver eller med en forpliktelse for at du vier en visst andel av din arbeidstid til prosjektarbeid og -møter. I noen prosjekter er det ønskelig at noen vannrelaterte tiltak som du har gjennomført eller skal gjennomføre skrives inn som case-studier som da skal studeres nærmere i prosjektet. Det finnes også prosjekter hvor du kan få penger for å delvis finansiere bygging av tiltak. I andre prosjekter vil din tilknytning være mer løs dvs. du bare følger litt med, kommenterer på noen aktiviteter eller rapporter og deltar i noen møter her og der. I disse tilfellene vil du ofte ikke har et eget budsjett, men det kan forventes at f.eks. reisekostnader til viktige prosjektmøter blir dekket.

Det høres enkelt ut tenker du? Det er det, men det krever også litt tålmodighet fra begge sider. Det er en prosess å forstå behovene og begrensninger fra begge sider og av og til må man også vente litt til den riktige utlysningen kommer, dvs. den som finansierer denne typen forskning som DU trenger for dine utfordringer. Den beste oversikten vil nok forsker og forskningsinstitusjoner har, så gjerne tar kontakt. Obs, når begynner jeg å gjenta meg, så da er det på tide å avslutte denne artikkel.

Jeg håper å høre fra deg ��, din vannforsker

Norsk vannforening er 60 år!

Av

Morten Kraabøl (redaktør i tidsskriftet VANN)

Artikkelen er KI-generert og kvalitetssikret.

Norsk Vannforening ble etablert i 1964, og fyller dermed 60 år i år. Ved stiftelsen ble foreningen gitt navnet Norsk forening for vassdragspleie og vannhygiene. Senere ble navnet endret til Norsk vannforening. Vannforeningen har hatt en viktig rolle i å fremme kunnskap, debatt og bærekraftig forvaltning av vannressurser i Norge. Her gis en historisk oversikt over stiftelsen og de sentrale fokusområdene som har preget foreningens arbeid gjennom årene.

Foreningen ble opprettet som en tverrfaglig plattform for å samle kunnskap og ekspertise om vann, med et mål om å sikre bærekraftig og effektiv forvaltning av Norges vannressurser. I de første tiårene var foreningens arbeid konsentrert om vannkvalitet og tekniske løsninger for rent drikkevann og effektiv avløpshåndtering. Den industrielle utviklingen på 1960- og 1970-tallet medførte også økt oppmerksomhet på vannforurensning og behovet for miljøvern. Med innføring av strengere miljølovgivning og økt søkelys på forurensningskontroll på 1970-tallet, begynte Norsk Vannforening å fokusere mer på reguleringer for industriell avløpshåndtering og renseanlegg. Foreningen engasjerte seg i initiativer som for eksempel Rent Vann-prosjektet, som var rettet mot å bedre kvaliteten på vannforekomster som var blitt påvirket av industri og landbruk.

På 1990-tallet skiftet fokuset til en mer helhetlig tilnærming, der vannforvaltning skulle utvides til et økosystemperspektiv. Dette

inkluderte innsjøer, elver og fjorder og en forståelse av samspillet mellom menneskelig aktivitet og tilstanden i naturlige vannsystemer.

Norsk Vannforening begynte å samarbeide tettere med forskningsinstitusjoner og universiteter for å fremme forskning og utdanning innen vannrelaterte fagområder. I 2000 vedtok EU vanndirektivet, som Norge iverksatte gjennom EØS-avtalen. Vannforeningen spilte en viktig rolle i informasjonsarbeid rundt vanndirektivet, som krevde en omfattende kartlegging og klassifisering av vannforekomster. Foreningen jobbet for å fremme prinsipper om bærekraftig forvaltning, spesielt med fokus på å redusere avrenning fra landbruk og å kontrollere urban forurensning.

På 2010-tallet ble klimatilpasning et viktig fokusområde. Økt nedbør og ekstreme værforhold satte krav til tilpasninger og tiltak knyttet til både drikkevanns- og avløpsinfrastruktur. Det var viktig å kunne håndtere flom, overvann og tørkeperioder på en bedre måte. Vannforeningen derfor et kontinuerlig engasjement med å fremme innovasjon innen vannbehandlingsteknologi og digitale løsninger for å forbedre overvåkning, drift og vedlikehold av vannsystemer.

Foreningen jobber fortsatt med temaer knyttet til rent drikkevann og trygge avløpssystemer. Norsk Vannforening støtter arbeid knyttet til FNs bærekraftsmål, spesielt mål 6, som handler om rent vann og gode sanitærforhold for alle.

Helhetlig forvaltning av vannressurser med fokus på biologisk mangfold, økosystemtjenester og vern av naturlige vannkilder blir stadig viktigere. Norsk Vannforening har derfor et bredt fokus, som dekker alt fra drikkevann og avløpshåndtering til økosystemvern og klimatilpasning, og foreningen fortsetter å være en viktig aktør i utviklingen av en bærekraftig vannforvaltning i Norge.

I 1965 kom første utgave av VANN. Det betyr at 2025 blir et 60 års jubileum for tidsskriftet, noe som markeres med artikler som trekker noen historiske linjer og viser at vann-arbeidet nytter.

NIBIO Miljø og naturressurser arbeider med anvendt miljøforskning, rådgivning og utredning. Vårt mål er å bidra til en god forvaltning av jord, avfall, vann og landskap. En stor del av vår virksomhet er rettet mot kommuner og private.

NIBIO Miljø og naturressurser

• Integrert vannressursforvaltning

• Behandling av avløp fra hus og hytter, VA-planer

• Modellering av mindre avløp og avrenning i nedbørfelt, tiltaksanalyser

• Behandling av avrenning fra landbruk, deponier, veier og urbane områder

• Multifunksjonelle grøntanlegg for overvannshåndtering, økosystemtjenester

• Miljøovervåkning av grunnvann og overflatevann, sensorteknologi

• Behandling av organisk avfall

• Forurenset jord og sedimenter

• Prøvetaking og miljøanalyser

• Informasjon, veiledning, kurs og foredrag

www.nibio.no

Informasjon om mindre avløp: www.avlop.no

Tlf. sentralbord: 03 246 / +47 406 04 100 E-post: post@nibio.no

NYTT fra

Rapport

frå arbeidet i CEN/TC164/WG9/TG9 –

Filtermassar og ny standard for filtersenger av glasperler og glasgranulat i vassverk

Av Karl-Jan Erstad, Rådgivande Agronomar AS Korssund 2024-11-20

Introduksjon

Oppdragsgruppe TG9 arbeider under arbeidsgruppe 9 (CEN/TC164WG9) Vassverkskjemikalie med stort sett inerte materiale for bruk i filtersenger i vassverk. Desse materiala skal i hovudsak fjerne mineralpartiklar og humus frå inngåande drikkevatn, og med jamne mellomrom vert filtera returspylte for vasking.

Oppdragsgruppe 5 arbeider derimot med kjemisk meir reaktive filtermassar, med arbeidstittel Ca- og Mg-salt, i praksis kalkprodukt. I tillegg omfattar oppgåvene også standardisering av karbondioksid, som ved danning av karbonsyre i vatn vert brukt som syre-base-akselerator i reaksjon mot karbonatisk kalk, gi høgre alkalinitet i drikkevatnet.

Kalkprodukt som filtermassar

I Noreg, Sverige og Finland har vi mykje fattig berggrunn, vi bruker ofte surt overflatevatn, og dermed stor fare for korrosjon i vassforsyningssystem, mot både metall og betong. Filtermassar for råvatnet i vassverk er dermed typisk alkaliske, og den mest brukte i våre område er velkjent under standarden EN 1018 Kalsiumkarbonat. Av produkt er det helst krystallin kalkstein og metamorf kalksteinsmarmor i

definerte korn-graderingar. Spesielt i Frankrike vert ein del korallsand nytta, importert frå Nord-Noreg og Island. For øvrig vert mikronisert, flytande kalsiumkarbonat brukt til direkte kalkinjeksjon i ferdig reinsa drikkevatn, som produsert i Elnesvågen i Romsdal.

EN 1017 Halvbrent dolomitt i korningar bruker vi spesielt i mindre vassverk. Men dette er ikkje framstilt i vårt eige land, men importert frå Tyskland.

I andre delar av Europa kan vatnet vere hardt (kalkrikt), eit kalkoverskot kan til og med fellast ved bruk flytande hydratkalk (kalsiumhydroksid), som ein kalkvariant gitt under EN 12518, til harde kalkgranulat. Desse kalkgranulata går i enkelte land som Tyskland, og i Skåne i SørSverige, til skogskalking, frå regionale vassverk.

Karbonfiltermassar

Filtermassar av karbon har enkelte unike bruksområde når det gjeld fjerning av organiske, uorganiske og mikrobielle forureiningar. Standardisert er EN 12907 Pyrolysekolmateriale (biokol), EN 12915-1 Granulært aktivert karbon -Del 1: Opphavleg, granulært aktivert karbon, og EN 12915-2 Granulært aktivert karbonDel 2: Reaktivert, granulært aktivert karbon.

Desse vert spesielt nytta som adsorbent for fjerning av spor av organiske forureiningar (t.d. plantevernmiddel, klorerte løysingsmiddel, oljer), smaks- og luktproduserande sambindingar og trihalometanforløparar. Lukt frå myrpåverka overflatevatn er eit stort problem på spreidde lokalitetar i Norden, som i hyttefelt, og spesielt i Finland er det stor bruk av karbonfiltermassar.

Dei kan vidare brukast til å fjerne overskot av oksidantar som klor, ozon og permanganat frå føregåande reinsetrinn.

Metta karbonfilter som vert skifta ut, kan ha etterbruk som biokol i landbruket.

Inerte filtermassar

Øvrige filtermassar skal då vere lite reaktive ved kontakt med råvatnet, og har som hovudoppgåve å halde tilbake partiklar. Eit unntak som vi finn til bruk på både drikke- og avløpsvatn, er EN 12905 Ekspandert aluminumsilikat, der eitt produkt er kjent i vårt land som Filtralite (Lecakuler). Dette produktet har ein viss kalkverknad etter å ha vore rulla ut i dolomitt etter framstilling ved kalsinering, og har også bindande og reinsande effekt på fosfor i vatn.

Av øvrige standardiserte filtermassar skal vi særleg nemne EN 12904 Silikasand og silikagrus, EN 12906 Pimpstein, EN 12909 Antrasitt, EN 12910 Granat, EN 12912 Barytt, EN 12913

Diatoméjord i pulver, EN 12914:2012 Perlitt i pulverform, EN 16070 Naturleg zeolitt.

Eit ganske nytt filtermateriale som er under første standardisering, er prEN 17978:2023 Glasperler og glasgranulat til bruk i vassverk og symjebasseng/spa.

Arbeidet med standarden har gått over fleire år i Oppdragsgruppe TG9. Han har på dette stadiet status som prestandard, har vore gjennom Teknisk høyring, og vart sommaren 2024 sendt på Formell røysting hos CEN sine medlemmar, herunder Standard Norge.

Industriell framstilling av glasfiltermassar

Produksjonen av glasperlene inneber å knuse reint vindaugsglas. Partiklane som vert produsert, vert deretter termisk omdanna til perler.

Perlene vert deretter vaska, tørka og sikta.

Produksjonen av glasgranulat bruker flaskeglas som vaskast og varmast opp for å fjerne organisk forureining. Deretter vert glaset brote ned til passande partikkel-storleik. Under denne prosessen sørger ein for at det ikkje dannast skarpe kantar.

Kornfordeling for produkta er etter avtale mellom produsent og kunde, men døme på vanlege partikkelfordelingar med over- og underkorn er gitt i tab. A.2 i vedleggsdelen til standarden.

Glasperler

og

glasgranulat –fysisk form

Glasperler skal vere runde og vanlegvis ha en kvit til grønaktig farge, ein amorf struktur og ei glatt overflate. Den runde forma har stor innverknad på filtreringseigenskapane.

Glasgranulat er vanlegvis eit grønbrunt, granulært materiale. Strukturen er amorf med ei jamn til litt ru overflate. Forma liknar på eit korn av knust sand. Likevel er ingen skarpe kantar tillatne, dette for å forhindre skade under vedlikehald eller sørvis.

Glasfiltermassane skal generelt vere homogene og synleg frie for framandmateriale ved levering, særleg for å unngå tilstopping av filteret.

Kjemiske eigenskapar for glasfiltermassane

Glasfiltermassane er kjemisk bygd opp av amorf silisiumdioksid (SiO2) som hovudkomponent, vidare kalsium- (CaCO3) og natriumkarbonat (Na2CO3), typisk i prosentforholdet 75-10-15.

Glas har CAS-nummer 65997-17-3 og EINECS-nummer 266-046-0.

Reinleikskrav – ureine sekundærstoff og sporelement

Glasfiltermassane har sterk syreresistens, og krav til tap mot syre etter EN 12902 er mindre enn 0,2%.

Sporelement er sterkt bundne i glasstrukturen, men også totalinnhald av desse er som gitt i tabell 3 i standarden:

Bruk og utforming av glasfiltersenger

Glasperler eller glasgranulat vert brukte som filtrerande, støttande eller berande filtermateriale.

Mengda glasperler eller glasgranulat som nyttast, avheng av bruksføremålet. Filtreringsfart og filtersengdjupne varierer i samsvar med

innhaldet av suspendert materiale i vatnet som skal filtrerast.

Glasperler eller glasgranulat vert brukte i opne eller lukka, enkelt- eller fleirsengsfilter.

Tryggleiksreglar ved handtering

Glasperler eller glasgranulat er ikkje farlege produkt, men følgande forholdsreglar bør takast:

• Unngå støvutvikling

• Ved handtering av tørt produkt tilrådast bruk av støvmaske, spesielt ved bruk av pneumatisk lufttransport

Økologisk

vurdering

Ifølge Det europeiske kjemikaliebyrået ECHA er det på miljøsida ingen negative sideeffektar påvist ved testar på zebrafisk (Danio rerio), vassloppe (Daphinia) eller grønalge (Pseudokirchneriella subcapitata)

Norges største

Norges største rådgivermiljø innen vann

rådgivermiljø innen vann

Vi jobber tverrfaglig i prosjektene med spesialister fra mange fag. Teamene skreddersys og våre leveranser har god bredde fra VA­teknikk og vann i byer til overvåking og tilstandsvurderinger av ferskvann og marint miljø.

Vi jobber tverrfaglig i prosjektene med spesialister fra mange fag. Teamene skreddersys og våre leveranser har god bredde fra VA­teknikk og vann i byer til overvåking og tilstandsvurderinger av ferskvann og marint miljø.

Våre medarbeidere har solid kompetanse innen alle relevante fag, så som VA­teknikk, miljøkjemi, fisk og ferskvannsøkologi, hydrogeologi, hydraulikk, hydrologi, vassdragsteknikk, teknisk infrastruktur og prosessteknikk.

Våre medarbeidere har solid kompetanse innen alle relevante fag, så som VA­teknikk, miljøkjemi, fisk og ferskvannsøkologi, hydrogeologi, hydraulikk, hydrologi, vassdragsteknikk, teknisk infrastruktur og prosessteknikk.

Slik gir vi råd som tar vare på miljøet og sikrer gode tekniske løsninger.

Slik gir vi råd som tar vare på miljøet og sikrer gode tekniske løsninger.

norconsult.no/vann

norconsult.no/vann

RETNINGSLINJER FOR ARTIKLER TIL TIDSSKRIFTET

VANN

For artikler som ikke skal fagfellevurderes og annet fagstoff som ønskes tatt inn i VANN, gjelder følgende:

1. Artikler og annet fagstoff skal leveres redaksjonen som Word-filer.

2. Artikler skal starte med tittel på artikkel og enkel biografi (utdanning, nåværende yrkestittel og arbeidssted).

3. Artikkellengde skal ikke være mer enn 25 000 tegn med mellomrom eller 4000 ord ved ordtelling. Lange artikler skal ha sammendrag. Sammendraget skal inneholde høyst 150 ord, og skal gjengi hovedbudskapet i artikkelen. Artikler som inneholder referanser skal ha referanseliste der referansene er ordnet alfabetisk etter forfatternavn. Figurer og bilder bør så langt mulig leveres som originalfiler, i Excel, PowerPoint eller høyoppløselig jpeg-format.

Artikler basert på innlegg fra foreningens fagtreff/seminarer kan presenteres i «kortform» (600 til 1000 ord). Artikkelen bør da fokusere på formidling av erfaringer/vurderinger. Artikkelen bør innledningsvis kort beskrive bakgrunn for innlegget og deretter i et antall avsnitt oppsummere de erfaringene/vurderingene som er formidlet i innlegget. Illustrasjoner hentet fra innlegget holdt under fagtreff/ seminar kan/bør brukes som illustrasjoner i artikkelen også ved slik publisering. Artikler og annen innsendt tekst som ikke er fagfellevurdert står for forfatternes/ innsendernes egen regning.

4. Fotografier og andre illustrasjoner skal ha referanse til rettighetshavere når dette ikke er forfatteren selv.

5. Det forutsettes at forfatteren selv har kvalitetskontrollert språket ved å la f.eks. en kollega lese gjennom artikkelen eller ved minst å kjøre stavekontroll. Artikler sendes normalt ikke til forfatterne for korrektur

6. Frister for slikt fagstoff til VANN er hhv. 15. februar, 15. mai, 1. september og 1. november. Redaktøren vil i sin kontakt med aktuelle bidragsytere kunne sette andre frister for å sikre utgivelse til rett tid.

For innsendte artikler som skal fagfellevurderes gjelder egne frister og krav. Se RETNINGSLINJER FOR ARTIKLER SOM SKAL FAGFELLEVURDERES FOR PUBLISERING I TIDSSKRIFTET VANN.

Beskyttelse mot oversvømmelser og forurensning

Beskyttelse mot oversvømmelser og forurensning

Beskyttelse mot oversvømmelser og forurensning

Beskyttelse mot oversvømmelser og forurensning

MFTlevererprodukterforregnvannshåndtering -frakildetilutslipp.Vitilbyrsmarte,driftssikre ogdokumenterteløsningersomgirhydraulisk kontrollogredusererrisikoforoversvømmelser ogforurensning.Sortimentinkluderer standardiserteprodukterogskreddersydde løsninger.Viprodusererenstorandelavvåre produkteriNorge.Etomfattendelagerutvalgav ferdigeprodukterogkomponenterpåeget verkstedsørgerforrasklevering-selvav tilpassedeløsninger.Lesmerpå mft.no

MFTlevererprodukterforregnvannshåndtering -frakildetilutslipp.Vitilbyrsmarte,driftssikre ogdokumenterteløsningersomgirhydraulisk kontrollogredusererrisikoforoversvømmelser ogforurensning.Sortimentinkluderer standardiserteprodukterogskreddersydde løsninger.Viprodusererenstorandelavvåre produkteriNorge.Etomfattendelagerutvalgav ferdigeprodukterogkomponenterpåeget verkstedsørgerforrasklevering-selvav tilpassedeløsninger.Lesmerpå mft.no

MFTlevererprodukterforregnvannshåndtering -frakildetilutslipp.Vitilbyrsmarte,driftssikre ogdokumenterteløsningersomgirhydraulisk kontrollogredusererrisikoforoversvømmelser ogforurensning.Sortimentinkluderer standardiserteprodukterogskreddersydde løsninger.Viprodusererenstorandelavvåre produkteriNorge.Etomfattendelagerutvalgav ferdigeprodukterogkomponenterpåeget verkstedsørgerforrasklevering-selvav tilpassedeløsninger.Lesmerpå mft.no

MFTlevererprodukterforregnvannshåndtering -frakildetilutslipp.Vitilbyrsmarte,driftssikre ogdokumenterteløsningersomgirhydraulisk kontrollogredusererrisikoforoversvømmelser ogforurensning.Sortimentinkluderer standardiserteprodukterogskreddersydde løsninger.Viprodusererenstorandelavvåre produkteriNorge.Etomfattendelagerutvalgav ferdigeprodukterogkomponenterpåeget verkstedsørgerforrasklevering-selvav tilpassedeløsninger.Lesmerpå mft.no

Mengderegulatorer

Mengderegulatorer

Mengderegulatorer

Fluidteknikk AS Mengderegulatorer

Tilbakeslagsventiler

Tilbakeslagsventiler

Tilbakeslagsventiler

Tilbakeslagsventiler

Nivåregulatorer

Nivåregulatorer

Nivåregulatorer

Nivåregulatorer

Stengeventiler

Stengeventiler

Stengeventiler

Stengeventiler

Partikkelavskillere

Miljø-ogFluidteknikkAS

Miljø-ogFluidteknikkAS

Miljø-ogFluidteknikkAS

Miljø-ogFluidteknikkAS

Partikkelavskillere

Partikkelavskillere

Partikkelavskillere

Avløpsrenner

Avløpsrenner

Avløpsrenner

Avløpsrenner

Miljø-og Fluidteknikk AS

Miljø-og Fluidteknikk AS

Miljø-og Fluidteknikk AS

Miljø-og

DET HANDLER OM Å HOLDE PROSESSEN I GANG

Skruesentrifugalpumper

Rørarmaturer og slamsamlere

Husvannmålere - fjernavlesning

Nivå og mengde/flowmålere

Ventiler

Clamp-on mengdemålere

Monotm Eksenterskruepumper, munchere for mekanisk bearbeiding av slam

Omrører

Vann og avløpspumper

www.axflow.no, axflow@axflow.no

Telefon: 22 73 67 00