Modellering av vattenflöden samt kväve- och fosforkoncentrationer från Krycklans avrinningsområde med HYPE-modellen

HYPE-modellen utvecklades som ett hjälpmedel för att uppfylla målet om att alla svenska vattendrag ska ha uppnått åtminstone god ekologisk status år 2015, enligt EU:s ramdirektiv för vatten. I HYPE-modellen delas avrinningsområdet in i markklasser, som definieras utifrån kombinationen av jordart och markanvändning/marktäckeklass. I modellen finns det många parametrar. Vissa av dem är generella för ett större område eller kan hämtas ifrån tidigare forskning, medan andra måste kalibreras för varje avrinningsområde. De parametrar som kalibreras beror i de flesta fall antingen av jordart eller av markanvändning eller marktäckeklass. Syftet i den här undersökningen var att kalibrera HYPE-modellen för ett mindre avrinningsområde samt undersöka avrinningsvägar och utvärdera den utförda kalibreringen. Det undersökta avrinningsområdet kallas Krycklan och ligger i Vindeln kommun i Västerbottens län. Det är ett avrinningsområde som huvudsakligen består av skog, men även innehåller inslag av jordbruksmark och myrmark. Kalibreringen gjordes i två steg, först för ett mindre delavrinningsområde och sedan för hela avrinningsområdet. Två avrinningskalibreringar gjordes för det mindre delavrinningsområdet. Kalibrering A utfördes med ansatsen att få en så hög anpassning som möjligt, med utgångspunkt i det statistiska måttet NSE, vilket är kvadratsumman av residualerna dividerat i den totala kvadratsumman. Kalibrering B gjordes i samråd med SMHI om rimlig storlek på parametervärdena, men gav ett sämre värde på NSE. För hela avrinningsområdet utfördes endast en kalibrering. Ett försök till modellering av kväve- och fosforhalter i avrinnande vatten gjordes även. Resultatet visade att det gick att få en kalibrering av modellen att följa uppmätt flöde väl, även på mikroskala. Skillnaden mellan kalibrering A och kalibrering B var att den första bättre fångade uppmätta flödestoppar, men gav ett för högt basflöde. För både blöta och torra år gick det att få en hög anpassning, men kalibreringen fungerade generellt sätt bättre för blöta år. Det var betydligt svårare för modellen att fånga variationen i kväve- och fosforkoncentrationer, men samband mellan modell och mätvärdena kunde ändå ses.The HYPE-model was developed as an aid of achieving the goal of all Swedish watercourses should have reached at least well ecological status by the year of 2015, according to the EU Water Framework Directive. In the HYPE model, the catchment is divided into soil classes which are a combination of soil and land use. In the model, there are many parameters. Some of them are general for a larger area or can be obtained from previous research, while others must be calibrated for each catchment. The parameters to be calibrated depend in the most cases either on soil or land uses. The aim of this study was to calibrate and evaluate the HYPE model for a small catchment. The investigated catchment is called Krycklan and is located in the municipality of Vindeln in the province Västerbotten. The catchment consists mostly of forest, but there are also some agriculture and mire. The calibration was made in two steps, first on a small sub-basin and then to the entire basin. Two runoff calibrations were made for the smaller sub-basin. Calibration A was performed with the approach to obtain as high fit as possible, on the basis of the statistical measure NSE, which is the quadrate of the residuals divided in the quadrate of the total quadrate sum. Calibration B was made after consultation with SMHI (The Swedish Meteorological and Hydrological Institute) of the adequate size of the parameter values. For the entire basin only one calibration was performed. An attempt at modelling of nitrogen and phosphorus concentration in runoff was also made. The results showed that it was possible to get the model to follow the measured flow well, even at the micro scale. The difference between calibration A and calibration B was that the first one was better to catch the measured flow peaks, but resulted in too high base flow. For both wet and dry years it was possible to obtain a high fit, but the model generally got better for the wet years. There was much more difficult for the model to capture variation in nitrogen and phosphorus, but the connection between the model and the measurements could still be seen