Stationstäthet och hydrologiska prognoser

Ten basins in the north of Sweden, where the hydrological model system, HBV- HMS, has been set up, were studied. The effects on the hydrological model if an approximate 20% decrease in meteorological stations occurs were studied as well as the possibility to reduce an eventual decline in model efficiency through recalibration of the model parameters. Also, an addition of stations was investigated. The results indicated that the mean reduction in model efficiency due to an approximate 20% decrease in station density was small. If the most representative stations were removed the model performance, however, decreased significantly. When a recalibration was allowed the decline in model accuracy was reduced considerably. An addition of meteorological stations gave a minor improvement in model efficiency. No significant relationships between the basin characteristics and the model sensitivity due to a change in the station network, were found.Det nederbörds- och temperaturstationsnät som idag finns uppbyggt i landet är under ständig förändring. Manuella klimatstationer läggs ned och dessa ersätts av nya automatstationer. Vad blir då konsekvenserna av denna utglesning i stationsnätet och hur kommer installationerna av de nya stationerna att påverka de hydrologiska prognoserna? Detta VASO/HUVA-projekt har genomförts med avsikt att bland annat belysa dessa frågeställningar. Studien har också genomförts i syfte att komplettera det tidigare utförda VASO/HUV A-projektet "Bestämning av optimalt klimatstationsnät för hydrologiska prognoser", Brandt (1987), vilket beskrev effekten av en systematisk utglesning av klimatstationsnätet genom att successivt ta bort de sämst belägna stationerna i området. Målsättningen med studien var att klargöra effekterna på HBV-modellens prestanda vid en ca 20% slumpmässig utglesning i klimatstationsnätet och vid en nyinstallation av nederbörds- eller temperaturstationer samt att redogöra för möjligheten att kalibrera bort eventuella försämringar av modellresultatet. Modellprestandan har genomgående bedömts utifrån de tre kriterierna R2- värde, ackumulerad differens över vårfloden samt träffsäkerheten i vårflodens start. Nederbörds- och temperaturstationer har studerats var för sig. Inom projektets ramar har tio områden i norra Sverige studerats. Urvalet har styrts av önskan att få områden i både skogs- och fjällornråden representerade samt att deras områdesegenskaper såsom storlek, sjöprocent etc. är någorlunda spridda. Studien visar att den genomsnittliga försämringen i HBV-modellens prestanda är måttlig efter en 20% nedläggning av antalet klimatstationer. Detta gäller för modellresultatet uttryckt i såväl den förklarade variansen (R2 -värde), volymfel över vårflod samt vårflodens start. Däremot är den maximala försämringen när en eller två av de mest representativa stationerna tas ur bruk betydande. Inga tydliga trender eller samband kan ses om områdenas egenskaper sätts i relation till modellförsämringen. Den eventuella modellförsämring som uppstått efter en utglesning i stationsnätet kan minskas avsevärt om en omkalibrering genomförs. Modellförsämringen reduceras i genomsnitt till hälften efter omkalibrering av HBV-modellens parametrar för en nedläggning i såväl nederbörds- som temperaturstationsnätet. Vid en installation av nya representativa stationer i området, utan att HBV-modellen omkalibreras, blir förbättringen marginell. Här kan till och med en betydande försämring ske om modellen tidigare varit kalibrerad så att modellparametrarna kompenserar de indata som egentligen inte är