miljötillstånd och utveckling - Mälarens vattenvårdsförbund

ve bassäng (se figur 1.2). Dessa moduler har kalibrerats mot
mätdata (se kap. 6.2.2.) var och en för sig och sedan länkats
ihop till en mälarmodell. Antalet tillståndsvariabler i modellen
begränsats till tre. Valet av dessa är en avvägning
mellan tillgång på mätdata och problemformulering. I modellen
simuleras tre fosforfraktioner (tillståndsvariabler):
löst fosfor och organiskt bundet fosfor i vattenmassan samt
mängden utbytbart fosfor i sedimenten. I fakta 6.1 beskrivs
de ekvationer som använts för beräkning av dessa tillståndsvariabler.
Modellen är konstruerad som en sk enskiktsmodell.
Detta innebär att man antar att bassängvolymerna är homogent
omblandade hela året. Detta stämmer naturligtvis
inte med verkligheten men har ändå ansetts som en nödvändig
förenkling för att göra modellen relativt enkel och
hanterbar. Denna förenkling visade sig dock vara svårast att
tillämpa i Ekoln, den nordligaste av fjärdarna i bassäng d
Fosfortillförseln till Ekoln via Fyrisån skiktar ofta in sig i
vattenmassan, speciellt vintertid. Det är således svårt att ta
fram representativa fosforhalter i Ekoln, speciellt för hela
vattenvolymen. En framtida förbättring av modellen skulle
vara att dela upp vattenmassan i två eller flera skikt. Detta
skulle framförallt öka precisionen i Ekoln men sannolikt
även i övriga fjärdar/bassänger, speciellt de djupaste.
Modellens tidsupplösning är månader och som drivdata
har månatliga data på fosforbelastning (både fosfatfosfor
och totalfosfor), vattenföring, vattenstånd och vattentemperatur
använts (se kapitel 5). Vattenföringen mellan bassängerna
har beräknats med hjälp av ekvationen:
Fakta 6.1. Fosformodellens tillståndsekvationer
Fosformodellen består av följande
tillståndsekvationer:
Ps = (Pin – Ps) * (Q/V) – (µa – Ra) * Pa + as * Kx * Psed
Pa = (µa – Ra – Sa – (Q/V)) * Pa
Psed = (1 – k1) * Sa * Pa /as – Kx * Psed
där:
Ps = löst oorganiskt fosfor i vatten g P/m 3
Pa = organiskt bundet fosfor g P/m 3
Psed = mängden utbytbart fosfor i sedimenten g P/m 3
Pin = vägd medelkoncentration i tillfört fosfor g P/m 3
Q = vattenföring ur respektive bassäng m 3/dygn
V = volymen i respektive bassäng m 3
k1 = mängden fosfor som göms i sedimenten dim.lös
Q = Q in + P – E + ∆M
där
Q = vattenföringen ut ur respektive bassäng
Q in = tillrinningen via floder och landavrinning till respektive
delbassäng
P = nederbörden på sjöytan
E = avdunstning från sjöytan
∆M = magasinsändring
Beräkningssättet finns beskrivet i Kvarnäs & Lindell (1971).
Vattentemperaturen är beräknad som medelvärdet på
temperaturen i skiktet 0–10 meter för stationer som ligger i
Mälarens sund (Erikssund, Strängnäs och Kvicksund).
6.2.2. Kalibrering
I modellen ingår en uppsättning modellparametrar som
dels erhållits från originalmodellen, dels erhållits från mätdata
och dels erhållits genom kalibreringar mot observerade
fosforhalter. Modellen har kalibrerats för respektive bassäng
för perioden 1966–95 med avseende på parametrarna Kx,
µa, Sa, och k2 (se fakta 6.2). Inga andra ändringar har gjorts
för att anpassa modellen. Som jämförelsedata har observerade
halter av fosfatfosfor och totalfosfor från stationer i
Mälarens delbassänger använts. Kalibreringsresultaten redovisas
i fakta 6.3. Som framgår av tabell 6.1 saknas kalibreringsresultat
för bassäng f (den Stockholmsnära bassängen).
För denna bassäng gick det helt enkelt inte att får en acceptabel
kalibrering med hjälp av existerande mätdata. En orsak
till detta kan vara svårigheter att på ett tillförlitligt sätt
beskriva uttransporten i utloppet Norrström. En annan or-
De överföringshastigheter som ingår i modellen är tillväxthastighet
(µa) hos alger, respiration (Ra) , sedimentation
(Sa) och mineralisering i sedimenten (Kx).
a och Ra definieras som:
där:
fT = k2 T – 20
Ra = R 20
a • 1,12 T – 20
T = vattentemperatur (°C)