Digital twins of regulated river stretches

Digitala tvillingar av vattendrag kan användas som avancerade hydrauliska och ekologiska modelleringsverktyg som ger kraftfulla möjligheter att utvärdera effekterna av olika förvaltningsscenarier, såsom flödesregimer och habitatrestaurering, på fiskpopulationer.

Digitala tvillingar av vattendrag kan användas som avancerade hydrauliska och ekologiska modelleringsverktyg som ger kraftfulla möjligheter att utvärdera effekterna av olika förvaltningsscenarier, såsom flödesregimer och habitatrestaurering, på fiskpopulationer.

Flödesvariationer som uppstår vid effektkörning (så kallad hydropeaking) kan vara kontroversiella, delvis eftersom de kan påverka nedströms fiskpopulationer genom både skarpa processer som erosion eller uppgrundning, samt genom kumulativa förändringar i habitatkvalitet. Att bedöma dessa effekter är avgörande för välgrundade beslut kring avvägningen mellan produktion av fossilfri el och bevarandet av akvatisk biologisk mångfald.

För att kunna förutsäga ekologiska effekter i ett vattendrag krävs djupgående kunskap om de hydrauliska förhållandena, såsom dynamiska variationer i vattendjup och lokala flödeshastigheter. Att samla in tillräcklig mängd hydrauliska data experimentellt för olika flödesscenarier i fält är inte genomförbart, och därför är hydrauliska modeller som kan simulera både stabila och dynamiska flöden för en hel älvsträcka det föredragna tillvägagångssättet. Genom att utöka de digitala tvillingarna med individbaserade modeller (Individual-Based Models, IBMs) kan populationer av relevanta fiskarter simuleras på individnivå, och deras respons på olika flödesscenarier kan förutsägas.

Tre potentiella fallstudier med intressanta miljötillämpningar och olika stadier i omprövningsprocessen inom NAP har identifierats och kommer att användas i projektet:

1. Bredforsen i Dalälven, ett Natura 2000-område med viktiga och unika flodslätter och skogar samt en betydande harrpopulation.
2. Kungsådran, som utgör den enda möjligheten för fisk att vandra uppför Dalälven till dammen i Älvkarleby. Området är ett experimentellt område isolerat från huvudfåran, vilket begränsar tillgången till habitat för Atlantlax.
3. De övre delarna av Luleälven, där två parallella älvsträckor finns – en med en mer etablerad harrpopulation och den andra (Akkats–Letsi) som skulle kunna gynnas av miljöåtgärder.

Resultaten från de tre fallstudierna kommer att sammanställas och generella rekommendationer kring hydropeaking, miljöflöden och möjliga hydrauliska åtgärder kommer att ges i relation till deras påverkan på älvens hydraulik och målartens populationsrespons.