 |
 |
| Forside | Nyt | Viden | Om DMU | Kontakt os | Søg | In English |
|
Afstrømningsforhold i danske vandløb
Niels B. Oversen
Faglig rapport fra DMU, nr. 340
Dansk abstract
Rapporten giver en landsdækkende beskrivelse og analyse af afstrømningsforholdene i de danske vandløb. Grundlaget for rapporten er den omfattende samling af hydrometriske data, der er indsamlet siden 1917. Afstrømningsforholdene beskrives bl.a. ud fra en række karakteristiske parametre, varighedskurver, ekstremværdi- og trendanalyser. Fastlæggelse af referenceperiode for beregning af medianminimum er analyseret. Rapporten giver et samlet overblik over den nationale hydrometriske datasamling i form af kort, oversigtstabeller og nøgledata.
Afstrømningsregistrering
Systematisk registrering af afstrømning i Danmark
påbegyndtes omkring 1917. I dag findes næsten 400
målestationer, hvor afstrømningen måles kontinuerligt, og
stationerne er fordelt i de omkring 64.000 km vandløb, der findes i
landet. Det samlede opland til målestationerne udgør ca. 55 % af
landets areal. Danmarks længste vandløb er Gudenåen (149 km),
og den afvander et område på godt 2600 km2. Skjern Å er derimod den vandrigeste med en
middelvandføring på ca. 37.000 l/sek.
Dataopsamling
Vandstanden er
igennem mange år blevet registreret ved manuel aflæsning af en
vandstandsskala ved mange af stationerne, men automatiske papirskrivere har
også været i drift siden begyndelsen af århundredet. I dag
registreres næsten udelukkende med datalogger og evt. med
telefonforbindelse til stationerne. Normalt sker selve registreringen dog stadig
med lod og flyder i en målebrønd. Vandføringsmålinger
foretages normalt med vingeinstrument.
Strømhastighed og faldforhold
Danske vandløb har faldgradienter, der næsten
udelukkende ligger i intervallet 0,1 til 10 promille. Der er en tendens til, at
gradienten aftager nedstrøms i vandløbssystemet (jo nærmere
kysten), men der er betydelige afvigelser mellem de forskellige dele af landet.
F.eks. kan de Bornholmske vandløb have relativt store gradienter.
Middelstrømhastigheden i vandløbene varierer fra ca. 0,1 til 1,0 m
s-1, og hastigheden er oftest størst i store vandløb.
Den gennemsnitlige strømhastighed i danske vandløb er ca. 0,3 m
s-1.
Udviklingstendenser i klima og
afstrømning
De gennemførte trendanalyser af årlig
middelnedbør og årlig middeltemperatur for Danmark i de seneste 125
år (1874 – 1998) har vist signifikant stigende udviklingstendenser
for begge størrelser. Nedbøren stiger jævnt igennem hele
perioden, hvorimod temperaturen stiger mest i de første 50 år af
perioden også i 1990’erne. Analyser af regionale
nedbørsstationer viser, at stigningen i nedbøren er størst
i Vest-, Midt- og Sønderjylland. Opgørelser over vandforbruget i
Danmark viser, at forbruget er øget indtil starten af 80’erne og
derefter er faldet. Idet nedbøren er af størst betydning for
afstrømningen, vil man på denne baggrund forvente stigende
afstrømninger i de danske vandløb.
Trendanalyserne af årlige afstrømningsdata (årsmiddel, årsmaksimum og årsminimum) bekræfter stigende tendenser for de fleste af de 39 analyserede stationer både ved analyse af hele driftperioden og af perioden 1971-98. De fleste stigende udviklingstendenser ses i årsmiddelafstrømningen. Det har ikke været muligt at udrede regionale forskelle i resultaterne af trendanalyserne på de årlige afstrømningsdata.
Medianminimumafstrømning
Medianminimumafstrømningen, der er den værdi, der i
gennemsnit bliver underskredet i hvert 2. år, anvendes generelt i
forbindelse med administration af vandløb og vandressourcer.
Det enkelte års minimumvandføring kan afvige betydeligt fra medianminimum. I meget tørre år kommer niveauet i mange vandløb ned under halvdelen af medianminimum, og i nogen vandløb helt ned på omkring en fjerdedel. Som en konsekvens heraf er fastsættelsen af medianminimumafstrømningen følsom overfor valg af beregningsperiodes længde og starttidspunkt.
Ekstreme afstrømningsbegivenheder
Ved hjælp af lange tidsserier kombineret med tilpassede
fordelingsfunktioner kan sandsynligheden for ekstreme
afstrømningsbegivenheder estimeres. I Danmarks anvendes ofte T-års
værdier, der er i gennemsnit over- eller underskrides hvert T’ende
år. T kan f.eks. være 2, 10, 20, 50 eller 100 års
begivenheder, og værdierne anvendes bl.a. i forbindelse med bl.a.
landbrugs- og afvandingsinteresser, brokonstruktioner, fisketrapper,
restaureringsprojekter og dimensionering af diger.
Referenceperiode
På
baggrund af rapportens analyser og vurderinger samt tidligere
undersøgelser anbefales det, at beregning af medianminimum,
medianmaksimum og middelafstrømning foretages på grundlag af data
for perioden 1971 – 1998, og at det i 2001 forlænges til en 30
års periode (1971 – 2000). På længere sigt anbefales
det, at referenceperioden bliver fremrykket ved begyndelsen af hvert nyt
årti. Den hidtidige anbefaling af referenceperiode fra Fagdatacenter for
Hydrometri har været 1971 – 1990. Ved ændringen af
referenceperioden til 1971 – 1998 sker der som gennemsnit betragtet en
reduktion i niveauet for medianminimumafstrømning på ca. 4 %.
Afvigelsen mellem de 2 perioden er forskellig i de enkelte vandløb, men
der er ikke konstateret regionale tendenser.
Karakteristik af afstrømningen
Der er store forskelle på afstrømningsmønstret i
de danske vandløb. Varighedskurver er et godt værktøj til
beskrivelse og analyse heraf. Nogle har en meget konstant afstrømning med
lille forskel mellem vinter- og sommervandføring og uden særligt
store stigninger f.eks. i forbindelse med kraftig nedbør. Andre har en
meget varierende vandføring med stor afstrømning i nogle perioder
og meget kraftig respons på nedbørsbegivenheder, og samtidig kan de
være næsten udtørrede i sommerperioden.
Karakteristisk forskel på små og store
vandløb
Analyser af sammenhænge mellem
vandføringsparametre, der kan anvendes som indikatorer for
økologiske forhold, viser at der er en veldefineret forskel mellem
små og store vandløb og mellem regioner i landet. I større
danske vandløb er variationerne generelt mindre end i små. F.eks.
overskrides et niveau på 7 gange medianvandføringen kun mellem 0 og
1,5 gange pr. år i store vandløb, hvorimod det sker mellem 1,5 og 5
gange i små vandløb. Forholdet mellem medianminimum og
medianvandføringen er mellem ca. 0,1 og 0,4 i små vandløb,
og det er mellem ca. 0,3 og 0,6 i større
vandløb.
Sammenhæng mellem afstrømningsforhold og
biologisk vandløbskvalitet
Resultater af en
korrelationsanalyse mellem såkaldte strømningsøkologiske
parametre og Dansk Vandløbs Fauna Indeks viser tydeligt, at den
biologiske vandkvalitet generelt er dårligst i vandløb med den
største variation i vandføringen. Det vides endnu ikke om
korrelationen skyldes at variationen i vandføringen har betydning for
smådyrsfaunaen eller om den skyldes andre faktorer, der både er
korrelerede med strømningsforhold og den biologiske
vandløbskvalitet. Dette kan f.eks. være tilfældet med
koncentrationen af organisk stof. De strømningsøkologiske
parametre er tæt indbyrdes korrelerede, og det er endnu usikkert hvilke
variable, der i givet fald har mest betydning for vandløbets
økologi. Der er derfor behov for mere detaljerede analyser af
sammenhænge mellem strømningsøkologiske parametre og
invertebrater i vandløbet.
Middelafstrømning - fordeling i
Danmark
For Danmark som gennemsnit er den årlige
middelafstrømning opgjort til 10,1 ls-1 km-2 svarende til 318 mm. I de
østlige dele af landet ligger middelafstrømningen omkring 200 mm
pr. år, og i nogen delområder er den kun 100 mm. I de vestlige dele
af landet er middelafstrømningen omkring 400 mm pr. år. I dele af
Midt- og Sydjylland er niveauet omkring 600 mm. De betydelige forskelle i
afstrømningsmængderne er betinget af forskelle i nedbør og
fordampning samt i regionale grundvandsstrømninger og vandindvinding. I
år med små nedbørsmængder, som f.eks. 1976 og 1996, kan
årsmiddelafstrømningen på landsplan være mindre ned 200
mm, og i nedbørsrige år, som f.eks. 1981 og 1994 kan den komme op
over 450 mm.
Ekstremafstrømning – fordeling i
Danmark
Minimumafstrømningen viser meget store afvigelser mellem
de forskellige dele af landet. I de østlige dele af landet er
medianminimumafstrømningen omkring 0,5 l s-1
km–2, og i de vestlige dele
omkring 10 gange så stor. Det er især forskelle i jordtyper og
grundvandsmagasiner, der er årsag til de store forskelle i
minimumafstrømning.
Tilsvarende findes betydelige forskelle i maksimumafstrømningen. Områder med meget lerjord har meget lav infiltrationskapacitet for nedsivning af regnvand, og har derfor meget store værdier for medianmaksimum, typisk mellem 50 og 100 l s-1 km-2. På Bornholm findes de største værdier på mere end 100 l s-1 km-2. I de mere sandede dele af landet er maksimumafstrømningen mindre, typisk mellem 20 og 40 l s-1 km-2 .
Hydrologiske regimer
En
gruppering af vandløbene i forhold til karakteristiske
vandføringsparametre er foretaget ved clusteranalyse. Denne analyse
bekræfter, at der er store forskelle mellem strømningsforholdene i
det østlige og vestlige Danmark.
Vandbalance
Betragtes
vandbalancen som middel for hele landet og over en længere periode
iagttages en god overensstemmelse mellem nedbør, fordampning og
afstrømning. Som middel for Danmark for perioden 1971 – 98 er den
korrigerede årlige nedbør 854 mm, den potentielle fordampning 520
mm og afstrømningen 322 mm. For mindre regioner eller kortere
tidsperioder kan der optræde betydelige afvigelser. De væsentligste
årsag til dette er grundvandsbevægelse på tværs af
topografiske vandskel, vandindvinding og varierende indhold i
grundvandsmagasinerne.
|
Rapporten i PDF format (1265 KB) |
|
|
Bilagene i PDF format (1868 KB) |
|
|
Kortene i PDF format (3322 KB) |
 |
2001-02-22 | 
 |