Digitaaliset vedet -lippulaiva (DIWA) & Tohtoripilotit

Tavoitteet

Vesi on välttämätöntä hyvän elämänlaadun kannalta, ja sen integroitu ja kestävä hoito on ainoa tapa turvata vesi ihmisille ja ekosysteemeille. Digitaaliset vedet (DIWA) -lippulaivan tavoitteena on luoda huipputason vesitutkimusklusteri, joka tutkimustuloksillaan synnyttää innovaatioita, tukee päätöksentekoa ja pohjustaa seuraavaa vallankumousta vesialalla. Samalla se kasvattaa uuden sukupolven toimijoita vesialalle.  Lisäksi noin 80 tohtoria koulutetaan kahden erillishankkeen rahoituksella.

Digitaalisten kaksosten avulla voidaan mallintaa vesivaroja, niiden käyttöä ja arvioida päätöksenteon vaikutuksia pinta- ja pohjavesiin. Vesivarojen digitaalisuus parantaa veden hankinnan, jakelun ja käytön hallintaa ja turvallisuutta esimerkiksi tulvien tai kuivuuden uhatessa. Digitaalinen vesienhallinta auttaa myös tasapainottamaan teollisuuden sekä energia-, maa- ja metsätalouden tavoitteita kestävästi. 

Lippulaivan ratkaisuja tarvitaan kipeästi, koska vesi on kriittinen luonnonvara. Ilmastonmuutos, biologisen monimuotoisuuden köyhtyminen, ympäristön pilaantuminen ja veden riittämättömyys vaativat lisäinvestointeja, jotka lisäävät veden arvoa. Alalla on useiden miljardien eurojen arvoista liiketoimintapotentiaalia, jonka arvioidaan kasvavan nopeasti. Lippulaivan johtajana toimii professori Björn Klöve, Oulun yliopisto. 

Hankkeita 

• Yhteistyöverkosto: Water4All Partnership (EU) on EU:n laajin yhteistyöverkosto. Vesiturvallisuutta koko planeetalle (Water4All)(Syke)
• Yhteistyöverkosto: The Freshwater Competence Centre in Finland ja Hydrologinen tutkimus-, kehitys- ja innovaatiotoiminnan (TKI) kumppanuusverkosto (Hydro-RDI-Network)
• Yhteistyöverkosto: Finnish Water Forum (EN) FWF is a platform for cooperation.
   
• Infrastruktuuri: Hydrologian tutkimusinfrastruktuuri (HYDRO-RI-Platform) tukee DIWA:n tutkimusta.
• Infrastruktuuri: AquaINFRA hankkeessa kehitetään aineistopalveluita päätöksenteon tueksi järvi- ja merialueille.
   
• Tutkimus: DIWA tekee yhteistyötä monien hankkeiden kanssa: 
  Green and digital transition in river basin management (Green-Digi-Basin); 
  Tekoälypalvelut vesisektorilla (AI Vesi360); 
  Validation of High Resolution Water, Snow, and Ice (HR-WSI); 
  Artificial intelligence for automatized monitoring of water quality and vegetation biodiversity (AIWaterBio); 
  Konenäkö ympäristötiedon tuotannossa (EnVision); 
  Ympäristöseurannoista informaation yhdistämiseen: MONITOR2020 - laatua, palvelukykyä ja vaikuttavuutta
• Palvelut: Datafuusio on yksi hanketta tukeva palvelu.
• Palvelut: Reaaliaikainen kuvantunnistupalvelu tutkijoille, ammattilaisille sekä kansalaisille When ice breaks – Freshwater Competence Centre

Kirjallisuutta 

Avouris, D. M., Maciel, F., Sharp, S. L., Craig, S. E., Dekker, A. G., Di Vittorio, C. A., Gardner, J. R., Goldsmith, E., Gossn, J. I., Greb, S. R., Grunert, B. K., Gurlin, D., Jampani, M., Khan, R. M., Lowin, B., McKinna, L., Mouw, C. B., Ogashawara, I., Rivero Calle, Silander,J., ... Werdell, J. (2025). Advancements in Satellite Observations of Inland and Coastal Waters: Building Towards a Global Validation Network. Remote Sensing, 17(24), 4008. https://doi.org/10.3390/rs17244008

Qiu, J., Luojus, K., Kaartinen, H., Qiu, Y., Silander, J., Patro, E. R., Klöve, B., and Haghighi, A. T.: A harmonized 2000–2024 dataset of daily river ice concentration and annual phenology for major Arctic rivers, Earth Syst. Sci. Data Discuss. [preprint], https://doi.org/10.5194/essd-2025-607, in review, 2025

Korppoo, M., Huttunen, I., Huttunen, M., Narikka, M., Silander, J., Jilbert, T., Forsius, M., Kortelainen, P., Kotamäki, N., Uvo, C., and Ronkanen, A.-K.: Simulating carbon fluxes in boreal catchments: WSFS-Vemala model development and key insights, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2025-3255, 2025

Ana Luiza Fontenelle,  Leonardo Yoshiaki Kamigauti, Gabriel M. P. Perez, Ieda Geriberto Hidalgo, Cintia Bertacchi Uvo. (2025). From scarcity to surplus: the water dichotomy affecting global communities. Discover Wate (link.springer.com). 

Pal, D., Marttila, H., Ala-Aho, P., Lotsari, E., Ronkanen, A.-K., Gonzales-Inca, C., Croghan, D., Korppoo, M., Kämäri, M., Rooijen, E. van, Blåfield, L., Silander, J., Baubekova, A., Bhattacharjee, J., Haghighi, A. T., Uvo, C. B., Kaartinen, H., Rasti, M., Klöve, B., & Alho, P. (2025). Blueprint conceptualization for a river basin’s digital twin. Hydrology Research (doi.org). 

Blåfield, L., Gonzales-Inca, C., Alho, P., & Kasvi, E. (2025). Morphological Response to Climate-Induced Flood Event Variability in a Sub-Arctic River (doi.org). 

Takala, T., Lotsari, E., & Polvi, L. E. (2025). Surface flow and ice rafting velocities during freezing and thawing periods in Nordic Rivers. Journal of Hydrology, 649, 132447 (doi.org).

Kotamäki, N., Arhonditsis, G., Hjerppe, T., Hyytiäinen, K., Malve, O., Ovaskainen, O., Paloniitty, T., Similä, J., Soininen, N., Weigel, B., & Heiskanen, A.-S. (2024a). Strategies for integrating scientific evidence in water policy and law in the face.  of uncertainty. Science of The Total Environment, 931, 172855 (doi.org).

Yiheng Du, Jonas Olsson, Kristina Isberg, Johan Strömqvist, Yeshewatesfa Hundecha, Benedito Cláudio da Silva, Sameh Adib Abou Rafee, Carlos Ruberto Fragoso Jr, Stein Beldring, Anna Hansen, Cintia Bertacchi Uvo, Johanna Sörensen. (2024). Application-based evaluation of multi-basin hydrological models. Journal of Hydrology, volume 641. (doi.org).

Lintunen Karoliina, Kasvi Elina, Uvo Cintia, Alho Petteri. (2024). Changes in the discharge regime of Finnish rivers. Journal of Hydrology: Regional Studies. Volume 53 (doi.org)

Johanna Lykke Sörensen, Cintia B. Uvo , Stephanie Eisner, Jonas Olsson, Stein Beldring, Vanessa S.B. Carvalho, Maria Elenius, Carlos Ruberto Fragoso Jr, Anna Hansen, Trine Jahr Hegdahl, Benedito C. Silva, Michelle S. Reboita, Daniela R.T. Riondet-Costa, Nívea A.D. Pons. (2024). Decision Support Indicators (DSIs) and their role in hydrological planning. Environmental Science & Policy. Volume 157. (doi.org)

Luz Adriana Cuartas, Thais Fujita, Juliana Andrade Campos, Cintia Bertacchi Uvo, Gholamreza Nikravesh, Jonas Olsson, Johanna Sörensen, José Antonio Marengo, Diogo Amore, Elisangela Broedel, Jerusa Peixoto. (2024). Hydrometeorological drought analysis through Two-variate Standardized Index for the Paraná River Basin, Brazil. Journal of Hydrology: Regional Studies. Volume 54. (doi.org) 

Kämäri M., Ekholm P., Kahiluoto J., Saarinen  P. (2024). Vedenlaadun jatkuvatoimisen mittauksen haasteet ja mahdollisuudet. Vesitalous. (lehtiluukku.fi). 

Anna Autio, Pertti Ala-Aho, Pekka M. Rossi, Anna-Kaisa Ronkanen, Mika Aurela. (2023). Groundwater exfiltration pattern determination in the sub-arctic catchment using thermal imaging, stable water isotopes and fully-integrated groundwater-surface water modelling. Journal of Hydrology, Volume 626, Part B. (doi.org).

Anders Wörman, Ilias Pechlivanidis, Daniela Mewes, Joakim Riml & Cintia Bertacchi Uvo. (2023). Spatiotemporal management of solar, wind and hydropower across continental Europe. Communications engineering, volume 3. (doi.org).

Strategic Research and Innovation Agenda SRIA (2023) (water4all-partnership.eu)

Kallio, K., Malve, O., Siivola, E., Kervinen, M., Koponen, S., Lepistö, A., Lindfors, A., & Laine, M. (2023). Spatiotemporal analysis of Lake Chlorophyll-a with combined in situ and satellite data. Environmental Monitoring and Assessment, 195(4) (doi.org). 

Skarbøvik, Eva; Gyritia Madsen van't Veen, Sofie; Lannergård, Emma E.; Wenng, Hannah; Stutter, Marc; Bieroza, Magdalena; Atcheson, Kevin; Jordan, Philip; Fölster, Jens; Mellander, Per-Erik; Kronvang, Brian; Marttila, Hannu; Kaste, Øyvind; Lepistö, Ahti; Kämäri, Maria. (2023). Comparing in situ turbidity sensor measurements as a proxy for suspended sediments in North-Western European streams. CATENA.

Silander, J., Schantz, A., & Hölttä, V. (2023).  When ice breaks – Freshwater Competence Centre (whenicebreaks.com). 

Jari Silander, Anton Von Schantz, Vesa Hölttä, Xiaoli Liu and Ella Rauth. (2022). 
Neuroverkot vesiriskien hallinnassa. Vesitalous. 

Petteri Alho, Hannu Marttila, Eliisa Lotsari, Harri Kaartinen, Cintia Uvo, Anna-Kaisa Ronkanen, Jari Silander. (2022). Uusi vesistötutkimuksen osaamiskeskus ottaa digiloikan suoraan syvään päähän. Vesitalous.

Lauri Ikkala, Anna-Kaisa Ronkanen, Jari Ilmonen, Maarit Similä, Sakari Rehell, Timo Kumpula, Lassi Päkkilä, Björn Klöve, Hannu Marttila. (2022). Unmanned Aircraft System (UAS) Structure-From-Motion (SfM) for Monitoring the Changed Flow Paths and Wetness in Minerotrophic Peatland Restoration. Remote sensing.

Marttila, H., Laudon, H., Tallaksen, L. M., Jaramillo, F., Alfredsen, K., Ronkanen, A.-K., Kronvang, B., Lotsari, E., Kämäri, M., Ala-Aho, P., Nousu, J., Silander, J., Koivusalo, H., Kløve, B. (2022). Nordic hydrological frontier in the 21st century. Hydrology research.

Gonzales-Inca, Carlos, Calle, Mikel, Croghan, Danny, Torabi Haghighi, Ali, Marttila, Hannu, Silander, Jari, Alho, Petteri. (2022). Geospatial Artificial Intelligence (GeoAI) in the Integrated Hydrological and Fluvial Systems Modeling: Review of Current Applications and Trends. Water. 

Lotsari, E., Lintunen, K., Kasvi, E., Alho, P., & Blåfield, L. (2022). The impacts of near-bed flow characteristics on river bed sediment transport under ice-covered conditions in 2016–2021. Journal of Hydrology, 615, 128610.

K. Heikkinen, M. Saari, J. Heino, A.-K. Ronkanen, P. Kortelainen, S. Joensuu, A. Vilmi, S.-M. Karjalainen, S. Hellsten, M. Visuri, H. Marttila. (2022). Iron in boreal river catchments: biochemical, ecological and management implications. Science of The Total Environment, Volume 805. (doi.org).

Marttila H, Laudon H, Tallaksen LM, Jaramillo F, Alfredsen K, Ronkanen A-K, Kronvang B, Lotsari E, Kämäri M, Ala-Aho P, Nousu J, Silander J, Koivusalo H, Kløve B. 2022. The Nordic Hydrological Frontier in the 21st Century. Hydrology Research, 53(5), 700–715. 

Rigon, R., Formetta, G., Bancheri, M., Tubini, N., D'Amato, C., David, O., and Massari, C. 2022: HESS Opinions: Participatory Digital eARth Twin Hydrology systems (DARTHs) for everyone – a blueprint for hydrologists, Hydrol. Earth Syst. Sci., 26, 4773–4800 (copernicus.org).