Vatten- och havsmodellering

De modeller och verktyg som utvecklats och används vid Finlands miljöcentral används för att bedöma tillståndet för vatten eller havet och de åtgärder som kan vidtas för att förbättra deras tillstånd. Många modeller används både i forskning och som stöd för beslutsfattande.

Vissa modeller har utvecklats speciellt för behoven inom vatten- och havsförvaltning eller havsplanering, medan andra huvudsakligen används i vetenskaplig forskning. Många modeller används dock både i forskning och som stöd för beslutsfattande. Vi utvecklar ständigt modellernas tillförlitlighet. Syke är det enda forskningsinstitutet i Finland som undersöker Östersjön samt inlands- och grundvatten som en helhet. Vi bedriver nationellt och internationellt forskningssamarbete och exporterar vår högkvalitativa expertis över hela världen.

Vår modelleringsexpertis

Med hjälp av modeller undersöker och övervakar vi näringsbelastningen i sjöar och floder samt fenomen relaterade till grundvatten och översvämningar. Modellerna beskriver näringsämnenas kretslopp i miljön, deras transport från mark till vatten och deras kvarhållning i vatten. 

Vi övervakar mängden, tillståndet och förändringarna i vatten och utvecklar lösningar för användning, förvaltning och skydd av vattenresurser. För vattenrelaterat beslutsfattande producerar vi sociala och ekonomiska bedömningar. 

Vi ökar den ekologiska förståelsen av vattennaturens funktion och utvecklar metoder för att förena de ibland motstridiga målen för användning och förvaltning av vattenresurser. Vi identifierar de mest effektiva metoderna för restaurering av vatten och minskning av närings- och skadliga ämnesbelastningar.

Vi producerar realtidsprognoser för vattensituationen med en nationell vattenmodell och utvecklar verktyg för översvämningshantering samt för att bedöma effekterna och kostnadseffektiviteten av vattenvårdsåtgärder.

Restaurering av rinnande vatten

Vid Syke har vi expertis som sträcker sig från små skogsbäckar till stora vattenkraftsälvar. Vår specialkompetens ligger i att förbättra tillståndet för rinnande vatten och utnyttja vetenskaplig kunskap i deras restaurering. Vi tillhandahåller djupgående ekologisk förståelse och hydrologisk modellering för restaurering av floder, bäckar och småvatten. 

Förberedelsen av ett restaureringsprojekt omfattar val av lämpliga fysiska, kemiska och biologiska metoder samt avrinningsområdeshanteringstekniker. Miljöflöden och ekologiska kompensationer kan användas för att mildra vattenkraftverkens miljöpåverkan. För att stödja beslutsfattandet kan vi också hjälpa till med att jämföra kostnadseffektiviteten hos olika alternativ och involvera intressenter i planeringsprocessen. Om övervakningsdata om vattenkvalitet och biologi samlas in före och efter restaureringen är det lättare att bedöma uppnåendet av restaureringsmålen. 

Våra tjänster:

  • Experttjänster för tillämpning av ekologiskt flöde (miljöflöde)
  • Hydromorfologiska mät- och modelleringstjänster
  • Experttjänster för övervakning och forskning av naturbaserade förbifartskanaler
  • Experttjänster för ekologisk restaurering av rinnande vatten
  • Flödes- och habitatmodelleringstjänster
  • Experttjänster för hydraulisk design av restaurering
  • Experttjänster för ekologisk och socioekonomisk värdering av stadsbäckar
  • Beslutsstödtjänster för vattenresursprojekt
  • Utbildnings- och rådgivningstjänster om restaurering och övervakning av rinnande vatten 

Relaterade projekt:
Bedömning av den byggda stadsbäcken i Imatra 2022 
Bedömning av miljöflöden i Georgien 2013 

Mer om ämnet
Sidor av Nätverket för restaurering av vattendrag (vatten.fi) 
Sidor av Riverwiki (therrc.co.uk, på engelska) 

Mer information
Specialforskare Saija Koljonen, Finlands miljöcentral (Syke) 
service@environment.fi (service=kunnostus)

Multikriterieanalys (MCDA) som stöd för miljöplanering

Vi tillhandahåller beslutsanalys och värderingsstöd för komplexa planeringssituationer som kräver beslutsfattande och kan vara konfliktfyllda. Användningsområden kan inkludera vattenreglering, avrinningsområdesplanering, ekosystemtjänster eller miljökonsekvensbedömningar.

MCDA är ett systematiskt tillvägagångssätt som hjälper till att planera och analysera miljöbeslut på ett omfattande och transparent sätt. Det möjliggör jämförelse av effekter på olika faktorer och skalor, med hänsyn till olika intressenters perspektiv. Det stöder interaktiv planering, där intressenter aktivt deltar i att definiera mål, bilda alternativ och utvärdera dem. Detta främjar upptäckten av gemensamma mål och konsensuslösningar. 

Vi har tillämpat MCDA i flera vattenresurshanteringsprojekt, såsom utveckling av vattenreglering, bedömning av fiskvägsalternativ och planering av översvämningsriskhantering. Detta tillvägagångssätt har hjälpt oss att hitta allmänt accepterade lösningar som tar hänsyn till ekonomiska, sociala och ekologiska mål. Dessutom utvecklar vi MCDA för att stödja miljökonsekvensbedömningsförfaranden. 

Våra tjänster:

  • Systematiska tillvägagångssätt för att identifiera och förstå problem
  • Beslutsstödstjänster för systematisk utvärdering av alternativ och deras betydelse i miljöplanering
  • Stöd för bedömning av kostnadseffektivitet och social acceptabilitet av vattenresursprojekt
  • Utbildningstjänster om tillämpning av MCDA i miljöplanering 

Exempel på samarbete:

  • ELY-centraler: Användning av MCDA för att förbättra hållbarheten i regleringen av Finlands största sjöar och reservoarer. MCDA för åtgärder för restaurering av floder och sjöar i flera vattenförekomster.
  • Jyväskylä stad: MCDA för restaureringsalternativ för Tourujoki i Jyväskylä 2014
  • Georgiens vatten: Organisering av en 2-dagars MCDA-utbildning och förberedelse av MCDA-vägledning 2013 

Projekt där vi har tillämpat MCDA:

  • Winland-hanke (’From Failand to Winland”) STN-hanke (2016–2019)
  • Omfattande bedömning av klimatåtgärder i avrinningsområden – Systemanalys mot koldioxidneutral markanvändning (SysteemiHiili) Fånga kolet projektet (2021–2023)
  • Rätt metoder för rätt problem – Portföljbeslutsanalys för bättre miljöförvaltning (PORTRIGHT) Akademiprojekt (2019–2023)
  • Målorienterat och mångvärdigt tillvägagångssätt i stadsplanering och dagvattenhantering, del av ATeNAS-projektet (2019-2022)
  • Utnyttjande av systemanalytiska metoder i jordbrukets näringsämnescykling (2019)
  • Winland-projektet ('From Failand to Winland') STN-projekt (2016–2019) 

Våra publikationer om tillämpning av MCDA i miljöprojekt (på engelska):


Mer information
Gruppchef Mika Marttunen, Finlands miljöcentral (Syke)
service@syke.fi (service=MCDA)

Klimatförändring och vattenhushållning

Med klimatförändringen påverkar förändrade temperaturer och nederbörd Finlands hydrologi och vattenhushållning. Förändringar i sjöregleringspraxis kan hjälpa till att anpassa sig till klimatförändringens effekter. Bedömningar av förändringar i översvämningar hjälper till i regional planering, dammsäkerhetsfrågor och förberedelser för förändringar i dagvatten. 

Syke vattenmodelleringssystem WSFS-Vemala kan användas tillsammans med klimatscenarier för att bedöma klimatförändringens effekter på vattennivåer, översvämningar, torka och näringsbelastning. Förändringar i dagvattenflöden kan bedömas med hjälp av en ytavrinningmodell. 

Att bedöma förändringar i översvämningar är nödvändigt för att upprätthålla tillräcklig beredskap, inklusive dammsäkerhet. Markanvändning och vattenförvaltningsplanering måste också förbereda sig för klimatförändringen. Att ändra sjöregleringspraxis är ett viktigt sätt att anpassa sig till klimatförändringens effekter. Vattenmodelleringssystemet WSFS-Vemala används för att bedöma framtida scenarier med olika klimatscenarier och effektiviteten av olika regleringspraxis under varierande förhållanden. 

Våra tjänster:

  • Bedömningar av klimatförändringens effekter på flöden och vattennivåer, översvämningar och torka samt dagvattenflöden
  • Bedömningar av klimatförändringens effekter på översvämningar för dammsäkerhet och planeringsändamål
  • Bedömningar av behovet av och alternativ till förändringar i regleringspraxis på grund av klimatförändringen 

Våra publikationer relaterade till ämnet (på engelska): 

Mer om ämnet
Översvämningsläget (vatten.fi)


Mer Information
Hydrolog Noora Veijalainen, Finlands miljöcentral (Syke)
service@ymparisto.fi (service=vesistomallinnus)

Modellering av vattenflöden och kvalitet - Från källflöden till havet

Vi tillhandahåller tjänster för att bedöma vattenflöden, transport av ämnen (t.ex. näringsämnen, suspenderade ämnen och miljögifter) och vattenkvalitet i floder, sjöar eller kustområden. Vi kan producera prognosberäkningar för att stödja miljöplanering och beslutsfattande genom att välja det bästa alternativet. Vi har bedömt effekterna av avloppsvatten, vattenbruk, vattenbyggande och reglering samt förutspått framtida utveckling av vattenkvaliteten.

Vi har deltagit i många vattenplanerings- och riskhanteringsprojekt. De metoder vi använder sträcker sig från högupplösta lokala modeller till omfattande kopplade modellsystem. Vi kan anpassa modellerna för att passa varje situation. Isbildning och dess bildning kan också inkluderas i beräkningarna. 

De modeller vi använder inkluderar:

  • I sjömodellering COHERENS (3-D, 2-D) och MyLake (1-D).
  • I flodmodellering SOBEK (1-D, 2-D) och COHERENS (2-D, 3-D) (exklusive forsar)
  • I hydrologi och avrinningsområdets vattenkvalitetsmodellering WSFS-Vemala
  • I kustvattenkvalitetsmodellering WSFS-Vemala och FICOS

Våra publikationer relaterade till ämnet (på engelska)

Exempel på samarbete

  • Turun Seudun Vesi Oy: Skadliga ämnen - Vägar, hälsorisker och hantering
  • Jyväskylän Energia: Bedömning av risken orsakad av motström på vattenkvaliteten i Tuomiojärvi
  • Etelä-Karjala landskapsförbund: Förbättring av vattenkvaliteten i Saimen med pumpningslösningar
  • Ramboll Oy, Tammerfors stad: Vattenpåverkansbedömningar relaterade till byggandet av Hiedanranta 

Mer information
Forskare Janne Ropponen, Finlands miljöcentral (Syke) 
service@syke.fi (service= vesistomallinnus)

Hydraulisk modellering

Hydrauliska modeller hjälper till att identifiera potentiella översvämningsområden och bistår i markanvändningsplanering, räddningsinsatser och kommunikation. Hydraulisk modellering erbjuder också verktyg för att simulera dammbrott och transport av skadliga ämnen i vattenförekomster. 

De modeller vi använder för att beskriva flodens geometri inkluderar:   

  • Hydraulisk geometrimodell av flodens batymetri och översvämningshöjder med hjälp av till exempel en digital höjdmodell (DEM)
  • Användning av ArcGIS eller QGIS-applikationer (öppen källkod) och HEC-RAS-applikation (tillgänglig gratis)
  • Förberedelse av HEC-RAS-modell baserad på geometri, 1D eller 2D-modellering (inklusive dammbrott, flodis och sjöregleringsanalyser), modellkalibrering och simulering av önskade scenarier inklusive osäkerhetsanalyser (t.ex. olika översvämningssannolikheter) 

Våra tjänster:

  • Hydraulisk modellering och planering av översvämningsriskhantering
  • Hydraulisk kartläggning i olika skeden (flodens geometri, modellering, kalibrering och simulering)
  • Kurser i hydraulisk och översvämningsmodellering, antingen om hela ämnet eller specifika områden 

Mer om ämnet

Exempel på samarbete

  • Regional Andean Program to Enhance Weather, Water, and Climate Services and Development (PRASDES), 2016
  • Lettland: Förvärv och integration av översvämningsinformationssystem i det integrerade miljöinformationssystemet i Lettland. Lettlands miljö-, geologi- och meteorologicentrum, 2015
  • Georgien: Anpassning till klimatförändringar i Georgien genom förbättrad kapacitet för översvämningsriskhantering, 2012-2014 
     

Mer information
Överingenjör Mikko Huokuna, Finlands miljöcentral (Syke) 

service@environment.fi (service=floodmapping)

Översvämningsmodellering

Vid Syke har vi omfattande expertis inom översvämningsmodellering och kartläggning. Kartläggning av översvämningsrisker är en förutsättning för effektiv översvämningsriskhantering. Översvämningskartor och de flödesmodeller som används som deras grunddata kan identifiera potentiella översvämningsutsatta områden och hjälpa till i markanvändningsplanering, räddningsinsatser och kommunikation. Flödesmodeller kan också simulera transport av farliga ämnen i vattenförekomster. 

Du kan utforska översvämningskartor över Finland på vatten.fi (på finska)

Hydraulisk modellering och översvämningskartläggningstjänster - video (youtube.com, på engelska)

Vi har utvecklat nya metoder för nationella översvämningsriskhanteringsbehov och tillämpat befintliga lösningar som används nationellt och internationellt inom översvämningsriskhantering. Vi kan producera lösningar som tar hänsyn till osäkerheter, även i sällsynta och utmanande fall.


Vår expertis omfattar:

  • Flödesmodellering (t.ex. HEC-RAS 1D och 2D modeller för rinnande vatten, dammbrott, transportmodellering)
  • Geospatial expertis (ArcGIS, QGIS)
  • Översvämningsskadebedömning
  • Isproppsexpertis
  • Regleringsexpertis


Vi kan skräddarsy ett omfattande översvämningsträningspaket eller erbjuda vår expertis för specifika arbetsfaser vid behov. Utbildningen kan utformas med kundens egna data och, där det är möjligt, med öppen källkod. På så sätt blir inlärningsprocessen och dess fördelar snabbt konkreta.

Omfattande erfarenhet av olika typer av projekt 

Vår projekterfarenhet sträcker sig från enskilda kanalavsnitt till stora vattenförekomster. Förutom vår egen myndighet är vi bekanta med ELY-centraler, kommuner och nyckelaktörer inom området, och vi har erfarenhet av internationella projekt. Feedback från ELY-centraler och internationella partners om vår utbildning har varit mycket positiv.

Vi har genomfört omfattande utbildningar som täcker hela översvämningskartläggningsprocessen, från flödesmodellering till en färdig översvämningskarttjänst, under 2010-talet:

  • Lettland: Förvärv och integration av översvämningsinformationssystem i det integrerade miljöinformationssystemet i Lettland. Lettlands miljö-, geologi- och meteorologicentrum, 2015
  • Georgien: Anpassning till klimatförändringar i Georgien genom förbättrad kapacitet för översvämningsriskhantering, 2012-2014
  • Sydamerika: Regionalt Andinskt program för att förbättra väder-, vatten- och klimattjänster och utveckling PRASDES, 2016
  • Kina: Guangdong Hydropower Planning and Design Institute, 2014
  • Numerous HEC-RAS och översvämningskartutbildningar för miljöförvaltningen 

Förutom ovanstående har vi genomfört kortare endagsutbildningar eller föreläsningar om översvämningar och beredskap vid olika evenemang (t.ex. Seinäjoki yrkeshögskolas fortbildning inom vattenhushållning). Evenemang har organiserats för ELY-centraler, universitet och kommuner. 

Våra publikationer relaterade till ämnet (på engelska och finska)

Mer information: 
Utvecklingsingenjör Juha Aaltonen 
Utvecklingsingenjör Tanja Dubrovin
Överingenjör Mikko Huokuna
Utvecklingsingenjör Mikko Sane 

service@syke.fi (service=floodmapping) eller förnamn.efternamn@syke.fi

Vattnens säkra metallhalter

EU:s prioriterade ämnesdirektiv har fastställt miljökvalitetsnormer för utvalda ämnen och metaller som inte bör överskridas i naturliga ytvatten. Metallernas former och toxicitet i vattenmiljön är nära kopplade till vattenkvaliteten. Mekanistiska biotiska ligandmodeller har utvecklats för att bedöma både den biotillgängliga andelen av metaller och koncentrationer som är säkra för organismer. För närvarande finns modeller för flera metaller (t.ex. Cu, Zn, Pb, Ni, Co och Ag). 

Vid Syke använder vi dessa modeller för att bedöma riskerna med metallhalter i olika ytvattenförekomster. Vi deltar också i utvecklingen av dessa modeller genom att tillhandahålla nödvändiga toxicitetstestdata. För praktiskt myndighetsarbete har vi publicerat guider om användningen av dessa modeller. Dessutom bedriver vi utvecklingsarbete där modeller används för att bedöma de ekologiska effekterna av metallutsläpp nedströms från utsläppspunkter. 

Våra publikationer om ämnet (på finska)

Mer om ämnet (på engelska)
Bio-met.net
PNEC-pro - Leiden University (universiteitleiden.nl) 
Biotic Ligand Model - Windward Environmental LLC (windwardenv.com)


Mer information
Specialforskare Matti Leppänen, Finlands miljöcentral (Syke) 
matti.t.leppanen (@) syke.fi

Published 27.1.2025 / Uppdaterad 18.2.2025