Långa mätserier av vattenföring och vattenstånd

På SMHI finns många och långa tidsserier. Ibland finns det luckor i tidsserien och ibland har en mätning gjorts vid en plats i ett vattendrag och sedan har mätplatsen flyttats. Då kan tidsserien skarvas samman och detta är gjort på många håll. Nedan beskrivs ett antal av våra längsta tidsserier.

Första mätningar av vattenstånd och vattenföring från Mälaren och Vänern

Den hydrologiska tidsserie som har de tidigaste mätningarna kommer från Mälaren och visar dess vattenstånd. Mätningarna började redan 1774 vid Övre Stockholm och var kopplade till behovet att förstå vattenståndets variation då det bland annat påverkade slussningen av fartyg. Serien är inte sammanhängande och särskilt i början är det svårt att använda data på grund av att kvaliteten är oviss. Ombyggnationer vid slussen har påverkat vattennivån och dessutom påverkar landhöjningen tidsserien vilket tydligt kan ses i figuren nedan.

Tidsserien för vattenföring från Mälaren finns från 1900. I artikeln visas även vattenståndsserien för Mälaren från 1851, efter att Nils Ericsons sluss invigts.

Den längsta tidsserien över vattenföring kommer från utloppet av Vänern. Härifrån finns tidsserier över både vattenföring och vattenstånd från 1807. Mätningarna av vattenståndet gjordes från början vid Sjötorp och senare även från Sunnanå.

Även mätningar från Sveriges andra stora sjöar har mycket långa tidsserier. Från Notholmen vid Hjälmaren finns mätningar från 1815. Här går det tydligt att se den stora sjösänkningen som gjordes mellan åren 1878 och 1888.

Den längsta serien från vattendrag – en sammansatt serie

Längsta serie som är från ett vattendrag är från Dalälven. Här mättes vattenflöde redan 1851 vid Fäggeby. I och med att Dalälven reglerades flyttades mätningarna och nu mäts vattenföring från Långhags kraftstation, något uppströms Fäggeby. Tidsserien är därför kopplad och består av mätningar från två närliggande platser. Mätningarna görs inte av SMHI men förvaltas här.

I tidsserien syns tydligt förändringen i vattendraget före och efter reglering.

Den längsta sammanhängande tidsserien från en SMHI-station

I början av 1900-talet tillkommer många stationer i och med inrättandet av myndigheten Hydrografiska byrån 1908. Myndigheten hade till uppgift att kartlägga de svenska färskvattnen, både vetenskapligt och praktiskt.

Av de stationer som uppförts och drivs av SMHI är den med längst tidsserie mätstationen Rörvik. Den ligger vid utloppet av Algunnen i Småland. Mätningarna vid Rörvik startade 1907. De två bilderna nedan är från två tidiga mättillfällen då pegeln inspekterades och vattenföringar gjordes för att granska avbördningssambandet.

Längsta tidsserie med stabil tröskel

De serier som nämns ovan beskriver vattenföring. Egentligen är det lite missvisande att skriva så eftersom det som mäts kontinuerligt är vattennivå. Vattenflödet beräknas sedan med hjälp av ett avbördningssamband.

För att sambandet mellan vattennivå och vattenflöde ska vara tydligt och gälla över tid behöver mätningar göras på en lämplig plats i vattendraget. En sådan plats kallas bestämmande sektion som utgörs av en tröskel. Det är en avgränsande förhöjning av botten i ett vattendrag eller vid ett sjöutlopp. Vattenståndet nedströms en bestämmande sektion påverkar inte vattenståndet uppströms sektionen.

Beroende på typ av tröskel är det olika svårt att mäta in den höjd där flödet är noll, tröskelhöjden, vilket påverkar osäkerheten för exempelvis lågflödesdata.

Den station som har den längsta tidsserien med samma förhållanden kring tröskeln är Lannavaara som mäter vattenföring i Lainioälven, ett biflöde till Torneälven. Här finns mätningar från 1923 med en och samma tröskel.

Alla mätningar som görs sparas och läses in för att i bästa möjliga mån förbättra avbördningssambandet, det vill säga sambandet mellan vattennivå och vattenföring. Nedan visas Lannavaaras avbördningskurva med några av de tidigaste mätningarna.

Ibland kan inte alla mätningar användas. Nedan är en bild från en mätning som gjordes 1918. Då dämdes vattennivån av is och mätningen kunde därför inte användas för att förbättra avbördningskurvan.

Lång, men gles tidsserie - skriven i sten

Vissa tidsserier är mycket glesa. Tidsserien från Faluån finns inte i SMHIs arkiv och även om den bara visar årtal och elva värden, så är den av värde för Faluborna. Notera att första årtalet är 1764, tio år före Mälarens vattenståndsserie.

Använd data på rätt sätt

De långa tidsserierna ger värdefull information som sammantaget kan berätta för oss hur Sveriges hydrologi ändrats över tid. Det finns dock mycket att tänka på när man tittar på långa tidsserier och det är viktigt att fundera på om osäkerheter kan påverka det resultat du är ute efter:

• Metodik och frekvens för mätning ändras över tid. Idag mäts vattenstånd i nära real tid, det vill säga, nästan hela tiden. För hundra år sedan lästes en pegelskala av varannan dag eller kanske så sällan som en gång i veckan. Om det var snabba flödesförlopp kunde dessa missas. Se exemplet nedan:

• Om vattenföringen förändrats kan det bero på mänsklig aktivitet i området. Över tid har mänsklig aktivitet påverkat Sveriges hydrologi i stor utsträckning. Vattendrag har rensats och rätats i samband med flottning och båttransport. Dikningar och sjösänkningar utfördes för att säkra jordbruksmark. Och inte minst dämning och reglering av vattendragen har påverkat vattenföringen. Vid lågflöden kan vattenuttag påverka vattenflödet i vattendraget.
• Sambandet mellan vattennivå och vattenföring kan förändras över tid. Eftersom vattenföring beräknas från vattennivån är det viktigt att ha detta i bakhuvudet vid analys av långa tidsserier av vattenföring. SMHI kontrollmäter sambandet med jämna mellanrum för att se att det stämmer. Om det inte stämmer, görs nya mätningar för att ta fram en ny avbördningskurva.