Umeå University's logo

umu.sePublications
Change search
Refine search result
1 - 6 of 6
CiteExportLink to result list
Permanent link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
Rows per page
  • 5
  • 10
  • 20
  • 50
  • 100
  • 250
Sort
  • Standard (Relevance)
  • Author A-Ö
  • Author Ö-A
  • Title A-Ö
  • Title Ö-A
  • Publication type A-Ö
  • Publication type Ö-A
  • Issued (Oldest first)
  • Issued (Newest first)
  • Created (Oldest first)
  • Created (Newest first)
  • Last updated (Oldest first)
  • Last updated (Newest first)
  • Disputation date (earliest first)
  • Disputation date (latest first)
  • Standard (Relevance)
  • Author A-Ö
  • Author Ö-A
  • Title A-Ö
  • Title Ö-A
  • Publication type A-Ö
  • Publication type Ö-A
  • Issued (Oldest first)
  • Issued (Newest first)
  • Created (Oldest first)
  • Created (Newest first)
  • Last updated (Oldest first)
  • Last updated (Newest first)
  • Disputation date (earliest first)
  • Disputation date (latest first)
Select
The maximal number of hits you can export is 250. When you want to export more records please use the Create feeds function.
  • 1.
    Widén, Åsa
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Collaborative management in a heavily regulated river catchment: identifying ecological rehabilitation measures without significant impact on hydropower productionManuscript (preprint) (Other academic)
  • 2.
    Widén, Åsa
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Environmental flows in a future climate: balancing hydropower production and ecosystem rehabilitationManuscript (preprint) (Other academic)
  • 3.
    Widén, Åsa
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Environmental-flow assessments for current and future run-off in a large river system regulated for hydropower production2021Doctoral thesis, comprehensive summary (Other academic)
    Abstract [en]

    In 2019, Sweden implemented legislative changes to renegotiate hydropower permits to both consider environmental rehabilitation and to ensure national supply of hydropower. This means that efforts for environmental rehabilitation of the 2,000 hydropower plants in Sweden need to be considered. Such rehabilitation measures include implementation of environmental flows, enhancing connectivity or morphological restoration. In order to enable prioritization among measures, it is necessary to assess the expected environmental benefits and consequences of implementation. We developed a new method to assess and prioritize among environmental-flow measures that aim to rehabilitate ecosystems in regulated rivers at the catchment level, with the Ume River in northern Sweden as an example. The Ume River is heavily regulated for hydropower production with 19 hydropower stations, with 13 run-of river impoundments in cascade and six storage reservoirs. Our strategy was to identify measures with minimal impact on hydropower production that also provide significant environmental benefits. Based on field studies of remaining natural values and potential for ecological rehabilitation, we quantified the estimated gain in the area of habitat for target organism groups, e.g. lotic fish species and riparian plants, if rehabilitation actions would be implemented along the entire Ume River. Regulated flows imply changes in the seasonal variation in flow, which often means that spring floods are lacking and that flows increase during the winter compared with natural unregulated flows. Hydropeaking, defined as rapid and frequent changes in flow and water levels to optimize hydropower production, is a common procedure that adversely affects habitats in river ecosystems. An important aspect of hydropeaking is zero-flow events, which occurs when hydropower stations are stopped due to low electricity demand or low electricity prices. We quantified the consequences for hydropower production of introducing environmental flows by identifying a set of rules of operation of the hydropower stations that reflect the limitations that ecological regulation of flows and water levels entail. In the work, consideration of technical limitations in the hydropower stations was a key to attain cost-effective measures. We then used hydropower production optimization programs to calculate changes in hydropower production and revenues. We also quantified the environmental benefits of environmental flows described as increases in the area of habitat for riverine species and improvements in ecosystem functions in the Ume River. We identified increasing the area of aquatic habitat with high flow velocity, providing suitable habitat for lotic species, enhancing the establishment of riparian and increasing longitudinal connectivity as the main aspects of the Ume River ecosystems in need of rehabilitation.

    This thesis focuses specifically on three aspects of environmental flows. (1) Analysis of hydropeaking and zero-flow events for all hydropower stations in a catchment and the introduction of a ban of zero-flow events as an environmental flow measure. The hydropower stations in Ume River system stand still without flow 9% to 55% of the time in a hydrologically normal year, transforming lotic habitat into stagnant water. (2) A comprehensive assessment of environmental flow measures which in addition to banning zero-flow events include improvements of connectivity, spill water to by-passed reached laid dry as well as more natural water-level variation, combined into a total of scenarios where the environmental benefits and impacts on electricity production were quantified. In addition, we modeled a spring-flood scenario and a scenario transforming the flow of the Ume River to its natural flow regime. (3) Predictions of the effects on hydropower production of introducing environmental flow scenarios were modeled using climate change projections for IPCC scenario A1B until the year 2040, where the efficiency of environmental flow measures in a future climate and detection of potential bottlenecks in flow linked to ecological extremes such as periods of drought and flood. Further, the thesis present the framework of collaborative management that facilitated the process to solve complicated societal challenges connected to mitigation measures and environmental flows in higly-regulated river basins. This framwork allowed both for finding the most cost effective environmental flow measures as well as detecting environmental rehabilitation measures that otherwise might go undetected, despite having little impact on hydropower production. 

    Our results show that introducing a zero-flow ban with the aim of avoiding stagnant water would on average mean 0.5% electricity production loss per year and benefit existing and newly created 240 hectares of lotic habitat with a flow rate exceeding 0.1 m/s, suitable for lotic species such as grayling Thymallus thymallus. The small effect in electricity production is the result of an effort to route the flow through the turbines to generate electricity, which means that the main effect is to move electricity production from daytime to nighttime. 

    Implementation of zero-flow restrictions in combination with allocating 1-12% of the average annual flow at all hydropower stations to side channels and reaches laid dry would result in a loss of 2.1% of the annual electricity production for the Ume River catchment. Adding flow to fish-ways would increase the loss to 3.1% per year. With the implementation of more natural water-level variation in the main channel, the loss increases to 3.8%. These measures would more than triple the habitat of lotic species such as grayling Thymallus thymallus, and increase the area of riparian vegetation by about 66%.

    Assessing hydropower production in the Ume River in a future climate shows that hydropower production is expected to increase by 2.6% compared to current conditions until 2040, which opens up for mitigating the effects of climate change by implementing flow measures that mimic conditions before climate change, which can help to avoid extreme hydrological events potentially harming the riverine ecosystem. The environmental flow scenarios developed in previous projects were tested in simulations with future flow conditions and the results show that all effects on electricity production were projected to be significantly smaller in the future compared with models without climate change. The operation of storage reservoirs is expected to become more important in a future climate. Our assessment is a way of predicting the effectiveness of environmental flow measures in the future with climate change.

    Our method forms the basis to guide future nationwide implementation of environmental rehabilitation of regulated rivers with the aim of maintaining and restoring riverine ecosystems.

    Download full text (pdf)
    fulltext
    Download (pdf)
    spikblad
  • 4.
    Widén, Åsa
    et al.
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Ahonen, Jani
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Malm-Renöfält, Birgitta
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Degerman, Erik
    Jansson, Roland
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Ljungan inför miljöprövning av vattenkraften: naturvärden, flöden och strömhabitat samt möjliga miljönyttor2022Report (Other academic)
    Abstract [sv]

    Denna rapport utgör en beskrivning av dagens vattenkraftproduktion, återstående strömhabitat och nutida och dåtida naturvärden i Ljungan med förslag till miljöåtgärder och en skattning av kostnaderna (i form av kraftproduktion) och miljönyttorna (främst räknat som tillgängliggjort habitat). I arbetet, som följer de riktlinjer som presenteras i rapporter från forskningsprojektet Priokliv, ingår även en bristanalys där dagens situation jämförs med förhållanden innan vattenkraften byggdes ut. Därefter har vi utformat förslag på miljöanpassade flöden, öppnade vandringsvägar samt kompletterande åtgärder. Miljöåtgärderna fokuserar främst på ett antal scenarier med olika åtgärder där kostnader och miljönyttor jämförs med dagens situation. Arbetet fokuserar på huvudfårorna av Ljungan och Gimån i de vattenkraftpåverkade delarna. Vattensystemet har delats in i 20 dämningsområden, sträckor mellan kraftverk, där naturvärdet beskrivs utifrån habitat (strömsträckor, deltaområden, tillgång till biflöden, skyddad natur och kulturmiljöer) och förekommande arter. För de senare ligger fokus på arter som är rödlistade eller pekas ut i Art- och Habitatdirektivet eller Fågeldirektivet. Artuppgifterna kommer från standardiserad övervakning (fisk, flodpärlmussla) redovisad i offentliga databaser samt från rapporterade artförekomster till SLU:s Artportal. Analyserna visar att en stor påverkan skett av vattensystemet med förändrat flödesmönster, omfattande korttidsreglering och 18 torrfåror i området med en samlad areal av 219 hektar. Ett normalår är det nolltappning vid 175 tillfällen nedströms Flåsjön och 286 tillfällen nedom Holmsjön. Påverkan från korttidsreglering i älvsystemet är således omfattande, och åtgärder som kan lindra dess effekter har stor potential. Fiskfaunan har påverkats och laxens område utgör idag endast 7% av den forna längden. Endast 3% av avrinningsområdets dammar har fiskvägar. Sammanställningen visar samtidigt att det finns naturvärden kvar. Vid jämförelse med fallhöjd före regleringen av Ljungan med nuvarande förhållande visar analyserna att 16% av fallhöjden återstår. Beskrivningen av naturvärden visar att de är klart högst i de övre delarna av Ljungan och Gimån, dvs ovanför området där vattenkraftproduktion sker, men ett antal ekologiska värdekärnor har identifierats i de nedre delarna. Vi har även beaktat effekterna av det framtida klimatet. För år 2040 beräknas produktionen av elektricitet öka med i medel 3,1% jämfört med nuvarande förhållanden för hela avrinningsområdet. Vi förordar mer dynamiska modeller för att beskriva miljönyttorna som omfattar påverkan på processer i vattendraget, gynnad areal av bristhabitat, tillgängliggjord areal genom konnektivitet samt biologi som är kopplat till hydrologi på varierande skala gällande tidsupplösning och geografi. Nyttorna beskrivs genom tillgänglig gjord eller förbättrad areal av strömmande habitat, minskad påverkan av korttidsregleringseffekter, konnektivitet i form av tillgängliggjort habitat och vattendragslängd i denna rapport. Ekologisk reglering har modellerats med 13 scenarios och resultaten varierar gällande produktionspåverkan från att produktionen ökar med 1,2% (nolltappningsförbud nedströms Holmsjön i framtida klimat 2040) till en minskning av produktionen med 15,2% (statiska spill till torrfåror motsvarande medellågvattenföring (MLQ)).  Samtliga scenarios med ekologisk reglering har påverkan på när produktionen av elektricitet sker över året, månad, vecka, dygn och timme. Det innebär att vi i modellerna flyttar produktionstillfället från tider med stora behov från samhället av elektricitet till tillfällen med lägre behov från samhället. Resultaten presenteras samlat mer utförligt i kapitel 8-9.  Vi belyser betydelsen av noggranna och detaljerade beskrivningar av åtgärder, kostnader, miljönyttor och produktionspåverkan på energisystemet med avrinnesområdet som den minsta geografiska ytan.

    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 5.
    Widén, Åsa
    et al.
    Sveriges lantbruksuniversitet, Umeå, Sverige.
    Jansson, Roland
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Ahonen, Jani
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Malm-Renöfält, Birgitta
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Lagan inför miljöprövning av vattenkraften2023Report (Other (popular science, discussion, etc.))
    Download full text (pdf)
    fulltext
  • 6.
    Widén, Åsa
    et al.
    Statens Lantbruksuniversitet.
    Malm-Renöfält, Birgitta
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Jansson, Roland
    Umeå University, Faculty of Science and Technology, Department of Ecology and Environmental Sciences.
    Restaurering av Juktån2023Report (Other (popular science, discussion, etc.))
    Abstract [sv]

    Restaurering av Juktån är ett samverkansprojekt som har drivits på frivillig basis av den ideella föreningen Samverkan Umeälven (www.umealven.se) tillsammans med Umeälvensvattenregleringsföretag, Vattenfall och Umeå Universitet. Juktån är en 60 kilometer lång torrfåra med minimitappning om 12% av det oreglerade flödet (MQ) vid reglerings. I produktionssystemet har den en funktion som spillfåra. Projektets ambition och mål var att Juktån skulle återfå ekologisk funktion med fungerande reproduktion av öring och harr, mer naturlig och bredare strandvegetation och svämskogar, mer naturlig artsammansättning av makrofyter samt en sedimentationsprocess med mindre deponering av silt och finsediment. Juktånprojektet har kartlagt och genomfört biotopåtgärder samt restaurerat huvudfåran sträckan nedströms Tjangarn och sidofåran Lickotgrenen under 2019 och 2020. Totalt har dryga 35 kilometer torrfåra restaurerats, hundratals trösklar och flottledsobjekt har rivits ut. Juktåprojektet ansökte hos Mark och Miljö Domstolen (MMD) om att ändra den relativt statiska minimitappningen till en säsongsanpassad minimitappning, vilket beviljades i augusti 2020 och infördes våren 2021. Metoderna för att genomföra restaureringen bygger på restaureringsekologi och sambandet till naturlig flödesregim. Juktåns restaurering har inneburit en komplex restaurering från utrivning av grunddammar och trösklar, restaurering av den fysiska miljön för att gynna öring, harr, makrofyter, strandvegetation och processer. Vi har utgått från ekologi i oreglerade vattendrag och utvecklat metoder speciellt anpassat för torrfåror med minimitappning. Preliminära resultat visar på en ökad reproduktion av öring, mer naturliga processer kopplat till flöde, sedimentation, vattenhastighet och som har påverkat både makrofyter samt strandvegetation.

    Download full text (pdf)
    Restaurering av Juktån
1 - 6 of 6
CiteExportLink to result list
Permanent link
Cite
Citation style
  • apa
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf