Dynamic Metabolism Modeling as a Decision-Support Tool for Urban Water Utilities Applied to the Upstream of the Water System in Oslo, Norway

AbstractThe paper presents, first, the ‘Dynamic Metabolism Model’ (DMM), developed by the authors, followed by an application to the city of Oslo, capital city of Norway. The time period considered for the analysis is 2013-2043. The external factors impacting decision-making and interventions are talked about in brief, and some realistic scenarios revolving around these factors are drawn up for testing, after consultation with officials at the Oslo Water and Wastewater Works. Possible interventions that the utility intends to set in motion on the upstream are defined and numerically interpreted for incorporation into the DMM

WaterMet2: a tool for integrated analysis of sustainability-based performance of urban water systems

Open Access journalThis paper presents the "WaterMet2" model for long-term assessment of urban water system (UWS) performance which will be used for strategic planning of the integrated UWS. WaterMet2 quantifies the principal water-related flows and other metabolism-based fluxes in the UWS such as materials, chemicals, energy and greenhouse gas emissions. The suggested model is demonstrated through sustainability-based assessment of an integrated real-life UWS for a daily time-step over a 30-year planning horizon. The integrated UWS modelled by WaterMet2 includes both water supply and wastewater systems. Given a rapid population growth, WaterMet2 calculates six quantitative sustainability-based indicators of the UWS. The result of the water supply reliability (94%) shows the need for appropriate intervention options over the planning horizon. Five intervention strategies are analysed in WaterMet2 and their quantified performance is compared with respect to the criteria. Multi-criteria decision analysis is then used to rank the intervention strategies based on different weights from the involved stakeholders' perspectives. The results demonstrate that the best and robust strategies are those which improve the performance of both water supply and wastewater systems.European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013

Quantitative UWS performance model: WaterMet2

© TRUST 2014The report presents a detailed description of the WaterMet2 methodology and tool as a quantitative urban water system (UWS) performance model. The WaterMet2 model is described in three distinct parts. Modelling concepts of different components in WaterMet2 are first described. It provides an overview of the principle flows/fluxes modelled in spatial and temporal scales in WaterMet2 and how they are modelled within the framework of mass balance equations in four subsystems (water supply, sub-catchment, wastewater and water resource recovery). The second part describes the WaterMet2 software. This consists of an overview of WaterMet2 on how input data are prepared, how to run a simulation and finally how to retrieve results in different formats. This part also introduces the WaterMet2 toolkit functions which can be used by other programming languages to call a WaterMet2 simulation model. In the third part, WaterMet2 is illustrated using the city of Oslo UWS as a generic reference model. This part first describes building and calibrating a WaterMet2 model for the existing UWS which faces water scarcity problems for a 30-year planning horizon starting from year 2011. Then, it examines two alternative intervention options (i.e. adding new water resource and water treatment options) which are supported by the WaterMet2. These options are examined for the UWS model and the improvements are compared to the business-as-usual case.European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013

Quantitative Assessment of Future Sustainability Performance in Urban Water Services using WaterMet²

TRUST project / IWA Cities of the Future conference, Mülheim an der Ruhr, Germany, 28-30 April 2015Urban water services are likely to face challenges in the future, mainly due to population growth, climate change, increasing urbanization and ageing infrastructure. These factors are expected to impose significant strains on the performance of urban water services. This would subsequently decrease the capacity and quality of services in the urban water system (UWS) and thus negatively affect different dimensions of the sustainability framework (i.e. economic, environmental, social, asset and governance) presented by Alegre et al. (2012). Performance of future sustainability in the UWS can be evaluated by using simulation of metabolism-based processes in the urban water cycles over a pre-specified horizon. The WaterMet² model developed in the TRUST project quantifies the metabolism-based performance of the integrated UWS. The integrated modelling of the UWS implies the whole processes and components in an urban area related to water flows as a complex and interrelated system. A mass balance approach of water is followed within the system. WaterMet² enables the calculation of quantitative key performance indicators (KPI) of urban water services over a long-term planning horizon. These KPIs encompass various aspects of water systems sustainability such as cost (economic), GHG emissions (environmental), water supply reliability (social) and leakage (assets). WaterMet² can support various intervention strategies by calculating the relevant quantitative KPIs which can be used for a multi-criteria decision analysis in a decision support system framework. The overall KPI values (calculated on a per-capita basis) obtained from the UWS can be used for comparing sustainability indicators of water services among different cities. The comparison of KPI values in the main UWS components reveals the critical components for which appropriate intervention options should be undertaken.European Union Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013

Sammenhengen mellom forsuringsrelatert vannkvalitet og utvikling av villaksbestander på Vestlandet

Årsliste 2003Rapporten beskriver resultatene fra et pilotprosjekt hvor det er forsøkt utviklet en ny fremgansgmåte for å evaluere sammenhengen mellom vannkvalitet og laksebestandsutvikling på Vestlandet. Vi diskuterer en fremgangsmåte for å normalisere vekk effekten av havtemperatur (og eventuelt andre generelle påvirkningsfaktorer i havet), for tydeligere å kunne se effekter på bestanden relatert til vannkjemi. I metoden som presenteres foreslår vi å bruke Ervikelva og Oldenelva som referanseelver for henholdsvis smålaks- og storlakselver. Ved hjelp av fangststatistikk for referanseelvene normaliserer vi fangststatistikken for potensielt forsuringsbelastede elver, og får en indeks som i større grad er relatert til vannkvalitet. Utviklingen av denne indeksen over tid sammenlignes med observert og modellert vannkjemi. Metoden gir lovende resultater idet den ser ut til å avdekke sammenhenger mellom langtids endringer i vannkjemi og forsuringsrelaterte endringer i laksebestandsutviklingen som ikke er åpenbare ved en direkte sammenligning av vannkjemiutvikling og fangststatistikk. Det foreslås videre testing av metoden ved å styrke datagrunnlaget for valg av referansevassdrag og ved å inkludere flere vassdrag med marginal vannkvalitet, men eksisterende laksebestander.Direktoratet for naturforvaltning (DN) Fylkesmannen i Sogn og Fjordane, Miljøvernavdelinge

Long‐term variation in piscivory in a brown trout population: effect of changes in available prey organisms

The piscivorous behaviour in a brown trout (Salmo trutta L.) population was studied in four discrete periods over seven decades (1917–94) in the hydroelectric reservoir Tunhovdfjord in Norway established in 1919. Piscivorous brown trout were extremely scarce prior to the introduction of two fish species Arctic charr (Salvelinus alpinus L.) and European minnow (Phoxinus phoxinus L.) in the 1920s. Brown trout started eating minnow at 17 cm and Arctic charr at 22 cm of length. In the 1950s, the brown trout predated extensively (60% of analysed trout) on Arctic charr and minnow. During the next four decades, the incidence of piscivorous brown trout declined to 15%, whereas the frequency of brown trout eating Arctic charr remained constant at 10%. The growth pattern, expressed as back‐calculated length, demonstrated similarity in three periods (1920s, 1960s and 1990s) and improved growth in the 1950s. The improvement was addressed the impoundment of a reservoir upstream. We did not find any marked change in growth rate due to piscivority, but coefficient of variance of back‐calculated lengths indicated significant variation in individual growth in age group ≥6 years from 1950 onwards. We accredit this variation to the rise of piscivorous brown trout

Innkrysning av rømt oppdrettslaks i Sognefjorden

Karlsson, S., Diserud, O. H., Sægrov, H. Ugedal, O. 2017. Innkrysning av rømt oppdrettslaks i Sognefjorden. – NINA Rapport 1387. 13 s. Vitenskapelig råd for lakseforvaltning har vurdert rømt oppdrettslaks som den største trusselfaktoren for norske villaksbestander. Innkrysning av rømt oppdrettslaks blir derfor overvåket og inngår som et kvalitetselement i klassifiseringen av villaksbestander etter «Kvalitetsnormen for ville bestander av laks (Salmo salar)». Så langt har i alt 175 villaksbestander blitt kate-gorisert for dette kvalitetselementet. I denne rapporten har vi fokusert på å kvantifisere grad av genetisk innkrysning i ville laksebestander i Sognefjorden. Vi presenterer estimater av innkrysning i 11 laksebestander i Sognefjorden. Disse estimatene er basert på tidligere publiserte data og på analyser av nye stikkprøver fra 543 individer fra sportsfiske i 2016 i Årdalselva, Vikja, Sogndalselva og Daleelva. I våre estimater har vi kun inkludert stikkprøver fra inntil seks år, regnet fra siste tilgjengelige stikkprøve. Etter sammenslåing av stikkprøver fra de siste årene ble den genetiske innkrysningen av rømt oppdrettslaks i villaks estimert til 10,8 % i Daleeleva, 11,9 % i Vikja, 4,9 % i Nærøydalsleva, 11,6 % i Flåmselva, 11,2 % i Aurlandselva, 12,6 % i Sogndalselva, 14,2 % i Årøyelva, 5,3 % i Lærdalselva, 11,4 % i Årdalselva, 9,0 % i Mørkridselva og 9,2 % i Fortunelva

Genetiske undersøkelser av laks i Vestland - Modalselva, Ekso, Frøysetelva og Samnangervassdraget

Wacker, S., Karlsson, S., Diserud, O.H., Normann, E. & Sægrov, H. 2023. Genetiske undersøkelser av laks i Vestland - Modalselva, Ekso, Frøysetelva og Samnangervassdraget. NINA Rapport 2395. Norsk institutt for naturforskning. Genetisk innkrysning fra rømt oppdrettslaks regnes som en av de mest alvorlige truslene mot villaksen, siden innkrysning kan påvirke bestandenes lokale genetiske tilpasning og levedyktighet. Bestandens levedyktighet er også avhengig av evnen til å opprettholde den eksisterende genetiske variasjonen, som er grunnlaget for genetisk tilpasning under miljøendringer. Evnen til å opprettholde den genetiske variasjonen måles som effektivt antall gytefisk. I denne rapporten har vi undersøkt genetisk innkrysning og effektivt antall gytefisk i fire laksebestander i Vestland: Ekso, Frøysetelva, Modalselva og Samnangervassdraget. I tillegg beskriver vi den genetiske strukturen til de undersøkte bestandene og fire andre bestander i regionen. Det var høy grad av genetisk innkrysning av rømt oppdrettslaks i Ekso, Modalselva og Samnangervassdraget i gyteårsklassene 2017 til 2020. Genetisk innkrysning av rømt oppdrettslaks var meget høy i Ekso, og høyest blant de undersøkte elvene. Graden av genetisk innkrysning var lavest og ikke signifikant i Frøysetelva. Genetisk innkrysning i Ekso og Samnangervassdraget var høy og på samme nivå som vist i tidligere studier fra eldre stikkprøver, og den lave graden av innkrysning i Frøysetelva var på samme nivå som tidligere analyser av eldre stikkprøver. Dette er første gangen innkrysning har blitt undersøkt i laks fra Modalselva. Effektivt antall gytefisk i de fire undersøkte elvene og i de ulike gyteårene varierte mellom 33 og 124 gytefisk. Estimatene tilsvarte ca. en tredjedel til halvparten (34% - 56%) av laks registrert i gytefisktellinger i de undersøkte gyteårene for Ekso og Samnangervassdraget. Effektivt antall gytefisk ble i de fleste tilfellene underestimert på grunn av utilstrekkelig antall prøver og på grunn av en høy grad av slektskap mellom ungfisk innsamlet ved samme stasjon. Disse estimatene bør derfor anses som minimumsestimater. Det var en tydelig genetisk struktur mellom de undersøkte laksebestandene. Genetiske forskjeller var moderate mellom bestandene i Osterfjorden (FST: 0,011 – 0,016) og større til Frøysetelva i Fensfjorden (0,024 – 0,035). Bestandene i Osterfjorden viste ikke like store forskjeller til Samnangervassdraget (0,015 – 0,021) og Oselva (0,009 – 0,019) i Bjørnafjorden. Som forventet var det stor genetisk likhet mellom Modalselva og Vosso (0,002), siden bestanden i Modalselva har blitt reetablert ved bruk av stamlaks fra Vosso