The anthropogenic impact on earth’s systems has rapidly increased since the middle of the last century and today it is hard to find a stream that is not influenced by human activities. The understanding of causes to changes is an important knowledge for future water management and planning and of that reason climatic and anthropogenic impact on streamflow changes in Sweden were explored and quantified. In the first step trends and abrupt changes in annual streamflow were detected and verified with the non- parametric Mann-Kendall’s and Pettitt’s test, all performed as moving window tests. In the second step HBV, a climatic driven rainfall-runoff model, was used to attribute the causes of the detected changes. Detection and attribution of changes were performed on several catchments in order to investigate regional patterns. On one hand using smaller window sizes, period higher number of detected positive and negative trends were found. On the other hand bigger window sizes resulted in positive trends in more than half of the catchments and almost no negative trends. The detected changes were highly dependent on the investigated time frame, due to periodicity, e.g. natural variability in streamflow. In general the anthropogenic impact on streamflow changes was smaller than changes due to temperature and streamflow. In median anthropogenic impact could explain 7% of the total change. No regional differences were found which indicated that anthropogenic impact varies more between individual catchments than following a regional pattern. / Sedan mitten av förra århundradet har den antropogena påverkan på jordens system ökat kraftigt. Idag är det svårt att hitta ett vattendrag som inte är påverkat av mänsklig aktivitet. Att förstå orsakerna bakom förändringarna är en viktig kunskap för framtida vattenplanering och av denna anledning undersöktes och kvantiferades den antropogen och klimatpåverkan på flödesförändringar i svenska vattendrag. I arbetets första steg användes de Mann-Kendalls och Pettitts test för att lokalisera och verifiera förändringar i årligt vattenflöde. Alla test var icke parametriska och utfördes som ett glidande fönster. I nästa steg undersöktes orsakerna till förändringar med hjälp av HBV, en klimatdriven avrinningsmodell. Ett större antal avrinningsområden undersöktes för att upptäcka regionala mönster och skillnader. Perioder med omväxlande positiva och negativa trender upptäcktes med mindre fönsterstorlekar, medan större fönster hittade positiva trender i mer än hälften av områdena och knappt några negativa trender hittades. De detekterade förändringarna var på grund av periodicitet i årligt vattenflöde till stor grad beroende på det undersöka tidsintervallet. Generellt var den antropogena påverkan större påverkan från nederbörd och temperatur, med ett medianvärde där 7 % av den totala förändringen kunde förklaras med antropogen påverkan. Inga regionala skillnader i antropogen påverkan kunde identifieras vilket indikerar att den varierar mer mellan individuella områden än följer ett regionalt mönster.

Uncertainties with a modeling framework consisting of a weather generator, two precipitation disaggregation models and the hydrological HBV model was assessed with respect to hydrometeorological extremes in Tyrol, Austria. Extreme precipitation events are expected to increase in intensity and frequency in the Alps during a warmer climate. The Alpine regions may be particularly vulnerable to such changes in climate where many floods in Europe occurred during recent years and caused major damage and loss of life. Weather generators typically provide time series at daily resolution. Different disaggregation methods have therefore been proposed and successfully tested to increase temporal resolution in precipitation. This is essential since flood peaks may be maintained for as little as minutes. Here, the non-parametric method of fragments was tested and compared with the multiplicative microcanonical cascade model with uniform splitting on the reproduction of precipitation extremes. It is also demonstrated that the method of fragments model can be transformed to disaggregate temperature with slight changes in the model structure. Preliminary test results show that the simulation of discharge peaks can be improved by disaggregating temperature in comparison with using daily averages as input in the HBV model.  Test results show that precipitation extremes were simulated within confidence bounds for Kelchsauer and Gurglbach when using historical observations as input. These two catchments had longer records of data available in comparison with Ruetz where the majority of simulated precipitation extremes were found outside confidence ranges. This indicates that the model is data driven. Synthetic data series were constructed with the weather generator from historical data and disaggregated with the two disaggregation models. The differences between the models were bigger for Ruetz where less observed data was available. The method of fragments simulates extremes with the closest resemblance to extremes. This is also true for the reproduction of wet spells and simulated variance. To account for parameter uncertainty in the HBV model, it is highly motivated to simulate discharge with different but suitable parameter sets to account for equifinality. However, the large amount of data produced when disaggregating the weather generated time series transcended the data capacity of the HBV model and made it crash. Other uncertainties related to the framework are the use of theoretical probability distributions in the weather generator and the dependence of high-resolution data for the disaggregation model. Despite these uncertainties, the framework is closer to a physical understanding of the causes of floods than the uncertain frequency analysis method. The framework is also applicable to land-use and climate change studies.

The aim of this thesis was to test and evaluate whether parameter regionalization of a hydrological model can be used to model the impact of forest clearcutting on streamflow in Sweden. This is an important task to be able to perform water management and impact assessments adequately. The HBV conceptual rainfall-runoff model was applied for 218 Swedish catchments of different sizes that were spread across the country and covered a wide range of different forest cover percentages. The modelling approach included calibration of the model for each catchment using a genetic algorithm and then associating the resulting optimal parameter values with the percentage of forest cover. The obtained relationship between different model parameters and forest cover was validated with help of a paired catchment study site in northern Sweden where a clear cut was done in 2006: calibrated optimal parameter sets of pre- and post-clearcutting conditions were compared to parameter sets obtained from the Sweden-wide analysis. Correlations were found for about half of the fifteen hydrological model parameters, but the validation with the paired catchment study site could only partially confirm these obtained relationships. The results suggest that the adopted parameter regionalization approach is too basic. However, some of the results seem promising and emphasize the need for further research and development of the approach to provide a more reasonable method to model the impact of forest clearcutting on streamflow. / Det huvudsakliga målet med detta examensarbete var att testa och utvärdera om parameterregionalisering av en hydrologisk modell kan vara en lämplig metod för att modellera och kvantifiera påverkan från skogsavverkning på vattenbalansen i Sverige. Detta är en viktig uppgift för att kunna hantera våra vattenresurser och utföra konsekvensanalyser på ett tillfredsställande sätt. En konceptuell hydrologisk modell tillämpades på 218 avrinningsområden av olika storlekar och som var geografiskt utspridda i hela Sverige där även andelen skog i avrinningsområdena hade ett brett spektrum. Den använda modelleringsmetoden innefattade kalibrering av varje avrinningsområde genom att använda en genetisk algoritm, varefter de optimala parametervärdeana korrelerades mot andelen skog i avrinningsområdet. Idén med denna metod är att använda dessa potentiella samband för att justera modellparametrarna och därmed simulera en skogsavverkning. De erhållna sambanden mellan modellparametrarna och skogstäcket validerades med hjälp av data från en försöksstudie i norra Sverige där en skogsavverkning gjordes under 2006. Skillnaden mellan de bäst fungerande parametervärdena före och efter skogsavverkningen jämfördes med de tidigare sambanden från andra avrinningsområden i Sverige. Signifikant korrelation hittades för ungefär hälften av de 15 hydrologiska modellparametrarna, men valideringen mot den riktiga skogsavverkningen kunde bara delvis bekräfta de erhållna sambanden. Resultaten visar att detta sätt att använda parameterregionalisering antagligen är för grundläggande. Vissa resultat är ändå lovande och fortsatt forskning och utvidgning av metoden är nödvändig för att kunna tillhandahålla en rimlig metod för att kvantifiera en skogsavverknings effekter på vattenbalansen.