Future water supplies will be affected by both climate change and altered land-water management. In the Mediterranean region, an expected warming and drying together with increased water withdrawal in key tourist destinations will put further pressure on already scarce water resources. In this study, a scenario analysis was conducted to explore the combined impacts of climate and land-water management changes in an 89 km2 watershed upstream of Navarino Environmental Observatory, southwestern Greece. A simple process-based hydrological model based on the Thornthwaite-Mather water balance procedure for the estimation of daily actual evapotranspiration and soil moisture was used to predict streamflow and storage fluxes. The model conceptualization includes two storage compartments, loosely representing a shallow and fast draining groundwater component (S1) and a deep and slowly draining component (S2) from where the irrigation water was assumed to be taken. These were calibrated assuming no change in the hydrologic system over the three years of available data (2009-2011). The scenario analysis included the IPCC’s A2 and B2 projections for 2071-2100 and two scenarios for land-water management change 1) the conversion of olive groves to golf courses and 2) an export of irrigation water to a hypothetical golf course located outside of the catchment boundaries. The model results indicated vulnerability to future climate change which could reduce streamflow and potentially lead to a draw-down of the water table. For example, even under the B2 scenario (the least dry of the climate change scenarios explored), model simulated storages will be reduced by 32-87% and the simulated streamflow by 28-86% of the current level through introduction of a golf course size representing only 1.5% of the catchment area (depending of course on season considered and golf course location). The hydrologic system would thus be altered from the current 2009-2011 state by future land-water management changes towards intensive irrigation (such as golf course development) coupled with climate change. / Framtida vattentillgångar kommer påverkas av både klimatförändringar och förändrad mark- och vattenförvaltning. I Medelhavsregionen väntas ett varmare och torrare klimat i kombination med ökad vattenanvändning i viktiga turistdestinationer att öka trycket ytterligare på de redan knappa vattenresurserna. I den här studien genomfördes en scenarioanalys över hur kombinationen av klimatförändringar och mark-och vattenförvaltningsförändringar kan påverka vattenresurserna i ett 89 km2 stort avrinningsområde uppströms om Navarino Environmental Observatory, sydvästra Grekland. En enkel process-baserad hydrologisk modell baserad på Thornthwaite-Mathers vattenbalansmetod för uppskattning av varje dags evapotranspiration och markfuktighet användes för att förutsäga förändringar i vattenföring och grundvattennivå. Konceptualiseringen av modellen inkluderar två vattenmagasin som approximativt kan sägas representera en grund och snabbt dränerande grundvattenkomponent (S1) och en djup och långsamt dränerande grundvattenkomponent (S2) varifrån bevattningsvattnet antogs tas. Dessa kalibrerades utefter antagandet att grundvattennivån var stabil under åren med tillgänglig data (2009-2011). Scenarioanalysen inkluderade the IPCC’s A2 och B2 projektioner för 2071-2100 samt två scenarior för mark-och vattenförvaltningsförändring 1) en konvertering av olivlundar till golfbanor och 2) en export av vatten för bevattningsändamål till en hypotetisk golfbana utanför avrinningsområdets gränser. Resultaten av modellen indikerade en sårbarhet för klimatförändringar vilka kan komma att minska vattenföringen i vattendragen och potentiellt leda till en sänkning av grundvattennivån. Exempelvis, kommer det simulerade grundvattenmagasinet att reduceras med 32-87% och den simulerade vattenföringen med 28-86% av dagens nivå av en golfbaneareal som representerar bara 1,5 % av avrinningsområdets area (beroende på årstid och golfbanans placering) till och med i IPCC’s B2 scenario (det klimatscenario som förutspår minst minskning av nederbörden och minst uppvärmning). Det hydrologiska systemet kommer således att ändras från dagens tillstånd genom framtida mark-och vattenförvaltningsförändringar mot intensiv bevattning (såsom golfbaneetablering) i kombination med klimatförändringarnas påverkan. / <p>Degree project in the master program: Hydrology, hydrogeology and water resources.</p><p>Examensarbete inom masterprogrammet: Hydrologi, hydrogeologi och vattenresurser.</p>

Vattenförvaltning inom EU har, enligt EU:s vattendirektiv, som mål att samtliga vattenförekomster ska uppnå god status senast 2027. Sverige är ett av de EU-länder där målet ej har uppnåtts med uppmätt icke-tillfredsställande status i en del vattenförekomster i exempelvis Skåne; en situation som inte beräknas förbättras inom tidsfristen. I Sverige styrs vattenförvaltning lokalt med kommuner och myndigheter som beslutsfattande organ i enlighet med vattenmyndighetens sexårsplan. EU:s vattendirektiv kräver inkludering av intressenter och allmänheten i förvaltningen, vilket har lett till bildandet av vattenorganisationer såsom vattenråd. Dessa har till uppgift att verka som lokalkunskap för särskilda avrinningsområden, där ett nätverk av aktörer bildas för att möjliggöra påverkan av inriktning i vattenförvaltningen. Forskning visar på samarbetsproblematik mellan aktörer i vattenråd, brist på kunskap och intresse bland allmänheten och intressenter samt fall där ekonomiska och sociala mål har prioriterats före ekologiska, vilket har försvårat implementeringen av EU:s vattendirektiv. Syftet med studien är att undersöka hur skånska vattenråd utifrån nuvarande organisationsstruktur och prioriteringar kan bidra mer i arbetet för målet om god vattenstatus enligt EU:s vattendirektiv. Studien utgick från ett strategiskt urval och semistrukturerad intervju-metodik eller fokusgrupper bestående av intervjupersoner med hög expertis. Resultatet analyserades med hjälp av följande teorier: Environmental governance, vattenförvaltning, flernivåstyre, politisk samstämmighet, social inlärningsteori samt reflektiv och reflexiv kommunikation. Studiens resultat visar att de undersökta skånska vattenråden gör vad de kan för att bidra utifrån nuvarande förutsättningar, men att finansieringsbegränsningar, extern påverkan av andra aktörer i avrinningsområdena och brist på samarbete mellan olika nivåer i vattenförvaltningen förhindrar mångas utveckling. Organisatoriskt och prioriteringsmässigt fungerar majoriteten av de undersökta vattenråden väl och visar god potential, men förbättring inom det ovannämnda hade behövts om ett närmande av EU:s vattendirektivs mål skall uppnås i lokala skånska vattenförekomster. / Water management within the EU, according to the EU Water Framework Directive (WFD), has the aim to achieve good water status in all water bodies no later than 2027. Sweden is one EU country where the aim has not been reached, with measured non-satisfactory status in numerous water bodies in Scania for example; a situation not predicted to improve before the deadline. In Sweden, water management is governed locally with municipalities and agencies as decision-makers in accordance with the six-year plan of the water agency. Since the WFD requires stakeholder and public participation, the creation of water organisations such as water councils has been conducted. These act as local knowledge bodies in certain catchment basins, creating a network of actors to enable an influence on the orientation of water management. Research has shown collaboration issues between actors in water councils, a lack of knowledge and interest amongst the public and stakeholders, and cases where economic and social aims have preceded ecological ones. These factors in turn have aggravated the implementation of the WFD. The purpose of this study is to investigate how water councils of Scania, from current organizational structure and prioritizations, have the possibility to increase their contribution towards the aim of the WFD regarding good water status. The study was conducted from a strategic selection and semi-structured interviews or focus groups, including interviewees with high expertise. The result was analyzed using the following theories: Environmental governance, water governance, multi-level governance, policy coherence, social learning and reflective as well as reflexive communication. The results of the study demonstrate a situation where water councils contribute their utmost from current capabilities, yet are prevented to develop further due to financial limitations, external impacts from other actors in catchment basins, and a lack of collaboration between different levels of water management. From an organizational and prioritization point of view, the majority of investigated water councils work well and showcase high potential, with improvements of the aforementioned needed for the approach of the WFD’s aim in local water bodies of Scania.

Data availability is extremely important for water management. Without data it would not be possible to know how much water is available or how often extreme events are likely to occur. The usually available hydro-meteorological data often have a limited representativeness and are affected by errors and uncertainties. Additionally, their collection is resource-intensive and, thus, many areas of the world are severely under-monitored. Other areas are seeing an unprecedented – yet local – wealth of data in the last decades. Additionally, the spread of new technologies together with the integration of different approaches to water management science and practice have uncovered a large amount of soft information that can potentially complement and expand the possibilities of water management. This thesis presents a series of studies that address data opportunities for water management. Firstly, the hydro-meteorological data needs for correctly estimating key processes for water resource management such as precipitation and discharge were evaluated. Secondly, the use of non-traditional sources of information such as social media and human behaviour to improve the efficiency of flood mitigation actions were explored. The results obtained provide guidelines for determining basic hydro-meteorological data needs. For instance, an upper density of 24 rain gauges per 1000 km2 for spatial precipitation estimation beyond which improvements are negligible was found. Additionally, a larger relative value of discharge data respect to precipitation data for calibrating hydrological models was observed. Regarding non-traditional sources of information, social memory of past flooding events was found to be a relevant factor determining the efficiency of flood early warning systems and therefore their damage mitigation potential. Finally, a new methodology to use social media data for probabilistic estimates of flood extent was put forward and shown to achieve results comparable to traditional approaches. This thesis significantly contributes to integrated water management by improving the understanding of data needs and opportunities of new sources of information thus making water management more efficient and useful for society. / All vattenförvaltning kräver tillgång till data. Data behövs för att kunna fastställa t.ex. hur mycket vatten som finns och sannolikheten för stora översvämningar. De hårda hydro-meteorologiska data som normalt är tillgängliga har inte sällan en begränsad representativitet och påverkas av fel och osäkerheter. Dessutom är datainsamling nästan alltid resurskrävande och därför finns hårda data i begränsad utsträckning, eller inte alls, i stora delar av världen. Samtidigt har man under senaste decennierna fått tillgång till en oöverträffad – men lokal – mängd data i vissa områden. Spridningen av ny teknik har, tillsammans med integreringen av olika vetenskapliga metoder inom vattenförvaltning och praktik, påvisat värdet av mjuk information som potentiellt kan komplettera hårda data och förbättra möjligheterna till en god vattenförvaltning. Denna avhandling presenterar studier som belyser vilka möjligheter vattenförvaltningen har vid olika tillgång på hårda data och mjuk information. Först utvärderades vilka krav som kan ställas på hydro-meteorologiska data för att korrekt kunna beskriva nyckelprocesser som nederbörd och vattenföring vid bestämning av vattenresurser. Därefter utforskades möjligheterna att förbättra översvämningsberäkningar med hjälp av mjuk information från sociala medier och rörande mänskligt beteende. Resultaten gav riktlinjer för att bestämma värdet av hydro-meteorologiska data. Till exempel visades att information om nederbördens rumsliga fördelning inte förbättras nämnvärt vid en mätartäthet över 24 regnmätare per 1000 km2. Det relativa värdet av vattenföring visade sig också vara större än för nederbörd för att kalibrera hydrologiska modeller. Det visade sig att en befolknings minne av tidigare översvämningar påverkar effektiviteten hos tidiga varningssystem för översvämningar och deras möjlighet att begränsa skador. Slutligen har en ny metod föreslagits för att använda sociala medier för sannolikhetsberäkningar av översvämmade områden. Metoden visade sig leda till resultat som var jämförbara med traditionella metoder. Avhandlingens huvudsakliga bidrag till en integrerad vattenförvaltning är att öka förståelsen för vilka data som krävs för olika förvaltningsmål och vilka möjligheter som finns att utnyttja mjuk information för att effektivisera vattenförvaltningen göra den mer användbar för samhället. / La disponibilitat de dades és extremadament important per a la gestió de l’aigua. Sense dades no seria possible conèixer ni la quantitat d'aigua disponible ni la freqüència d’esdeveniments extrems. Les dades hidrometeorològiques normalment disponibles tenen una representativitat limitada, es veuen afectades per errors i incerteses i la seva recol•lecció requereix nombrosos recursos, cosa que produeix que moltes zones del món no estiguin adequadament monitoritzades. Així i tot, en les últimes dècades s’ha generat una quantitat de dades sense precedents però de manera localitzada. A més, la difusió de noves tecnologies, juntament amb la integració de diferents enfocaments han permès utilitzar una gran quantitat de dades “toves” per complementar i ampliar les possibilitats en la gestió de l'aigua. Aquesta tesi presenta estudis que aborden algunes de les oportunitats ofertes per les dades per a millorar la gestió de l'aigua. En primer lloc es va avaluar la quantitat necessària de dades hidrometeorològiques per estimar correctament processos clau per a la gestió dels recursos hídrics. En segon lloc es va explorar l'ús de fonts no tradicionals d'informació per millorar l'eficiència de la mitigació d'inundacions. Per exemple, es va identificar una densitat màxima de 24 pluviòmetres per 1000 km2 per estimar la distribució espacial de precipitació, per sobre de la qual les millores són insignificants. A més, es va observar que les dades d’escorrentia tenen un valor relatiu més gran per al calibratge de models hidrològics que les dades de precipitació. Pel que fa a la informació no tradicional, la memòria social d’anteriors inundacions es va identificar com un factor rellevant per a determinar l'eficiència dels sistemes d'alerta d'inundacions i, per tant, del seu potencial per mitigar danys. Finalment, es va proposar una nova metodologia per utilitzar informació provinent de xarxes socials per a realitzar estimacions probabilístiques d'extensió d’inundacions i es va demostrar el seu potencial per aconseguir resultats comparables als d’enfocaments tradicionals. Aquesta tesi aporta avenços significatius per a la gestió integrada de l'aigua mitjançant la millora de la comprensió de les necessitats de dades i de les oportunitats presentades per noves fonts d'informació. D’aquesta manera contribueix a una gestió de l'aigua més eficient i útil per a la societat. / La disponibilidad de datos es sumamente importante para la gestión del agua. Sin datos no sería posible determinar la cantidad de agua disponible o la frecuencia de eventos extremos. Los datos hidrometeorológicos normalmente disponibles tienen una representatividad limitada, son afectados por errores e incertidumbres y su recolección requiere de abundantes recursos, lo cual causa que muchas zonas del mundo no estén adecuadamente monitorizadas. En contraste, en las últimas décadas se ha generado una cantidad de datos sin precedentes pero de manera localizada. Además, la difusión de nuevas tecnologías, conjuntamente con la integración de distintos enfoques, ha permitido usar una gran cantidad de datos “blandos” para complementar y ampliar las posibilidades en la gestión del agua. Esta tesis presenta estudios que abordan las oportunidades ofrecidas por los datos para mejorar la gestión del agua. En primer lugar se evaluó la cantidad necesaria de datos hidrometeorológicos para estimar correctamente procesos clave para la gestión de recursos hídricos. En segundo lugar se exploró el uso de fuentes no tradicionales de información para mejorar la eficiencia de la mitigación de inundaciones. Por ejemplo, se identificó una densidad máxima de 24 pluviómetros por 1000 km2 para estimar la distribución espacial de precipitación más allá de la cual las mejoras son insignificantes. Además se observó que los datos de escorrentía tienen un mayor valor relativo para la calibración de modelos hidrológicos que el de los datos de precipitación. Respecto a la información no tradicional, la memoria social de inundaciones pasadas fue identificada como un factor relevante para determinar la eficiencia de los sistemas de alerta de inundaciones y, por lo tanto, de su potencial para mitigar daños. Finalmente, se propuso una nueva metodología para usar información proveniente de redes sociales para realizar estimaciones probabilísticas de extensión de inundaciones y se demostró su potencial para conseguir resultados comparables a los de enfoques tradicionales. Esta tesis aporta avances significativos para la gestión integral del agua a través de la mejora de la comprensión de las necesidades de datos y de las oportunidades presentadas por nuevas fuentes de información, contribuyendo a una gestión del agua más eficiente y útil para la sociedad.