I denna rapport utreds olika metoder för att kunna reglera vattennivån i vattenkraftverket Avesta Lillfors i Dalarna. Två kraftverk ligger endast 900 m uppströms och detta gör att svarstiderna blir korta och regleringen blir lätt nervös. Att använda sig av vattennivåreglering i ett kraftverk för-enklar dess styrning då anpassning till inflödet sker automatiskt. En flödestabell har tagits fram genom mätningar i turbinen, med hjälp av Winter-Kennedy-metoden. Denna tabell används för att kunna fram-koppla regulatorn och därmed dämpa stora variationer i inflödet. Dessu-tom har en modell av älven skapats och testats med en återkopplad PID-regulator. Utefter dessa tester har lämpliga parametrar tagits fram, som ger önskad stabilitet, noggrannhet och snabbhet. Simuleringar har även gjorts med reglermetoden Fuzzy logic. / This report evaluates different methods to create a stable regulation of the water level in the hydro power plant Avesta Lillfors, in county Dalar-na. Another pair of plants are located just 900 m up the stream, which is why the regulation has to act fast. If the water level can be regulated and automatically adjust to the incoming flow, it facilitates the control of the plant. A flow chart is created from measurements in the turbine, using the Win-ter-Kennedy method. The results are used for feedforward control. A PID-regulator with feedback is also simulated in a model of the river. This helps finding the parameters that provide a stable, accurate and fast regu-lation. Fuzzy logic control has also been simulated.

Förlorad biologisk mångfald är ett av de största hoten mot vår planet, och i sötvatten har populationer av migrerande fiskarter minskat med 76 % sedan 70-talet. Ålen är en art som hotas av utrotning på grund av antropogen inverkan, framför allt på grund av kraftverksdammar som fragmenterar habitat och förhindrar artens livsnödvändiga migration upp- och nedströms vattendrag genom avsaknad av passagelösningar. Syftet med studien var att undersöka möjligheten att vidareutveckla ålpassagelösningar med substratet EF-16, detta genom att testa klättringsframgången för glasålar vid två olika passageramper och två olika flöden (3 l/min och 9 l/min). Varje passagelösning bestod av fyra passageramper positionerade i bredd, med EF-16 monterat varannan ramp antingen rakt eller lateralt v-format. Resultatet från studien visade att de optimerade v-formade passageramperna gav signifikant fler klättringar vid höga flöden, samt att placeringen av ramperna också hade signifikant betydelse för valet av ramp. Kroppsvikten för ålar hade däremot ingen effekt för passageframgången. Denna studie betonar vikten av framtagandet av effektiva passagelösningar för glasålar som fungerar vid stora variationer av flöde vid kraftverksdammar. Genom att fler ålar kan migrera uppströms vattendrag förbi kraftverksdammar till sina uppväxtområden, kan förhoppningsvis ålstammen räddas. / Biodiversity loss is one of the biggest threats to our planet, and in freshwater, populations of migratory fish species have declined by 76% since the 1970s. The eel is a species threatened with extinction due to anthropogenic impact, mainly due to power plant dams that fragment habitat and prevent the species' vital migration up and down streams through lack of passage solutions. The purpose of the study was to investigate the possibility of further developing eel passage solutions with the substrate EF-16, by testing the climbing success of glass eels at two different passage ramps and at two different flows (3 l/min and 9 l/min). Each passage solution consisted of four passage ramps positioned widthwise, with EF-16 mounted either flat or lateral v-shaped every other ramp. The study shows that the optimized v-shaped passage ramps gave significantly more climbs at high flows, and that the location of the ramps also had a significant impact on the choice of ramp. The body weight of eels, on the other hand, had no effect on passage success. This study emphasizes the importance of the development of efficient passage solutions for glass eels that can be applied at large variations in flow at power plant dams. By allowing more eels to migrate upstream watercourses past hydropower plants to their spawning grounds, the eel population can hopefully be saved. / Optimerade passagelösningar för ål, 52096-1

En stor del av jorden består av vatten och hela 7% av biodiversiteten på jorden är stödd av färskvattensystem. Detta gör dessa system till mycket värdefulla och det är viktigt att en hållbar utveckling främjas för att inte äventyra dessa system. Vattenkraft och dammar utgör idag ett av de största hoten för den biologiska mångfalden i sjöar och vattendrag. Då effekterna på miljön av vattenkraftverk blivit alltmer uppmärksammade och nya krav ställs på att vattenkraftverk ska följa EU:s miljökrav kommer avveckling och utrivning av vattenkraftverk och dammar troligtvis att bli vanligare. Syftet med studien är att undersöka hur allmänheten ser på att avveckla och riva ut vattenkraften och dammar i Nyköpingsån, detta kan bidra med en bild av huruvida befolkningen bemöter förändring i närområdet och en förbättrad kunskap kring hur olika faktorer påverkar riskuppfattning hos medborgare. Enkätstudie har genomförts, enkäten har varit tillgänglig via internet och totalt kom 51 svar in. Datat analyserades med hjälp av korstabeller och chi-två test. Resultatet visade att det geografiska avståndet inte hade någon signifikant påverkan. Utbildningsnivån hade inte heller någon signifikant påverkan även om en något lägre riskuppfattning hos individer med högre utbildningsnivå fanns. Nuvarande elavtal hade en signifikant påverkan på riskuppfattningen. Studien visade att individer uppfattar risk på olika sätt, för framtida studier skulle det vara önskvärt att fördjupa med kvalitativ studie. / A large part of the earth consists of water and 7% of all biodiversity on earth is supported by freshwater systems. This makes these systems very valuable, and it is important that sustainable development is promoted as not to jeopardize these systems. Hydropower and dams are among the biggest threats to biodiversity in lakes and rivers. As the effects on the environment from hydropower gained more attention and new requirement are set on hydropower to meet EU: s environmental requirements, removal of hydropower and dams will likely become more common. The purpose of this study is to investigate how the public perceives the removal of hydropower and dams, this could contribute to a picture of how the public meets change in the local area and improve knowledge of how different factors affect the risk perception among citizens. A survey was conducted, the survey was accessible through internet and a total of 51 was received. The data were analysed with the help of crosstabs and chi-square test. The results showed that the geographical distance did not have a significant effect on risk perception. The level of education did not have a significant effect though a slightly lower risk perception among individuals with higher education levels existed. Currants electricity contract did have a significant effect on the risk perception.

Småskaliga vattenkraftverk regleras vanligtvis med avseende på vattennivån i magasinet eller vattenflödet, utan hänsyn till efterfrågan på elkraft. Examensarbetet utfördes på uppdrag av Fortum Generation som önskade att undersöka möjligheten att istället automatiskt optimera planeringen och regleringen av de småskaliga vattenkraftverken med hänsyn till prisbild, verkningsgrad, vattensituation, miljödomar, miljöhänsyn samt mekaniskt slitage. En optimeringsalgoritm framtagen i en parallellt pågående studie låg till grund för examensarbetet. En prototyp som skulle autoplanera produktionen och reglera ett enskilt vattenkraftverk skulle utvecklas, där det genom simulering skulle fastställas om en realisering av optimeringsalgoritmen i ett verktyget är möjlig och lönsam. Båthusströmmen, som användes som testobjekt för examensarbetet, ägs av Fortum och är ett småskaligt vattenkraftverk i Österdalälven. En kostnadseffektiv prototyp av ett optimeringsverktyg för automatisk planering och reglering av småskaliga vattenkraftverk utvecklades och testades genom simulering. Prototypen utvecklades i form av en mjukvara vilken utför optimeringen och kommunicerar kontinuerligt med befintliga optimerings-, övervaknings- och styrsystem. Resultaten av utförda kommunikationstester och simulerade optimeringar visade att en realisering av algoritmen i ett optimeringsverktyg är möjlig och förväntas öka effektiviteten för Båthusströmmen och därmed öka intäkterna för kraftverket. / Small-scale hydropower plants are usually controlled considering either the reservoir level or the water flow, regardless of the electricity demand. This thesis was conducted on behalf of Fortum Generation that wanted to investigate the possibility to automatically optimise the production plans and control of small-scale hydropower plants based on electricity price, generator efficiency, water situation, environmental restrictions, environmental concerns, and mechanical wear. The thesis is a continuation of a study where an optimisation algorithm was developed. A prototype that could automatically plan the production and control of an individual hydropower plant would be developed, and then based on simulations it would be determined if an implementation of the algorithm in an optimisation tool is possible and profitable. Båthusströmmen, the test case for this thesis, is owned by Fortum and is a small-scale hydropower plant in Österdalälven. A cost-effective prototype of an optimisation tool for automated planning and control was developed and tested through simulations. The prototype was developed as a software that performs the optimisation and communicates continuously with the existing optimisation, supervisory and control system. The results of the communication tests and optimisation simulations showed that an implementation of the algorithm in an optimisation tool is possible and is expected to increase the efficiency of Båthusströmmen and therefore increase the profit of the power plant.

The Grand Ethiopian Renaissance Dam (GERD) is a large hydropower project currently under construction in Ethiopia. Supposedly it will benefit the people of Ethiopia through an increased access to electricity, but it is also associated with complex political relations between Ethiopia and the neighbouring countries Egypt and Sudan. The aim of this thesis is to analyse the GERD project with regard to the United Nations’ 17 Sustainable Development Goals and their 169 related targets, and to show what actions should be taken to improve the contribution of the GERD to sustainable development. A method developed for mapping synergies and trade-offs between targets in the SDGs was used. To identify how the GERD contributes to and/or hinders the fulfillment of the goals, published evidence was systematically searched. 83 synergies, 45 trade-offs and 16 instances when cooperation in the Nile River basin is needed were identified. By radically increasing the electricity access in Ethiopia and because of the dam itself, the GERD both potentially contributes to and hinders sustainable development in relation to environment, society and economy. Identified key actions to reinforce the synergies and minimise the trade-offs are to establish a secure and including cooperation between Ethiopia, Egypt and Sudan; to ensure increased transparency, public access to information and participatory processes; to investigate and carry out measures that benefit the ecology in the area; and to strengthen the positive outcomes of electrification through supplementary measures. / Grand Ethiopian Renaissance Dam (GERD) är ett stort vattenkraftprojekt som är under uppbyggnad i Etiopien. Genom att radikalt öka tillgången till elektricitet förväntas GERD bidra positivt till det etiopiska samhället, men dammen är också associerad med komplicerade politiska relationer mellan Etiopien och grannländerna Egypten och Sudan. Målet med rapporten är att analysera GERD-projektet i förhållande till FN:s 17 Globala mål och dess 169 tillhörande delmål, samt att visa vilka åtgärder som bör vidtas för att GERD i större utsträckning ska bidra till en hållbar utveckling. En metod som utvecklats för att kartlägga synergier och målkonflikter mellan olika delmål av de Globala målen användes. För att undersöka hur GERD bidrar till och/eller förhindrar uppfyllandet av delmålen gjordes en systematisk sökning av publicerad litteratur. 83 synergier, 45 målkonflikter och 16 fall där dessa hänger ihop med att samarbete krävs i regionen identifierades. Genom att öka tillgången till elektricitet, och på grund av dammen i sig, potentiellt både bidrar till och förhindrar GERD hållbar utveckling i förhållande till miljö, samhälle och ekonomi. Identifierade nyckelåtgärder för att förstärka synergierna och minimera målkonflikterna är att etablera ett bestående samarbete mellan Etiopien, Egypten och Sudan; att säkerställa ökad transparens, deltagandeprocesser och allmän tillgång till information; att utreda och utföra åtgärder som är till nytta för områdets ekologi; och att förstärka de positiva resultaten av elektrifiering genom kompletterande åtgärder.

In the future, hydropower plants are expected to operate more flexibly. This will lead to a more varied operation of the turbine and the generator, such as more start and stop in order to stabilise the frequency in the grid. Studies show that these transient operations are more costly in terms of fatigue degradation, i.e. consumption of fatigue life. Vattenfall has developed a methodology with the aim to analyse fatigue loads, acting on the runner and the rotor in hydropower units during operation. With a numerical model, the loads are assessed with input data gathered from measurements together with given data on several parameters. Some of the input data are bearing structure stiffness, bearing oil properties, and point of action of forces, etc. Several of these input parameters are subject to a degree of uncertainty, which affect the assessed fatigue load, determined with the methodology. This study will focus on analysing one fatigue force component acting on the runner. The aim with this study is to answer the following research questions: (i) Which input parameters, that are subject to a degree of uncertainty, contribute the most to the combined standard uncertainty in the assessed fatigue force? (ii) How much does the combined standard uncertainty in the assessed fatigue force amount to? (iii) How does the uncertainty in the assessed fatigue force affect the fatigue damage?. The combined standard uncertainty in the fatigue force is determined with methods in uncertainty propagation. In order to evaluate the effect from the uncertainty in the fatigue load on the fatigue damage, a statistical analysis of the ratio between the fatigue damage associated with a probability of exceedance and the expected fatigue damage is conducted. From the results it can be observed that the governing uncertainty parameter is the offset of the shaft displacement signal, which amount to 40 % of the combined standard uncertainty in the fatigue force. Of the nine analysed uncertainty parameters, three parameters are bearing properties parameters, i.e. the bearing clearance, the oil film temperature and the point of action of bearing forces, which amount to 47.5 % of the combined standard uncertainty in the fatigue force. Therefore, in order to decrease the uncertainties, focus should be kept on the bearing properties. Given each parameters uncertainty, the ratio between the combined standard uncertainty in the fatigue force and the expected fatigue force amount to 7 %. This corresponds to a ratio between the standard uncertainty in the fatigue damage and the expected fatigue damage of 35 %, due to the value of the index of S-N curve of five. Given the standard uncertainty in the fatigue force together with the index of S-N-curve, the ratio between the fatigue force associated with a probability of exceedance and the expected fatigue force can be assessed, i.e. the fatigue force ratio. Consequently, the fatigue force ratio amount to 1.32 for a probability of 0.0032 %, 1.09 for a probability of 10 % and 1.04 for a probability of 30 %. These probabilities correspond to the fatigue damage ratios, i.e. the ratios between the fatigue damage associated with a probability of exceedance and the expected fatigue damage of 4, 1.56 and 1.20. Thereby, the uncertainty in the fatigue force can greatly affect the uncertainty in the fatigue damage, dependent on the value of the index of S-N-curve. The results from this study imply the importance of considering the uncertainties in fatigue load assessments. These results provide support for assessing load levels for runner dimensioning to finally, be able to derive a correct margin of safety. This in order to not underestimate fatigue damage and thereby decrease the risk for unexpected fatigue failure. / Det finns ett förväntat behov av att kraftproduktionen i vattenkraftverk skall vara mer flexibel i framtiden. Detta leder till mer varierande driftlägen för turbinen och generatorn, såsom fler start och stop med syfte att stabilisera frekvensen i elnätet. Studier påvisar att transienta driftlägen är mer kostsamma i form av utmattningsdegradering, d.v.s. konsumtion av utmattningsliv. Vattenfall har utvecklat en metodik för att analysera inverkan av utmattningslaster verkande på löphjulet och rotorn i vattenkraftsaggregat under drift. Med en numerisk modell kan utmattningslasterna bedömas. Den ingående datan till modellen är bland annat är uppmätta storheter och given data på parameterar. Några av de ingående storheterna är lagerstyvhet, angreppspunkter för lagerkrafter och lageroljans egenskaper, etc. Flera av dessa ingående parametrar innehar osäkerheter, vilket påverkar bedömningen av utmattningslasterna. Denna studie kommer att fokusera på en kraftkomponent verkande på löphjulet. Malet med detta arbete är att svara på följande forskningsfrågor: (i) Vilka ingående parametrar, som innehar en osäkerhet, bidrar med en styrande osäkerhet i den bedömda kraften? (ii) Hur mycket uppgår den kombinerade standardosäkerheten i den bedömda kraften till? (iii) Hur påverkar kraftens osäkerhet utmattningsskadan? Den kombinerade standardosäkerheten i kraften är beräknad med metoder i fortplantning av osäkerheter. För att kunna bedöma påverkan på delskadan givet osäkerheten i kraften, så sker en statistisk analys av förhållandet mellan delskadan sammanhängande med en sannolikhet för överskridande och den förväntade delskadan. Resultatet påvisar att den styrande ingående parametern är offset i signalen för axelförskjutning, vilken uppgår till 40 % av den kombinerade standardosäkerheten i utmattningskraften. Av de nio analyserade parametrarna härrör tre av dessa lageregenskaper, d.v.s. lagerspel, oljetemperatur och angreppspunkter för lagerkrafterna, vilka tillsammans uppgår till 47.5 % av den kombinerade standardosäkerheten i utmattningskraften. Därför, för att reducera den totala osäkerheten bör fokus ligga på lageregenskaperna. Givet alla standardosäkerheter i de analyserade parametrarna så uppgår förhållandet mellan standardosäkerheten i utmattningskraften och den förväntade utmattningskraften på löphjulet till 7 %. Detta motsvarar att förhållandet mellan standardosäkerheten i delskadan och väntevärdet för delskadan uppkommer till 35 %, givet ett index av S-N-kurvan på fem. Givet standardosäkerheten i kraften och index av S-N-kurvan, kan förhållandet mellan utmattningskraften förenad med en sannolikhet för överskridande, och den förväntade utmattningskraften, d.v.s. kvoten av utmattningskraften, utvärderas. Detta resulterar att kvoten av utmattningskraften uppgår till 1.32 för en sannolikhet för överskridande på 0.0032 %, 1.09 för en sannolikhet på 10 % och 1.04 för en sannolikhet på 30 %. Dessa sannolikheter motsvarar att kvoten av delskadan, d.v.s. kvoten mellan delskadan förenad med en sannolikhet för överskridande, och den förväntade delskadan uppgår till 4, 1.56 och 1.20. Därför kan osäkerheten i utmattningskraften påverka osäkerheten i delskadan med en betydande faktor, beroende på värdet på index av S-N-kurvan. Således, resultaten från denna studie påvisar betydelsen att beakta osäkerheterna i de ingående parameterna vid bedömning av utmattningslast. Dessa resultat tillhandahåller stöd vid bedömning av lastnivåer för dimensionering av löphjul, för att slutligen kunna erhålla en korrekt säkerhetsmarginal. Detta för att inte underskatta utmattningsskadan och därmed minska risken oför oväntat utmattningshaveri.

Daily demands for electrical power are met through sub-daily release of turbined water in the form of hydropeaking. Hydropeaking’s changes to stream flow are listed as a threat to biodiversity in river ecosystems as it causes rapid habitat alteration such as increased depth and velocity, affecting the species living downstream. The brown trout and landlocked salmon populations in Gullspång River, Sweden, are threatened and subjects to the hydropeaking regime. This study investigated the effects of hydropeaking in summertime (summer peaks) in Gullspång River on growth and survival of age 0 (fry) and age 1 (parr) brown trout and Atlantic salmon. The study used an individual-based model (inSTREAM 7.2-SD) to predict how different peak scenarios would affect the different species and age groups. A previous study’s parameters and model calibration for the study area were used, and I manipulated the flow time-series to create new flow time-series including three single peaking scenarios on different dates during summer, one multiple summer peak scenario as well as a no-peak (steady flow) scenario. The analysis focused on qualitative patterns in how the populations responded to the various flow scenarios. Age 0 salmon’s growth and survival were negatively affected by all peaking scenarios in comparison to the steady flow scenario, with the combined peaking scenario having the worst effect. Age 0 trout survival was either unaffected by single peaking (Scenario 1 & 2) or negatively affected (Scenario 3) and was also worst affected by the combined peaks compared to steady flow. Age 1 survival of both species was positively affected by the combined peaking but either unaffected (Scenario 1 & 2) or negatively (Scenario 3) affected by single peaks compared to the steady flow scenario. Age 1 growth followed a similar trend with highest growth rate in the combined peaks scenario and the lowest in the steady flow for both species. Results of the study may contribute to river management decisions regarding choice of peaking period depending on management goals regarding target species and life cycle stage. / Dagliga efterfrågan av elektricitet tillgodoses genom daglig korttidsreglering avvattenkraftverk där vatten flödar genom turbinerna. Korttidsreglering är listat somett av de större hoten mot den biologiska mångfalden i floders ekosystem då det ledertill snabba habitatförändringar som ökat djup och flödeshastighet, vilket påverkararterna som lever nedströms. Gullspångsälvens bestånd av öring och lax är hotadeoch utsätts för korttidsreglering som nyttjas i älven. Den här studien undersöktekorttidsregleringens påverkan under sommartid (sommartoppar) i Gullspångsälvenpå tillväxt och överlevnad hos ålder 0 (yngel) och ålder 1 (parr) öring och atlantlax.Studien använde en individbaserad modell (inSTREAM 7.2-SD) för att förutspå hurscenarion med olika toppar påverkar de olika arterna samt åldersgrupperna. Entidigare studies parametrar och kalibrering av modellen för studieområdet användesoch jag ändrade flödestidsserierna för att skapa nya flödestidsserier vilket1inkluderade tre enstaka sommartoppar vid olika datum under sommaren, ettkombinerat sommartoppscenario samt ett scenario utan topp (stadigt flöde).Analysen fokuserade på kvalitativa mönster bland populationernas respons till deolika flödestoppscenarion. 0-laxens tillväxt och överlevnad var negativt påverkad avalla flödestoppscenarion i jämförelse med det stadiga flödesscenariot, där detkombinerade flödesscenariot resulterade i en värsta påverkan. 0-öringens överlevnadvar antingen opåverkad (Scenario 1 & 2) eller negativt påverkad (Scenario 3) avenstaka flödestoppar samt också värst påverkad av det kombinerade flödesscenariot ijämförelse med det stadiga flödet. Överlevnaden hos ålder 1 av båda arter blevpositivt påverkad av det kombinerade flödescenariot men var antingen opåverkad(Scenario 1 & 2) eller negativt påverkad (Scenario 3) av de enstaka flödestopparnajämfört med det stadiga flödet. Tillväxten hos ålder 1 av båda arter följde ett liknandemönster där störst tillväxt uppmättes i det kombinerade scenariot och den lägstatillväxten i det stadiga flödesscenariot. Studiens resultat kan bidra tillförvaltningsbeslut gällande älvar när det kommer till utformningen av flödestoppar,beroende på vilka förvaltningsmål som finns för arter och dess livscykelstadium.

Hydropower systems often contain complex river systems which cause the simulations and analyses of a hydropower operation to be computationally heavy. The complex river system is referred to as something called a Detailed model. By creating a simpler model, denoted the Equivalent model, the computational issue could be circumvented. The purpose of this Equivalent model is to emulate the results of the Detailed model. This thesis computes the Equivalent model for a large hydropower system using Particle Swarm Optimisation- algorithm, then evaluates the Equivalent model performance. Simulations are performed on ten rivers in Sweden, representing four trading areas for one year, October 2017 – September 2018. Furthermore, the year is divided into Quarterly and Seasonal periods, to investigate whether the Equivalent model changes over time. The Equivalent model performance is evaluated based on the relative power difference and computational time compared to the Detailed model. The relative power difference is 4%23% between Equivalent and Detailed models, depending on the period and trading area, with the computational time can be reduced by more than 90%. Furthermore, the Equivalent model changes over time, suggesting that when the year is divided appropriately, the Equivalent model could perform better. The relative power difference results indicate that the Equivalent model performance can still be improved by dividing the periods more appropriately, other than Quarterly or Seasonal. Nevertheless, the results provide a satisfactory Equivalent model, based on the faster computation time and a reasonable relative power difference. Finally, the Equivalent model could be used as a foundation for further analyses and simulations. / Vattenkraftsystem består ofta av komplexa älvsystem som gör att simuleringar och analyser av vattenkraftens operation blir beräkningsmässigt tunga. Det komplexa älvsystem kallas en Detaljeraded modell. Genom att skapa en enklare modell, betecknas som en Ekvivalent modell, beräkningsproblemen kan kringgås. Syftet med denna Ekvivalenta modell är att emulera resultaten av den komplexa Detaljerade modellen. Detta examensarbete beräknar den Ekvivalenta modellen för ett stort vattenkraftssystem med hjälp av Particle Swarm Optimisation- algorithmen, och utvärderar modellprestandan hos Ekvivalenten. Simuleringar utförs på tio älvar i Sverige, som representerar fyra handelsområden under ett år, från oktober 2017 september 2018. Dessutom är året uppdelat i kvartals- och säsongsperioder för att undersöka om den Ekvivalenta modellen förändras över tid. Denna Ekvivalenta modell utvärderas baserat på den relativa effektskillnaden och beräkningstiden jämfört med den Detaljerade modellen. Den relativa effektskillnaden är 4% 23% mellan de Ekvivalenta och Detaljerade modellerna, beroende på period och handelsområde, och beräkningstiden minskas med mer än 90%. Vidare ändras Ekvivalenta modellen över tiden, vilket tyder på att när året delas upp på rätt sätt kan den Ekvivalenta modellen prestera ännu bättre. De relativa effektskillnaderna indikerar att vissa perioder fortfarande kan förbättras genom att dela upp perioden mer korrekt. Trots allt, förser resultanten en tillfredsställande Ekvivalent modell som har en mer effektiv beräkningstid och rimliga effektskillnader. Slutligen skulle den Ekvivalenta modellen kunna användas som en grund för ytterligare analyser och simuleringar.

In the past century, hydropower development in Sweden has been facilitated by the lack of appropriate environmental legislation. This exploitation has resulted in the current poor ecological status of most Swedish water bodies affected by hydropower, and in the need for new policies that reflect the 2000 European Water Framework Directive. Thus, the Swedish Agency for Marine and Water management (SwAM), the Swedish Energy Agency (SEA) and Svenska Kraftnät have elaborated a new national plan for the revision of almost all hydropower licenses in the next 20 years, and Vattenkraftens Miljöfond has carried out a pilot project on Ljungan river, to test different working methods for regional collaboration, and to find effective solutions for achieving the greatest possible benefit for the aquatic environment, while ensuring an efficient national hydropower supply. This thesis focuses on the fish habitat rehabilitation of a portion of Ljungan river highly affected by hydropower practices. By combining a 1D/2D hydraulic model, calibrated and validated, with a habitat model that defines the hydraulic preferences of the target fish species, it was possible to run different simulations and to quantify the optimal habitat obtainable in each scenario, following the PHABSIM methodology. The outputs of this analysis were produced in the form of Composite Suitability Index (CSI) maps and Weighted Usable Area (WUA)­discharge curves. The former resulted to be a very useful tool for analyzing the spatial distribution of suitable habitats for certain ecological processes, and for planning in­stream habitat improvement measures, while the latter have been efficiently used to identify and quantify the maximum habitat improvement achievable with the different mitigation scenarios. This approach helped to firstly assess the habitat improvement that would result from removing the weirs located along the river, leading to the conclusion that the removal would be effective only if combined with other morphological changes of the river channel. Additionally, the coupled eco­hydraulic model has been useful for the design of ecological flow scenarios able to achieve different levels of habitat improvement, including scenarios aimed at minimizing energy production losses. The use of the PHABSIM methodology resulted to be very suitable for the scale and scope of the project. However, it also required to limit the iii ecological drivers considered in the analysis and to make some simplistic assumptions about target species behavior, which must always be underlined and acknowledged when using the results in decision­making processes. / Under det senaste århundradet har vattenkraftsutbyggnaden i Sverige underlättats av bristen på lämplig miljölagstiftning. Detta utnyttjande har lett till att de flesta svenska vattenförekomster har en dålig ekologisk status och att det behövs en ny politik som återspeglar det europeiska ramdirektivet för vatten från 2000. Således har Havs­ och vattenmyndigheten, Energimyndigheten och Svenska Kraftnät utarbetat en ny nationell plan för översyn av nästan alla vattenkraftslicenser under de kommande 20 åren, och Vattenkraftens Miljöfond har genomfört ett pilotprojekt i Ljungan älv för att testa olika arbetsmetoder för regionalt samarbete och hitta effektiva lösningar för att uppnå största möjliga nytta för vattenmiljön samtidigt som man säkerställer en effektiv nationell vattenkraftförsörjning. Denna avhandling fokuserar på återställandet av fiskhabitatet i en del av Ljungan älven som är starkt påverkad av vattenkraftsutövning. Genom att kombinera en 1D/2D hydraulisk modell, kalibrerad och validerad, med en habitatmodell som definierar målfiskarternas hydrauliska preferenser var det möjligt att göra olika simuleringar och kvantifiera den optimala livsmiljö som kan erhållas i varje scenario, enligt PHABSIM­metodiken. Detta tillvägagångssätt har använts för att först och främst bedöma den förbättring av livsmiljön som skulle bli resultatet av att ta bort de dammar som finns längs älvsträckan, vilket ledde till slutsatsen att avlägsnandet skulle vara effektivt endast om det kombineras med andra morfologiska förändringar av flodfåran. Dessutom har den kopplade ekohydrauliska modellen varit användbar för att utform ekologiska flödesscenarier som kan uppnå olika nivåer av habitatförbättring, inklusive scenarier som syftar till att minimera förlusterna i energiproduktionen.

Atlantic salmon (Salmo salar) are found in a range of locations along Sweden's coastline, but Sweden's largest lake, Vänern, also harbors a population of salmon; the rare freshwater migratory form. The majority of the salmon in Lake Vänern migrate upstream in River Klarälven in order to spawn, where they are assisted by humans through the "trap and transport" method to get past Klarälven's eight hydropower dams, which otherwise constitute definite obstacles to upstream migration. When the salmon later migrate downstream to Lake Vänern they receive no assistance and experience a high mortality rate as they are partially forced to swim through the turbines. The wild salmon population today includes over 1000 spawners annually, an increase from <200 in the 196os, but far below historic records of over 10,000 spawners.  This report therefore aimed to investigate the population growth rate and extinction risk for the salmon in Klarälven, both in the current situation and with passages installed past the hydropower plants, and in doing so answer the questions 1) How large is the population growth rate and risk of extinction for today’s population of salmon in Klarälven over the course of 100 years? and 2) How would passage solutions past the hydropower plants in Klarälven affect the population growth rate and risk of extinction for today’s population of salmon in Klarälven over the course of 100 years? These questions were answered by running a population viability analysis in the program Extinction Vortex, which allows the programming of model populations and the manipulation of parameters to test different scenarios. The scenarios that were tested were 1) Scenario 1: Today's method with trap and transport and total lack of passages, 2) Scenario 2: Trap and transport continues, and downstream passages are installed past all eight power plants, and 3) Scenario 3: Upstream and downstream passages are installed past all eight power plants and trap and transport ceases. The results of the vulnerability analysis did not show any risk of extinction for the next 100 years, but a long-term negative trend for the salmon in Klarälven using today's method was seen. However, the development became significantly more positive for the salmon in Klarälven when the installation of downstream passages was simulated, but after that not significantly more positive when the installation of upstream passages was simulated as well. This result provided answers to the research questions and based on them it could be concluded that even though the salmon in Klarälven are not under any acute threat at the moment, and that there may be other fish populations in other regulated streams and rivers that would benefit more from environmental adaptation, measures need to be taken also in Klarälven, to ensure the long-term conservation of the unique freshwater migrating salmon that inhabit the area. / Laxen (Salmo salar) förekommer på flera håll längst Sveriges havskuster, men även Sveriges största insjö Vänern hyser en population av lax; den sällsynta sötvattensvandrande formen. Majoriteten av Vänerlaxarna migrerar upp för att leka i Klarälven, där de assisteras av människan genom metoden ”trap and transport” som tar dem förbi Klarälvens åtta vattenkraftverk vilka annars utgör definitiva vandringshinder. När laxen sedan ska ta sig tillbaka ner till Vänern får de ingen assistans, i stället tvingas de delvis simma genom turbinerna med stor dödlighet som följd. Laxpopulationen idag består av över 1000 lekande fiskar varje år, en ökning från <200 individer på 1960-talet, men långt under historiska siffror på över 10 000 lekande laxar. Detta arbete syftade därför till att undersöka populationsutvecklingen och utdöenderisken för Klarälvslaxen, såväl i nuläget som vid en installation av passager förbi kraftverken, och genom detta besvara frågeställningarna 1) Hur stor är populationsutvecklingen och utdöenderisken för dagens population av Klarälvslax över kommande 100 år? och 2) Hur skulle passagelösningar förbi vattenkraftverken i Klarälven påverka populationsutvecklingen och utdöenderisken för dagens population av Klarälvslax över kommande 100 år? Dessa frågeställningar besvarades med hjälp av en sårbarhetsanalys i programmet Extinction Vortex, som tillåter uppbyggandet av modellpopulationer och manipulation av parametrar för att testa olika scenarier. Scenarierna som testades var 1) Scenario 1: Dagens metod med trap and transport och total avsaknad av passager, 2) Scenario 2: Trap and transport fortsätter samt nedströmspassager installeras förbi alla åtta kraftverk, och 3) Scenario 3: Upp- och nedströmspassager installeras förbi alla åtta kraftverk och trap and transport upphör. Resultatet av sårbarhetsanalysen visade inte på någon utdöenderisk kommande 100 år, men en negativ trend för Klarälvslaxens långsiktiga populationsutveckling med dagens metod. Utvecklingen blev dock signifikant mer positiv för Klarälvslaxen vid den simulerade installationen av nedströmspassager, och ännu något stabilare när även uppströmspassager installerades. Detta resultat gav svar på frågeställningarna, och utifrån detta kunde slutsatsen dras att trots att Klarälvslaxen inte befinner sig under något akut hot för närvarande, och att det kan finnas andra fiskpopulationer i andra vattendrag som är i mer akut behov av miljöanpassning, så behöver åtgärder komma på plats även i Klarälven, för att säkerställa det långsiktiga bevarandet av den unika sötvattensvandrande Klarälvslaxen.