1. Resumé
Danmark står overfor store samfundsmæssige udfordringer med interessekonflikter mellem landbrug og vandmiljø og behov for tilpasning til klimaændringer. Det kræver et markant forbedret data- og vidensgrundlag samt opbygning af bedre tillid mellem interessenter og myndigheder. Forskningsindsatsen vil understøtte et paradigmeskift med udvikling af innovative informationsteknologiske produkter, som gør det muligt for interessenter og borgere aktivt at bidrage med indsamling af lokale data og viden.
2. Samfundsudfordringer og/eller muligheder
Udfordringer
Danmark står overfor en række store samfundsudfordringer relateret til vandområdet som fx
- Landbrug og vandmiljø. Interessekonflikten mellem landbrugserhvervet og vandmiljøet er klassisk, men er blevet voldsomt tilspidset i de seneste år, fordi det er vanskeligt at finde løsninger, der både kan tilgodese erhvervets behov for at drive rentabelt landbrug og samtidig sikre så godt et vandmiljø, at vi kan opfylde kravene i EU’s Vandrammedirektiv. Den netop vedtagne Landbrugspakke vil i bedste fald kræve betydelig ny viden og mange flere nye data for at have en chance for at opfylde målsætningen om at nå et godt vandmiljø. Og måske er den ikke tilstrækkelig. Det mest konfliktfylde emne i disse år er nitratudledningen fra landbruget, men der er også udfordringer med hensyn til fosfors påvirkning af vandmiljøet, pesticiders trussel overfor drikkevandet, vandingens påvirkning af sommervandføringer og vandløbenes manglende evne til effektivt at forhindre, at landbrugsområder periodevis står under vand.
- Klimatilpasning i byer, det åbne land og kystområder. Klimaændringerne kan allerede ses mange steder, fx i form af øget hyppighed af voldsomme skybrud om sommeren og længerevarende regnperioder om vinteren (”Danmark forsumper”). På grund af mangelfuld viden, kendes mange af klimaeffekterne i dag kun med meget stor usikkerhed, hvilket vanskeliggør arbejdet med at designe effektive løsninger til klimatilpasning. Arbejdet med klimatilpasningen har indtil videre været fokuseret på at afbøde effekten af kraftigere regnhændelser (skybrud) i byområder. Men i de kommende år vil der blive behov for også at se på klimatilpasning i det åbne land for at imødegå øgede oversvømmelser af landbrugs- og byområder, mere tørre somre med øget vandingsbehov, klimagenereret øget udvaskning af næringsstoffer, m.v. Samtidig vil stigende vandstand i havene give anledning til saltvandsindtrængning i kystnære grundvandsmagasiner og oversvømmelser af lavtliggende byområder ved kysten.
- Vand og sundhed. Visse stoffer som forekommer i vandet enten naturligt eller antropogent kan påvirke folkesundheden. Det drejer sig fx om nitrat, pesticider, lithium, arsen. Der er utilstrækkeligt viden på dette felt.
- Vand, energi og forsyning. Vand er essentiel for mange sektorer. Udover den klassiske vandforsyning til husholdninger og industri, indgår vand som en vigtig faktor i landbrugsproduktion, i energisektoren i forbindelse med bioenergi og visse former for lagring samt i naturen. Der er for lidt konkret viden om samspillet mellem sektorerne i vand-energi-fødevareproduktion-natur (nexus).
- Tillid blandt interessenter. I takt med at interessekonflikterne tilspidses har vi set en stigende grad af mangel på tillid mellem interessenter og myndigheder. I den samme periode har staten gennemført reguleringer med centrale beslutninger uden inddragelse af interessenter i beslutningsprocessen og på et data- og modelgrundlag som har store usikkerheder på lokal skala. Mange landmænd forstår ikke og stoler ikke på de modeller, som staten benytter til reguleringen, og de er endog begyndt at miste tilliden til de data som staten indsamler. Mange landmænd er i stedet begyndt selv at måle vandstand i vandløb og nitratkoncentrationer i dræn. Den manglende tillid er en stor barriere for at opnå løsninger, som efterfølgende kan implementeres.
Muligheder
- Ny IT teknologi til folkelig dataindsamling. Den hurtige vækst af IT teknologi giver helt nye muligheder for at borgere kan indsamle, gemme og indsende lokale data ved hjælp af fx smartphones. Visse datatyper kan indsamles ved hjælp af nye billige sensorer, og billeder kan benyttes til at skaffe information om fx vandstand, udbredelse af oversvømmelser, osv. Staten vil aldrig have tilstrækkelig ressourcer til at indsamle alle de data der skal til for at reducere usikkerhederne af modelforudsigelser til et niveau, der er acceptabelt for lokale interessenter. Der ligger derfor et enormt potentiale i at give ildsjæle og berørte interessenter muligheden for at bidrage med lokal dataindsamling.
3. Forskningsbehov
- Dataindsamling gennemført af borgere/interessenter med brug af nye sensorer og informationsteknologi. Der er behov for at udvikle nye metodikker og værktøjer, herunder nye billige sensorer og apps til smartphones, som kan understøtte dataindsamling fra borgere og lokale interessenter.
- Integration af privat og offentlig monitering, databaser, modeller, geologisk og hydrologisk viden samt IT applikationer. Der er behov for at udvikle nye metodikker og værktøjer til integration af data fra privat og offentlig monitering, herunder at karakterisere kvalitetssikringstatus og usikkerhed på data. Denne integration af få nøjagtige ”hårde” data fra nationale overvågningsprogrammer med mange, og i nogle tilfælde, mindre nøjagtige ”bløde” data indsamlet af lokale interessenter indeholder mange nye udfordringer, men er samtidig forudsætningen for at kunne opnå det nødvendige datamæssige kvantespring. Tilsvarende, er der behov for at kunne kombinere de nye data med viden om vandets strømninger fra fageksperter såvel som fra lokale interessenter på en måde, så der både tilføres ny faglig viden, og så de lokale interessenter opnår en større grad af tillid og medejerskab hertil.
- Menneskeskabte ændringer i vandets kredsløb i det åbne land og samspil med klimaændringer. Der er behov for at opnå en bedre viden om og udvikle mere nøjagtige beregningsværktøjer til beskrivelse af effekter af de menneskeskabte ændringer i vandets kredsløb i det åbne land, som fx oppumpning fra grundvandsmagasiner, dræning med grøfter og drænrør, markvanding samt ændringer i arealanvendelse og landbrugspraksis. Herunder er der behov for at mere viden om samspillet mellem de menneskabte ændringer og effekter af klimaændringer.
- Grundvandets betydning for vandets kredsløb i byer. Der er mangel på viden om byers geologi. De øvre jordlag i byer er meget påvirket af menneskelig aktivitet, dels i form af århundreders antropogene aflejringer, dels på grund af andre jordlag ved bygninger, veje og ledningstraceer, samt endelig på grund af vand- og kloakrør som ofte ikke er tætte. Der er behov for mere viden om hvordan grundvandsforholdene er under bymæssige bebyggelser og om hvordan grundvandet påvirkes af byernes konstruktioner samt af det fremtidige klima.
- Adaptiv forvaltning af vandressourcer. Der er behov for at udvikle mere effektive metodikker og værktøjer til forvaltning af vandressourcen med fokus på håndtering af komplekse situationer, hvor der er stor usikkerhed om fremtidige forhold og hvor interessenters holdninger er afgørende for den praktiske implementering.
- Forbedret real-tids varsling af vand og vejr. Der er behov for mere nøjagtig offentligt tilgængelige prognoser af hele vandkredsløbet i Danmark, herunder vejr (temperatur, vind, nedbør m.v. ), grundvandsforhold, vandløbsafstrømning, oversvømmelser, m.v. Det kan fx ske ved at koble GEUS’ Nationale Vandressource Model og DMI’s vejrprognosemodel HARMONIE og skabe en platform, som giver alle nationale og lokale aktører mulighed for at udvikle en lang række tillægsprodukter.
4. Forhold vedrørende udmøntning og implementering af forskningsindsatsen
En vigtig forudsætning for at forskningsindsatsen lykkes er, at en bred vifte af slutbrugere aktivt inddrages i forskningen. Det drejer sig om i) lokale borgere og interessenter som skal engageres i lokal dataindsamling; ii) myndigheder (stat og kommuner) som skal tilslutte sig målsætningen om at deres egne data og modeller bør suppleres med lokalt indsamlede data og viden samt indgå i en aktiv test af de nye systemer/produkter; iii) firmaer, som skal bidrage med udvikling af nye sensorer og informationsteknologiske løsninger.
5. Danske forudsætninger
Der er særdeles gode forudsætninger for at forskningsindsatsen kan lykkes: i) Danmark har en særdeles stærk international forskningsmæssig position både med hensyn til vand og informationsteknologi; ii) lokale interessenter er veluddannede og motiverede til at bidrage med dataindsamling og lokal viden; iii) Danmark har en bred vifte af små og store højteknologiske virksomheder indenfor vandområdet som vil kunne bidrage med innovation og efterfølgende salg internationalt; iv) Danmark har en række store, fagligt stærke rådgivende firmaer der er interesseret i at udvikle og teste nye koncepter og produkter i Danmark og efterfølgende sælge viden internationalt.
6. Mål, effekt og perspektiver
Det overordnede mål er, at indsatsen, via markant forbedret data og vidensgrundlag, kan udgøre forudsætningen for, at der kan findes praktiske, blivende løsninger på de store samfundsmæssige udfordringer. Kombinationen af den helhedsorienterede tilgang og nye informationsteknologiske løsninger forventes endvidere at kunne forstærke den i forvejen store danske eksport på vandområdet.
7. Kontaktperson
Jens Christian Refsgaard, jcr@geus.dk, 30709830