Konceptuell modell

Details

Last Updated: Wednesday, 12 January 2022 19:20

Published: Friday, 31 May 2019 20:48

Den information som samlats in under momenten Objektbeskrivning och Platsbesök och som anses relevant för att kunna uppnå undersökningens Syfte och mål sammanställs i en konceptuell modell. Modellen kompletteras kontinuerligt allteftersom nya data tas fram i undersökningen. En konceptuell modell syftar till att på ett förenklat sätt sammanfatta information och beskriva samband för förståelse av komplexa system, se vidare under Presentationssätt. Den konceptuella modellen kan användas för kommunikation, att identifiera kunskapsluckor och osäkerheter, prioritera resurser och rikta dessa till att inhämta den information som är viktig för syftet med undersökningen (se Syften och mål och Provtagningsstrategier). En konceptuell modell är ett viktigt kommunikationsverktyg som möjliggör ökad förståelse mellan experter inom olika ämnesområden, beställare, tillsynsmyndigheter samt övriga parter så som närboende och allmänheten.

Nedan, i Figur 1 och Tabell 1, är två exempel på vad som kan ingå i en konceptuell modell (notera att inget av exemplen i sig utgör en konceptuell modell utan de bara utgör delar av modellen, som tillsammans med text och andra illustrativa verktyg utgör hela den konceptuella modellen).

Figur 1. 3D-modeller kan vara till hjälp i presentationen av en konceptuell modell, i detta fall ett exempel med förorening i grundvattenplym under byggnader och borrpunkter med föroreningar i jord. Den grå ytan är berg, orangea är föroreningshalt i grundvatten. Berggrunden är modellerad från JB-sondering, GV-installation och resistivitetmätningar. Viktigt vid 3D - modelller är att kritiskt titta på interpoleringen mellan mätpunkter och i utkanten av området i, särskilt när det inte finns mätpunkter som avgränsar, utan avgränsningen är modellerad. Källa: Wescon, modelleringsverktyg Earth Volumetric Studio

Tabell 1. Exempel i tabellform för ett fiktivt område som ska omvandlas till bostäder. Osäkerheter ska tydliggöras t.ex. med frågetecken. Bekräftade data är fetmarkerad.

Arbete med förorenade områden innebär att information från flera olika ämnesområden behöver hanteras och presenteras på skalor som variera kan från flera kilometrar ner till molekylnivå. Informationen kan uttryckas i form av en eller flera konceptuella modeller. Flera modeller kan t.ex. krävas för ett område med föroreningar som har olika egenskaper. Informationen i modellen bör generellt vara kortfattad för att den ska vara lätt att förstå men tillräckligt komplex för att uppnå syftet. Den konceptuella modellen kan även användas för att inkludera möjliga framtida scenarier, t.ex. vad kan hända om grundvattennivåer ökar, översvämningar sker med ökad frekvens m.m. Vilken typ av information som kan inkluderas presenteras vidare i kapitlet nedan.

Den konceptuella modellen tas fram med en systematisk, stegvis och iterativ process genom att samla in information från flera olika källor, värdera informationen, identifiera osäkerheter och kunskapsluckor samt ställa upp frågeställningar att besvara med sina undersökningar. När en undersökning är genomförd och ny information är insamlad revideras den konceptuella modellen. Projekts beslutsfattare avgör när den konceptuella modellen är tillräckligt väl utvecklad för att kunna fortsätta till nästa steg i processen och när modellen behöver ytterligare revidering).

Konceptuella modeller beskrivs i en rad olika källor (SS EN ISO 21365, Naturvårdsverket 2009a och 2009b; ASTM 2014; SGF 2017) med viss variation mellan definitionerna men gemensamt är att:

• den konceptuella modellens detaljnivå baseras på syftet, tillgänglig information och objektets komplexitet.
• processen ska vara iterativ, dvs att en konceptuell modell med hypoteser upprättas, för att sedan testas genom provtagning, fältanalyser och observationer, modellering etc. Med hjälp av nya resultat kan vissa delar bekräftas, andra avfärdas, och nya hypoteser formuleras för vidare prövning.

Innehåll i en konceptuell modell

En konceptuell modell kan utvecklas för ett helt förorenat område, en fastighet eller specifika processer på fastigheten. Därför är det viktigt att inför framtagandet vara tydlig med vad den avser att beskriva, och vilka begränsningar som finns. Modellen kan se helt olika ut beroende på om den ska visa ett förorenat område inför en riskbedömning, risker med ett exploateringsprojekt, en enskild process, t.ex. spridning till ytvatten eller hur klimatförändringar kan påverka ett förorenat område. Den konceptuella modellen behandlar i huvudsak generell och platsspecifik information. Utöver dessa tillkommer administrativa faktorer som vanligtvis inte beskrivs i den konceptuella modellen men som kan användas som ett ramverk inom vilken den generella och platsspecifika informationen tolkas.

Ju mer informationen som används i modellen tenderar att variera över tid, desto mer sannolikt är det att upprepade mätningar krävs för att informationen ska ha tillräcklig säkerhet för att kunna användas som beslutsunderlag.

De olika typerna av information beskrivs utförligare nedan. Listan är inte komplett utan utgörs av exempel på vilken typ av information som kan vara relevant, även om inte alla objekt kommer behöva inkludera all information nedan. Det viktiga är inte exakt hur informationen kategoriseras. Texten avser att etablera ett ramverk för hur arbetet med konceptuella modeller kan underlättas och presentera olika typer av information som bör beaktas. För vidare information, se t.ex. ISO 21365 eller SGF:s rapport om dynamiska undersökningar (SGF, 2017).

Generell information

Generell information kan ofta hämtas från olika databaser eller generell litteratur, ofta tidigt i projektet, se Objektbeskrivning och Platsbesök. Den generella informationen är ofta inte framtagen med hänsyn till förorenade områden och varierar dessutom ofta mindre över tid. Ibland kan förutsättningar förändras under projektets gång vilket gör det nödvändigt att gå tillbaka till de generella informationskällorna för komplettering, t.ex. om en ny typ av förorening påträffas. Informationen som tas med i den konceptuella modellen ska vara relevant för modellens syfte, och exempel på information kan vara:

• Det förorenande ämnets fysikaliska och kemiska egenskaper
• Litteratur om t.ex. hydrogeologiska processer och geologi
• VISS – vatteninformationssystem Sverige
• SGU:s kartblad inklusive tillhörande beskrivning
• Topografiska kartor
• Generell information om den typ av verksamhet som bedrivits på platsen, t.ex. ytbehandling av metaller

Platsspecifik information

Platsspecifik information inhämtas inledningsvis genom Objektbeskrivning och Platsbesök och senare från resultat av undersökningsprocessen. Den vanligaste informationen rör undersökningsområdets geologi och hydrogeologi (från t.ex. tidigare undersökningar) samt föroreningsnivåer i olika medier. Modellen kan även innehålla info om spridningsvägar, hur spridning sker, vilka mängder som sprids och vilka recipienter som påverkas. Modellen kan förutom från undersökningar även hämta data från intervjuer med tidigare anställda, arkivsökningar om den tidigare verksamheten, eller studier av gamla flygbilder. Information som varierar mycket över tid kan behöva fler upprepade mätningar. Därför kan den konceptuella modellen även beskriva variation över tid samt om ytterligare förändringar kan förväntas framöver. Exempel är:

• Föroreningsnivåer i grundvatten och porluft kan variera i ansenlig utsträckning över året, och även från år till år. En föroreningsplym i grundvatten kan vara expanderande eller stabil, stå still i perioder av torka och expandera snabbare vid högre flöden. Mätningar av porluft kan variera beroende på nederbörd och grundvattennivåer.
• Grundvattnets flödesriktning kan i större eller mindre utsträckning variera över månader och år och även påverkas av närliggande ytvatten.

Utöver information under mark inkluderar platsspecifik information även sådant som är ovan mark:

• Hus, byggnader och infrastruktur
• Platsspecifik information om den verksamhet som gett upphov till föroreningen
• Närliggande vattendrag och ytvattenavrinningsområden

Administrativa faktorer

Det finns även administrativa faktorer som kan påverka innehållet i en konceptuell modell. Exempel på sådana faktorer är lagstiftning, branschpraxis och forskningsresultat som leder till ny vägledning. För projekt som pågår under lång tid kan t ex förändringar i branschpraxis/vägledning påverka vilka risker som bedöms som acceptabla utan att t ex föroreningshalten eller exponeringen ändrats. Förändringar kan också bestå av uppdaterade översiktsplaner och nya detaljplaner, förändringar i skyddsstatus på närliggande grundvattenförekomster och andra naturområden. Dessa administrativa faktorer kan alltså vara väldigt generella så som vetenskaplig utveckling, men också förhållandevis platsspecifika så som förändringar i detaljplaner.

Denna typ av information insamlas inte alltid specifikt för varje projekt, utan finns ofta mer som kunskap hos de individer som är involverade i projektet. Den kan ha relevans för hur den konceptuella modellen tolkas, varför projektets sammansättning av individer kan påverka den konceptuella modellen och tolkningen därav. Det är därför viktigt att projektet har erforderlig kompetens, se Kompetensbehov. Förändring i branschpraxis, lagar och föreskrifter samt vetenskaplig utveckling sker mer indirekt och sällan. I vissa fall kan denna typ av information dock vara relevant, t.ex. när det rör sig om en förorening om vilken kunskapen utvecklas snabbt för tillfället, eller om det finns kunskap om en stundande förändring om lagar eller föreskrifter som kan komma att förändra tolkningen inom snar framtid.

Figur 1. En illustration över hur information som ingår i en konceptuell modell kan visualiseras med avseende på tid och plats. Placeringen av de olika typerna av information är ingen exakt vetenskap och därmed är placeringen i figuren ingen sanning. Däremot kan liknande grupperingar av relevant information för ett specifikt projekt vara behjälpligt vid planering.

Presentationssätt

En konceptuell modell börjar som en tankeföreställning över hur information hänger samman och kan kommuniceras på olika sätt, t.ex. genom illustrationer, flödesscheman eller tabeller. En kombination av dessa presentationssätt är nästan alltid att föredra då varje enskilt presentationssätt har flera begränsningar som belyses i texten nedan. Vad som kan ingå i dessa exempel på presentationssätt av en konceptuell modell utvecklas nedan i kommande kapitel med en sammanfattande tabell på slutet. Oavsett vilket presentationssätt som används bör modellen vara uppbyggd så att mottagaren av informationen snabbt kan skapa sig en bild över den rådande bilden gällande:

• var ev källområde finns
• vilka förorenande ämnen om är av intresse
• hur föroreningen sprids
• vilka skyddsobjekt som kan påverkas så att risken med föroreningen lätt kan kommuniceras
• administrativa faktorer som är styrande för riskhanteringen
• vilka osäkerhet och informationsluckor som finns

Den senaste punkten är väsentlig, dels för att det ofta är dessa osäkerheter som en undersökning försöker utreda, och dels för att om det inte tydligt framgår att delar av modellen är osäker finns det risk att andra parter tar det för sanning. För arbete med förorenade områden redovisas den konceptuella modellen ofta genom en kombination av nedanstående metoder, beroende på projektfas och syfte. Att enbart använda en av metoderna ger ofta inte tillräcklig information och kan skapa missförstånd. För samtliga presentationssätt av en konceptuell modell är det viktigt att det som är dokumenterat och fastställt kan skiljas från hypoteser.

Tabell eller punktlista

Tabeller kan kort och översiktligt lista föroreningskällor, skyddsobjekt och spridningsvägar. Det ger dock lite utrymme för beskrivning av komplexa spridningssamband. När tabeller används som presentationssätt i en konceptuell modell för att sammanfatta mycket information blir de snabbt oöverskådliga.

Tabeller/punktlistor som i exemplet nedan kan användas i tidiga utredningsskeden när tillgänglig information är begränsad samt av övergripande karaktär. Presentationssättet kräver en minimal arbetsinsats men ger begränsad detaljnivå och låg spatial (rumslig) information. Det är dock nästan alltid motiverat att kombinera en enkel tabell med en enkel kartskiss, även innan en första provtagning skett. Osäkerheter redovisas lämpligen genom att lägga till frågetecken eller med olika typsnitt.

Tabell 1. Exempel på konceptuell modell i tabellform för ett fiktivt område som ska omvandlas till bostäder. Osäkerheter ska tydliggöras till exempel med frågetecken. Bekräftade data är fetmarkerad.

Illustration som plankarta, tvärsnitt, 3D-model och animering

Illustrationer i form av en plankarta, 3-D modell (se Figur 1 ovan) eller tvärsnitt (Se Figur 2 nedan) är tydliga sätt att presentera komplex information och det är ofta ett bra verktyg för att kommunicera en föroreningssituation till utomstående, till exempel närboende eller andra intressenter. Däremot bör det betonas att en grafisk illustration inte är en konceptuell modell i sig, och behöver därför kompletteras med beskrivande text. Ofta är en illustration otillräcklig för att kunna beskriva nyanserna i t.ex. utlakningsprocesser, diffusionsprocesser eller variationer i porluft över tid. För att skapa en illustration eller 3-D modell används ofta modelleringsverktyg och GIS-system. Mer info om dessa finns i SGF:s vägledning för Dynamiska miljöundersökningsmetoder för förorenade områden (SGF 2017).

En illustration är det enklaste sättet att kommunicera en stor mängd information, men också det svåraste presentationssättet att få precist och korrekt. Vidare är det lätt att den grafiska presentationen bidrar till mottagarens uppfattning av den konceptuella modellens säkerhet. En slarvigt skissad illustration kan tolkas som mer osäker än den är, medan en illustration som ger ett proffsigt intryck kan tolkas som mer säker än den är. Detta gäller särskilt när undersökningsresultat interpoleras i en illustration, vilket skapar en känsla av att t.ex. föroreningshalten mellan två punkter är känd när den i själva verket bara är mer eller mindre sannolik. Om det är möjligt kan osäkerheten på interpoleringen visualiseras i modellen, alternativt bör det beskrivas i texten. Texten ska också förklara andra saker som utgör osäkerhet/säkerhet i information i illustrationen, till exempel vad tolkningen av grundvattennivån är baserad på (databas, 1 mätning, kontinuerliga mätningar).

I Figur 2 nedan kan det till exempel lätt tolkas att berggrundsnivån mellan grundvattenrör är känd, att det sker en spridning till sjön och att det sker en spridning via sprickor i berg, men i det skede illustrationen togs fram var detta bara hypoteser som behövde fastställas genom kompletterande undersökningar.

Figur 2. Exempel hur underbyggd information och antaganden kan redovisas i samma illustration, källan är okänd men förorening har påträffats i grundvatten. Modellen baseras på platsbesök, resultat av tidigare provtagningar (blå lodräta linjer är borrpunkter och grundvattenrör) och där vissa av osäkerheterna i modellen redovisas med frågetecken. För att kunna ta bort frågetecken krävs ofta ytterligare undersökningar (Peter Harms-Ringdahl, EnviFix).

Illustration som flödesschema

Ett flödesschema lämpar sig t.ex. när föroreningstransport behöver kvantifieras. Flödesscheman används ofta vid t.ex. riskbedömningar för att visa vilka exponeringsvägar som identifierats, och/eller exkluderats och redovisar ofta enbart en delprocess, t.ex. spridning. Redovisa gärna variationen i halter om sådan finns (tex median, max och min) för att belysa osäkerheter och antaganden. Osäkerheter anges lämpligen som frågetecken jämte pilar, streckade/grå linjer för osäkerheter eller tjockare linjer för bekräftade samband.

Figur 3. Exempel på konceptuell modell som flödesschema för att koppla samman beräknad diffusionshastighet av TCE från lera och vidare transport till ytvatten och beskriva risken för att föroreningen påverkar ytvattnet negativt. Notera att sifforna i flödesschemat är fiktiva.

Beskrivande text

Fördelen med att presentera en konceptuell modell i en text är att det ger utrymme för att beskriva nyanser, detaljer och osäkerheter. Vidare är det lättare att beskriva processer, förändringar över tid samt osäkerheter med provtäthet eller laboratoriets analysmetoder. Beskrivande text lämpar sig bäst för att lyfta en nyanserad diskussion.

Nackdelen är att en text lätt blir lång och därför krävs att innehållet struktureras väl för att den konceptuella modellen ska bli överskådlig och tydlig. Det är ofta lämpligt att presentera sin konceptuella modell i både illustration och text. En konceptuell modell som beskrivande text följer ofta samma struktur som tabellformen med följande huvudrubriker;

• Föroreningstyper
• Primära (t.ex. läckande infrastruktur) och sekundära (t.ex. föroreningskälla i mark, sediment eller grundvatten, kan vara fri fas) föroreningskällor
• Föroreningens utbredning och spridningsvägar
• Exponeringsvägar
• Skyddsobjekt
• Förändring över tid
• Andra processer som är väsentliga med avseende på undersökningens syfte
• Osäkerheter
• Avgränsningar

Olika presentationssätts för och nackdelar.

I tabellen nedan listas olika presentationssätt och vad man bör tänka på när man arbetar med dem (för- och nackdelar). En komplett konceptuell modell innebär ofta en kombination av samtliga presentationssätt.

Tabell 2. Sammanfattning av för- och nackdelar med olika sätt att presentera en konceptuell modell.

Att tänka på

Initialt i projektet är den konceptuella modellen baserad på information från databaser, intervjuer m.m. och därmed ofta översiktlig och osäker. Ibland kan vissa frågeställningar som uppstår i den konceptuella modellen klargöras redan innan fältarbetet utförs genom att göra kompletterande utredningar, t.ex. en fördjupad historisk beskrivning eller sammanställning av regional geologi.

Det finns inga regler om vilken information som ska ingå, eller ett rätt och fel sätt att presentera informationen på, utan syftet är att efter projektspecifika förutsättningar på ett pedagogiskt sätt redovisa och förklara rådande förhållanden och antaganden. En konceptuell modell ska inte vara mer komplex än vad som behövs för föreliggande uppgift och ska samtidigt belysa de osäkerheter som bedöms relevanta för tolkningen. Att bygga beviskedjor är centralt i arbetet med en konceptuell modell för att stärka en viss hypotes. Om stora delar av informationsunderlaget styrker en viss teori går det med förhållandevis stor säkerhet att acceptera det som en rimlig beskrivning. Om underlaget däremot tyder på motstridig information är sannolikt något eller några antaganden felaktiga och ytterligare information kan behövas.

Att belysa osäkerheter är ett viktigt syfte med en konceptuell modell. Om för stor vikt läggs vid vad som är känt tappar den konceptuella modellen funktionen i att ställa upp frågeställningar inför kommande undersökningar.

I alla presentationssätt av konceptuella modeller, och särskilt vid illustrationer, är det viktigt att det som redovisas presenteras på ett sätt som motsvarar säkerheten som finns i informationen. T.ex. bör det framgå om en komplex och fluktuerande bergöveryta är påträffad genom t.ex. borrpunkter och om nivåerna i mellanrummet mellan mätpunkterna är interpolerat eller om det t.ex. baseras på tidigare undersökningar. Om föroreningsplymer illustreras grafiskt bör det beskrivas vilket dataunderlag som använts för att skapa bilderna av plymerna samt hur interpoleringen genomförts och vilka osäkerheter som finns med interpoleringen.

Det kan vara minst lika viktigt att reflektera över vad som visas/diskuteras som det som inte visas/diskuteras.

Den konceptuella modellen för ett och samma objekt varierar över tid, fas i projektet och med vem informationen behöver kommuniceras till. Den konceptuella modellen är under konstant utveckling men bör vara förhållandevis robust och innan en undersökning går från att identifiera en förorening till att göra riskbedömning, åtgärdsutredning och riskvärdering.

Tänk också på att graden av komplexitet och presentationssätt kan behöva justeras beroende på om modellen används som ett internt arbetsmaterial, presentation till kund eller myndighet, eller för att kommunicera en projektplan till allmänheten. För mer information om hur en konceptuell modell kan utvecklas över tid och projektets faser, se ISO 21365.

Referenser

ASTM, 2014. Standard Guide for Developing Conceptual Site Models for Contaminated Sites E1689-95

ISO, 2019. SS-EN ISO 21365, Markundersökningar -Riktlinjer för att skapa platsmodeller för potentiellt förorenade platser

Naturvårdsverket, 2009a. Riktvärden för förorenad mark. Modellbeskrivning och vägledning. Rapport 5976