Hotkartor – Detaljerad översvämningskartering Barbro Näslund-Landenmark, MSB Avd för risk- och sårbarhetsreducerande arbete [email protected] Magnus Jewert, Norconsult [email protected] Identifierade orter med betydande översvämningsrisk Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Översiktlig översvämningskartering och inträffade översvämningar • 90% överensstämmelse Inträffad översvämning 1901 - 2010 Översiktlig översvämningskartering Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Utförande av en översvämningskartering • Datainsamling och bearbetning av data • Geometrisk beskrivning av vattendrag och strukturer • Testkörning och kalibrering • Scenariokörningar • Framtagning av översvämningsutbredning • GIS-bearbetning och kartframställning • Rapportskrivning • Överlämning Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Uppdatering av översiktlig översvämningskartering Flöden med klimatanpassning Randvillkor, klimatanpassning Koordinatsystem SWEREF99 TM Höjdsystem RH2000 NNH, 2x2 m upplösning och noggrannhet i höjd 2-3 dm • 1D beräkning av vattendraget med tvärsektioner • • • • • Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Ny detaljerad översvämningskartering • Flöden, klimatanpassning för 100- och 200årsflöden • Randvillkor, klimatanpassning • Koordinatsystem SWEREF99 TM • Höjdsystem RH2000 • NNH, 2x2 m upplösning och noggrannhet i höjd 2-3 dm • Nya modellberäkningar, 2D beräkningar för de identifierade orterna Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Flöden • • • • 50-årsflöde, endast för identifierad ort 100-årsflöde klimatanpassat 2098 200-årsflöde klimatanpassat 2098 Beräknat högsta flöde, samma som tidigare • Undantag 1 Göta älv - standardförfarande med återkomsttider inte är tillämpbart på älven. Beskrivs i rapporten • Flödesscenarier med hänsyn taget till tappning ur Vänern - 1030 m3/s (högsta tappning enligt dom) - 1200 m3/s (högsta genomförda tappning, år 2001) - 1400 m3/s (högsta tekniskt möjliga tappning) Myndigheten för samhällsskydd och beredskap • Undantag 2 Haparanda – framställd i samarbete med Finland • Flödesscenarier - 100-årsflöde - 250-årsflöde - beräknat högsta flöde • Finland beräknar nu, färdigställda 30 juni 2013 - 20-årsflöde - 50-årsflöde - 1000-årsflöde Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Flöden, forts • Beräkningar från SMHI Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Kombination flöden och randvillkor • Endast av betydelse för den nedersta bestämmande sektionen • 50-årsflödet (dagens klimat) med randvillkor MHW (dagens klimat) • 100-årsflöde (2098) med randvillkor MHW (2098) • 200-årsflöde (2098) med randvillkor MHW (2098) • Bhf-flöde (dagens klimat) med randvillkor högsta uppmätta värde (dagens klimat) Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Vad är en hotkarta enligt översvämningsförordningen • • • • Utbredningsområde för respektive flöde Vattennivåer för respektive flöde Vattendjup för respektive flöde Vattenhastighet för respektive flöde • Analoga kartor • Geografiska data, GIS-filer och rasterdatabaser • Vattennivåer, redovisas i tvärsektioner eller i rasterdatabasens grid, 2x2 m Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Avgränsning av 2D-området • En hydrologisk bedömning från konsulten – hur kan orten och omgivande geografiska område påverkas • Utgångspunkt den hydrauliska modellen från den översiktliga översvämningskarteringen • Förslag på områdesavgränsningar till MSB • MSB utfört en översiktliga analys mot data använda i steg 1 och eventuellt justerat områdesgränserna • Justerat område tillbaka till konsulten Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Hydraulisk modellering 1D och 2D Magnus Jewert Team Hydrologi, Hydraulik och GIS, Norconsult AB Hydraulisk modellering 1D och 2D Beräkning av flöden och nivåer: • Hydrodynamiska beräkningar av strömning • Hastighet bestäms av flöde och vattennivå • Differentialsekvationer för att lösa förhållanden för flöde i tid rum A 1D för strömningen Homogena förhållanden Hydraulisk modellering 1D och 2D Beräkning av flöden och nivåer: • Hydrodynamiska beräkningar av strömning • Hastighet bestäms av flöde och vattennivå • Differentialsekvationer för att lösa förhållanden för flöde i tid rum A A A A A A 2D för strömningen A A A A A Hydraulisk modellering 1D och 2D 1D Hydraulisk modellering 1D och 2D [meter] KL06-KL05 3.936 2012-07-20 11:00:00 [meter] 1D Hydraulisk modellering 1D och 2D [meter] KL06-KL05 3.936 2012-07-20 11:00:00 [meter] 1D 2D Hydraulisk modellering 1D och 2D [meter] KL06-KL05 3.936 2012-07-20 11:00:00 [meter] 1D 2D Hydraulisk modellering 1D och 2D [meter] KL06-KL05 3.936 2012-07-20 11:00:00 [meter] 1D 2D Kopplad 1D och 2D Hydraulisk modellering 1D Hydraulisk modell: KLARÄLVEN • • • • Vattendragsgren, definerar vattnets väg Tvärsektioner, bestämmer strömning Hydrauliska parametrar, råhet M Randvillkor – Flöden (SMHI Q100, Q200 och BHF) – Nivåer (SMHI hav och sjö) • Strukturer t ex dammar [meter] KL06-KL05 3.936 2012-07-20 11:00:00 [meter] TVÄRSEKTION Hydraulisk modellering 1D - Strukturer Magasin Utskov Dammkrön Copyright Fortum Generation AB Hydraulisk modellering 1D Resultat: • Vattennivåprofil för vattendragsgrenen • Tidsserie – Nivåer – Flöden – Hastigheter – m. m. Hydraulisk modellering 2D FÖRSTORING • Hydraulisk modell 2D: • Raster/Nätverk, ingen förbestämd vattenväg • Beräkningspunkter, bestämmer strömning • Strukturer t ex dammar • Hydrauliska parametrar, M • Randvillkor – Flöden – Nivåer Hydraulisk modellering 2D • Resultat: • Utbredningsskikt, nivåer i yta • Tidsserie – Nivåer – Flöden – Hastigheter – m. m. Hydraulisk modellering 1D och 2D Vad skiljer? • 1D: Fördefinerade vattenvägar / 2D: Nya vattenvägar kan bildas t ex när vattnet bryter igenom meanderslingor • Magasinering på översvämningsplan extra beskrivning i 1D / i 2D finns beskrivet i nätverk/raster • 1D: mindre datamängd stora områden långa tidsserier / 2D: stor datamängd mindre områden kortare tidsserier • Utbredningsskikt måste interpoleras mellan tvärsektioner i 1D / i 2D beräknas nivåer i celler eller nätverk för en vattenyta Hydraulisk modellering 1D och 2D Malung1916 Foto från Hasse Andersson Malung kn Kalibrering med uppmätta flöden och nivåer i vattendragen: • Klarälven högflöde 1995 • Göta älv högflöde 2001 + nivåer i havet • Dalälven högflöde 1985 Hydraulisk modellering 1D och 2D Noggrannhet i kartering av nivåer: • Översiktlig kartering 50 m data medelfel +/- 2,0 m • Detaljerad kartering 2 m data medelfel i höjd som är bättre än 0,5 m Källa: Lantmäteriet • Den hydrauliska modellen är kalibrerad för högflöden • Osäkerheter: Vi simulerar ofta högre flöden, rent vatten.., erosion antas inte förekomma.. m.m. Resultat Hydraulisk modellering GIS-data • 1D – vektordata – Utbredning (interpolerad tvärsektioner) – Hastighet (i tvärsektionslägen) – Nivåer (i tvärsektionslägen) • 2D - raster data, nivåer, djup och hastighet – Nivåer (2 m x 2 m upplösning) – Djup (2 m x 2 m upplösning) – Hastighet (2 m x 2 m upplösning) • Sammansatt data utbredning 1D+2D Resultat rasterdata från 2D modellering Resultat Hydraulisk modellering 2D Rasterdata 2D exempel några användningsområden: • Nivåer: – planering samhällsbyggnad, – högflödesskydd, – beredskap • Djup: – framkomlighet, – fara för människoliv (i kombination med hastighet), • Hastighet: – framkomlighet, – fara för människoliv (i kombination med djup), – erosionsrisk skred mm Leverans av GIS-data • Mappar med information • ArcInfo exportfiler • ArcView • MapInfo Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Jämförelse – översiktlig översvämningskartering och detaljerad översvämningskartering, bhf-flöde Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Hotkarta - utbredning Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Hotkarta – vattendjup bhf Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Hotkarta - vattendjup 50-årsflöde Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Hotkarta – vattenhastighet bhf Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Hotkarta vattenhastighet 50-årsflöde Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Översvämning från stora sjöar • Diskussion med SMHI pågår • • • • 50-års vattenstånd 100-årsvattenstånd, klimatanpassat 200-års vattenstånd, klimatanpassat Beräknat högsta vattenstånd • • • • Karlstad, Vänern Lidköping, Vänern Stockholm, Mälaren Jönköping, Vättern Myndigheten för samhällsskydd och beredskap Tidplan – leverans hotkartor Identifierad ort Arbetsmaterial GIS-data Arbetsmaterial GIS-data sjö Vattendrag Översvämnings -kartering för hela vattendraget inkl rapport Haparanda Klart + juni 2013 - Torne älv - Älvsbyn Uppsala Jönköping Stockholm V 13 V 13 V 14 V 14 V ? Vättern V ? Mälaren V 17 V 18 V 19 V 19 Karlstad Malung Kungsbacka Värnamo Lindesberg Örebro V 14 V 15 V 15 V 15 V 16 V 16 V ? Vänern - Göteborg V 17 - Kristianstad Falun Vansbro Lidköping Vännäs by Edsbyn V 17 V 17 V 18 V 18 V 19 V 22 V ? Vänern - Pite älv Fyrisån Tabergsån Oxundaån, Tyresån Klarälven Dalälven Kungsbackaån Lagan Arbogaån SvartånHjälmaren Göta älv, Säveån, Mölndalsån Helge å Dalälven Dalälven Lidan/Flian Voxnan Överlämnings möte V 21 V 21 V 20 Vinter 2013 V 22 V 21 V 21 V 22 V 21 V 21 V 22 V 22 V 23 Myndigheten för samhällsskydd och beredskap