Hotkartor –
Detaljerad översvämningskartering
Barbro Näslund-Landenmark, MSB
Avd för risk- och sårbarhetsreducerande arbete
barbro.naslund-landenmark@msb.se
Magnus Jewert, Norconsult
magnus.jewert@norconsult.com
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
