Skyfall en översikt. Erik Mårtensson

Transkript

1 Skyfall en översikt Erik Mårtensson

2 DHI DHI Sverige AB är en oberoende forsknings- och konsultorganisation med specialiserad kompetens inom områdena vattenförsörjning, avloppsteknik, vattenresurs och kust & hav. Vårt mål är att öka kompetensen och den tekniska utvecklingen inom områden som påverkar vatten och miljö DHI är en internationell koncern med ca 1200 anställda och kontor eller dotterbolag i ett 30-tal länder. I Sverige arbetar ett 30-tal ingenjörer från kontoren i Malmö, Växjö, Göteborg och Stockholm. 5 November, 2014 #2

3 Innehåll Olika typer av översvämning Extrema regn vad är ett skyfall? Malmöregnet Konsekvenser och skadekostnader Åtgärder på kort och lång sikt Beredskap kartläggning av påverkan

4 5 November, 2014 #4

5 Kalmar Malmö Malmö Göteborg Köpenhamn November, 2014 #5

6 Pluvial översvämning Översvämning orsakad av direkt markavrinning. Kapaciteten i dagvattensystemen räcker inte till. Över begränsade geografiska områden. Regnförlopp som sker inom dygnet, från några minuter upp till 24 timmar. Ofta händelser med kortare tidsskala (<1-2 h) som är kritiska. Fluvial översvämning Översvämning från vattendrag/sjöar. Ofta orsakad av ihärdigt regnade över ett större geografiskt område alt. snösmältning. Fördröjning mellan regn och översvämning 5 November, 2014 #6

7 Extrema regn

8 Extrema regn och skyfall 100 år Statistik från mätare med hög tidsupplösning 77 år 100-årsregn ungefär dubbelt så stor volym som ett 10-årsregn Definition av skyfall: >50 mm/h alt. >1 mm/min 10 år Regnet kan ha betydande skadeverkningar utan att det återspeglar sig på dygnsvolymen. Kopplingen är svag mellan stora nederbördsvolymer på lång sikt (månad, år) och extremstatistiken för korttidsnederbörd.

9 Regn i framtiden Intensiva nederbördshändelser kommer sannolikt att bli mer frekventa i större delar av Europa. Uttryckt som återkomsttid kommer den regnintensitet (dygnsnederbörd) som under nuvarande klimat statistiskt återkommer vart 20:e år (20-årsregn) under sommaren i framtiden, för perioden , bli mer frekvent med en återkomsttid på 6-10 år. Senaste beräkningarna med mycket högupplösta klimatmodeller pekar på en mycket kraftig ökning av de mest extrema regnen 5 November, 2014 #9

10 Malmö

11 Malmöregnet mätstationer

12 Malmöregnet regnintensitet

13 Malmöregnet regnvolym (mm) 100

14 240 Malmöregnet återkomsttid

15 Konsekvenser och skadekostnader

16 Avrinning vid vanliga intensiva regn

17 Avrinning vid skyfall

18 Marköversvämning

19 Källaröversvämning

20 Malmö, 31 augusti 2014 Tre dagar efter ovädret hade de största försäkringsbolagen fått in skadeärenden motsvarande 250 Mkr. Ca 3000 byggnader översvämmade och drygt 150 av 800 kommunala fastigheter översvämmade. Stora störningar i trafiken. Människor fick evakueras från bilar och bussar som fastnat i viadukter. Strömavbrott; ca 3000 utan ström när det var som värst. 400 larm från SOS som Räddningstjänst inte hann rycka ut på.

21 Köpenhamn, 2 juli mm föll under ca 2 timmar. Största enskilda nederbördstillfället i Köpenhamn sedan mätningarna startade i mitten på 1800-talet. Stora delar av den lokala tågtrafiken fick stoppas då stationer stod under vatten. Räddningstjänst fick stänga av vägar och evakuera människor instängda i sina bilar. Stadens två största sjukhus var minuter från att behöva evakueras till följd av översvämning och elavbrott. Försäkringsskadorna uppskattas uppgå till miljoner euro. Skador på kommunal infrastruktur som inte täcks av försäkringar, som vägar, uppgick till 65 miljoner euro (European Environment Agency, 2012). Dyraste väderskadan i Europa år 2011

22 Skadekostnader Händelse År Mkr Jordskred Vagnhärad Storm Anatol Översvämning Vänern Översvämning Mellannorrland Skyfall Orust Skyfall Kalmar Översvämning Småland Storm Gudrun Översvämning Västsverige Stormen Per Skyfall södra Sverige Skyfall Kyla och snö Köpenhamn Malmö 2014 >250 5 November, 2014 #22

23 Åtgärder på kort sikt

24 Nyttan av prognoser för korttidsnederbörd Hur lång tid har jag på mig? Vad hinner jag göra? Hur ställer jag mig till osäkerheter i prognosutfall

25 Tidsuppskattningar för att flytta olika saker. Från en filippinsk manual

26 Väderradarinformation för prognosändamål, kallas nowcasting Det är möjligt att göra en någorlunda tillförlitlig nowcast inom en radie av 100 km och med en ledtid på 60 minuter, Thorndahl m.fl. (2010). Men, tillförlitligheten hänger ihop med vädersystemets karaktär. Förutsägbarheten för en 3-timmarsprognos kan uttryckas som att ca 20 % av extremvärdena blir prognosticerade korrekt geografiskt med ett fel mindre än 25 %. Stora svårigheter redovisas att korrekt förutsäga korttids-(här: 3 h)- extremer, Olsson m.fl. (2013).

27 Åtgärder på lång sikt

28 Hur mycket vatten kan vi hantera? Hårdgjorda ytor Avrinning till ledningsnät som i bästa fall kan hantera ett 10-årsregn. Fortfarande betydande områden med kombinerade system med lägre kapacitet Permeabla ytor Vatten har möjlighet att infiltrera Total magasinskapacitet övre jordlager ca mm MEN Vid ett skyfall är regnintensiteten >> infiltrationskapaciteten Majoriteten av infiltration sker i områden där vatten blir stående marken blir snabbt vattenmättad Infiltrationskapaciteten i det översta jordlagret motsvarar ungefär ett 10-årsregn, dvs ungefär samma kapacitet som en hårdgjord yta med korrekt dimensionerat dagvattensystem. 5 November, 2014 #28

29 En överslagsberäkning Ledningsnätskap. 5-årsregn 10-årsregn Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm Infiltration (max) 18 mm 18 mm Ledningsnät 17 mm 21 mm Avrinning, 100% hårdgjort (50% hårdgjort) 27 mm (26-27) 23 mm (23 26) Djup på 5% av ytan 54 cm 46 cm

30 En överslagsberäkning Ledningsnätskap. 5-årsregn 10-årsregn Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm Infiltration (max) 18 mm 18 mm Ledningsnät 17 mm 21 mm Avrinning, 100% hårdgjort (50% hårdgjort) 27 mm (26-27) 23 mm (23 26) Djup på 5% av ytan 54 cm 46 cm

31 En överslagsberäkning Ledningsnätskap. 5-årsregn 10-årsregn Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm Infiltration (max) 18 mm 18 mm Ledningsnät 17 mm 21 mm Avrinning, 100% hårdgjort (50% hårdgjort) 27 mm (26-27) 23 mm (23 26) Djup på 5% av ytan 54 cm 46 cm

32 Effekten av en ökad dimensionering Ledningsnätskap. 5-årsregn 10-årsregn 20-årsregn Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm 44 mm Infiltration (max) 18 mm 18 mm 18 mm Ledningsnät 17 mm 21 mm 26 mm Avrinning, 100% hårdgjort (50% hårdgjort) 27 mm (26-27) 23 mm (23 26) 18 mm (18 26) Djup på 5% av ytan 54 cm 46 cm 36 cm

33 Effekten av en ökad dimensionering Ledningsnätskap. 5-årsregn 10-årsregn 20-årsregn Regnvolym, 100-årsregn på 30 min 44 mm 44 mm 44 mm Infiltration (max) 18 mm 18 mm 18 mm Ledningsnät 17 mm 21 mm 26 mm Avrinning, 100% hårdgjort (50% hårdgjort) 27 mm (26-27) 23 mm (23 26) 18 mm (18 26) Djup på 5% av ytan 54 cm 46 cm 36 cm

34 Öppen dagvattenhantering en lösning? Öppna kanaler Större kapacitet än rör, en faktor 3-6 Kapaciteten anpassas efter flödet Magasin Magasinerar vattnet tillfälligt på ytan Magasin med 50 cm vatten kan ta hand om vatten från en yta som är ca 20 ggr magasinets yta (100-årsregn) Gröna tak Ca 5-10 mm i magasinskapacitet Fyller i princip ingen funktion vid ett extremt regn 5 November, 2014 #34

35 Hantering av extrema regn en stadsplaneringsfråga Hantering av överskottet, dvs den del av regnet som inte kan tas om hand av ledningssystemet eller infiltrera kräver framförallt: Utrymme Magasin och öppna transportvägar Ytbehov: 5-10% av avrinningsområdet, reserverade för överskottet Smart höjdsättning Styra vattnet från bebyggelse till områden där det gör minst skada Befintlig bebyggelse Höjdsättningen redan gjord och begränsat med utrymme Planerad bebyggelse Större möjligheter! 5 November, 2014 #35

36 Höjdsättning av bebyggelse Källa: Svenskt Vatten P105

37 Hur exploaterar vi staden? Ökad hårdgöringsgrad Planerad i form av förtätning Oplanerad i form av t.ex. villaägare som hårdgör tomtytor Total hårdgöringsgrad: 56% 63%, (SCB) 5 November, 2014 #37

38 Hur exploaterar vi staden?

39 Kartläggning av påverkan 5 November, 2014 #39

40 Kartläggning av påverkan från extrema regn Simulering av markavrinníngen, dvs. överskottet Metodik utvecklad i MSB-projekt Syftar till att beräkna vattendjup, flödesvägar och hastigheter i samband med ett extremt regn. Programvara: MIKE 21 5 November, 2014 #40

41 Kartläggning av påverkan från extrem regn Simulering av markavrinníngen, dvs. överskottet Metodik utvecklad i MSB-projekt Syftar till att beräkna vattendjup, flödesvägar och hastigheter i samband med ett extremt regn. Programvara: MIKE 21 Hänsyn till ledningssystemets kapacitet och markens infiltrationsförmåga. 5 November, 2014 #41

42 5 November, 2014 #42

43 5 November, 2014 #43

44 Kartläggning av riskområden befintlig bebyggelse 5 November, 2014 #44

45 Kartläggning av riskområden exploateringsområden 5 November, 2014 #45

46 Påverkan på samhällsviktig verksamhet 5 November, 2014 #46

47 5 November, 2014 #47 Före åtgärder

48 5 November, 2014 #48

49 5 November, 2014 #49 Efter åtgärder

50 Summering De extrema regnen finns idag och det mesta pekar på att det kommer att bli värre i framtiden. Konsekvenserna är stora då regnen kommer över tätorter. Svårt att göra något på kort sikt osäkra prognoser, kort ledtid Åtgärder på lång sikt samhällsplanering Skapa utrymme för vattnet Höjdsättning styr vattnet dit vi vill ha det Kartlägg påverkan, identifiera problemområden och hitta lösningar som lindrar konsekvenserna. 5 November, 2014 #50