ÖVERSIKTLIG ÖVERSVÄMNINGS- KARTERING I VEGEÅNS MYNNING, HASSLARPSÅN, SKAVEBÄCKEN SAMT ODERBÄCKEN

Transkript

1 ÖVERSIKTLIG ÖVERSVÄMNINGS- KARTERING I VEGEÅNS MYNNING, HASSLARPSÅN, SKAVEBÄCKEN SAMT ODERBÄCKEN Vägbro över Hasslarpsån vid Välinge Kyrka i samband med översvämningar under sommaren 2007 Fotograf: Lars-Göran Persson, Vegeåns Vattendragsförbund Malmö SWECO Environment AB Södra Regionen Granskad: Björn Almström Olof Persson Uppdragsnummer SWECO VATTEN & MILJÖ Hans Michelsensgatan 2 Box 286, Malmö Telefon Telefax

2 1 Inledning Bakgrund Översiktlig beskrivning av Vegeåns Vattendragsförbunds befintliga hydrologisk/hydraulisk modell Uppdatering och komplettering av den befintliga hydrauliska modellen Avgränsningar 4 2 Klimatförändringar - Situation om cirka 100 år Temperatur Nederbörd Medelnederbörd Extremnederbörd 7 3 Indata till modeller Indata till hydrologisk modell Delavrinningsområden Nederbörd Temperatur och avdunstning Indata till hydraulisk modell Tvärsektioner Dagens vattennivå i havet med 100 års återkomsttid Framtidens vattennivå i havet med 100 års återkomsttid (cirka år 2100) Dagens 100-årsflöden i Vegeån Dagens 100-årsflöden i Framtidens 100-årsflöden i Vegeån (cirka år 2100) Framtidens 100-årsflöden i (cirka år 2100) 22 4 Kalibrering av den hydrauliska modellen 23 5 Resultat och diskussion Osäkerhet i resultaten 25 6 Förbättringar av modellen 28 7 Förslag på uppföljningsarbete 29 8 Referenser 30 Bilagor A A1 A2 Översikt kartblad Vegeåns mynning, Hasslarpsån, Skavebäcken 1 (30)

3 1 Inledning önskar ökad kunskap om hur vattendragen inom som mynnar i Skälderviken (Vegeån samt ) fungerar hydrauliskt samt vilka konsekvenser en stigande havsnivå och ökad avrinning från land kan få för översvämningssituationen i området. Frågan är viktig i arbetet med översiktplanering i kommunen. SWECO har fått i uppdrag av att översiktligt kartera översvämningszoner i Vegeåns biflöden Skavebäcken och Hasslarpsån samt. 1.1 Bakgrund har genom sitt medlemskap i Vegeåns Vattendragsförbund tillgång till en hydrologisk modell för hela Vegeån samt en hydraulisk modell för delar av Vegeåsystemet. Modellen är uppbyggd i programvaran MIKE11 och förvaltas av SWECO. Då delar av Vegeåsystemet som inte ingår i vattendragsförbundets modell är av intresse för (främst Vegeåns biflöden Hasslarpsån/Skavebäcken) har vattendragsförbundets modell kompletterats och utökats för att täcka in dessa områden. För finns ingen tidigare modell uppsatt, och en ny hydraulisk modell har upprättats för detta vattendrag. 1.2 Översiktlig beskrivning av Vegeåns Vattendragsförbunds befintliga hydrologisk/hydraulisk modell På uppdrag av Vegeåns Vattendragsförbund uppförde VBB VIAK under mitten av 1990-talet en modell som syftade till att beskriva vattenflöden i Vegeån. Modellen sattes upp i mjukvaran MIKE11. Arbetet med modellen inleddes under 1995 (datainsamling) medan det huvudsakliga modelleringsarbetet genomfördes under Under uppdaterades modellen och arbetet dokumenterades (SWECO, 2003). Modellen för Vegeån består bland annat av en hydrologisk modul, som simulerar vattenmängder i Vegeån och dess biflöden, samt en hydraulisk modul som simulerar vattennivåer i vattendragen. Den hydrologiska modulen simulerar nederbörds- och avrinningsprocesser på en skala i storleksordningen för avrinningsområden/ 2 (30)

4 delavrinningsområden. Den hydrologiska modulen kan karakteriseras som en deterministisk, lumped, konceptuell modell med ett moderat indatabehov (i huvudsak nederbörd, avdunstning samt temperatur). Detta innebär att modellen genererar identiska resultat vid två modellkörningar med samma indata och parameteruppsättning (deterministisk till skillnad från stokastisk) samt kalibreras genom att söka bästa passning mellan simulerade och observerade flöden (till skillnad från empirisk kalibrering där parametrarna fastställs genom fältundersökningar). Vegeåns Vattendragsförbunds hydrologiska modell omfattar geografiskt hela Vegeåns avrinningsområde. Den hydrauliska modellen utgörs av en hydrodynamisk modul i kombination med ett antal inmätta tvärsektioner längs vattendraget, som beskrivs i ett nätverk. De inmätta tvärsektionerna syftar till att beskriva vattendragens geometri. Vegeåns Vattendragsförbunds befintliga hydrauliska modell omfattade geografiskt Vegeåns huvudfåra från Kågeröd till mynningen i Skälderviken samt de nedre delarna av biflödena Humlebäcken och Hasslarpsån/Skavebäcken. Den hydrauliska modellen simulerar vattennivåvariationerna i vattendragen då de belastas enligt givna randvillkor, i form av flöden och havsnivå. Den hydrologiska modellen uppdaterades av SWECO i samband med ett examensarbete under 2007 (Förlin, 2007). I samband med föreliggande utredning uppdaterades modellen ytterligare med det senaste årets indata i form av nederbörd och temperatur, och omfattar tidsperioden var ett ur flödessynpunkt extremt år (SMHI:s mätningar i Åbromölla visar både det högsta årsmedelflödet och den högsta flödestoppen under befintlig mätperiod (Figur 1)). Den hydrauliska modellen har dock inte använts under senare år. 3 (30)

5 2196 ÅBROMÖLLA Observerat flöde [m3/s] Årsmedelflöde [m3/s] Medelflöde [m3/s] Flöde [m3/s] 2008 Figur 1 Av SMHI uppmätta dygnsmedelflöden i Vegeån vid Åbromölla (blå graf). Gul linje representerar medelflödet under hela perioden ( ) och rosa linje representerar respektive års medelflöde var det mest extrema året både med avseende på medelflöde (orange cirkel) och högsta flödestopp (grön cirkel) Uppdatering och komplettering av den befintliga hydrauliska modellen Den sedan tidigare befintliga hydrauliska Vegeåmodellen innefattar i huvudsak Vegeåns huvudfåra samt mindre delar av biflöden Humlebäcken och Skavebäcken/Hasslarpsån. För föreliggande uppdrag krävdes därför att den befintliga modellen kompletterades, för att även innefatta Skavebäcken och dess biflöde (Myrgropen) samt Hasslarpsån. För fanns ingen befintlig modell och därför upprättades en ny modell för vattendraget. Indata till modellerna presenteras i Kapitel Avgränsningar Den översiktliga översvämningskarteringen har geografiskt begränsats till Vegeåns Oder- 4 (30)

6 bäcken. Dessutom behandlas bara översvämning som är direkt orsakad av höga vattennivåer i vattendragen. Det innebär att andra typer av översvämningar, exempelvis lokala svackor som ställs under vatten i samband med kraftig nederbörd, inte behandlas i föreliggande rapport. 5 (30)

7 2 Klimatförändringar - Situation om cirka 100 år Klimatet i sydvästra Sverige (område 1 i Figur 2) förväntas enligt SMHI:s klimatscenarier förändras genom bland annat ökad temperatur och ökad nederbörd. Figur 2 Nedanstående beskriva förväntade klimatförändringar gäller område 1 i figuren (figur tagen från Enligt SMHI kommer klimatet i det aktuella området att förändras enligt Kapitel Temperatur Den beräknade årsmedeltemperaturen ökar under den analyserade perioden. Scenarierna skiljer sig mer åt ju längre tiden går. Årsmedeltemperaturen ökar enligt beräkningarna med ca 4 C fram till år 2100 enligt scenario B2 och med drygt 5 C enligt scenario A2. (SMHI, 2008) 6 (30)

8 2.2 Nederbörd Medelnederbörd Den beräknade årsnederbörden varierar ganska mycket från år till år, men det finns en trend mot ökad nederbörd i båda scenarierna. Årsnederbörden beräknas öka med omkring 15 % till år (SMHI, 2008) Extremnederbörd Den maximala nederbörden under 7 sammanhängande dagar beräknas öka mellan 5 och 10 % till år 2010 och med upp till 20 % till år Det beräknade antalet dagar med extrem dygnsnederbörd beräknas öka med omkring 8 dagar. (SMHI, 2008) 7 (30)

9 3 Indata till modeller 3.1 Indata till hydrologisk modell Grundläggande indata till den hydrologiska modellen är: Geografisk information i form av delavrinningsområdenas storlek och inbördes placering Meteorologiska data: - Nederbörd - Avdunstning - Temperatur Flödesdata för kalibrering och validering av modellen Delavrinningsområden I samband med att Vegeåns Vattendragsförbunds hydrologiska modell uppdaterades under 2007 delades avrinningsområdet in i elva delavrinningsområden (Tabell 1 och Figur 3). Syftet med indelningen var att kunna simulera flöden i punkter som i nuläget eller historiskt sett har utgjort mätstationer. Denna indelning bedöms som tillräckligt detaljerad för att kunna utnyttja modellen till att simulera flödesscenarier för den hydrauliska modellen i föreliggande uppdrag. Tabell 1 Delavrinningsområden Delavrinningsområde Area [km 2 ] Vegeå Överst Hallabäcken Vegeå Övre Humlebäcken Övre Humlebäcken Nedre Vegeå Mellan Tibbarpsbäcken Hasslarpsån Skavebäcken Vegeå Nedre Vegeå Mynning (30)

10 Figur 3 Delavrinningsområden samt placering av tillgängliga nederbörds- (röda stationer), temperatur- (grön station), avdunstnings- (grön station) och flödesstationer (blå station) 9 (30)

11 3.1.2 Nederbörd Data från tre stycken av SMHI:s nederbördsstationer har utnyttjats som indata i den hydrologiska modellen (Figur 3 ovan). Genom areell viktning har den representativa nederbörden för respektive delavrinningsområde fastställts (Tabell 2). Tabell 2 Andel från respektive nederbördsstation som representerar de olika delavrinningsområdena Delavrinningsområde Mariedal Bjuv Gillastig Vegeå Överst 0% 0% 100% Hallabäcken 0% 50% 50% Vegeå Övre 0% 50% 50% Humlebäcken Övre 0% 100% 0% Humlebäcken Nedre 0% 100% 0% Vegeå Mellan 0% 80% 20% Tibbarpsbäcken 0% 100% 0% Hasslarpsån 80% 20% 0% Skavebäcken 50% 50% 0% Vegeå Nedre 50% 50% 0% Vegeå Mynning 100% 0% 0% Temperatur och avdunstning Daglig temperatur och månatlig medelavdunstning från SMHI:s station Helsingborg (Figur 3) utnyttjas som indata till den hydrologiska modellen. Temperaturen styr snöbildning och snösmältning i modellen. Nederbörden under simuleringsperioden presenteras i Figur 4 (SMHI:s nederbördsstationer i Bjuv, Mariedal och Gillastig), temperaturen presenteras i Figur 5 (SMHI:s temperaturstation i Helsingborg) och den månatliga medelavdunstningen i Tabell 3 (SMHI:s avdunstningsstation i Helsingborg). Tabell 3 Månatlig medelavdunstning i SMHI:s station i Helsingborg Helsingborg Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Summa Avdunstning [mm/mån] (30)

12 90 80 BJUV MARIEDAL GILLASTIG 70 Dygnsnederbörd [mm] Figur 4 Av SMHI uppmätt dygnsnederbörd i stationerna Bjuv, Mariedal och Gillastig (Figur 3) Dygnsmedeltemperatur [ºC] jul-88 jan-88 jul-87 jan-87 jul-86 jan-86 Figur 5 jul-90 jan-90 jul-89 jan-89 jan-92 jul-91 jan-91 jan-96 jul-95 jan-95 jul-94 jan-94 jul-93 jan-93 jul-92 jul-03 jan-03 jul-02 jan-02 jul-01 jan-01 jul-00 jan-00 jul-99 jan-99 jul-98 jan-98 jul-97 jan-97 jul-96 Av SMHI uppmätt dygnsmedeltemperatur i stationen Helsingborg jan-05 jul-04 jan-04 jan-08 jul-07 jan-07 jul-06 jan-06 jul (30)

13 3.2 Indata till hydraulisk modell Grundläggande indata/randvillkor till den hydrauliska modellen är: Geometrisk data - tvärsektioner i vattendraget - broar och kulvertar etc. Flödesdata (simulerade med den hydrologiska modellen) Vattennivåer i Skälderviken Tvärsektioner De tvärsektioner som används i modellen kommer dels från den sedan tidigare befintliga Vegeåmodellen och dels från mätningar som gjort inför föreliggande uppdrag. Tvärsektionerna i den befintliga Vegeåmodellen mättes in med hjälp av en totalstation under sommaren 1996 och omfattar totalt 38 sektioner i Vegeån och Hasslarpsån. Helsingborgs mätningar gjordes i slutet av januari 2008 och omfattar ytterligare 33 tvärsektioner i Hasslarpsån och Skavebäcken med biflöden samt s östra fåra. Dessutom har 54 interpolerade/uppskattade tvärsektioner inkluderats i modellen för att kompensera för de ibland glest inmätta tvärsektionerna. Syftet med att inkludera dessa fiktiva sektioner i modellen har varit att bättre beskriva vattendragens bottenprofiler, vilka i stor utsträckning påverkar översvämningssituationen. Dessa tvärsektioners form har uppskattats genom interpolation mellan uppströms och nedströms liggande inmätta sektioner och dess nivåer, vilka avgör bottenprofilerna, har uppskattats genom att utnyttja informationen i den genom flygscanning inmätta höjdmodellen över området. För att kunna simulera högvattensituationer utökades de inmätta tvärsektionerna med data från höjdmodellen. Därmed inkluderades även flodplanet, där vattendraget flyter i översvämningssituationer. Själva höjdmodellen är baserad på data från den flygscanning som gjorts i området. På vissa ställen längs med vattendragen är avstånden mellan de inmätta tvärsektionerna alltför långa. Följden blir att den hydrauliska modellen riskerar att bli instabil och att resultaten blir missvisande. För att lösa detta har komplettering med fiktiva tvärsektioner gjorts enligt beskrivning ovan. Liksom de inmätta tvärsektionerna har de 12 (30)

14 fiktiva tvärsektionerna utvidgats med faktiskt inmätt data från höjdmodellen Väg- och järnvägsbroar Vid höga flöden har ofta broar en dämmande effekt på bäckens flöde. Det är därför viktigt att broarna återges geometriskt korrekt i modellen. Den hydrauliska modellen behöver information om brons bredd, höjd, längd (i vattendragets riktning), nivå på inlopp och utlopp från bron samt tvärsektioner nedströms och uppströms bron. Dessutom behövs bredden och höjden på vägbanan ovanför bron för att kunna modellera eventuella extrema situationer då vattendraget rinner över bron (se fotografiet på rapportens framsida, som visar en översvämmad väg i samband med översvämningarna under sommaren 2007). Den information om broar i området som tillhandahölls SWECO, och som samlades in av i samband med inmätning av tvärsektioner var tvungen att kompletteras med information från höjdmodellen. De broar som inte mättes in inkluderades inte heller i modellen. Modellens osäkerhet ökar i anknytning till utelämnade broar, men bedömningen gjordes att det är bättre att utelämna broarna än att anta fiktiva dimensioner för dessa. För att öka säkerheten om översvämningssituationen i anknytning till dessa broar rekommenderas att broarnas geometri mäts in, och att den hydrauliska modellen kompletteras med denna information. För tre av broarna hämtades information om broarnas dimensioner från Vägverket. De broar som är inkluderade i modellen är utmärkta på kartan i Figur (30)

15 Figur 6 Broar inkluderade i de hydrauliska modellerna Dagens vattennivå i havet med 100 års återkomsttid Information om vattennivåer i havet med 100 års återkomsttid har hämtats från dokumentet Dimensionerande vattenstånd och vattenföring för projektering av ny järnväg genom Ängelholm (SMHI, 1993), som tillhandahölls av. Det har i utredningen antagits att höjdsystemen RH00, RH70 samt systemet med havsytans medelnivå som nollpunkt har en gemensam nollpunkt. 14 (30)

16 Baserat på data från havsvattenståndsstationen Varberg, för vilken det 1993 fanns en mätserie på 107 år: HHW MHW MW MLW LLW 1,45 m 0,96 m 0,00 m -0,63 m -1,15 m 100-årsvattenståndet i Varberg har bestämts till 1,50 m. Längre söderut i Kattegatt ökar detta värde. I de inre, grundare delarna av Skälderviken förekommer dessutom dynamiska processer som kan medföra en ökning av det maximala vattenståndet. Överslagsmässigt bör man därför totalt lägga till 0,4 m och det högsta havsvattenståndet med 100 års återkomsttid blir då 1,9 m. (SMHI, 1993) Karakteristiska havsvattenstånd i Skälderviken vid Ängelholm bör efter justering med hänsyn tagen till läget och dynamiska effekter vara (SMHI, 1993): HHW MHW MW MLW LLW 1,9 m 1,15 m 0,00 m -0,7 m -1,25 m Värdena för HHW och LLW har återkomsttiden 100 år (SMHI, 1993) Framtidens vattennivå i havet med 100 års återkomsttid (cirka år 2100) I samband med framtagandet av rapporten Stigande havsnivå Konsekvenser för fysisk planering (Länsstyrelserna i Skåne och Blekinge län, 2007) har SMHI beräknat havsvattenstånd för olika scenarier i Skånes och Blekinges havsvattenståndsstationer. Beräkningarna har bland annat genomförts för dagens situation samt för situationen om cirka 100 år för klimatscenariot som innebär en stor ökning av havsvattenstånden. I Tabell 4 presenteras resultaten samt skillnaden mellan dagens situation och situationen om cirka 100 år för 15 (30)

17 respektive havsvattenståndsstation. Nivåvärdena anges i höjdsystemet RH70. Tabell 4 Vattenstånd med 100 års återkomsttid (Länsstyrelserna i Skåne och Blekinge län, 2007) Vattenstånd med 100 års återkomsttid Dagens situation [cm] Om cirka 100 år [cm] Ökning de kommande cirka 100 åren [cm] Viken Barsebäck Klagshamn Ystad Simrishamn Kungsholmsfort Det kan konstateras att havsvattenstånden med 100 års återkomsttid förväntas öka ca 0.6 m för stationerna längs Skånes västkust (Viken, Barsebäck och Klagshamn). Det är rimligt att anta en liknande situation i Skälderviken vid Ängelholm. Högvattensituationen med 100 års återkomsttid om cirka 100 år uppskattas genom att utnyttja dagens 100-årsvattenstånd 1,9 m (SMHI, 1993) och addera ovan nämnda 0.6 m. Således blir havsvattenståndet med 100 års återkomsttid cirka 2,5 m Dagens 100-årsflöden i Vegeån SMHI bedriver flödesmätningar i stationen Åbromölla (22C) i Vegeåsystemet. Mätningarna i stationen inleddes december Det innebär att 31 årsmaxima finns tillgängliga för frekvensanalys ( ) (Figur 1). Frekvensanalys av ovan nämnda observerade data resulterar i ett 100-årsflöde i Åbromölla på cirka m 3 /s (Figur 7). Det extrema flödet under sommaren 2007 (cirka 30.5 m 3 /s) motsvaras således ungefär av ett 100-årsflöde. 16 (30)

18 Flöde [m 3 /s] Gumbel Lnorm2 Lnorm3 Normal Weibul MIKE11 simulated Återkomsttid [år] Figur 7 Frekvensanalys av observerade data i SMHI:s station Åbromölla (22C) Den hydrologiska modellen för Vegeån kalibreras för att simulera flödestoppar väl (Figur 8). Då simulerade och observerade årsmaxima jämförs kan det konstateras att medelvärdet för simulerade årsmaxima är cirka 14 m 3 /s medan medelvärdet för observerade årsmaxima är cirka 14,6 m 3 /s. Det kan också konstateras att modellen för hälften av åren simulerar årsmaximum som överstiger observerade årsmaximum något, medan modellen för den andra hälften av åren simulerar årsmaximum som understiger observerade årsmaximum något. Sammanfattningsvis bedöms den hydrologiska modellen väl simulera flödestopparna. 17 (30)

19 35 30 Åbromölla - Observerat flöde [m3/s] Åbromölla - Simulerat flöde [m3/s] 25 Flöde [m 3 /s] Figur 8 Jämförelse mellan observerade och simulerade flöden i Åbromölla (22C) Frekvensanalys av ovan nämnda simulerade data (22 år) resulterar i ett 100-årsflöde i Åbromölla på cirka m 3 /s (Figur 9), alltså något lägre än 100-årsflödet enligt de observerade flödena. Att 100-årsflödet blir något lägre då simulerade årsmaxima utnyttjas vid frekvensanalysen kan förklaras av att den hydrologiska modellen har svårt att simulera de allra mest extrema flödena under modelleringsperioden, och att dessa därmed underskattas något. 18 (30)

20 Flöde [m 3 /s] Gumbel Lnorm2 Lnorm3 Normal Weibul MIKE11 simulated Återkomsttid [år] Figur 9 Frekvensanalys av simulerade data i SMHI:s station Åbromölla (22C) För att uppskatta 100-årsflöden i olika delar av Vegeåns avrinningsområde genomförs frekvensanalys för simulerade flöden för den hydrologiska modellens 11 delavrinningsområden. Då den hydrologiska modellen tenderar att missa de allra mest extrema flödestopparna väljs den högsta av de olika möjliga fördelningarna (Lnorm3) vid respektive frekvensanalys. 100-årsflödena för respektive delavrinningsområde presenteras i Tabell (30)

21 Tabell 5 Simulerade 100-årsflöden för respektive delavrinningsområde Delavrinningsområde Area [km 2 ] Simulerat 100-årsflöde [m 3 /s] Vegeå överst Hallabäcken Vegeå övre Humlebäcken övre Humlebäcken nedre Vegeå mellan Tibbarpsbäcken Hasslarpsån Skavebäcken Vegeå nedre Vegeå mynning Dagens 100-årsflöden i s avrinningsområde ligger norr om Skavebäckens avrinningsområde, och mynnar i Skälderviken cirka 5,5 km väster om Vegeåns mynning. Avrinningsområdet är cirka 30 km 2 stort (, 2007). består av två huvudsakliga åfåror, varav den östra har mätts in av med avseende på tvärsektioner för översvämningskartering. Denna del av motsvarar cirka 15 km 2 av vattendragets totala avrinningsområde. Inga kända flödesmätningar genomförs i, och uppgifter från närliggande Skavebäcken utnyttjas för att uppskatta 100-årsflöden i vattendraget. Genom areaskalering beräknas dagens 100- årsflöde i s östra åfåra till cirka 3 m 3 /s. Tillskottet från den västra åfåran i sammanflödespunkten beräknas enligt samma metodik även det till cirka 3 m 3 /s. 20 (30)

22 3.2.6 Framtidens 100-årsflöden i Vegeån (cirka år 2100) För att bedöma 100-årsflödena cirka 100 år in i framtiden utnyttjas SMHI:s prognoser beskrivna ovan i Kapitel 2. Indata till den hydrologiska modellen justeras enligt: Temperaturdata justeras genom att 5ºC adderas till dygnsvärdena i dataserien Nederbördsdata justeras genom att dygnsvärdena i nederbördsdataserierna ökas med 20% (den maximala nederbörden under 7 sammanhängande dagar beräknas öka med upp till 20% till år 2100, dessa sammanhängande kraftiga nederbördssituationer är ofta dominerande för kraftiga översvämningssituationer i det aktuella området, se exempelvis den kraftiga nederbördssituationen under sommaren 2007 som orsakade översvämningar i delar av Vegeåsystemet). Avdunstningsdata lämnas oförändrad, även om en viss ökning av avdunstningen kan förväntas som en följd av temperaturökningen. Inga prognoser finns tillgängliga för avdunstningen. Det bör nämnas att relativt stora osäkerheter föreligger vad gäller klimatets förändringar. I ovan nämnda metodik tas inte hänsyn till eventuella förändringar i nederbördsmönster, som kan innebära att nederbörden på lokal nivå kan öka betydligt mer än de regionala prognoserna antyder, vilket i sin tur i stor utsträckning kan komma att påverka avrinningsmönstret i ett avrinningsområde. För att uppskatta 100-årsflöden i olika delar av Vegeåns avrinningsområde genomförs frekvensanalys för de med den enligt ovan justerade hydrologiska modellen simulerade flödena för den hydrologiska modellens 11 delavrinningsområden. För att bedöma rimligheten i de simulerade flödena jämförs dessa med resultaten från den genomförda frekvensanalysen för stationen Åbromölla (22C). Det kan konstateras att dagens 100-årsflöde överensstämmer väl med 20- årsflödet om cirka 100 år, vilket i sin tur stämmer överens med vad som sagts i Klimat- och Sårbarhetsutredningen om framtidens flöden. De uppskattade 100-årsflödena om cirka 100 år, för respektive delavrinningsområde, presenteras i Tabell (30)

23 Tabell 6 Simulerade 100-årsflöden om cirka 100 år för respektive delavrinningsområde Delavrinningsområde Area [km 2 ] Simulerat 100-årsflöde [m 3 /s] Vegeå överst Hallabäcken Vegeå övre Humlebäcken övre Humlebäcken nedre Vegeå mellan Tibbarpsbäcken Hasslarpsån Skavebäcken Vegeå nedre Vegeå mynning Framtidens 100-årsflöden i (cirka år 2100) Genom areaskalering beräknas 100-årsflödet om cirka 100 år i s östra åfåra till cirka 5 m 3 /s. Tillskottet från den västra åfåran i sammanflödespunkten beräknas enligt samma metodik även det till cirka 5 m 3 /s. 22 (30)

24 4 Kalibrering av den hydrauliska modellen Den hydrauliska modellen har kalibrerats mot uppmätta vattennivåer i Åbromölla för olika perioder. Kalibreringen har fokuserat på att återge situationer med höga vattennivåer eftersom det huvudsakliga syftet med den hydrauliska modelleringen är att undersöka vattennivåer vid extrema högvattensituationer. Av den orsaken bör den hydrauliska modellen omkalibreras ifall den ska användes till andra ändamål än att simulera vattennivåer vid högflödessituationer. Nedan presenteras kalibreringsresultat för högflödessituationen under sommaren 2007 (Figur 10). Kalibreringen har huvudsakligen skett i SMHI:s station Åbromölla, i vilken dagliga mätningar av vattennivåerna genomförs (vilka i sin tur omvandlas till flöden). För att möjliggöra kalibreringen genomfördes inmätning i fält av stationen, för att kunna omvandla SMHI:s nivåmätningar till absolutnivåer på vattennivåerna. Inmätningen i fält genomfördes Uppmätta vattennivåer Mannings tal 7 Mannings tal 10 Mannings tal Vattendragsnivå i RH2000 (m) Datum Figur 10 Kalibreringsresultat för högflödessituationen under sommaren (30)

25 Kalibreringen visar att vattendragets nivåer bäst beskrivs i modellen om ett Mannings tal på cirka 7 används. Mannings tal beskriver råheten i vattendraget, det vill säga vattenmotståndet som uppstår på grund av ojämnheter, vegetation etc. Ju lägre Mannings tal desto högre motstånd för vattnets flöde (och desto högre vattennivåer). Generellt för naturliga vattendrag brukar Mannings tal ligga någonstans mellan 10 och 40. Flera förklaringar till lågt Mannings tal kan finnas. Vegeån är längs många sträckor välbeväxt, och diverse hinder finns som hindrar vattnets naturliga flöde, exempelvis nedfallna träd. En förklaring kan dessutom vara att MIKE 11 är en endimensionell, som inte klarar av att simulera de bakströmmar som uppstår då ån svämmar över åfåran. Via kalibreringen och ett lågt Mannings tal kompenseras för dessa strömeffekter. En extra rimlighetsbedömning av resultaten har gjorts genom att utnyttja information från Vägverkets broritningar, där vattennivåer för extrema högflödessituationer finns utmärkta. Modelleringsresultaten för 100-årsflöden överensstämmer väl med de i ritningarna angivna vattennivåerna i dessa kontrollpunkter. 24 (30)

26 5 Resultat och diskussion Resultatet från modelleringen presenteras i form av kartor där de markerade områdena representerar översvämningszoner för de olika scenarierna (se bilagorna A1-A4). Resultaten visar att det generellt är låglänta områden i de nedre delarna av vattendragen samt flacka partier längre uppströms i systemen som riskerar att drabbas av översvämningar. Höga havsnivåer påverkar vattennivåerna i de nedre delarna av vattendragen. I Vegeån ligger åfårans bottennivå under nivån ±0 m cirka 11 km uppströms mynningen i havet (motsvarande siffror för Hasslarpsån/Skavebäcken och är cirka 9,5 km och 1,3 km). Havsnivåernas inverkan på vattennivåerna i vattendragen är större vid låga vattenflöden än vid höga. Resultaten visar att vid dagens 100-årsflöden kommer en havsnivå med 100 års återkomsttid (+1,9 m) att påverka vattennivåerna i Vegeån och Hasslarpsån/ Skavebäcken till cirka 6 km uppströms mynningen, i förhållande till då vattennivån i havet är ±0 m (gränsen för påverkan har definierats som en skillnad i vattennivåer överstigande 1 dm). Ytterligare uppströms är det i huvudsak de höga flödena i vattendragen som är dimensionerande för vattennivåerna. Vid 100-årsflöden generas det så mycket vatten att själva åfåran i vattendragens nedre delar översvämmas. Åvattnet flödar vid sådana tillfällen utmed stora delar av ådalen, och volymen vatten i själva åfåran är i många fall förhållandevis liten jämfört med den totala volym vatten som flödar i ådalen. Översvämningskarteringen tar endast i beaktande de ytor som översvämmas av direkt översvämning från vattendragen vid de givna indata och förutsättningar som inkluderats i modellen. Den totala översvämningsbilden blir troligtvis något annorlunda. Exempelvis kan lokala översvämningar uppstå genom dämning av dagvattenledningar i kontakt med vattendragen. Kraftig nederbörd kan dessutom orsaka vattenmättnad i marken, med översvämningar av lokala svackor som följd. 5.1 Osäkerhet i resultaten Det bör finnas en medvetenhet om osäkerheterna i modellresultaten och att underlaget endast rekommenderas för översiktliga bedömningar av översvämningsrisken i olika områden. 25 (30)

27 Resultatosäkerheten beror i huvudsak på frekvensen av inmätta tvärsektioner i vattendragen. Tvärsektionerna fyller i modellen funktionen att beskriva vattendragens geometri, och om avstånden mellan de inmätta tvärsektionerna är alltför stora blir följden att vattendragens geometri inte blir korrekt beskriven i modellen, framför allt i områdena mellan inmätta tvärsektioner (som interpoleras av modellen). Generellt resulterar bristen på inmätta tvärsektioner i en underskattning av vattennivåerna, eftersom vattendragets bottenlutning blir linjär mellan två inmätta punkter istället för att lutningen beskrivs som trappsteg, vilket ofta är fallet i verkligheten (Figur 11). vattendrag inmätt med många tvärsektioner vattendrag inmätt med få tvärsektioner Figur 11 Hur många tvärsektioner som används för att mäta in ett vattendrag har stor betydelse. I figuren visas effekten på vattendragets bottenprofil, som kan uppstå om ett vattendrag mäts in med två tvärsektioner, jämfört med fler tvärsektioner. En ytterligare felkälla är att vid inmätningen inte inkluderade alla broar/kulvertar längs vattendragen. Dessa är därmed inte heller inkluderade i den hydrauliska modellen. Om en bros geometri är sådan att den verkar dämmande på vattendraget, och bron inte är inkluderad i modellen, får det som följd att översvämningssituationen underskattas uppströms bron och överskattas nedströms. För att reducera osäkerheterna i modellresultaten hade det även varit önskvärt att kalibrera för mer än en station och gärna för stationer längre nedströms i systemet. Kalibreringen gjordes för stationen Åbromölla, i kombination med kontroll vid Vägverkets broar. Vattennivåmätningar genomförs även i samband med provtagning av vattenkvalitet i stationerna 9A och 19, men kalibrering i dessa punkter omöjliggörs av att det inte finns information om de dagliga havs- 26 (30)

28 vattennivåerna i Skälderviken. Havsnivån har en betydande inverkan på vattennivån i de nedre delarna av Vegeån och, och utan information om denna är kalibrering i stationerna 9A och 19 inte möjlig. 27 (30)

29 6 Förbättringar av modellen En förfining av den hydrauliska modellen behövs om ett specifikt område ska detaljstuderas. Det är i huvudsak fler inmätta sektioner som krävs för att öka modellens detaljeringsgrad, eftersom kvaliteten på modellresultaten speglar befintlig indata till modellen. En ökad detaljeringsgrad på den geometriska beskrivningen av vattendragen kommer att öka säkerheten i modellresultaten. Om en förfining av modellen önskas bör prioriteringen ligga i att mäta in fler tvärsektioner så vattendragens geometri beskrivs på ett tillfredställande sätt. Man bör även mäta in tvärsektioner nedströms och uppströms broar samt mäta in de broar som inte redan är inmätta, och inkludera dessa i modellen. Förutom fler inmätningar av tvärsektioner kan modellresultaten även ytterligare förbättras genom att utöka kalibreringsunderlaget. De två mätstationerna i de låglänta delarna av Hasslarpsån och Vegeån kan idag inte användas för kalibrering eftersom det inte finns någon mätning av havsnivån i Skälderviken. En mätstation i Skälderviken hade möjliggjort kalibrering mot dessa två stationer (dessutom krävs då att referensnivåer för stationerna mäts in, då ALcontrol som utför nivåmätningarna i samband med provtagning av vattenkvalitet endast mäter vattendjupen lokalt). Andra sätt att kalibrera/validera modellen är att göra inmätningar av översvämningsutbredningen vid höga flöden, vilka kan utnyttjas för att jämföra faktiska med av modellen simulerade översvämningsområden. 28 (30)

30 7 Förslag på uppföljningsarbete Redan nu kan man få indikation över var lämpliga områden för att anlägga våtmarker finns eller vilka områden som är troliga att drabbas av översvämningar. Det bör dock finnas en medvetenhet om osäkerheterna i modellresultaten och att underlaget endast rekommenderas för översiktliga bedömningar av översvämningsrisken i olika områden. Som tidigare nämnts utgörs felkällorna i huvudsak av brist på inmätta tvärsektioner längs vissa åsträckor samt att inte alla broar är inkluderade i modellen. Om indata till modellen kompletteras möjliggör det detaljstudier av för kommunen speciellt intressanta områden, exempelvis områden aktuella för exploatering. Dessa studier kan bland annat syfta till att utreda konkreta åtgärdsförslag för hur specifika områden bäst skyddas mot översvämningar. Lämpliga frågeställningar som ytterligare kan utredas kan vara: Vilka områden är lämpliga att låta översvämmas för att reducera översvämningar i andra, mer kritiska områden? Vilka effekter har dikesrensning eller muddring på vattennivåerna i vattendragen? Vilka lämpliga skyddsåtgärder mot höga vattennivåer är möjliga? Hur påverkas dagvattensystemen i området av förhöjda nivåer i vattendragen? Finns det några befintliga broar som idag orsakar översvämning som genom ombyggnad av bron skulle kunna undvikas? 29 (30)

31 8 Referenser Förlin L. (2007): Vegeån 2007 En preliminär statusklassning enligt EU:s ramdirektiv för vatten samt en identifiering av möjliga områden för reduktion av kväve och fosfor, Lunds Tekniska Högskola Helsingborg Stad (2007): pslanguage=sv, Länsstyrelserna i Skåne och Blekinge län (2007): Stigande havsnivå - Konsekvenser för fysisk planering SMHI (1993): Dimensionerande vattenstånd och vattenföring för projektering av ny järnväg genom Ängelholm, SWECO (2003): Vegeån Dokumentation av befintlig hydraulisk modell för vegeån, Vegeåns Vattendragsförbund 30 (30)

32 ÖVERSIKT KARTBLAD A1 FÖRKLARING 100 årsflöde havsnivå +0,0m 100 årsflöde havsnivå +1,9m 100 årsflöde om ca 100 år havsnivå +2,5m A2 ANVISNINGAR Koordinatsystem System i plan: SWEREF System i höjd: RH2000 P:\1215\ \15ARBETSMTRL_RITN\MapInfo\resultat\kartblad.pdf BET ANT ÄNDRINGEN AVSER SIGN DATUM SWECO VIAK AB Hans Michelsensgatan 2 Box 286, Malmö Tel Fax UPPDRAG NR RITAD AV B. Almström B. Almström DATUM KONSTRUERAD GRANSKAD ANSVARIG Malmö, Översiktlig översvämningskartering av Vegeåns biflöden Hasslarpsån/Skavebäcken samt SKALA 1:800 (A3) NUMMER BET

33 A1 VEGEÅNS MYNNING ODERBÄCKEN UTVÄLINGE FÖRKLARING 100 årsflöde havsnivå +0,0m 100 årsflöde havsnivå +1,9m 100 årsflöde om ca 100 år havsnivå +2,5m ANVISNINGAR Koordinatsystem System i plan: SWEREF System i höjd: RH2000 P:\1215\ \15ARBETSMTRL_RITN\MapInfo\resultat\A1.pdf BET ANT ÄNDRINGEN AVSER SIGN DATUM SWECO VIAK AB Hans Michelsensgatan 2 Box 286, Malmö Tel Fax UPPDRAG NR RITAD AV B. Almström B. Almström DATUM KONSTRUERAD GRANSKAD ANSVARIG Malmö, meter Översiktlig översvämningskartering av Vegeåns biflöden Hasslarpsån/Skavebäcken samt KATTARP SKALA HASSLARP 1:350 (A3) NUMMER BET

34 A2 SKAVEBÄCKEN HASSLARPSÅN KATTARP HASSLARP FÖRKLARING 100 årsflöde havsnivå +0,0m 100 årsflöde havsnivå +1,9m HJÄLMSHULT 100 årsflöde om ca 100 år havsnivå +2,5m ALLERUM ANVISNINGAR Koordinatsystem System i plan: SWEREF System i höjd: RH2000 FLENINGE BET ANT ÄNDRINGEN AVSER SIGN DATUM P:\1215\ \15ARBETSMTRL_RITN\MapInfo\resultat\A2.pdf meter ÖDÅKRA UPPDRAG NR RITAD AV KONSTRUERAD GRANSKAD DATUM B. Almström B. Almström ANSVARIG Malmö, Översiktlig översvämningskartering av Vegeåns biflöden Hasslarpsån/Skavebäcken samt SKALA NUMMER BET 1:350 (A3) SWECO VIAK AB Hans Michelsensgatan 2 Box 286, Malmö Tel Fax