Delstudie: Bedömning av översvämningar och skredrisk i samband med skyfall. Sweco Environment AB

Transkript

1 Stadsbyggnadskontoret i Sundsvall Klimatanpassa Sundsvall Delstudie: Bedömning av översvämningar och skredrisk i samband med skyfall Göteborg Sweco Environment AB Andreas Karlsson Mats Andréasson 1 (10) Sweco Gullbergs Strandgata 3 Box 2203, Göteborg Telefon Telefax Sweco Environment AB Org.nr säte Stockholm Ingår i Sweco-koncernen Andreas Karlsson GIS-ingenjör Telefon direkt andreas.p.karlsson@sweco.se

2 2 (10)

3 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 Bakgrund 4 2 Metod Geografisk avgränsning Antagande om ledningssystemens avledningsförmåga Återkomsttid för regnhändelser Digital höjdmodell Arbetsverktyg Kvalitetssäkring 6 3 Resultat Ytavrinning Skredrisk 9 Bilaga 1 Kartor över ytavrinning Bilaga 2 Karta över marklutning Bilaga 3 Specifikation över levererade geodata 3 (10)

4 1 Bakgrund Studien är en del av Geoteknisk utredning med beaktande av klimatpåverkan, fas 2 i projekt Klimatanpassa Sundsvall. Sundsvall har tidigare erfarenheter av översvämningar orsakade av skyfall. Intensiva regn under sensommaren 2001 orsakade ras, bräddningar och översvämningar. Syftet med föreliggande utredning har varit att utreda hur ett kraftigt regn med en bedömd återkomsttid på ca 100 år kommer att påverka Sundsvalls tätort. Syftet har dessutom varit att få en översiktlig bild av vilka konsekvenser det kan få med avseende på lokala översvämningar inom instängda områden med efterföljande skredrisk. SWECO har i det tidigare genomförda Teknikutvecklingsprojektet Ytavrinning i urbana miljöer utrett en arbetsmetodik för att beskriva konsekvenserna av ett kraftigt skyfall, det s.k 100- års regnet. MittSverige Vatten har varit delaktiga i denna studie. Som ett utvalt pilotområde genomfördes en ytavrinningsanalys inom Skönsmon, som ett samarbete mellan SWECO och MittSverige Vatten. 2 Metod 2.1 Geografisk avgränsning Analysområdet avgränsas av utbredningen för högupplöst höjddata som framställts ur en laserskanning av marken. Analysen omfattar det avrinningsområde inom tätorten som fanns tillgängligt i oktober 2010, se Figur 1 nedan. 4 (10)

5 Figur 1 - Geografisk avgränsning 2.2 Antagande om ledningssystemens avledningsförmåga Avloppsledningssystem har historiskt dimensionerats för regn med 1-5 års återkomsttid. Vid regn med högre återkomsttid är i regel ledningssystemet redan fullt utnyttjat, vilket innebär att ytavrinningen kommer att bli dominerande för avledning av ytvatten. Denna analys har därför begränsats till att studera ytavrinning och ytavledning på markytan. 2.3 Återkomsttid för regnhändelser Ett skyfallsregn (ca 100 mm på några timmar), har en återkomsttid på ca 100 år. Ett framtida förändrat klimat kan emellertid komma att påverka återkomsttiden. I framtiden kan t. ex. ett 20-års regn antas inträffa vart 10:e år (enligt SMHI, 2011). Enligt senaste rön kan dessutom regnmängderna vid extremtillfällena komma att öka med upp till 40% i Skandinavien och nordöstra Europa. 2.4 Digital höjdmodell Ytavrinningsanalysen baseras på en digital höjdmodell (DEM). Höjdmodellen har interpolerats fram från en laserskanning av marken. I de fall ytavrinning kan ske på två plan, till exempel på och under broar, gäller generellt den lägsta nivån för beräkningarna, dvs. under bron. För att få en trovärdig beskrivning av ytavrinningen integreras också 5 (10)

6 byggnader i höjdmodellen. Ur höjdmodellen hämtas läge och information om instängda områden, lutning och huvudsakliga rinnvägar för ytvattenavrinning. En avstämningskontroll har genomförts av de s.k. instängda områdena - om de t. ex. bedöms kunna hålla den mängd vatten, som genereras inom avrinningsområdet eller om vattnet rinner vidare till nästa nedströms liggande instängda område. 2.5 Arbetsverktyg Analysen har genomförts i ArcEditor 9.3 med tilläggsmodulerna Spatial Analyst och Arc Hydro Tools. 2.6 Kvalitetssäkring Metodiken har kvalitetssäkrats genom tillämpningar och validering av resultat i Jönköping, Uddevalla och Karlstad, Teknikutvecklingsprojektet - Ytavrinning i urbana miljöer. Områdena, som beräknats i både GIS och i modelleringsprogram (MIKE21) visar på samma slutresultat. 3 Resultat Analysen visar på stora konsekvenser, främst i stadskärnan och lågt liggande industriområden i Sundsvall. En förhöjd skredrisk, där kraftig lutning och avrinningsvägar för ytvatten sammafaller, förekommer i bland annat Norrmalm och Skönsberg. 3.1 Ytavrinning Ytavrinning presenteras med bedömt djup i instängda områden och huvudsakliga avrinningsvägar för ytvatten. Se bilaga 1 och figur 2 och 3. 6 (10)

7 Teckenförklaring Flödesriktning Bedömt djup i instängda områden 0-0,2 m 0,2-0,4 m 0,4-0,6 m 0,6-0,8 m Större än 0,8 m Figur 2 - Ytavrinning och instängda områden i centrum 7 (10)

8 Teckenförklaring Figur 3 - Instängda områden i Skönsberg Flödesriktning Bedömt djup i instängda områden 0-0,2 m 0,2-0,4 m 0,4-0,6 m 0,6-0,8 m Större än 0,8 m 8 (10)

9 3.2 Skredrisk Skredrisken presenteras som lutningskartor kombinerade med huvudsakliga avrinningsvägar för ytvatten. Skredriskkartorna har delats in i två kategorier, risk för initialskred (över 17 graders marklutning) och risk för fortsatt skred (mer än 10 graders marklutning). Se bilaga 2 och figur 4 och 5. I slänter med grova jordar, främst morän, kan skred uppstå när jorden är vattenmättad efter en nederbördsrik period eller i samband med snösmältning. I Sverige är moränskred vanligast i fjälltrakterna men kan även uppstå i andra delar av landet med kuperad terräng. De klimatbetingade förändringar som påverkar benägenheten för moränskred och slamströmmar är främst stor och varaktig nederbörd sommartid, men särskilt stor inverkan har intensiva regn. (Se vidare skred, ras och erosion i ett förändrat klimat) Teckenförklaring Marklutning Berg i dagen Större än 17 grader, initialskred grader, fortsatt skred Norra Stadsberget E4 Figur 4 - Marklutning och ytavrinning från Norra stadsberget 9 (10)

10 Ortviksberget Teckenförklaring Marklutning Berg i dagen Större än 17 grader, initialskred grader, fortsatt skred Figur 5 - Marklutning och ytavrinningsvägar från Ortviksberget 10 (10)

11 Bilaga 1 Sundsvallsfjärden Teckenförklaring Flödesriktning Bedömt djup i instängda områden 0-0,2 m 0,2-0,4 m 0,4-0,6 m 0,6-0,8 m Större än 0,8 m Vattendragsområde Avgränsningsområde k Meter

12 Sundsvallsfjärden Teckenförklaring Flödesriktning Bedömt djup i instängda områden 0-0,2 m 0,2-0,4 m 0,4-0,6 m 0,6-0,8 m Större än 0,8 m Vattendragsområde Avgränsningsområde k Meter

13 Teckenförklaring Flödesriktning Bedömt djup i instängda områden 0-0,2 m 0,2-0,4 m 0,4-0,6 m 0,6-0,8 m Sundsvallsfjärden Större än 0,8 m Vattendragsområde Avgränsningsområde k 800 Meter

14 Bilaga 2 Sundsvallsfjärden k Teckenförklaring Vattendrag Avgränsningsområde Berg i dagen Marklutning Större än 17 grader, initialskred grader, fortsatt skred Meter

15 Bilaga 3 Specifikation av levererade geodata Under GIS-bearbetningen genererades ett antal arbets- och resultatfiler. De relevanta filerna har levererats till Sundsvalls kommun, enligt specifikation nedan. Filerna lagras i två geodatabaser, en som avser området söder om Selångersån och en som avser området norr om Selångersån. Stukturen är likadan i båda baserna. Upplösningen i rasterdata är 1 meter. Koordinatsystem: Sweref Höjdsystem: RH2000 Dataset Feature class Förklaring Andra vektordata Avrinningshinder Objekt som bedöms påverka avrinningen. Här viadukter och GC-tunnlar Countour_2m Höjdkurvor, 2-metersintervall HY_LINJE Vattendrag och kustlinje Instängda områden Ytavrinningsstråk Vattendragsområde N_ Område påverkat av vattendrag Instängda områden. Siffrorna anger datum då filen skapades Ytavrinningsstråk direkt från flow accumulation-rastret. Stream/str Används för att skapa flödesriktningspilar Ytavrinningsstråk_klassad Klassad i primärt och sekundärt flöde. DEM_UB Djup fac fdr Fillelev HydroDEM Lutningsklass Slope_degree str Sundsvall_norra Undergångar Höjdmodell med undergångar och byggnader integrerade Djup klassat i 20-centimetersintervall Flow Accumulation Flow Direction Högsta vattennivå i instängda områden Höjdmodell. Sänkor fyllda, några undantagna. Används för att beräkna ytavrinningsstråk Mer än 10 resp mer än 17 graders marklutning Marklutning i grader Stream raster Obearbetad höjdmodell Viadukter och GC-tunnlar