Uppbyggnad och tillämpning av en vattendragsmodell för Emån Ola Nordblom Lars-Göran Gustafsson Mona Sassner Paul Widenberg. Holsbybrunn

Relevanta dokument
Uppbyggnad och tillämpning av en vattendragsmodell för Emån Ola Nordblom Lars-Göran Gustafsson Mona Sassner Paul Widenberg. Holsbybrunn

Vattendragsmodell för Emån

Datamängden ger information om jordartstyp samt jordartens eroderbarhet längs stränder. Denna fil

Holsbybrunn, Referensgruppsmo te

Hotkartor Detaljerad översvämningskartering

Emån en långsiktigt hållbar resurs för samhälle och miljö

Översvämningskartering - modeller, underlag och resultat Ola Nordblom, DHI Sverige AB,

Emån en långsiktigt hållbar resurs för samhälle och miljö

Strandklassificering för oljesanering baserad på SGUs jordartskarta

Vägledning för skyfallskartering

Hydrologiska Prognosmodeller med exempel från Vänern och Mölndalsån. Sten Lindell

Årsrapport vattenreglering 2017

Översvämningskartering av Rinkabysjön

Emån en långsiktigt hållbar resurs för samhälle och miljö

Årsrapport Vattenreglering i Emåns avrinningsområde av Södra Cell i Mönsterås regleringsrätter samt Vetabs regleringsrätt vid Mela.

Referensuppdrag översvämningskartering

RAPPORT ÖVERSVÄMNINGSKARTERING TIDAN, ÖSTEN - ULLERVAD JOAKIM HOLMBOM & ANDERS SÖDERSTRÖM UPPDRAGSNUMMER STOCKHOLM

Kärnområden för bebyggelseutveckling i Vilhelmina kommun Bilaga 3 till kommuntäckande översiktsplan för Vilhelmina kommun

Kartläggning av skyfalls påverkan på samhällsviktig verksamhet metodik för utredning på kommunal nivå. Erik Mårtensson

Nissan översvämning 2014

Underlagskarta: Copyright Lantmäteriet GSD

Översiktlig inventering av förutsättningar för erosion i vattendrag

Översiktlig Översvämningskartering utmed Tidan. Hur kan vi förbereda oss?

Skyfallsanalys för Vara kommun

Sårbarhetskartering vattendrag

Vattenståndsberäkningar Trosaån

MSB:s förebyggande arbete mot naturolyckor, översiktlig översvämningskartering. Ulrika Postgård

Stadsbyggnadskontoret i Göteborgs Stad har inhämtat simuleringsresultat från MSB för 100 års, 200 års och beräknat högsta flöde (BHF).

Utredning av forsar och dämme i Bällstaån i syfte att förbättra vattendragets fiskhabitat

MSBs nya detaljerade översvämningskarteringar. Barbro Näslund-Landenmark

SGUs jordartsdata. Gustav Sohlenius

Vattnet i landskapet hur fungerar det? Johan Kling Verksamhetsområdeschef, vattenresurs

Mölndalsån. Kort version. Januari Översvämningsstudie. DHI Water & Environment. Göteborg av Mölndals Stad & DHI Water & Environment

UPPDRAGSLEDARE. Fredrik Wettemark. Johanna Lindeskog

Produktbeskrivning 1(12) PRODUKT: JORDARTER 1: : Kort information om produkten. Leveransens innehåll

Detaljerad översvämningskartering för Viskan och Häggån genom Kinna

Årsrapport Vattenreglering i Emåns avrinningsområde av Södra Cell i Mönsterås regelrätter samt Vetabs regelrätt vid Mela.

Mänsklig påverkan. Hydrologi-utbildning för Länsstyrelsen

Framtidens översvämningsrisker

Flödesdata inom fysisk påverkan - möjligheter och konflikter? Johan Kling johan.kling@lansstyrelsen.se

Geotekniskt myndighetsstöd i planprocessen

Källor och flöden Möjliga åtgärder Uppföljning av resultat. lars-göran dhi

Tvådimensionell översvämningsmodellering för nedre delen av Jädraån genom Sandviken med ny nationell höjdmodell

SGI:s arbete för hållbar masshantering

ÖVERSVÄMNINGSKARTERING AV HÖJE Å GENOM LOMMA KOMMUN SAMT ANALYS AV STIGANDE HAVSNIVÅ

Klimatförändringar och dess konsekvenser i Svartån. Malin Berglind Samordnare för Klimatanpassning Länsstyrelsen i Jönköpings län

För Göta Älv har istället planeringsnivåer tas fram för de olika havsnivåpeakar som uppstår i samband med storm, exempelvis som vid stormen Gudrun.

Framtidsklimat i Hallands län

Vägledning för skyfallskartering

Hur kan vi med ny teknik och nya idéer åtgärda hot om framtida översvämningar?

Åmsele Arbetet är utfört på uppdrag av Statens Räddningsverk Norrköping mars 1999

Översvämningsutredning Lekarydsån

Hänger grundvatten och ytvatten ihop?

Gatukontorsdagar 2010 i Karlstad 4 6 maj. Mats Andréasson, SWECO, Göteborg mats.h.andreasson@sweco.se

Detaljerad översvämningskartering för delar av Viskan, Lillån och Viaredssjön

Mätningar och Modeller. Hydrologi för länsstyrelser

Skyfallsanalys Oskarshamn

Årsrapport Vattenreglering i Emåns avrinningsområde av Södra Cell i Mönsterås reglerrätter samt Vetabs reglerrätt vid Mela.

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Umeälvens Vattenregleringsföretag, (UVF) och dess roll i vattenhushållning

PM Hydraulisk bedömning för Kärna 4:1 och Lefstad 3: Preliminärhandling

Översiktlig översvämningskartering längs Emån,

Informationen är endast avsedd att användas för översikter på storregional nivå, och bör utnyttjas med försiktighet i analyssammanhang.

Elin Sjökvist och Gustav Strandberg. Att beräkna framtidens klimat

Beräknad naturlig vattenföring i Dalälven

Hydrologi, grunder och introduktion

BEDÖMNING AV ÖKAD RISK FÖR ÖVERSVÄMNING I LIDAN

Strategiska åtgärder mot belastning från enskilda avlopp

365 Tappström 3:1 (Wrangels väg) Kort version

Påverkas Blekinge av klimatförändringarna? Cecilia Näslund

Konsekvenser av en översvämning i Mälaren. Resultat i korthet från regeringsuppdrag Fö2010/560/SSK

Användning av Nationell Höjdmodell för identifiering av naturrelaterade risker vid väg och järnväg. Forum för Naturkatastrofer (CNDS)

Riktlinjer för byggande nära vatten. Antagen i Miljö- och byggnadsnämnden den

Klimathistoria. Skillnad dagens klimat/istid, globalt 6ºC Temperatur, koldioxid, och metan har varierat likartat. idag Senaste istiden

Lagerföljderna har datalagrats under en lång tid och framförallt i äldre data finns felaktigheter och ofullständigheter.

2 Förord Eskilstuna kommun uppdrog åt Terra Firma att göra en detaljerad översvämningskartering av Eskilstunaån genom Torshälla, från Eklun

HYDROMODELL FÖR GÖTEBORG

Årsrapport 2007 Vattenreglering i Emåns avrinningsområde av Södra Cell i Mönsterås reglerrätter samt Vetabs reglerrätt vid Mela.

Höga Flöden Bodens tätort

Erosionsförhållanden: Skellefteå (norra delen)

Sammanställning av kartering och uppmätning av torrfåran vid Bosgårdens kraftverk i Storån

Riskutredning Lindesberg

PLANERINGS PM/GEOTEKNIK

Projektplan: åtgärder för att minska näringslackage

Vattnet i landskapet hur fungerar det? Johan Kling Verksamhetsområdeschef, vattenresurs

Landsbygdens avvattningssystem i ett förändrat klimat

Översiktlig översvämningskartering längs Silverån

Analys av klimatförändringars inverkan på framtida vattenstånd i Glafsfjorden/Kyrkviken

SKYFALLSANALYS SKEDA UDDE INGEBO 1:110 & INGEBO 1:2

ARBETSDOKUMENT /KONCEPT

Översvämningskartering i Kristianstad med ny nationell höjdmodell

Metodkonferensen Norrköping, Osäkerheter i hydrologiska modeller

PM - Hydraulisk modellering av vattendraget i Kämpervik i nuläget och i framtiden

EUs Översvämningsdirektiv, nuvarande status

SKYFALLSMODELLERING STOCKHOLM STAD

Dagvattenutredning Hunnebostrand, Sotenäs Kommun

Göta älv - Klarälven. Beskrivning av avrinningsområdet och vattendraget/n

Från klimatmodell till hydrologiska tillämpningar

PM DAGVATTEN, DETALJPLAN FÖR MUNGA

HUVA - Hydrologiskt Utvecklingsarbete inom Vattenkraftindustrin. Tillrinning. Björn Norell

Transkript:

Uppbyggnad och tillämpning av en vattendragsmodell för Emån Ola Nordblom Lars-Göran Gustafsson Mona Sassner Paul Widenberg Holsbybrunn 2016-04-06

Översikt 1. Uppbyggnad av vattendragsmodell - Modellstruktur, underlag, antaganden, kalibrering 2. Modelltillämpningar exempel - Översvämningskartering (informationssystem) - Effekter av magasin, låg- och högflöde - Effekter av invallning, Mörlundaområdet 3. Översiktlig kartering av riskområden för erosion 4. Summering och diskussion kring fortsatt arbete

1. Uppbyggnad av vattendragsmodell

Modellstruktur, hydrologi och hydraulik Meteorologiska data - Nederbörd - Temperatur - Avdunstning Hydrologisk modell (NAM) - Avrinning Hydraulisk modell (MIKE 11) - Flöde - Vattennivå - Översvämning

Modellområde Hydrologisk modell - 21 delområden, 4470 km 2 Hydraulisk modell (1D) - Emåns huvudfåra, 189 km - Linne/Kroppån, 21 km - Solgenån, 20 km - Pauliströmsån, 28 km - Gårdvedaån, 35 km - Brusaån/Silverån, 79 km Hydraulisk modell (2D) - Mörlundaplatån, 9x4.5 km 2

Hydrologisk modell, från nederbörd till avrinning - NAM RunOff

Hydrologisk modell indata Nederbördsstationer Flödesstationer

Avrinning (m 3 /s) Hydrologisk modell kalibrering, Emsfors 160 140 120 100 Observerat Simulerat R 2 =0.81 80 60 40 20 0 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 Tid (År)

Hydraulisk modell transport och kapacitet (MIKE 11) Geometrisk modell av åfåra och flodplan (1D) Geometrisk modell av dämmande strukturer Beskrivning av vattendragets och flodplanets råhet (Mannings tal) Ref. Vägledning för översvämningskartering av vattendrag, MSB, 2014

Hydraulisk modell underlag Befintlig översvämningsmodell för Emån (MSB) Digitalt kartunderlag (Lantmäteriet) Biotopkartering (Länsstyrelsen) Brodata (Trafikverket) Avbördningskapacitet vid dammar (Länsstyrelsen) Flödes- och nivådata (Emåförbundet, SMHI)

Sammanfattning modelluppbyggnad Etablerad vattendragsmodell (MIKE 11 HD/NAM) baseras på bästa tillgängliga underlag Modellen beskriver: - Tillrinningens årstidsvariation - Transporttider i systemet - Transport- och magasinskapacitet Modellen ger en rimlig beskrivning av både hög- och lågflöden

2. Exempel på modelltillämpningar

Exempel på modelltillämpningar Översvämningskartering för 10- och 100-årsflöde enligt MSB-metodik - Identifiera riskområden för översvämning - Åtgärdsanalys i viss mån, t.ex. effekter av kapacitetsförändringar i vattendraget Kombinerad hydrologisk och hydraulisk modellering (1D) - Dynamisk simulering av flöden och nivåer i vattendrag och magasin - Koppling till verklig regnhändelse eller scenarier - Åtgärdsanalyser: ändrad reglering, åtgärder som påverkar kapaciteten Detaljerad modellering (2D) - Åtgärdsanalyser: effekter av åtgärder på flodplanet (vallar, diken etc.)

Exempel 1. Översvämningskartering för 10- och 100-årsflöde - Informationssystem för Emån (demo) Publikt Bakgrundskarta: Google Maps Fördefinierade delområden Fördefinierade info-punkter Kort förklarande text till varje scenario Utbredning och djup Anpassat för uppdatering med nya scenarier http://eman.dhigroup.com

Exempel 2. Kombinerad hydrologisk och hydraulisk modellering (1D) Frågeställningar: Magasinens betydelse för översvämningsrisken i Mörlundaområdet vid högflöde Magasinens betydelse för flödet vid Emsfors under torrperioder Scenarier Flöde Initial fyllnadsgrad (FG) i magasin* Flödesbelastning Q10 90 %, Beredskap för torka Baserat på juli 2012 Q10 50 %, Beredskap för översvämning Baserat på juli 2012 Lågflöde 90 %, Beredskap för torka Baserat på sommar/höst 2013, ingen ndb efter 1 okt Lågflöde 50 %, Beredskap för översvämning Baserat på sommar/höst 2013, ingen ndb efter 1 okt * Solgen, Hjortesjön, St Bellen och Hulingen

Volymer i magasin Magasin Yta (km 2 ) Volym (10 6 m 3 ) 90 % FG Volym (10 6 m 3 ) 50 % FG Solgen 21 35.5 20.6 St Bellen 6.9 11.1 6.1 Hjortesjön 2.6 3.1 1.7 Hulingen 6.3 8.6 4.7 Totalt 58 33 Beredskap för översvämning Beredskap för torka : vid 50 % FG kan man magasinera 10 m 3 /s i ca 1 månad innan man är uppe i 90 % FG vid 90 % FG kan man tappa 5 m 3 /s i ca 2 månader innan man är nere i 50 % FG

Tappning (m 3 /s) Fyllnadsgrad (%) Högflöde (Q10) med 90 och 50 % fyllnadsgrad Solgen 25 120 20 100 80 15 60 10 40 5 20 0 0 25-jun 05-jul 15-jul 25-jul 04-aug 14-aug 24-aug Tid (datum) Q, 90% FG H, 90% FG (%)

Tappning (m 3 /s) Fyllnadsgrad (%) Tappning (m 3 /s) Fyllnadsgrad (%) Högflöde (Q10) med 90 och 50 % fyllnadsgrad Solgen 25 120 20 100 80 15 60 10 40 5 20 0 0 25-jun 05-jul 15-jul 25-jul 04-aug 14-aug 24-aug Tid (datum) Q, 90% FG Q, 50% FG H, 90% FG (%) H, 50% FG (%) St Bellen 15 120 100 10 80 60 5 40 20 0 0 25-jun 05-jul 15-jul 25-jul 04-aug 14-aug 24-aug Tid (datum) Q, 90% FG Q, 50% FG H, 90% FG (%) H, 50% FG (%)

Högflöde med 90 och 50 % fyllnadsgrad Sammanfattning: Ingen förändring av maxflöden i Gårdvedaån och Silverån Maxflödet i Mörlundaområdet minskar från 110 till 95 m 3 /s (14 % minskning) Maxnivån i Mörlundaområdet minskar med ca 20 cm

Flöde (m 3 /s) Fyllnadsgrad (%) Lågflöde med 90 och 50 % fyllnadsgrad Solgen Q min = 2 m 3 /s 5 100 4 80 60 3 40 2 20 1 0 0-20 01-aug 31-aug 01-okt 31-okt 01-dec 31-dec 31-jan 02-mar Tid (datum) Q, 90% FG H, 90% FG

Flöde (m 3 /s) Fyllnadsgrad (%) Flöde (m 3 /s) Fyllnadsgrad (%) Lågflöde med 90 och 50 % fyllnadsgrad Solgen Q min = 2 m 3 /s St Bellen Q min = 0.7 m 3 /s 2.5 5 4 3 2 1 0-20 01-aug 31-aug 01-okt 31-okt 01-dec 31-dec 31-jan 02-mar 2 1.5 1 0.5 Tid (datum) 0-20 01-aug 31-aug 01-okt 31-okt 01-dec 31-dec 31-jan 02-mar Tid (datum) 100 80 60 40 20 0 100 80 60 40 20 0 Q, 90% FG Q, 50% FG H, 90% FG H, 50% FG Q, 90% FG Q, 50% FG H, 90% FG H, 50% FG

Flöde (m 3 /s) Lågflöde med 90 och 50 % fyllnadsgrad Emsfors 40 35 Qobs (m3/s) 30 25 20 15 10 5 0 01-aug 31-aug 01-okt 31-okt 01-dec 31-dec 31-jan 02-mar Tid (datum)

Flöde (m 3 /s) Lågflöde med 90 och 50 % fyllnadsgrad Emsfors 40 35 30 Början av december Q till <5 m 3 /s Qobs (m3/s) Qtill (m3/s) 25 20 15 10 5 0 01-aug 31-aug 01-okt 31-okt 01-dec 31-dec 31-jan 02-mar Tid (datum)

Flöde (m 3 /s) Lågflöde med 90 och 50 % fyllnadsgrad Emsfors 40 35 30 25 Mitten av november Q till =6 m 3 /s Q mag =3 m 3 /s Q tot = 9 m 3 /s Qobs (m3/s) Qtill (m3/s) Q, 50% FG 20 15 10 5 0 01-aug 31-aug 01-okt 31-okt 01-dec 31-dec 31-jan 02-mar Tid (datum)

Flöde (m 3 /s) Lågflöde med 90 och 50 % fyllnadsgrad Emsfors 40 35 30 25 Mitten av november Q till =6 m 3 /s Q mag =3 m 3 /s Q tot = 9 m 3 /s Qobs (m3/s) Qtill (m3/s) Q, 90% FG Q, 50% FG 20 15 Mitten av februari 10 5 0 01-aug 31-aug 01-okt 31-okt 01-dec 31-dec 31-jan 02-mar Tid (datum)

Exempel 3. Detaljerad modellering (1D/2D) Mörlundaplatån: Huvudfåran från Aby bro till ca 3 km nedströms Tigerstad bro ca 40 km 2 markyta 17 km av huvudfåran

Höjdmodell - Mörlundaplatån

Uppbyggnad av kopplad 1D/2D-modell MIKE 11 Höjdmodell (2x2 m) MIKE11 + MIKE21 MIKE 21 (8x8 m)

Exempel 3. Detaljerad modellering (1D/2D) Frågeställningar: Effekter av invallningar på översvämningsrisken i Mörlundaområdet Effekter av invallningar på flöden och nivåer upp / nedströms Scenarier Flöde Åtgärd Initial fyllnadsgrad (FG) i magasin Flödesbelastning Q10 Nuläge 90 % Baserat på juli 2012 Q10 Förhöjda vallar / leveer 90 % Baserat på juli 2012 Q100 Nuläge 90 % Baserat på juli 2012

Q10 nuläge

Q10 förhöjda vallar

Nivåprofil Mörlunda-området Nivåprofil 2D-område, ~0.1 m skillnad i maxnivå

Kartering av riskområden för erosion

Översiktlig kartering av erosionsrisker Baseras på jordartskartan och beräknad vattenhastighet från Q10/Q100-flöde Översiktligt underlag för att identifiera riskområden för erosion Underlag för fortsatta analyser och modellberäkningar

Indelning av jordarter i tre klasser A. Låg risk för erosion (oberoende av vattenhastighet) B. Viss risk för erosion (beroende av vattenhastighet) C. Hög risk för erosion (visst beroende av vattenhastighet) A: B: C: Berg Isälvssediment Postglacial sand Urberg Isälvssediment grus Isälvssediment, sand Morän Lera-silt Glacial grovsilt - finsand Sandig morän Svallsediment grus Älvsediment, sand Grusig morän Svämsediment ler-silt Svämsediment, sand Isälvssediment, sten-block Glacial lera Glacial silt Sten-block Gyttjelera (lergyttja) Postglacial silt Blockmark Postglacial lera Silt Älvsediment, sten-block Vittringsjord Fyllning Rösberg Talus (rasmassor) Sandig-siltig morän Älvsediment grus Lerig morän Morängrovlera Gyttja Svämsediment grus Torv Vittringsjord sand-grus Mossetorv Kärrtorv

Indelning i riskklasser Jordartklass A tilldelas alltid lägsta riskklassen, oavsett vattenhastighet De mest lätteroderbara jordarterna i klass B antas erodera vid 0.7 m/s De mest lätteroderbara jordarterna i klass C antas erodera vid 0.2 m/s Klass Jordartsklass Medelhastighet 0 A - 1 B < 0.7 m/s 2 B > 0.7 m/s C < 0.2 m/s 3 C > 0.2 m/s

Klassificering för hela vattendraget Klass Längd (km) 0 204 1 45 2 39 3 104

Summering och diskussion kring fortsatt arbete

Summering och slutsatser Etablerad hydrologisk/hydraulisk modell för övergripande studier Bra grund att bygga vidare på Inledande beräkningar för att illustrera konsekvenser av åtgärder vid höga och låga flöden Detaljerad modellering med kopplad 1D/2D-modell Översiktlig kartering av erosionsriskområden Etablerat enkelt webb-baserat informationssystem

Fortsatt tillämpning och utveckling av modeller och verktyg Modelluppdatering och kalibrering Fördjupad analys Kompletterande scenarier Kalibrering med fokus på: -Vattennivåer vid kritiska översvämningsomr. -Tillrinning vid intensiva regn sommartid Flöden vid intensiva sommarregn Torrperioder av olika karaktär -Klarlägga variationer i vattenuttag och regleringens betydelse Klimatscenarier, åtgärdsscenarier Utvidgning av modellområdet (1D) Komplettering och förlängning biflöden Detaljerad modellering (2D) Addera 2D-områden

Exempel på andra tillämpningar för vattendragsmodellen Beräkning av rinntider Spårämnesberäkning (utspädning och transport) Vattenkvalitetsberäkningar (närsalter, metaller, bakterier etc)

Exempel på andra tillämpningar för vattendragsmodellen Beräkning av rinntider Spårämnesberäkning (utspädning och transport) Vattenkvalitetsberäkningar (närsalter, metaller etc) Beräkning av sedimenttransport (erosion/deposition) Kombination av höga flöden och skyfall över tätorter Kostnad-nyttoanalys för åtgärder

Möjligheter till fortsatt utveckling av verktyg för information och beslutstöd Utveckling av informationssystemet Fler scenarier Fler punkter Historisk data Regndata

Möjligheter till fortsatt utveckling av verktyg för information och beslutstöd Utveckling av informationssystemet Scenarioverktyg för simulering och beslutstöd Olika flöden, nederbörd, hydrologiska situationer Olika tappningsstrategier Olika åtgärdsscenarier

Möjligheter till fortsatt utveckling av verktyg för information och beslutstöd Utveckling av informationssystemet Scenarioverktyg för simulering och beslutstöd Prognossystem i realtid

Möjligheter till fortsatt utveckling av verktyg för information och beslutstöd Utveckling av informationssystemet Scenarioverktyg för simulering och beslutstöd Prognossystem i realtid

Möjligheter till fortsatt utveckling av verktyg för information och beslutstöd Kombinerat prognos- och scenariosystem i realtid

Tack! Ola Nordblom Lars-Göran Gustafsson