Möjligheter att Undersöka och Bedöma Framtida Erosions- och Översvämningsrisker Hans Hanson - Seminarium Åhus 060531
Möjliga Hot Överspolning Erosion Översvämning
Möjligt upplägg 1/2 - Historiska data på vågor och vattenstånd - Befintliga data - Översättning av data från andra lokaler - Hur vågor och vattenstånd har påverkat stränder/bankar fram till idag Fokus på stormtillfällen - Kartlägga kritiska kustavsnitt/områden Övergripande terrängmodell Detaljerade profilmätningar Markanvändning, planer - Möjliga framtida scenarier Förlängning av befintliga prognoser Klimatmodeller Vågor och vattenstånd
Möjligt upplägg 2/2 - Modeller för beräkningar av systemets respons - Erosion, uppspolning, överspolning, kollaps, översvämning - Sannolikheter idag och imorgon - Beräkning av konsekvenser - Markanvändning, planer, infrastruktur - Beräkning av risk/prioritering - Risk = sannolikhet*konsekvens
Vind 1960 2005 Falsterbo 1 1obs/3h (19610101-20040930) Hanö 1obs/3h (19610101-20040930) Ystad 3 1obs/3h (19610101-19830831) Trelleborg 3obs/dag (kl.8, 12, 17) (19611001-19771007) Ystad 2 1obs/10min (19960101-20050131)* *Stora luckor i serien och därmed ej tillförlitlig Översikt över tillgängliga dataserier avseende vinddata 1960-2005.
Vind Frekvens (%) 35 30 Falsterbo Hanö 25 20 15 10 5 0 0 1-3 4-6 7-9 10-12 13-15 16-18 19-20 >20 Vindstyrka (m/s)
Vind Frekvens (%) 25 20 Falsterbo Hanö 15 10 5 0 N NO O SO S SV V NV Stiltje Vindriktning
Vattenstånd 1885 2005 Simrishamn 1obs/h (19820601-20040930) Skanör 1 1obs/h (19920217-20041030) Ystad 1 Dagsmax, -min, -medel (18870101-19861231) Trelleborg 3obs/dag (kl.08, 12, 17) (19611001-19771007) Skanör 2 1obs/dag (kl.12) (19420101-19981213) Falsterbo 2 Årsextremer, -medel (1946-1995) Klagshamn Årsextremer, -medel (1930-1995) Ystad 2 1obs/10min (19960101-20050131)* *Stora luckor i serien och därmed ej tillförlitlig Översikt över tillgängliga dataserier avseende vattenstånd 1885-2005.
Vattenstånd Vattenstånd (cm) 80 Simrishamn Skanör 60 Ystad 40 20 0-20 -40-60 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10111213141516171819202122232425262728293031 Januari 1998
Kustprocesser - Djupvattenzon - Kustnära zon - Strandzon
Djupvattenzon Vind orsakar: - Uppbyggnad av vågor - Storskaliga vattenståndsförändringar
Vindar Genererar Vågor
Djupvattenzon
Djupvattenzon Beräknade vågegenskaper på djupt vatten (SPM): Våghöjd, H Period, T Våglängd, L
Stryklängder
Beräknade vågor Frekvens (%) 20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 3,4 3,6 3,8 4,0 4,2 4,4 4,6 4,8 5,0 Maximal våghöjd:?? meter Genomsnittlig våghöjd:?? meter Period: 1963-2004 Våghöjd (m)
Våghöjd - förekomst h/år 10000 1000 100 10 1 0,1 0,01 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 Våghöjd (m)
Kustnära zon - Uppgrundning -Refraktion - Vågbrott, H/d= 0.78 Botten
Kustnära zon - Uppgrundning -Refraktion - Vågbrott, H/d= 0.78
Strandzon - Uppspolning Uppspolning beror av: - Vågens egenskaper - Strandprofilens utseende - Aktuellt vattenstånd Hunts formel: R H = tan β L 0 H 0 / 0
Strandzon - Erosion dv Klittererosion beror av: - Vågornas egenskaper - Uppspolning - Strandprofilens utseende Analytisk erosionsmodell: dv dt = 4C S ( R ms T z 2 0 )
Strandzon - Överspolning Överspolning = Uppspolning > Höjd på klitter Överspolning beror av: - Uppspolning, R - Höjd från vattenyta till klittertopp
Uppspolningsnivåer = R + vst tim/år 10000 1000 100 10 1 0,1-1 0 1 2 3 4 5 Uppspolningshöjd (m) Hunts metod - Högsta uppspolning: x.x meter - Uppspolning över 0 sker vid xx% av tillfällen - xxx tim/år ger uppspolning > 2 meter
Framtida scenarier Trendanalys & befintliga prognoser Framtida vindar Framtida vattenstånd Framtida vågor Framtida uppspolning, klittererosion och överspolning
Framtidssimuleringar Input, historiska data: - SWECLIM:s prognoser - Vattenstånd: historiska data + trender - Vindar: historiska data + trender Prognoser för: - Medelvattennivåer - Högvattennivåer - Vågklimat - Uppspolningshöjder - Klittererosion - Överspolningsrisk
SWECLIM:s prognoser SWECLIM Forskningsprojekt av SMHI och Mistra 1997-2003 Indata Klimatmodell Prognos Indata: Framtida befolkning, BNP, energianvändning, markanvändning, antropogena emissioner, m.m.
Framtida vattenstånd? N Vattenståndsmätningar var 3:e tim 1942 Skanörs hamn Falsterbokanalen Falsterbo fyr (SMHI)
Vattenstånd Falsterbokanalen Sea level relative to Mean Sea Level (MSL) between 1942-1998 150 y = 0.0002x + 0.9159 Trend: 0.073 cm/yr (or 0,006cm/month) 100 50 S ea level ( cm.) 0-50 -100-150 1942 1970 1998 Year 166 000 värden!
Årliga Högvattennivåer (korrigerade för ändring av MVY) Water level above MSL (cm) 160 140 120 100 80 60 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Year Trend = 0.45 cm/år
Vattenstånd Relativt Trend 30 Vattenstånd relativt trend (cm) 25 20 15 10 5 0-5 -10-15 -20-25 -30-35 Uppmätt - trend Trend (MHV) -40 1946 1956 1966 1976 1986 1996 År (Blomgren & Hanson 1996)
Statistisk Fördelning av Högvatten 1.00 P (Årshögsta > Nivå) 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 MV = 0.09 SD = 16.68 0.40 0.30 0.20 0.10 Mätvärden Kumulativ normalfördelning 0.00-40 -35-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 Nivå över aktuell MHV (cm) (Blomgren & Hanson 1996)
Normalfördelning 100 1.0 Kumulativ normalfördelning (inverterad) 40 Normalfördelning 80 0.8 P (Betyg1 < x < Betyg2) 30 20 10 P (x > Betyg) 60 0.6 0 40 0.4-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Betyg 20 0.2 0.0 0-2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 Betyg
Statistisk Fördelning av Högvatten 1.00 P (Årshögsta > Nivå) Water level above MSL (cm) 160 140 0.90 120 0.80 100 80 0.70 60 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Year 0.60 0.50 0.40 MV = 0.09 SD = 16.68 MSL 0.30 0.20 0.10 Mätvärden Kumulativ normalfördelning 0.00-40 -35-30 -25-20 -15-10 -5 0 5 10 15 20 25 30 Nivå över aktuell MHV (cm) (Blomgren & Hanson 1996)
Förväntade Årshögsta Vattenstånd - Idag 1,0 0,8 P (Årshögsta > nivå) Nuvarande situation 2050, 57-års trend 2050, 57-års trend+ ökad växthuseff. 0,6 0,4 0,2 0,0 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 Nivå relativt nuvarande MVY (m)
Ökning av Högvatten 2000-2050 Trend i Medelvatten Trend i Högvatten
Höjning av Medelvattenytan 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 Havsnivåhöjning (cm) 0 1990 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 År Hög Mellan (bästa uppskattning) Låg Historisk (IPCC 1996)
Höjning av Högvatten över Medelvattenytan Water level above MSL (cm) 160 140 120 100 80 60 1940 1950 1960 1970 1980 1990 2000 Year Trend = 0.45 cm/år = 27 cm på 60 år!
Förväntade högvattennivåer 1,0 0,8 P (Årshögsta > nivå) Nuvarande situation 2050, 57-års trend 2050, 57-års trend+ ökad växthuseff. 0,6 0,4 0,2 0,0 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 Nivå relativt nuvarande MVY (m)
Förväntade högvattennivåer 1,0 0,8 P (Årshögsta > nivå) Nuvarande situation 2050, 57-års trend 2050, 57-års trend+ ökad växthuseff. 0,6 0,4 0,2 0,0 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 Nivå relativt nuvarande MVY (m)
Förväntade högvattennivåer 1,0 0,8 P (Årshögsta > nivå) Nuvarande situation 2050, 57-års trend 2050, 57-års trend+ ökad växthuseff. IPCC 0,6 0,4 0,2 0,0 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 Nivå relativt nuvarande MVY (m)
Översvämning?
Bestämning av Topografin
Bestämning av Topografin
INMÄTNING MED GPS (Global Positioning System)
ÖVERSVÄMNINGSCENARIER MED EN DIGITAL TERRÄNGMODELL Terrängmodell - baserad på 18,000 kända höjdkoordinater. Vertikal skala överdriven för att förstärka 3D- effekt.
ÖVERSVÄMNINGSCENARIER MED HJÄLP AV EN DIGITAL TERRÄNGMODELL Översvämning av bebyggda områden i Skanör/Falsterbo vid......+0,0 m: 00% Figure 19a. The peninsula at MSL.
ÖVERSVÄMNINGSCENARIER MED HJÄLP AV EN DIGITAL TERRÄNGMODELL Översvämning av bebyggda områden i Skanör/Falsterbo vid......+1,5 m: 18%
ÖVERSVÄMNINGSCENARIER MED HJÄLP AV EN DIGITAL TERRÄNGMODELL Översvämning av bebyggda områden i Skanör/Falsterbo vid......+1,5 m: 18%...+2,0 m: 42% Ljunghusen : 4%
Trendanalys Årlig frekvens (%) 14 Trend i vindstyrka??? 12 10 8 6 4 2 0 1960 1965 1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 Årlig frekvens av kulingvindar från Falsterbo, 1962-2004 År
Uppspolning: vågor + vst. 10000 h/år 1000 100 10 HB2 Idag Medel EA2 1 0,1-1 0 1 2 3 4 5 6 Uppspolningshöjd (m) Antal tim/år som en uppspolningshöjd uppnås i genomsnitt för olika scenarier.
Överspolning Profil (0) (1) 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Idag 45 0 0 0 0 0 0 0 0 0 3 2 0 HB2 26 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 2 0 Medel 184 1 0 0 0 0 0 0 2 0 12 9 0 EA2 594 10 6 1 0 0 0 3 12 3 114 54 0 Profil 13 14 15 16 17 18 (19) 20 21 22 23 24 Idag 0 0 4 0 0 0 0 0 1 1 0 0 HB2 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Medel 0 0 17 0 0 0 0 0 3 3 0 0 EA2 0 3 151 3 2 1 2 3 22 24 2 1 Antal tillfällen under 20 år
Erosion av klitter En stor osäkerhet är z! 0 dv dt = 4C S ( R ms T z 2 0 ) Jämförelse mellan framtida scenarier och situationen idag, utifrån schematiserade profiler. Erosionshastighet om 100 år jämfört med idag: EA2: + 75% HB2: - 15% Medel: + 22% Samma profiler som idag är mest erosionsbenägna!
Genombrott av klitter? Data om profiler som används vid beräkning av kriterier för klitterbrott. Profil 13 Profil 15 Profil 17 Profil 21 z 0 (m): 0.72 1.16 2.05 1.57 Volym (m 3 /m): 66 40 16 36 Profiler som detaljstuderats i klitterbrottsanalysen Klitterstabilitet?
TACK FÖR MIG