VÄGVERKETS BIDRAG TILL KLIMAT & SÅRBARHETSUTREDNINGEN Ebbe Rosell, Sektion bro- och tunnelteknik 1
Klimatfaktorer som vi bedömt påverkar vägtransportsystemet Temperatur Nederbörd Flöden Vind Isbeläggning Havsnivåer 2
I Vägverkets sammanställning är landet indelat i fyra klimatområden som i princip täcker Vägverkets regionindelning. Indelning i klimatområden Vägverkets regioner 3
SMHIs kartor för framtida scenarier har översatts till diagram för oilka klimatindex varje månad, exempel på temperaturkartorna från dec och juni, bilden till vänster visar perioden 61-90 och de övriga är förändringskartorna. 4
61 Medel temp 30 år 91 Medel temp 15 år 05 90 Observerade förändringen i medeltemperatur under vintern från 1961-1990 till 1991-2005 enligt SMHIs faktablad från oktober 2006. Detta visar att vi redan nu har temperaturer omkring de beräknade för 2011-2040 i Norrland. 5
7,0 6,0 Temperaturförändring till olika perioder Norra Sverige 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 2011-2040 2041-2070 2071-2100 6
7,0 6,0 Temperaturförändring till olika perioder Mellersta Sverige 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 2011-2040 2041-2070 2071-2100 7
7,0 6,0 Temperaturförändring till olika perioder Sydöstra Sverige 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 2011-2040 2041-2070 2071-2100 8
Vår metodik med Västsverige som exempel 7,0 6,0 Temperaturförändring till olika perioder Sydvästra Sverige 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 2011-2040 2041-2070 2071-2100 9
Frostdagar och antal dagar med snötäcke Norra Sverige 30 Antal frostdagar, Höst 75 Antal frostdagar, Vinter -8-15 -18 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -3-10 -15 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 190 Antal dagar med snötäcke 60 Antal frostdagar, Vår -25-40 -65 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -10-15 -30 10 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100
Frostdagar och antal dagar med snötäcke Mellersta Sverige 20 Antal frostdagar, Höst 75 Antal frostdagar, Vinter -8-13 -15 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -5-12 -30 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 120 Antal dagar med snötäcke 50 Antal frostdagar, Vår -40-55 -90-12 -20 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -34 11 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100
Frostdagar och antal dagar med snötäcke Sydöstra Sverige 10 Antal frostdagar, Höst 50 Antal frostdagar, Vinter -7-7 -8 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -17-23 -37 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 60 Antal dagar med snötäcke 30 Antal frostdagar, Vår -20-35 -35 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -17-20 -25 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 12
Frostdagar och antal dagar med snötäcke Sydvästra Sverige 10 Antal frostdagar, Höst 40 Antal frostdagar, Vinter -5-7 -10 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -15-23 -35 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 50 Antal dagar med snötäcke 25 Antal frostdagar, Vår -15-30 -30 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -15-17 -20 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 13
+1 C 0 C -1 C Nollgenomgångar = Antal dygn som max temp > -1 eller min temp < +1, dvs temperaturen är nära 0 C Norra Sverige 12 Nollgenomgångar, Höst 14 Nollgenomgångar, Vinter 9 9 5-1 -3-6 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 19 Nollgenomgångar, Vår -2-5 -1214 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100
+1 C 0 C -1 C Nollgenomgångar = Antal dygn som max temp > -1 eller min temp < +1, dvs temperaturen är nära 0 C Mellersta Sverige 10 Nollgenomgångar, Höst 19 Nollgenomgångar, Vinter -2-4 4 7 5-7 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 19 Nollgenomgångar, Vår -3-9 -16 15 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100
+1 C 0 C -1 C Nollgenomgångar = Antal dygn som max temp > -1 eller min temp < +1, dvs temperaturen är nära 0 C Sydöstra Sverige 6 Nollgenomgångar, Höst 19 Nollgenomgångar, Vinter -3-3 -5 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -2-12 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -4 18 Nollgenomgångar, Vår -9-12 -16 16 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100
+1 C 0 C -1 C Nollgenomgångar = Antal dygn som max temp > -1 eller min temp < +1, dvs temperaturen är nära 0 C Sydvästra Sverige 5 Nollgenomgångar, Höst 19 Nollgenomgångar, Vinter -3-4 -5 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -3-12 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100 -6 17 Nollgenomgångar, Vår -8-10 -15 17 1961-1990 2011-2041 2041-2070 2071-2100
Nederbörd, relativ förändring i % i förhållande till perioden 1961-1990 Rel förändring i nederbörd, Norra Sverige 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 2011-2040 2041-2070 2071-2100 18
Nederbörd, relativ förändring i % i förhållande till perioden 1961-1990 Rel förändring i nederbörd, Mellersta Sverige 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 2011-2040 2041-2070 2071-2100 19
Nederbörd, relativ förändring i % i förhållande till perioden 1961-1990 100% Rel förändring i nederbörd, Sydöstra Sverige 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 2011-2040 2041-2070 2071-2100 20
Nederbörd, relativ förändring i % i förhållande till perioden 1961-1990 100% Rel förändring i nederbörd, Sydvästra Sverige 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec 2011-2040 2041-2070 2071-2100 21
Regn, snö och avrinning (nederbörd minus avdunstning) mellan perioden 1961-1990 och 2071-2100 Norra Sverige 266,7% Förändring i snö Förändring i regn -24,0% -37,5% -33,3% 58,3% 6,7% 40,0% 38,5% -66,7% DJF MAM JJA SON ÅRET DJF MAM JJA SON ÅRET Förändring i avrinning 40,0% 18,8% 26,7% 22,1% -13,3% DJF MAM JJA SON ÅRET 22
Regn, snö och avrinning (nederbörd minus avdunstning) mellan perioden 1961-1990 och 2071-2100 Mellersta Sverige 240,0% Förändring i snö Förändring i regn 40,0% 40,0% 34,2% -30,0% -43,3% -3,0% DJF MAM JJA SON ÅRET -66,7% -75,0% DJF MAM JJA SON ÅRET 40,0% Förändring i avrinning 22,9% 11,4% -20,0% -20,0% DJF MAM JJA SON ÅRET 23
Regn, snö och avrinning (nederbörd minus avdunstning) mellan perioden 1961-1990 och 2071-2100 Sydöstra Sverige 84,6% Förändring i snö 53,8% Förändring i regn 20,0% 18,8% -17,6% DJF MAM JJA SON ÅRET -62,5% -69,2% -80,0% DJF MAM JJA SON ÅRET 26,7% Förändring i avrinning 20,0% -2,4% -40,0% -85,7% DJF MAM JJA SON ÅRET 24
Regn, snö och avrinning (nederbörd minus avdunstning) i mm/säsong mellan perioden 1961-1990 och 2071-2100 Sydvästra Sverige 86,7% Förändring i regn Förändring i snö 46,7% 23,3% 22,8% -60,0% -21,7% -63,6% DJF MAM JJA SON ÅRET -66,7% DJF MAM JJA SON ÅRET 26,7% Förändring i avrinning 20,0% -2,4% -40,0% -85,7% DJF MAM JJA SON ÅRET 25
Norra Sverige Temperatur (röd), nederbörd (blå) samt säsongsvisa förändringar i några övriga index 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1, 5 1,0 0,5 0,0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Frostdagar 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% Avrinning Nollgenomgångar Säsongsvärden, ej per månad. Säsonger är, Höst=SON, Vinter=DJF, Vår=MAM, Sommar=JJA snömängd 26
Mellersta Sverige Temperatur (röd), nederbörd (blå) samt säsongsvisa förändringar i några övriga index 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1, 5 1, 0 0,5 0,0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Frostdagar 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% Avrinning Säsongsvärden, ej per månad. Nollgenomgångar Säsonger är, Höst=SON, Vinter=DJF, Vår=MAM, Sommar=JJA snömängd 27
Sydöstra Sverige Temperatur (röd), nederbörd (blå) samt säsongsvisa förändringar i några övriga index 7,0 6,5 6,0 5,5 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1, 5 1, 0 0,5 0,0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec Frostdagar 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% -10% -20% -30% Avrinning Säsongsvärden, ej per månad. Nollgenomgångar Säsonger är, Höst=SON, Vinter=DJF, Vår=MAM, Sommar=JJA snömängd 28
7,0 70% 6,5 6,0 5,5 60% 50% Sydvästra Sverige 5,0 4,5 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 40% 30% 20% 10% 0% Temperatur (röd), nederbörd (blå) samt säsongsvisa förändringar i några övriga index 1,5 1,0 0,5 0,0 Jan Feb Mar Apr Maj Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dec -10% -20% -30% Frostdagar Avrinning Säsongsvärden, ej per månad. Nollgenomgångar Säsonger är, Höst=SON, Vinter=DJF, Vår=MAM, Sommar=JJA snömängd 29
Återkomsttider av dagens 100-årsflöden 2071-2100, lokal tillrinning, Källa: SMHI Förändring i medelårsavrinning, 2071-2100 i förh. till 1961-1990, Källa: SMHI 30
Den förväntade höjningen av havnivån har i senast IPCCrapporten valts till mellan 26-59 cm till 2090 för det klimatscenarium som ger de högsta temperaturökningarna. Ifrån tidigare beräkningar har SMHI gjort kartor som visar utvecklingen i Östersjön kompenserat för landhöjningen Höjning 88 cm Höjning 48 cm 31
Havsnivåhöjningarna ger höjning i de förväntade våghöjderna. De beräknade sk 100årsvågorna blir enligt dessa bilder vid de två havsnivåhöjningarna. Senaste IPCC på 26-59 bör alltså betyda vågor ungefär enligt enligt bild 48 cm Höjning 88 cm Höjning 48 cm 32
Höjning av havsnivåer Högsta havsnivå Högsta havsnivå + 100 årsvågor 33
Vägkroppen Troligen mindre spårbildning men marginell skillnad. Åtgärdsbehovet för ojämnheter antas minska med ca 10%. (Ojämnheten är ett mått som beskriver bilens rörelser upp och ner i vägens längdriktning) Ingen entydig slutsats om beständighet. 34
Drift- och Underhåll Oförändrad total kostnad för vinterväghållning Dyrare i norr och billigare i söder Avvattningen via diken mm kommer att bli viktigare i framtiden och kräva mer resurser 35
Våra Färjor Isvägarna kommer att försvinna. Höjd havsnivå kan innebära att färjelägen på Västkusten behöver byggas om. 36
Erosion Förändring i hundraårsflöde (Echam A2) Förändring i intensiva regn (Echam A2) p.g.a. klimatförändringen fram till perioden 2071-2100 Vikt: 1 Vikt: 1 37
Erosion 38
SKRED Resultatkartan från Figur 4.1. Förändring av benägenheten för erosion p.g.a. klimatförändringen. Vikt: 1 Vikt: 1 39
SKRED Resultatkarta: Förändring av benägenheten för skred och ras p.g.a. klimatförändringen fram till perioden 2071-2100 40
Ravinutveckling Vikt: 1 Vikt: 1 41
Ravinutveckling Resultatkarta: Förändring av benägenheten för ravinutveckling p.g.a. klimatförändringen fram till perioden 2071-2100 42
Moränskred och slamströmmar Vikt: 3 Vikt: 1 43
Moränskred och slamströmmar Resultatkarta: Förändring av benägenheten för moränskred och slamströmmar p.g.a. klimatförändringen fram till perioden 2071-2100 44
Broar, temperatur och vind Temperatur - Nedbrytning av betong om vi saltar i norr - Nedisning av häng- och snedkabelbroar - Temperaturpåverkan på stora betongbroar - Träbroar Vindhastigheter - Vindlaster på stora broar - Trafikavstängningar - Skador på bron 45
Broar, vattenflöden Höga vattenflöden - Dämning vid låga broar Oavsett vattendragets bredd - Broar över små vattendrag Intensiva regn på små avrinningsområden - Erosionsskador vid brostöd och broändar 46
Brobestånd i vatten Broar över vatten Låga broar ( 0,5 m över HHW) Mycket låga broar (< 0,3 m över HHW) Broar över små vattendrag Låga broar över små vattendrag ( 0,5 m över HHW) Sverige 8409 966 190 5625 749 SV Sverige (våtare) 3276 432 83 2405 334 47
Efter 1988 har broar byggts med lägre krav på fri höjd över vatten än tidigare. Period Spännvidd Krav på fri höjd över; Anmärkningar HHW MW 1989 - Alla 0,3 m 1,2 m 1989 1994 fick rörbroar byggas med 0,5 m fri höjd över MW - 1989 > 8 m 1) 0,7 m 0,3 m Inget krav I spannens mellersta hälft. I spannens yttre fjärdedelar. < 8 m 1) 0,3 m 0,0 m 0,7 m 0,3 m I spannens mellersta hälft. I spannens yttre fjärdedelar. 1) Tidigare var gränsen 5 m. Ändringen gjordes någon gång under femtiotalet. 48
I västra Götaland och västra Svealand kommer skredsäkerheten redan på kort sikt att bli för låg. Några bilder från Munkedal 49
Ravinutveckling och ras i nipor längs Norrlandskusten. 50
51
Små vattendrag med intensiva flöden under kort tid Erosionsskador vid brostöd Ras vid Enafors, västra Jämtland, 2006 Erosionsskada i Lainio älv, Tornedalen, 1975 52
53
Några bilder från filmen om raset vid Enafors 54
55
56
57
58
59
60
61
Förslag till åtgärder för att anpassa vägtransportsystemet Kompetensuppbyggnad Utveckling Förändring av regelverk Befintliga anläggningar Djupstudier 62
Kompetensuppbyggnad Vi bör bygga upp egen kompetens i klimatfrågor så att kommunikation med forskare underlättas. I de teknikområden som berörs ska kompetens finnas för att beskriva och förebygga konsekvenser av klimatförändringen. 63
Utveckling Vägverket bör ta fram ett samlat utvecklingsprogram för området. Utvecklingen bör genomföras i samverkan med övriga väghållningsmyndigheter i Norden och med andra myndigheter i Sverige i lämplig omfattning. Särskild prioritet bör ges för utveckling av metoder och modeller för analys av risker orsakade av höga flöden och av skredrisker. 64
Förändring av regelverk Vid nybyggnad bör anläggningar dimensioneras för prognoser över framtida förändring av klimatet. Prognosperioder bör anpassas till förväntade tekniska livslängder Riskbaserade funktionskrav bör införas. Beslutskriterier för vilka risker som kan godtas för befintliga anläggningar behöver tas fram. 65
Befintliga anläggningar Områden som får högre risker ska beaktas vid inventering av risker. Hänsyn bör också tas till att de högsta riskerna ofta finns på det något mindre vägnätet. Förebyggande åtgärder bör utföras där risknivån inte kan godtas eller då åtgärderna kan motiveras samhällsekonomiskt. 66
Djupstudier Permanenta höjningar av grundvattennivåer och ökad varaktighet av höga grundvattennivåer. Behovsanpassad dränering kopplad till ett blötare klimat. Inverkan på yt-och grundvattens kvalitet kopplat till kraven i EU:s vattendirektiv. Kraftigt ökad nederbörd i sydvästra delen av landet. Vägverkets färjelägen på Västkusten. Höga flöden längs älvarna. 67
Redan påbörjade åtgärder för broar, trummor och vägslänter i vatten Riskbaserade funktionskrav för höga flöden Modernisering av krav på erosionskydd Modernisering av bestämning av dimensionerade flöden Avisningsteknik för häng- och snedkabelbroar 68
Förslag till fler åtgärder för broar Översyn av våra krav på fria höjder över vatten Utredning av broar med fri höjd < 0,3 m Utredning av broar med skador på erosionsskydden Uppgifter om fri höjd och vattendrag i BaTMan Temperaturpåverkan på stora betongkonstruktioner 69
70