Beräkning av flöden och vattennivåer

Beräkning av flöden och vattennivåer görs genom hydrologisk respektive hydraulisk modellering. Resultaten från den hydrauliska modelleringen blir ofta indata till Geografiska informationssystem (GIS) för att ta fram kartor och identifiera områden som riskerar översvämning.

Inom detta projekt har vattenståndsberäkningar gjorts för Torneälven (Pilotområdena Haparanda) och Ätran (Pilotområde Falkenberg) med fokus på de tvärsektioner som korsar Haparanda och Falkenberg.

Hydrologisk modellering

Hydrologiska modeller beskriver flöden och kan ge svar på frågan hur stor avrinningen blir i ett vattendrag när det har regnat. Detta är särskilt viktigt att veta när det regnat mycket på kort tid. Modellerna används i första hand för hydrologiska prognoser men de är också ett utmärkt verktyg för att förstå hydrologiska processer. Markfuktighet och avdunstning, snöackumulation och snösmältning, grundvatten och vattnets väg i avrinningsområdet är viktiga storheter som en hydrologisk modell måste kunna simulera. Indata till modellen är nederbörd och temperatur.

I detta projekt har hydrologisk modellering gjorts i WP 3 med hjälp av HBV-modellen. HBV-modellen är en konceptuell avrinningsmodell utvecklad vid SMHI sedan slutet av 1970-talet.

Många av Sveriges vattendrag och sjöar är numera reglerade för vattenkraftsproduktionen, men hydrologisk modellering gör man ändå för oreglerade förhållanden. I praktiken betyder det att sjöar och reglerade magasin beskrivs som om de hade haft naturliga utlopp. Regleringens effekt är nämligen begränsad vid riktigt stora flöden eftersom vattnet från magasinen måste släppas fram, oavsett regleringen. Vidare kan det vara svårt att veta hur magasinen regleras och om nuvarande regleringsstrategier även gäller för ändrade klimatförhållanden.

I projektet har beräkning av flöden i pilotområdena Haparanda och Falkenberg gjorts för dagens och för ett framtida klimat. För att beräkna dagens flöden användes temperatur- och nederbördsdata  från observationer. Beräkning av framtida flöden gjordes med data från regional klimatmodellering och data från statistisk nedskalning. I projektet gjordes hydrologiska beräkningar för flöden med återkomsttiderna 100 år, 200 år och av Beräknat högsta flöde (Bhf).

 

Bra sammanställning om hydrologisk modellering för framtida klimatförhållanden finns på SMHI

Hydraulisk modellering

I det praktiska arbetet med att uppskatta översvämningsrisken längs vattendrag eller sjöar är det snarare vattenstånden som är betydelsefulla än vattenföringen. Därför behöver man gå ytterligare ett steg med hydraulisk modellering för att beräkna vattenståndet.

Översiktliga och mer detaljerade översvämningskarteringar finns numera för många vattendrag i Sverige. Dessa är baserade på hydraulisk modellering för dagens klimatförhållanden och de utgör ett oumbärligt underlag vid akuta översvämningssituationer men även för den mer långsiktigta fysiska planeringen. Den hydrauliska modellen hjälper också till att uppskatta vattenstånden i det framtida klimatet när man matar modellerna med framtida vattenflöden.

Att sätta upp en hydraulisk modell kräver mycket underlag om vattendragets förutsättningar. Nogrann höjdkartering och lodning av vattendragets botten kombineras till en höjdmodell som beskriver topografin både under vattnet och i anslutning till vattendraget eller sjön. Vidare är kartering av broar och dammar samt bestämmning av vattendragets friktion nödvändiga delmoment.

 

 

För att uppskatta flöden och vattenstånd i det framtida klimatet kan man använda data från flera möjliga klimatscenarier tillsammans med hydrologiska modellberäkningar. Det ger ett mått på variationen i de förväntade, framtida vattenstånden, som är kopplade till osäkerheten i den framtida klimatutvecklingen.