sou · GUB394 · 2007-01-01 00:00:00 — För att kunna bedöma hur översvämningsriskerna i , och förändras har vi använt några olika klimatscenarier. För att skapa scenarier för det framtida klimatet i en region krävs resultat från en global klimatmodell och en regional tolkning av dessa. De framtidsscenarier som använts för bygger på regionala klimatscenarier framtagna vid vid forsk- ningsavdelning. Dessa har i sin tur utnyttjat globala klimatberäk- ningar, en från för meteorologi i (ECHAM4/OPYC3) och en från i (Hadlam3H). För att ytterligare belysa osäkerheten i scenarierna har de globala klimatmodellerna körts med två olika antaganden om hur framtidens utsläpp av växthusgaser kommer att utvecklas. Dessa scenarier har tolkats till regional skala med hjälp av den regionala klimatmodellen från som benämns RCAO-modellen. De två utsläppsscenarier som använts kallas A2 och B2 och är definierade av FN:s klimatpanel IPCC, de s.k. A2 respektive B2 scenarierna har använts. Scenariot A2 innebär en kraftig global Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker utsläppsökning från dagens ca koldioxid/år (räknat som kol) till ca /. B2 innebär en ökning från 8 till ca /år. Skillnader och likheter i scenarierna Det bör noteras att medan valet av emissionsscenarier har stor betydelse för modellerad global temperaturökning närmare är skillnaden relativt liten mellan scenarierna fram till ca . Med de två globala klimatmodellerna, de två utsläppsscenarierna och med hjälp av den regionala klimatmodellen har följaktligen fyra olika regionala klimatscenarier erhållits, E/A2, E/B2, H/B2 och H/B2. Vart och ett av dessa scenarier avser, medelvärden, variabi- litet och extremer 2100. Successiva förändringar också modellerade Förutom med de fyra ovan beskrivna scenarierna har vissa studier gjorts med ett klimatscenario som kontinuerligt beskriver utveck- lingen från dagens klimat fram . I detta fall bygger beräkningarna på modell med utsläpps- scenario B2 tolkad till svenska förhållanden med /regionala modell, RCA3. Med denna kontinuerliga regio- nala beräkning kan klimatförändringens utveckling i tiden följas mer i detalj. Temperatur och nederbörd ökar Sammanfattningsvis visar de fyra klimatscenarierna för en temperaturhöjning mellan ca 2,5 och ca för perioden 2100 i jämförelse med 1961 1990. Störst är temperatur- höjningen och de riktigt låga temperaturerna är de som väntas stiga mest. Nederbörden beräknas öka framförallt , vintern och våren. Speciellt mycket ökar nederbörden i norra samt i de västra delarna av och . Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker Scenarierna från de två globala klimatmodellerna skiljer sig ganska mycket åt, speciellt beträffande den framtida nederbörden i . Detta beror på att dessa två modeller ger förhållandevis skilda bilder av hur den storskaliga atmosfäriska cirkulationen inklusive lågtrycksbanorna kommer att utvecklas . Enligt modell blir atmosfärscirkulationen mer västlig med den globala uppvärmningen medan Hadley centres modell beskriver en framtida storskalig cirkulation som mer liknar dagens. 2.2Hydrologiska scenarier baserade på klimatscenarierna Hydrologisk modell för flöden i vattendrag De hydrologiska beräkningarna har baserats på den så kallade HBV-modellen. Det är en hydrologisk beräkningsmodell som ursprungligen utvecklats för prognoser av flöden i vattendrag, men som numer ofta även används för dimensioneringsberäkningar och analyser av effekterna på vattenresurserna av ett ändrat klimat. Vattentillgången ökar olika mycket enligt klimatscenarierna Totalt sett ökar vattentillgången enligt de olika scenarierna med 5 i genomsnitt för hela landet. Lokalt blir det dock minsk- ningar. Figur 2.1 visar att de olika klimatscenarierna delvis ger olika resultat men att det också finns gemensamma drag. Störst skillnad är det mellan de resultat som baseras på skilda globala modeller medan valet av utsläppsscenario spelar något mindre roll. Anled- ningen till de stora skillnaderna mellan de globala modellernas resultat är främst olikheter i hur den storskaliga cirkulationen utvecklas och därmed nederbördens utveckling. Ett mer samstäm- migt resultat mellan scenarierna är att de största ökningarna av vattentillgången kan väntas i norra och i västra och , medan förhållandena är mer varierade i övriga delar av landet. I sydöstra bidrar den ökande avdunstningen till att vattentillgången kan minska. Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker Figur 2.1 Beräkning av hur vattentillgången(avrinningen) kan komma att för- ändras enligt fyra klimatscenarier och hydrologisk modellering. De två översta kartorna avser E/A2 och E/B2 scenarierna medan de två nedre avser H/A2 respektive H/B2. (Källa: , 2006) Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker 2.3Riktlinjer för dammar delvis tillämpara för översvämningar i Riktlinjer för konstruktion av dammar kan användas också för bedömning av extrema flöden och höga nivåer i våra sjöar. Rikt- linjerna behöver dock ibland anpassas och förändringar i klimatet ställer särskilda krav. Tillämpning av riktlinjerna utgår från begrep- pen återkomsttid, risk och sannolikhet. 2.3.1Flödeskommitténs riktlinjer för dimensionerande flöden riktlinjer för så kallade klass 1-dammar, dvs. de anläggningar där ett haveri skulle medföra allra störst konse- kvenser, går ut på att beräkna den mest kritiska kombinationen av de faktorer som sammantaget skapar de allra högsta flödena. Dessa flöden är extrema. De högsta flödena i våra vattendrag har ofta inträffat i samband med häftig vårflod som uppstått genom en kombination av snösmältning och extrema regn. Riktlinjerna utgår därför från en kombination av ett mycket stort snömagasin i kombination med extrema regn under snösmältningen. riktlinjer tillämpas vid översväm- ningskarteringar antog och vattenkraftindustrin nya skärpta riktlinjer för bestämning av s.k. dimensionerade flöden för dammanläggningar. Dimensionerande flödet är det flöde en dammanläggning konstrueras för att klara utan risk för allvarlig skada på dammen. Härutöver finns de marginaler som innebär att dammen har ytterligare säkerhet innan dammbrott sker. pågår en genomgång av praktiskt taget alla kraftindustrins dammar av betydelse. Ett stort antal ombyggnader har genomförts eller planeras. beräkningsmetod har blivit praxis inom vattenkraftindustrin och tillämpas även för de översiktliga översvämningskarteringar som genomförs av verk. Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker riktlinjer inte tillämpbara för Efter översvämningarna i /2001 har riktlinjer beträffande vattensystem med setts över av den s.k. av rikt- linjer1. Kommittén konstaterade i sin slutrapport (Elforsk, 2005) att riktlinjer inte kan tillämpas fullt ut för . Därmed utgör det enda undantaget från den praxis som utvecklats för beräkning av dimensionerande flöden i . Justering av riktlinjerna för förändringar i klimatet En annan viktig begränsning i riktlinjer är att dessa förutsätter att klimatet inte ändras. Därför har Elforsk och initierat projektet av Flödes- kommitténs riktlinjer i ett framtida förändrat klimat. Inom detta projekt har ny teknik utvecklats för att analysera hur de dimen- sionerande flödena för klass 1-dammar skulle kunna förändras i ett ändrat klimat (et al., 2006). Beräkningar med denna teknik har bl.a. gjorts för . Vi har låtit kombinera dessa beräkningar med olika tappningsalternativ, för att se hur nivåerna i , och påverkas i ett förändrat klimat med de allra högsta tänkbara flödena. 2.3.2Begreppen återkomsttid, risk och sannolikhet Begreppen återkomsttid, risk och sannolikhet i hydrologiska sammanhang skapar ibland missförstånd. Med en händelses åter- komsttid menas att den inträffar eller överträffas i genomsnitt en gång . Det innebär att sannolikheten för exempelvis ett 100-års flöde är 1 på 100 för varje enskilt år. Eftersom man exponerar sig för risken blir den ackumulerade sannolikheten avsevärd. För ett hus som står i ett område som är skyddat endast mot en vattennivå motsvarande 100-års flödet är sannolikheten för översvämning . Detta är skälet till att man för större dammar ofta sätter 1 Ledamöterna i av riktlinjer kom från vatten- kraftindustrin, , gruvindustrin genom branschorganisationen och . Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker gränsen vid, eller t.o.m. bortom, 10 000-årsflödet. Då blir ändå sannolikheten under exponering . Tabell 2.1 visar några samband mellan återkomsttid, exponerad tid och sannolik- heten. Tabell 2.1 Sambandet mellan återkomsttid, exponerad tid och sannolikhet i procent Sannolikhet under 50 år Sannolikhet under 100 år 2.4Förutsättningar och osäkerheter i bedömningar och beräkningar 2.4.1Flöden och nivåer – klimatförändringarnas betydelse Vi har i utredningen valt att studera en nivå som svarar mot hundraårsflödet en hundraårsnivå för respektive sjö. Vi har också tittat på effekterna vid ännu värre översvämningar. Vi har då valt en nivå som blir resultatet av ett s.k. dimensionerande flöde för klass 1 dammar. En teknik som också använts vid översiktliga översvämningskarteringar längs olika vattendrag och sjöar runt om i landet. Vi benämner denna nivå dimensionerande nivå. Skilda metoder för hydrologisk modellering ger olika nivåer Trots att den beräkningsmetod som föreskrivs för klass 1-dammar av är noggrant specificerad så kan olika beräk- ningar på samma damm ge resultat som skiljer sig åt. Beräknings- resultaten beror dels på vilken databas som används men också på valet och kalibreringen av den hydrologiska modellen för beräk- ningar av flöden.2 2 Beträffande databasen så föreskriver att en tioårsperiod skall användas vid simuleringen baserade på senast tillgängliga års klimatförhållanden. Det innebär att olika perioder kan ha använts, beroende på när i tiden arbetet utförts. Man kan också ha använt olika tidsperioder vid frekvensanalysen av snö, som ligger till grund för att fastställa 30-år värdet. Av praktiska skäl har de forskningsprojekt som ligger till grund för materialet Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker Beräkning av flöden motsvarande olika återkomsttider är förenat med svårigheter Beräkningen av flöden motsvarande olika återkomsttider är behäf- tad med ganska stora osäkerheter, vilket gör att exempelvis en beräkning av hur stort ett 100-årsflöde är ofta ändras i takt med att nya observationsdata kommer till. Beräkningarna försvåras speciellt om dataserierna är korta eller om de är påverkade av regleringar i vattendraget. Olika klimatscenarier och modeller ger olika starka förändringar i nederbördsmönster Vi har använt några av de scenarier som oftast refereras för att belysa skillnaderna i resultat mellan olika klimatscenarier. Som framgår ovan skiljer sig dessa fyra scenarier åt en hel del sinsemellan, särskilt gäller detta i scenarierna med höga utsläpps- ökningar. Utöver de scenarier vi använt finns ett stort antal andra scenarier. Osäkerheterna om hur klimatet kommer att förändras framöver är alltså betydande. Det finns dock en stor samstäm- mighet mellan olika klimatscenarier i förutsägelserna om att vi går mot ett varmare klimat. Ifråga om förändringar i nederbörden är osäkerheterna något större även om alla scenarier vi använt visar att nederbörden sett över landet som helhet kommer att öka. Med hänsyn till de osäkerheter som finns ska de beräkningar av flöden och nivåer som redovisas i det följande inte ses som absoluta sanningar utan snarare som indikationer på en trolig framtida utveckling. Det bör också framhållas att nya klimatscenarier, som inte nödvändigtvis kommer att ge samma bild av det framtida klimatet som den vi har , med stor sannolikhet kommer att presenteras . till utredningen använt en standardiserad period och en databas i stället för punktvärden, som är det vanliga vid dimensionering. Beträffande val av hydrologisk modell så föreskriver bara att Förloppet av det dimensionerande flödet skall simuleras med tillämpning av vedertagen hydrologisk modellteknik utan att närmare specificera vilken modell. Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker 2.4.2Osäkra höjddata och översvämningskarteringar Brister i rikstäckande höjddatabas För att på ett noggrant sätt kunna kartlägga hur en översvämning kan drabba olika markområden fordras detaljerad kännedom om landskapets topografi. tillhandahåller en riks- täckande digital höjddatabas som ger höjdvärden för hela landet i ett 50 meters rutnät. En noggrannhet om högst 2,5 m geometriskt medelfel i höjd eftersträvas. Mer noggranna höjddata med ner till mindre än 0,15 m fel finns tillgängliga för vissa områden i landet. Det är särskilt för centrala delarna av vissa tätorter som sådana högkvalitativa höjddata finns, men även för vissa andra områden, t.ex. som avvattnar . Framtagning av högkvalitativa höjddata är ett omfattande och relativt tidsödande arbete. Några nya sådana data har inte kunnat tas fram inom ramen för utredningens arbete. har låtit ta fram översiktliga översvämningskarte- ringar också för och , och samt . I dessa översiktliga översvämningskarteringar har den rikstäckande höjddatabasen använts och man har med hjälp av denna och hydrauliska modeller i kartform beskrivit hur olika områden drabbas av en 100-årsnivå respektive en dimensionerande nivå. Vid de översiktliga översvämningskarteringarna har ingen hänsyn tagits till klimatförändringar. Inte heller har effekten av kraftiga vindar på stora sjöytor räknats med. Nya översiktliga översvämningskarteringar inom utredningen Inom ramen för arbetet med detta delbetänkande har nya översiktliga översvämningskarteringar som överensstämmer bättre med de vattennivåer som kan förväntas uppstå vid ett förändrat klimat och i en situation med stark vindpåverkan tagits fram. Vi har då tvingats använda oss av den rikstäckande höjddatabasen med förhållandevis stora medelfel. Erfarenheterna från en studie där resultaten av den översiktliga översvämningskarteringen av jämförts med en detaljerad sådan med medelfel Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker < 0,15 m (nr 98, 2005) visar dock att skillnaderna i totalt översvämmad yta i regel är mindre än . Lokalt kan dock stora avvikelser förekomma. Ett område som anses bli översvämmat enligt den översiktliga karteringen visar sig kanske i själva verket inte bli det med tillgång till bättre höjddata. Bedöm- ningarna av konsekvenser som redovisas i kapitel 3 och 4 är en blandning av bedömningar utifrån tillgängliga, respektive inom utredningen nyframtagna, översiktliga översvämningskarteringar samt tillgängliga mer detaljerade översvämningskarteringar. De slutsatser som vi drar om vilka objekt och verksamheter som drabbas bör därför användas med försiktighet i de enskilda fallen. Vi gör dock bedömningen att resultaten som helhet är represen- tativa och i huvudsak visar en riktig bild av vilka konsekvenser som kan väntas. 2.4.3Hantering av risk och sannolikhet Konsekvensbeskrivningarna och kostnadsberäkningarna i detta betänkande är baserade på beräkningar av troliga utfall för tempe- ratur och nederbörd till följd av ett förändrat klimat. Klimatsce- narierna är inte prognoser utan just scenarier, som beskriver trolig utveckling under vissa givna antaganden. Exakt vilka temperaturer och nederbördsmängder det förändrade klimatet faktiskt kommer att ge upphov till kan vi inte veta, men det går att tilldela sannolikheter till olika utfall. Beslutssituationer är vanligen behäftade med större eller mindre osäkerhet. Då det handlar om sannolikheter för ett visst negativt utfall brukar man tala om risk. De beslutskriterier man kan använda sig av i en sådan situation kan kategoriseras i teknologibaserade, rättighetsbaserade och nyttobaserade beslutskriterier (, 2000). Teknologibaserade kriterier innebär att man väljer att använda bästa möjliga teknik, utan att göra någon avvägning av kostnaden med investeringen gentemot den nytta den skapar eller den eko- nomiska livslängden hos investeringen. Detta leder sällan till bra beslut. Rättighetsbaserade kriterier bygger på att man vill begränsa risken till en viss nivå. Det kan vara vissa konsekvenser som anses oacceptabla för samhället, t.ex. att riskera att många människor förolyckas genom för låg säkerhet. I ett sådant fall kan man välja Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker att vidta åtgärder även om riskerna är små. Om man inte tar hänsyn till marginalkostnaderna och jämför med kostnaderna för att minska motsvarande risker i andra sektorer, kan man emellertid hamna i en suboptimering där samhällets resurser används ineffek- tivt. Rättighetsbaserade kriterier används bl.a. vid bestämning av dimensionerande flöde för kraftverksdammar, dvs. det flöde en dammanläggning konstrueras för att klara utan risk för allvarlig skada på dammen. Här anser man att konsekvenserna av att dammen brister är alltför stora för att detta ska kunna riskeras. Då görs ingen kostnadsnyttoanalys utan säkerhetsnivån sätts så att dammen ska klara ett värsta tänkbara scenario. Med nyttobaserade kriterier, såsom i kostnadsnyttoanalys, försöker man göra kvantitativa beräkningar av kostnad och nytta med tänkta åtgärder för att kunna jämföra olika projekt mot varandra och välja det alternativ som ger mest nytta för minst pengar. Detta är ett sätt att optimera användandet av samhällets resurser. Svårigheten i denna ansats är att kvantifiera och prissätta de ingående kostnaderna och nyttorna. Kostnadseffektivitetsanalys är en enklare variant där man bestämmer ett mål och sedan söker efter billigaste sättet att uppnå detta. Det kan sägas vara ett mellanting mellan rättighets- och nyttobaserade kriterier. Här använder vi oss av kostnadsnyttoanalys som en del av beslutsunderlaget. Ett värde på skadekostnaden tas fram genom att konsekvenserna av de två utfall som studeras – hundraårsnivå respektive dimensionerande nivå i de tre sjöarna – uppskattas och kostnadsbedöms. Eftersom det inte är hundraprocent säkert att utfallet ska inträffa, viktas skadekostnaden med sannolikheten för att det inträffar, för att få det förväntade värdet av att förebygga skadorna, riskvärdet. Det förväntade värdet av en investering som ska minska ska- dorna är dock inte detsamma som den förväntade nyttan (Solberger 2006). Den förväntade nyttan avspeglar inte bara riskvärdet utan också samhällets eller individens förhållande till risk. En riskavers person, eller riskogillare, föredrar en säkrare avkastning även om den är lägre, medan en riskgillare föredrar en högre risk om den ger möjlighet till högre avkastning. Riskaversion är den vanligaste inställningen, och antas därför ofta gälla även på samhällsnivå (Institut for miljövurdering 2006). Riskaversion kan också hanteras genom att utesluta vissa risktaganden från kostnadsnyttoanalysen och istället använda sig av kostnadseffektivitetsanalys, dvs. fastställa att vissa risker måste Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker förebyggas och endast försöka fastställa det billigaste och effek- tivaste sättet att förebygga dem på. Här har vi inte tagit hänsyn till riskaversion inom ramen för kostnadsnyttoanalysen, utan beräknar bara riskvärdet. Kostnads- nyttoanalysen är endast en del i beslutsunderlaget. Vid bedöm- ningen är det viktigt att väga in både samhällets inställning till risk samt värdet av att invänta större kunskap och nyare teknologi. För ett par fall görs ingen kostnadsnyttoanalys, utan rättighetsbaserade kriterier tillämpas. Det gäller risken för ras och skred i av ökad frekvens av höga flöden, samt risken för översvämning i med dess tunnelsystem och järnvägsspår, där konsekvenserna har ansetts så stora att det inte kan riskeras att de inträffar. 2.5Behov av forskning och utveckling Det finns ett starkt behov av att utveckla ny kunskap och ny metodik, både avseende hårda tekniska och mjuka icke-tekniska moment, för att främja arbetet med att minska översvämnings- risker i våra vattendrag och sjöar. Kunskapen måste ha en kvalifi- cerad vetenskaplig bas som länkas till beprövad teknisk-naturveten- skaplig och annan för ämnesområdet väsentlig erfarenhet. Planerade översvämningar av vissa markområden, t.ex. våt- marker, genom aktiva vattenbyggnadstekniska ingrepp av män- niskan är en möjlighet som i vissa fall kan användas för att minska konsekvenserna av översvämningar. I saknas i stor utsträck- ning kunskap om och erfarenhet av sådan teknik. Forskning och utveckling samt samordning av kunskap inom olika discipliner såsom vattenbyggnadsteknik, meteorologiska och hydrologiska prognosmetoder kan i vissa fall öka möjligheterna till att använda en sådan teknik för förebyggande av översvämningskonsekvenser . Vattendomar utgör samlade avvägningar mellan olika samhälls- intressen. Många av de gällande vattendomarna är många decennier gamla och har kommit till i då samhället väsent- ligen såg annorlunda ut och då andra prioriteringar gällde. Den vikt som läggs vid miljöaspekter är ett exempel där prioriteringarna ser annorlunda ut än då många av gällande vattendomar tillkom. I takt med klimatförändringarna kommer förändrade flöden i reglerade vattendrag att ändra förutsättningarna Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker för och risken för översvämningar. Mer kunskap, utvecklade och mer avancerade strategier för vattenreglering och vattenhushållning i våra vattensystem som bygger på en strävan att samordna dagens många olika samhällsintressen och som tar hänsyn till klimatför- ändringar behövs. Med dagens, ganska grova, rikstäckande höjddatabas är det svårt att exakt beskriva hur en översvämning breder ut sig i landskapet. planerar nu att ta fram en noggrannare höjddata- bas. Flera kommuner och andra aktörer har tagit fram mer detalje- rade höjddata för vissa begränsade områden. Det är väsentligt att nya bättre rikstäckande höjddata görs lätt tillgängliga för kommu- ner m.fl. som kan behöver dessa uppgifter för att förbättra sitt förebyggande arbete för att minska konsekvenserna av översväm- ningar. Ökade risker för höga flöden och översvämningar och därmed förknippade ökningar i sedimenttransport och erosion i ett för- ändrat klimat kan öka risker för ras och skred. Det är av vikt att kunskapen stärks om hur erosion, sedimenttransport, markvatten- halter mm kan ändras i ett förändrat klimat och hur detta kan påverka riskerna för ras och skred i olika delar av landet. , J., , S., och , G., (2006), Känslighetsanalys av riktlinjer i ett framtida klimat, . , , , , , J., (2006). Nivåer och flöden i och vattensystem Hydrologiskt under- lag till Klimat- och sårbarhetsutredningen, Reports Hydro- logy, RH20, . Elforsk (2005), Dimensionerande flöden för och små tillrinningsområden samt diskussion om klimatfrågan. Slutrapport från kommittén för komplettering av flödeskommitténs riktlinjer. Elforsk rapport 05:17. Institut for miljövurdering (2006), Risk and uncertainty in cost benefit analysis. (2002), Riskhantering vid skydd mot olyckor problemlösning och beslutsfattande. Yacoub , , , , , (2005). Detaljerad översvämningskarta för . Utgångspunkter, klimatförändringar och översvämningsrisker Ett projekt inom KRIS-GIS. Rapportserie Hydrologi nr 98. Solberger, M., (2006). Samhällsekonomisk värdering vid potentiella katastrofer. 3.1Beskrivning av området, verksamheter och tidigare översvämningar 3.1.1Mälaren och – geografi och klimat och är tredje och fjärde största sjöar. Deras gemensamma avrinningsområde är ca 22 650 km² (inklusive själva sjöarna) och sträcker sig från Bergslagen i väster till i (se Figur 3.1 och Tabell 3.1). Via avvattnas större delarna av , , samt södra delarna av och de norra delarna av . avrinningsområde är ca 4 045 km². Avrinningen sker via , som är det näst största enskilda biflödet till efter . är och passerar genom och före utloppet i . Ån rinner genom ett relativt flackt landskap med en total fallhöjd av . regleras genom Hyndevads- dammen uppströms i ån.