sou · GVB360d7 · 2008-01-01 00:00:00 — Bilaga B 14 SOU 2007:60 68 6 Analys skred och ras I detta avsnitt redovisas en bedömning av hur förutsättningarna för skred, ras och erosion kan komma att förändras i samband med en klimatförändring, i enlighet med de klimatscenarier som presenterats, samt en bedömning av konsekvenserna för den bebyggda miljön. De genomförda bedömningarna är översiktliga och bygger på befintlig kunskap och det någorlunda rikstäckande underlagsmaterial som funnits tillgängligt. De underliggande bedömningarna av jordrörelser (skred, ras, erosion och slamströmmar) har utarbetats inom en arbetsgrupp i samverkan mellan SGI, SGU, SRV, samt konsult. En utförligare presentation av detta arbete finns i Fallsvik et al. (2007). En bedömning av jordrörelser har gjorts i tre klasser: liten eller obetydlig förändring, ökning respektive minskning av benägenheten för erosion i vattendrag och sjöar, skred och ras, ravinutveckling, moränskred och slamströmmar. Inom områden som bedöms få en ökad benägenhet för skred och ras har inom en 100-meterszon från sjö, vattendrag och hav utförts en analys av bebyggelsen. Därefter har den berörda bebyggelsens ekonomiska värde beräknats. För övriga jordrörelser har det inte varit möjligt att göra motsvarande beräkning. Konsekvenser av kusterosion redovisas i kapitel 7. 6.1 Klimatets inverkan på skred, ras och erosion Den svenska naturen kännetecknas av stora variationer också inom korta avstånd och en noggrann beskrivning av förutsättningarna inom varje känsligt område har inte vart möjlig att utföra inom ramen för denna utredning. Resultaten kan därför endast utnyttjas för generella bedömningar av konsekvenser för hela landet eller regioner – inte för bedömningar kring enskilda områden. SOU 2007:60 Bilaga B 14 69 ningarna omfattar endast de områden som är kända problemområden redovisade på underlagskartor i Figur 6.16.4. 6.1.1 Landskap i förändring Landskapet är under ständig förändring. De geologiska processerna bygger upp och bryter ner landskapsformationer i ett gigantiskt geologiskt kretslopp. Dessa processer påverkar också markens egenskaper som grund för infrastruktur och bebyggelse. Förståelsen av hur de geologiska processerna uppträder och verkar är grundläggande för att också förstå klimatets påverkan på olika typer av jordrörelser och vilka konsekvenser det får för markens byggbarhet. Jordars sammanhållande egenskaper, eller hållfasthet, liksom benägenheten för olika typer av massrörelser, t.ex. jordflytning, slamströmmar, skred och ras, är starkt beroende av jordens inre fördelning mellan fasta partiklar, vatten och porgas. I grova jordar, friktionsjordar med partikelstorlek (gränsen mellan silt och sand), verkar friktionen som sammanhållande kraft, dvs. den direkta kontakten mellan partiklarna. Friktionskraftens storlek är beroende på det vattentryck som finns i jorden, det så kallade porvattentrycket. Jordrörelser i friktionsjord kan ske dels som långsamma sättningar eller förskjutningar genom omlagring eller krossning av de ingående jordkornen och dels som snabba ras i branter som överstiger rasvinkeln som vanligtvis är . I finkorniga jordar, främst lera men även silt och finkorniga moräner, verkar inte enbart friktionskraften mellan jordkornen utan också den molekylära attraktionskraften, kohesion, mellan de mycket små partiklarna. Jordrörelser i kohesionsjordar kan vara dels långsamma sättningar eller kryprörelser, dels snabba skred där sammanhållna sjok av jordmassor glider ut i en sluttning. I skredkänsliga områden med kvicklera, t.ex. och andra delar av , kan ett skred snabbt få stora konsekvenser för samhälle, infrastruktur, sjöfart, m.m. Anledningen är att kvicklera har egenskapen att vid störning förlora i stort sett hela sin hållfasthet och kan bli mer eller mindre flytande. Skred i kvicklera kan därmed växa och beröra stora områden. Erosionen nöter landskapet genom rinnande vatten, vind, vågor och glaciäris. I är det främst vattenerosionen som har Bilaga B 14 SOU 2007:60 70 praktisk betydelse för den bebyggda miljön. De mest erosionsbenägna jordarna är ensgraderade med en kornstorlek mellan finsand och mellansand (0,060,). Erosionsbenägenheten är begränsad i en månggraderad jord som består av många kornstorlekar, t.ex. morän. I månggraderade jordar leder påverkan av vatten till att de mest finkorniga fraktionerna i de ytligaste skikten spolas bort. Grövre fraktioner lämnas kvar i ytan och bildar en s.k. stenpäls, som har högre motståndskraft mot fortsatt erosion. Ett naturligt erosionsskydd bildas därmed. 6.1.2 Klimatets påverkan Nederbörd och temperatur påverkar grundvattennivån och därmed markens egenskaper som byggnadsgrund. De klimatscenarier som presenterats pekar på ökad nederbörd i stora delar av och detta får konsekvenser för markbyggandet. Ökat vattentryck i markens porer minskar hållfastheten hos de flesta jordar. Högre nederbörd kan också leda till ökad avrinning och erosion vilket i sin tur påverkar stabiliteten i sluttande terräng. En svårighet är dock att förutsäga den direkta grundvattenförändringen och inte minst grundvattentryckets genomslag på porvattentrycket i olika geologiska miljöer. Tillförlitliga modeller för prognostisering av framtida grundvattentryck och porvattentryck saknas. Resultaten av genomförda stabilitetsanalyser visar dock att stabilitetsförhållandena försämras på grund av ökade grundvatten- och porvattentryck i sluttande lerterräng och längs älvnipor (et al. 2005, 2006). De klimatbetingade faktorer som påverkar erosionen längs sjöar och vattendrag är främst höga vattenflöden, dels de extrema flödena som återkommer men som kan ställa till stor förödelse när de inträffar, dels de mer frekventa flödestopparna som står för den fortgående erosion som successivt kan leda till skador. Samma faktorer, dvs. extrema flöden till följd av långa perioder med hög nederbörd som mättat marken, samt intensiva regn som ger erosionsangrepp, bidrar också i hög grad till ravinutvecklingen i siltiga jordar. Även benägenheten för moränskred och slamströmmar påverkas av intensiva regn som kan vattenmätta jordlagren. Riklig nederbörd utdraget över sommarmånaderna, när marken är otjälad, ökar här förutsättningarna för moränskred och slamströmmar. SOU 2007:60 Bilaga B 14 71 Klimatscenarierna pekar på att nederbördsökningen blir störst , när vegetationen är i vila och avdunstningen låg. Detta ger hög markfuktighet och höga vattennivåer i sjöar och vattendrag. När sommaren sedan kommer sjunker vattennivån i vattendragen medan vattentrycket i marken sjunker långsammare och fortfarande kan vara förhöjt. När vattendragens mothållande effekt på så sätt minskar som vattentrycket i marken är högt ökar risken för skred ytterligare. Klimatet påverkar också landskapet genom vittring och frostsprängning i berg. Antalet frostcykler kan påverka benägenheten för bergras i en sluttning liksom den vittring som förekommer i bergets sprickor. Processerna har dock inte utretts och det har därför inte varit möjligt att i denna utredning framställa kartor över klimatförändringens konsekvenser för bergras. 6.2 Jordrörelsers påverkan av klimatförändringar 6.2.1 Bedömningsgrunder De översiktliga bedömningarna bygger på underlagsrapporten om jordrörelser i förändrat klimat (Fallsvik et al., 2007) och de klimatscenarier som utarbetats för Klimat- och sårbarhetsutredningen. Informationen har sammanställts i form av kartor som visar utbredningen av erosionsbenägna jordar, skred, ras och ravinutveckling i slänter i ler- och siltjordar samt moränskred och slamströmmar. Dessa underlagskartor har sedan sammanvägts med relevanta klimatindexkartor. Baserat på tillgängliga klimatindex har urval gjorts enligt tabell 6.1. Bilaga B 14 SOU 2007:60 72 Tabell 6.1 Influens på jordrörelser från utvalda klimatindex. Tabellen visar även bedömd influens från respektive klimatindex på de olika studerade jordrörelserna. Jordrörelse Påverkande förhållande klimatindex (defferenskartor) Differenskartans beteckning (Differens mellan 19611990 och 20712100) Influens, inbördes bedömd viktning Erosion Extrema flöden Frekvens av intensiva regn (>25 mm/dygn) DIFF_Precip_ nGT25_A2_E CHAM41 1 Flödestoppar Frekvens av hundraårsflöde Förändring i hundraårsflöde ECHAM/A22 1 Skred och ras i ler- och silt Portryck Avrinning Förändring i avrinning 1 slänter Erosion Erosion (enligt denna utredning) ECHAM/A23 Resultatkarta figur 1 1 Ravinutveckling Yttre och inre erosion Frekvens av intensiva regn (>25 mm/dygn) DIFF_Precip_ nGT25_A2_E CHAM41 1 Frekvens av hundraårsflöde Förändring i hundraårsflöde ECHAM/A22 1 Moränskred och slamströmmar Intensiva regn och ytmättnad Frekvens av intensiva regn (>25 mm/dygn) DIFF_Precip_ nGT25_A2_E CHAM41 3 Säsongsneder börd (sommar) DIFF_Rainfall _sum_A2_EC 1 Sommar nederbörd HAM4_RCA3 _JJA (juni, juli, augusti)4 Förklaringar: Scenario A2 innebär fortsatt utsläpp av koldioxid, från dagens /år till nära /. Beräkningar av avrinningen baseras på HBV-modellen, . 1 Förändring av antalet dagar med nederbörd (intensiv nederbörd) DIFF_Precip_nGT25_A2_ECHAM4, (differens och2071-2100), , . 2 Procentuell förändring i lokala flöden med återkomsttid från år 1961-1990 till 2071-2100. RCAO-E/A2 (m.fl. 2006). 3 Procentuell förändring i lokal avrinning i från 1961-1990 till 2071-2100, RCAO-E/A2, (m.fl. 2006). 4 Förändring av medelnederbörd juni, juli, augusti, DIFF_Rainfall_sum_A2_ECHAM4_RCA3_JJA (juni, juli, augusti), (differens mellan 1961 1990 och 2071-2100), , . SOU 2007:60 Bilaga B 14 73 De översiktliga bedömningarna bygger på en överlagring, eller sammanvägning, av befintliga underlagskartor och klimatindex, där hänsyn också tagits till bedömd inbördes vikt för respektive klimatindex. Indexkartornas relativt detaljerade skalor har delats in i tre klasser, markerade med +, 0 och - . På så sätt har det varit praktiskt möjligt att överlagra informationen från underlagskartorna. Resultaten presenteras i form av Resultatkartor i Figur 6.16.4. Ett översiktligt bedömningssystem har använts med skala enligt Tabell 6.2. Tabell 6.2 Bedömningssystem för förändring av frekvens för jordrörelser Förändring av respektive jordrörelses frekvens Symbol Beteckning på kartan Ökning + Ingen större förändring ± Minskning - Den valda modellen för hur jordrörelser påverkas av ett förändrat klimat är förenklad, och förutsätter t.ex. ett enkelt samband mellan avrinning, grundvattenbildning och porvattentryck. I en mera fullständig modell måste bl.a. hänsyn tas till lokal topografi och geologi. I arbetet har också antagits att det råder direkt samband mellan exempelvis ökad frekvens av intensiva regn och slamströmmar. Att dessa linjära förhållanden verkligen råder är dock ovisst. Det finns ett omfattande forskningsbehov beträffande vilka samband det finns mellan olika klimatfaktorer och deras konsekvenser i form av jordrörelser, bl.a. saknas kunskap om eventuella tröskeleffekter, där förhållandena kan förändras språngvis när t.ex. långa nederbördsperioder kombineras med intensiva regn. 6.2.2 Erosion i vattendrag och sjöar Områden med erosionsproblem längs vattendrag och sjöar i finns redovisade på SGU:s översiktliga karta över jordar med förutsättningar för erosion (Elhammer & , 2002). På kartan, som utnyttjats som underlag i detta kapitel, är endast erosion längs kusterna och vid samt utmed de större vattendragen markerade. Mellan de större vattendragen finns dock mindre vattendrag där det också finns erosionsproblem. Bilaga B 14 SOU 2007:60 74 om de översiktliga jordartsförhållandena (SGU:s jordartskartor) har därför sammanhängande områden avgränsats runt de områden som indikerats på SGU:s karta (Figur 6.1, uppe till vänster). Inom dessa områden finns dock delområden där erosionsproblem saknas, med grövre jordlager som morän och isälvsavlagringar samt berg . De klimatbetingade förändringar som påverkar erosionsbenägenheten är främst höga vattenflöden. Höga vattenflöden representeras i klimatindex av 100-årsflöden samt förändringen av intensiva regn. Som grund för bedömningarna har följande indexkartor utnyttjats: Förändring av antalet dagar med nederbörd (intensiv nederbörd) från år 1961-1990 till 207121005. Procentuell förändring i lokala flöden med återkomsttid till 207121006. Det bedömdes att dessa båda klimatbetingade förändringar har samma vikt för erosionsbenägenheten. Principen för sammanvägningen av data framgår av Figur 6.1. Resultatkartan (uppe till höger) pekar på att det främst i västra men även i delar av mellersta och norra kan förväntas ökad erosion beroende på mer nederbörd och därmed ökad avrinning. Bilden är dock splittrad. Trots ökad nederbörd kommer frekvensen av höga flöden i vattendragen att minska i de östra delarna av landet främst på grund av en förlängd och därmed utjämnad snösmältningssäsong. Därför kan problemen komma att bli oförändrade eller till och med minska i dessa delar av landet. Hänsyn har inte tagits till den effekt reglering av vattendrag innebär. På några ställen i gränsar röda områden, som indikerar ökade erosionsproblem, direkt till gröna områden, som indikerar minskade problem. Detta är effekter av att resultatkartan är översiktlig och gränsdragningen är ungefärlig. Kartan indikerar huvuddragen. 5 Förändring av antalet dagar med nederbörd (intensiv nederbörd) DIFF_Precip_nGT25_A2_ECHAM4, (differens och2071-2100), , . 6 Procentuell förändring i lokala flöden med återkomsttid från år 1961-1990 till 2071-2100. RCAO-E/A2 (m.fl. 2006). SOU 2007:60 Bilaga B 14 75 Utanför de markerade områdena finns även mindre områden med issjösediment som kan vara erosionskänsliga. Figur 6.1 Sammanvägning erosionsområden. Förändrad benägenhet för erosion längs vattendrag och sjöar på grund av förändring av hundraårsflöden respektive intensiva regn beroende på klimatförändring, avseende dagens situation (1961-1990) i förhållande till . Bedömningarna omfattar endast markerade områden. Underlagskarta – Områden med erosionskänslig jord (generaliserad från SGU 2002) Resultatkarta 1: Förändring av benägenheten för erosion p.g.a. klimatförändringen, avseende Vikt: ×1 Vikt: ×1 Procentuell förändring i lokala flöden med återkomsttid till 2071-2100 6 Förändring av antalet dagar med nederbörd (intensiv nederbörd) från år 1961-1990 till 2071-21005 Legend Ökning Ingen större förändring Minskning Bilaga B 14 SOU 2007:60 76 6.2.3 Skred och ras i ler- och siltslänter En generaliserad karta över frekvens av skred och ras i har sammanställts, se Figur 6.2, med utgångspunkt från SGU:s översiktliga karta Frekvensen av skred och ras i samt kompletterande uppgifter från hemsidan Skred och Ras (). Den klimatbetingade förändring som påverkar benägenheten för skred och ras i ler- och siltslänter är främst portrycksförhållandena som påverkas av fluktuationerna i grundvattenbildning och grundvattennivå. Indexkartor saknas för grundvattenförhållandena, men det bedöms att avrinningen, som till största delen består av grundvattenutflöde, kan tjäna som en indikator för grundvattennivå och porvattentryck. Följande indexkarta har utnyttjats. Procentuell förändring i lokal avrinning i 1990 till 207121007. Dessutom utgör erosion en viktig faktor. Därför har även resultatkartan från benägenhet för erosion utnyttjats som en indexkarta, dvs. Förändring av benägenheten för erosion på grund av klimatförändringen8 . Sammanvägningen framgår av Figur 6.2. Resultatkartan (uppe till höger) visar att benägenheten för skred och ras förväntas öka inom stora delar av landet. I vissa områden i östra och norra blir situationen mer eller mindre oförändrad och i några mindre områden har frekvensen minskat i förhållande till dagens situation. Anledningen till detta är minskad erosion på grund av minskad frekvens av extrem vattenföring i vattendragen och detta i sin tur beroende på förlängd snösmältningsperiod och därmed mera utjämnad vårflod i vattendragen. Enstaka grönmarkerade områden, som indikerar förväntat minskade skredproblem, gränsar direkt till röda områden, som indikerar ökade problem. Resultatkartan är dock översiktlig varför gränsdragningen är ungefärlig. Kartan indikerar huvuddragen. 7 Procentuell förändring i lokal avrinning i från 19611990 till 20712100, RCAOE/A2 (m.fl. 2006). 8 Från resultatkarta figur 6.1. SOU 2007:60 Bilaga B 14 77 Figur 6.2 Sammanvägning - områden med benägenhet för skred och ras. Förändrad benägenhet för skred beroende på klimatförändring, avseende dagens situation (19611990) i förhållande till perioden 20712100. Bedömningarna omfattar endast markerade områden. Underlagskarta – Områden med risk för skred och ras i områden med jordlager med lera och silt Resultatkarta – Förändring av benägenheten förskred och ras p.g.a. klimatförändringen, Hög Måttlig Låg Förekomster av skredärr, från , i morän Legend Ökning Ingen större förändring Minskning Klimatindexkarta Vikt: xl Vikt: xl Resultatkartan från Figur 6.1. Förändring av benägenheten för erosion p.g.a. klimatförändringen. Procentuell förändring i lokal avrinning i från 1961-1990 till 2071-21007. Underlagskarta – Områden med risk för skred och ras i områden med jordlager med lera och silt Resultatkarta – Förändring av benägenheten förskred och ras p.g.a. klimatförändringen, Hög Måttlig Låg Förekomster av skredärr, från , i morän Legend Ökning Ingen större förändring Minskning Klimatindexkarta Vikt: xl Vikt: xl Resultatkartan från Figur 6.1. Förändring av benägenheten för erosion p.g.a. klimatförändringen. Procentuell förändring i lokal avrinning i från 1961-1990 till 2071-21007. Bilaga B 14 SOU 2007:60 78 6.2.4 Ravinutveckling För att avgränsa områden i med benägenhet för ravinutveckling har SGU:s översiktliga jordartskarta samt två inventeringar av befintliga svenska ravinlandskap studerats, (1986 och 1990). Förutsättningar för ravinutveckling finns i områden som domineras av jordlager av silt samt av olika sammansättningar av lera, silt och sand, (Figur 6.3 uppe till vänster). Ravinbildningar finns även i brantare slänter där jordlagren huvudsakligen består av morän. Ravinutvecklingen inom dessa områden innefattats i bedömningarna för moränslänter (Figur 6.4). De klimatbetingade förändringar som påverkar benägenheten för ravinutveckling är främst höga flöden och vattenindränkta jordlager samt intensiva regn som temporärt ger kraftig erosion. På motsvarande sätt som för erosion valdes klimatindex intensiva regn respektive100-årsflöden: Förändring av antalet dagar med nederbörd (intensiv nederbörd) till 207121009. Procentuell förändring i lokala flöden med återkomsttid till 2071210010. Bedömningen är att dessa klimatbetingade förändringar har samma vikt för erosionsbenägenheten. Sammanvägningen framgår av Figur 6.3. Resultatkartan visar att och de västra och de södra delarna av och delar av mellersta och norra finns områden där benägenheten för ravinutveckling kommer att öka beroende på ökad nederbörd och därmed ökad avrinning. Detta förväntas medföra ökad frekvens av ytmättnad med ytlig avrinning och erosion som följd men också ökad grundvattenbildning och ökad inre erosion. Bilden är dock splittrad. Trots ökad medelnederbörd kommer frekvensen av höga flöden att minska i delar av Norrlands kustland och i främst på grund av en utjämnad snösmältningssäsong. Därför kan problemen med ravinbildning komma att bli oförändrade eller till och med minska i dessa delar av 9 Förändring av antalet dagar med nederbörd (intensiv nederbörd) DIFF_Precip_nGT25_A2_ECHAM4, (differens och 2071-2100), , . 10 Procentuell förändring i lokala flöden med återkomsttid från år 1961-1990 till 2071-2100. RCAO-E/A2 (m.fl. 2006). SOU 2007:60 Bilaga B 14 79 landet. I begränsade områden längs finns röda delområden, som indikerar ökade ravinbildningsproblem, i nära anslutning till gröna delområden, som indikerar minskade problem. Detta är effekter av att resultatkartan är översiktlig och gränsdragningen är ungefärlig. Kartan indikerar huvuddragen. Bilaga B 14 SOU 2007:60 80 Figur 6.3 Sammanvägning, områden med benägenhet för ravinutveckling. Förändrad benägenhet för ravinutveckling på grund av förändring av hundraårsflöden respektive intensiva regn beroende på klimatförändringen fram till perioden 20712100. (Ravinbildningar finns även i andra delar av landet där jordlagren huvudsakligen består av morän. Ravinutveckling inom dessa områden har innefattats i jordrörelser i moränslänter Figur 6.4.) Vikt: ×1 Vikt: ×1 Legend Ökning Ingen större förändring Minskning Procentuell förändring i lokala flöden med återkomsttid till 2071-210010 Förändring av antalet dagar med nederbörd (intensiv nederbörd) från år 1961-1990 till 2071-21009 Klimatindexkartor Erosionskänsliga jordlager: Huvudsakligen silt Olika sammansättningar av lera, silt och sand SOU 2007:60 Bilaga B 14 81 6.2.5 Moränskred och slamströmmar För att avgränsa områden i med benägenhet för moränskred och slamströmmar har resultatet från SGI:s och (2003) översiktliga kartering av stabilitetsförhållandena i moränslänter använts som underlag. Områden med topografiska förutsättningar för moränskred och slamströmmar har markerats, Figur 6.4 (uppe till vänster). De klimatbetingade förändringar som påverkar benägenheten för moränskred och slamströmmar är främst stor och varaktig nederbörd , men särskilt stor inverkan har intensiva regn. kan stor nederbörd ge vattenindränkta jordlager i hög terräng. Inträffar då ett intensivt regn kan inte jordlagren absorbera mera vatten. Vattnet rinner av över markytan och ner till bäckar och åar. I sänkor kan även nya vattendrag bildas temporärt. Allt detta avrinnande ytvatten kan skapa kraftig erosion som utlöser skred och kan dra med sig jordmassor så att en slamström bildas. För bedömning av moränskred och slamströmmar valdes därför indexkartor för förändring av antalet dagar med intensiva regn samt nederbördsförändring : Förändringen med nederbörd (intensiv nederbörd)11. Förändring av medelnederbörden , juli och augusti12. Vidare bedömdes att dessa båda klimatbetingade förändringar inte har samma vikt för erosionsbenägenheten. Det bedömdes att intensiva regn hade större vikt än säsongsnederbörden . Den sammanvägda resultatkartan, Figur 6.4 (uppe till höger), pekar på att det i norra fjälltrakter, i större delen av södra och norra samt i Jönköpingstrakten kan förväntas att benägenheten för moränskred och slamströmmar ökar beroende på ökad nederbörd och högre frekvens av intensiva regn och därmed ökad erosion. 11 Förändring av antalet dagar med nederbörd (intensiv nederbörd) DIFF_Precip_nGT25_A2_ECHAM4, (differens mellan 19611990 och 20712100), , . 12 Förändring av medelnederbörd juni, juli, augusti, DIFF_Rainfall_sum_A2_ECHAM4_RCA3_JJA (juni, juli, augusti), (differens mellan 19611990 och 20712100), , . Bilaga B 14 SOU 2007:60 82 I norra inland kan dock situationen förväntas bli i stort sett oförändrad främst beroende på att frekvensen av intensiva regn inte förändras i någon högre grad. Figur 6.4 Sammanvägning områden med benägenhet moränskred och slamströmmar. Förändrad benägenhet för moränskred och slamströmmar på grund av klimatförändring, avseende dagens situation (19611990) i förhållande till perioden 20712100. Bedömningarna omfattar endast markerade områden.