Usikkerhet. Hvor kan vi bygge og hvor kan vi bo? Seminaret Klima og Miljø: Lokale og regionale planutfordringer. Gardermoen 28.januar 2010. Lars Andreas Roald med bidrag fra Eli K. Øydvin, Turid Bakken Pedersen og Deborah Lawrence Norges vassdrags- og energidirektorat
Innledning Flom og flomberegning i Norge Hvilke flomtyper kan forventes i ulike deler av Norge Farekartlegging som grunnlag for arealplanlegging Hva kan klimaendringer føre til for endret flomrisiko Havvannstigning 2
Flomtyper (etter årsak) Snøflom bare snøsmelting kombinert snø/regnflom Regnflom som følge av langvarig regnvær som følge av skybrudd Isgangsflommer Jökullhlaup Flom som skyldes ras/oppdemning Flom kombinert med stormflo 3
Byer ved større elver Der større og middels store elver renner gjennom byen eller byen ligger ved en innsjø, kan flom i hovedelva også føre til flomproblemer i tillegg til lokale regnflommer i tettbebyggelsen. Sarpsborg, Moss, Lillestrøm, Hamar, Drammen, Hønefoss, Kongsberg, Larvik, Skien, Notodden, Rjukan, Arendal, Kristiansand, Mandal og Trondheim. 4 Strandgaten i Hamar i 1860
Snøsmelteflommer De store vårflommene kommer ofte gradvis, dekker ofte store områder og har gjerne stort volum. De skyldes snøsmelting ofte i kombinasjon med noe regn. Flomforløpet kan modifiseres gjennom manøvreringen av magasinene i regulerte vassdrag. 5
1913 1916 1919 1922 1925 1928 1931 1934 1937 1940 1943 1946 1949 1952 1955 1958 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 Vannføring (m3/s) Kraftutbygging har redusert flomstørrelsen i regulerte elver Største årlige vannføring (regulert) og tilsig ved 12.68 Døvikfoss i Drammenselva 1912-2004 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 År Regulert Tilsig Lineær (Regulert) Lineær (Tilsig) 6 En sammenlikning mellom observert (regulert) vannføring og beregnet tilsig i Numedalslågen ved Kongsberg etter 1920 for de største vår- og høstflommene viser: Vårflom: 55 79 % Høstflom: 77 95 % av toppverdien av naturlig (uregulert) vannføring
19. jan. 21. jan. 23. jan. 25. jan. 27. jan. 29. jan. 31. jan. 2. feb. 4. feb. 6. feb. 8. feb. 10. feb. 12. feb. 14. feb. 16. feb. 18. feb. 20. feb. 22. feb. 20. jan. 21. jan. 22. jan. 23. jan. 24. jan. 25. jan. 26. jan. 27. jan. 28. jan. 29. jan. 30. jan. 31. jan. 1. feb. 2. feb. 3. feb. 4. feb. 5. feb. 6. feb. 7. feb. Nedbør (mm) Vannføring (m3/s) Precipitation (mm) Discharge (m3/s) Vinterflommer nær vestkysten Krinsvatn 1932 Krinsvatn 2006 1932 1957 2006 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 300 250 200 150 100 50 0 160 140 120 100 80 60 40 20 0 400 350 300 250 200 150 100 50 0 Momyr Dato Krinsvatn Momyr Date Krinsvatn Fosen 31.januar 2006: 296 mm regn på 3 døgn Fosen 28.januar 1932: 281 mm regn på 3 døgn Foto: NVE 8 Slike flommer forverres om det er tele i bakken.
Det verst tenkelige i Sørøst-Norge Lavtrykk fra sørøst gav ekstremflom i Tyskland i 2002 og som nådde oss i 1789 med Storofsen! Flommene i august 1938 og i Gaula og Orkla i august 1940 skyldtes svakere lavtrykk av denne sorten. 10 Skade i Tyskland: 24-25 mrd. Euro (Kilde: BFG)
Avtak etter Storofsen i Vågå og Lom Finna 25-50 50 33-75 Bøvra 75 38 31 38 36 Visa 50-94 25-92 20 17 26 44 33-67 78 11 12-29 33 19-75 17 25 45 50-61 5017 23 33 39 21-67 22 35 40 10 22-42 37 33-64 11-63 33-83 30-67 38 20-30 75 33 17-33 25-38 48-83 Nugga 17-40 21 28-39 35 20-33 Lom/Skjåk: Skade for 69.285 riksdaler på 136 gårdsbruk 335 hus ødelagt, 121 skadet, 13 mennesker omkommet 2 hester, 36 storfe og 129 småfe, 717 mål åker ødelagt, 337 mål skadet, 1541 mæling eng ødelagt, 301 skadet Vågå: Skade for 119.659 riksdaler på 155 gårdsbruk 1082 hus ødelagt, 208 skadet, 24 mennesker omkommet 6 hester, 60 storfe og 360 småfe, 1790 mål åker ødelagt, 1898 skadet, 828 mæling eng ødelagt, 828 skadet 44 42 8 17-33 41-43 17 75 69 75-86 Sjoa 40 96 33 Lalm 75 50 33 18 2533 56 6758 75 36-67 Otta 67 78 50 100 25 90 83 7 80 84-89 50 40-83 25-69 60 33-38 67 80 67-83 100 67-7383 48-59 67 34-67 67 61 75 89 17 83 50 33 63 63 33 81 50 50 63 80 67
12 Skybrudd i bratt terreng kan utløse stygge flomskred. I 1927 falt det 134 mm på et døgn i Rjukan. Det utløste rundt 250 skred i Tinn. Skadene i Rjukan var store, og det var også flomskade nedover i vassdraget til og med Skien.
Gøystdal 1858,1927 FLOM OG FLOMSKRED I TINN Gausetbygda 1752,1879 Mår Gøyst 1879 1858,1879 Atrå krk. 1822 1860 Austbygdåi 1752 1789,1792,1927 Husevolldalen 1858,1927 Håkådalen 1927 1879,1927 Mæl krk. 1752,1927 1736 Rollag 1670,1858 1860 1927 1927 1927 Rjukan 1670 1927 Måna 1927 (7 ras) Gaustablikk Andordalen 1858 13
1719 1743 1860 1879 1927 1934 1938 1940 1953 1987 2003 2007 Mange store nedbør- og flomhendelser skyldes varm og fuktig luft fra sørvest 14
Kan rester av tropiske orkaner nå Sørlandet? 1986: Charley stoppet opp i Nordsjøen og gav opp til 115 mm regn på kysten mellom Risør og Arendal 28.august. 16
27. sep. 29. sep. 1. okt. 3. okt. 5. okt. 7. okt. 9. okt. 11. okt. 13. okt. 15. okt. 17. okt. 19. okt. 21. okt. Nedbør (mm) Vannføring (l/s km2) Jordskred i Bergen tok tre liv 14.sept. 2005. Flommen var 50 % større i 1953 da det falt 311 mm på 24 timer. Ekstremværet Loke inntraff i nov.2005 også med tap av liv. 1. Foto: Bergens tidende 2. Kilde: NVE/met.no 3. Kilde: www.senor ge.no 4 and 5. Foto: Jørpeland kommune 1 180,0 3500 160,0 3000 2 140,0 120,0 2500 100,0 2000 Samnanger 80,0 1500 Røykenes 60,0 1000 40,0 20,0 500 0,0 0 Grosswetterlagen: HM Lamb indices: SW,ASW 3 4 5 17
Tettsteder på elvesletta der masseførende tverrelver møter hovedelva i dalfører med bratte lier er sårbare når flommen slår til! Vågåmo i 1938 Tretten i 1995 18
Flom i Norge hva skiller flom i byområder fra andre nedbørfelt? 19 Urbane områder er små sammenliknet med de fleste nedbørfeltene vi har lange måleserier for. Kortvarige intense nedbørhendelse blir mer kritiske enn om de skjer i større naturlige felt. Varigheten av flomtoppen er kort, noe som stiller krav til hyppigheten av målingene. Når er nedbørfelt urbaniseres, øker andelen av tette flater. Dette forsterker flomstørrelsen betydelig sammenliknet med naturlige nedbørfelt. Dreneringsforholdene endres i nedbørfeltet gjennom utbygging av ledningsnettet. Dimensjonering og vedlikehold av ledningsnettet har stor betydning for mulige flomskader. De fleste byene ligger nær kysten og kan derfor også rammes av stormflo.
08:14 08:22 08:30 08:38 08:46 08:54 09:02 09:10 09:18 09:26 09:34 09:42 09:50 09:58 10:06 10:14 10:22 10:30 10:38 10:46 10:54 11:02 11:10 11:18 11:26 11:34 11:42 11:50 mm/min m3/s Største spesifikke flomvannføring målt i Norge er målt i Vestre Vika i Oslo! Vestre Vika 10.sept. 1975 2,5 1,000 0,900 2 0,800 0,700 1,5 0,600 0,500 1 0,400 0,300 0,5 0,200 0,100 0 0,000 20 Nedbør Kl Vannføring
Prosent av toppverdi Data med høy tidsoppløsning er ekstra viktige i byområder Vannføring som funksjon av varigheten for flom på to stasjoner i Oslo 120 100 80 60 40 20 0 Toppverdi 5 min 15 min 20 min 30 min 1 time 3 timer 6 timer 12 timer 1 døgn Varighet V.Vika 1975 Vestli 1987 21 Med stor andel av tette flater kreves minuttoppløsning i målingene for å få med flomtoppen.
Oversikt over naturskader i Osloregionen i 1987 i hovedsak som følge av uværet 16.- 17.oktober. Skred Storm Flom Stormflo Totalt Akershus 591.600 12.163.057 81.422.793 8.449.611 102.627.061 Oslo 160.000 7.716.080 20.947.111 7.342.689 36.165.880 Buskerud 57.380 4.609.177 22.993.674 23.004.566 50.664.797 Sum 808.980 24.488.314 125.363.578 38.796.866 189.457.738 24 1988-kroner
1892 1895 1898 1901 1904 1907 1910 1913 1916 1919 1922 1925 1928 1931 1934 1937 1940 1943 1946 1949 1952 1955 1958 1961 1964 1967 1970 1973 1976 1979 1982 1985 1988 1991 1994 1997 2000 2003 2006 Vannføring (m3/s) Grunnlaget for flomberegninger Observasjoner av vannstand på aktuelt sted over en rekke år Måling av sambandet mellom vannstand og vannføring ved stasjonen basert på samtidige målinger 700 600 500 400 300 200 100 0 Observert flomvannfløring i Vosso 1892-2008 Observert 9-år 27-år 25 Forutsetning: At dataserien er stasjonær, dvs at det ikke har skjedd systematiske endringer over tid i nedbørfeltet eller i målemetode.
Usikkerhet i flomberegning: valg av fordelingsfunksjon og beregningsmetode Beregnet 200-års flom for Vosso varierer mellom 598 og 635 m 3 /s som svarer til en vannstandsforskjell på 28-30 cm ved Bulken avhengig av valgt fordelingsfunksjon og periode av vannføringskurven. 26
1892-1921 1895-1924 1898-1927 1901-1930 1904-1933 1907-1936 1910-1939 1913-1942 1916-1945 1919-1948 1922-1951 1925-1954 1928-1957 1931-1960 1934-1963 1937-1966 1940-1969 1943-1972 1946-1975 1949-1978 1952-1981 1955-1984 1958-1987 1961-1990 1964-1993 1967-1996 1970-1999 1973-2002 1976-2005 Vannføring (m3/s) Usikkerhet i flomberegninger: Hvor lange dataserier er nødvendig for å få stabile verdier for dimensjonerende flom? Beregnet 200-år flom varierer mellom 505 (1919-1948) og 689 m 3 /s (1945-1974) som svarer til 144 152 cm forskjell i vannstanden ved Bulken når 30 år er grunnlaget for beregningen. 1000 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Flomvannføring i Vosso beregnet ut fra 30- års tidsvinduer av målingene 100 200 500 1000 1918 1743 27 Beregnet ut fra 60 års vinduer synker avviket til 35 49 cm og ut fra 90 års vinduer til 16-17 cm.
Forebygge kartlegging av flomfare Manns minne er kort! Kart er et visuelt og slående virkemiddel Farekart er et verktøy underlag for beredskap og arealforvaltning av fareområder 28
Detaljert flomsonekartlegging, NVE Pågått i 10 år, kartlagt ca 120 strekninger Detaljkartlegging av vassdrag med stort skadepotensial Kystområder: Sjø pr i dag ikke NVEs forvaltningsområde Stormflo kartlagt der elv har utløp i sjø 29
NVEs flomsonekart 30 Hva som dekkes: Utvalgte strekninger ut fra skadepotensial Vannlinjer: 10- til 500-årsflom, Hovedkart: 200-årsflom Sikkerhetsmargin 30-50 cm (dekke opp usikkerhet) Basert på observasjoner i vassdrag, ikke scenarioer for klimaendring Beregnet stormflo. Ikke tillegg for havstigning, framtidig endring i stormflo, bølger ol. Ikke kartlagt flomfare knyttet til; Forhold i sidebekker og gjentetting Masseførende flommer Overvann
31
32 Flomdybdekart
Forebyggende arealplanlegging NVE: Kommunene er ansvarlig NVE yter bistand Kunnskap om farene en forutsetning kartlegging tilpasset plannivåene Retningslinjer Uttalelser til planer, innsigelse Rådgivende 33
Foreløpig flomrisikoanalyse (del 1) Kartlegging av risiko (risikoanalyse) Aktsomhetskartlegging (potensielt flomutsatt) Konsekvenser: Utsatte verdier må vektes Resultat fra risikoanalyse (GIS) Kart som viser potensielle flomområder ut fra grad av risiko (f.eks lav / betydelig risiko) Områder som framkommer med potensiell risiko av betydning skal i prinsippet kartlegges mer detaljert (del 2) 34
35 Aktsomhetskart flomfare Eksempel
Anbefalte sikkerhetsnivå - oversvømmelse og isgang Sikkerhetsnivåene som angis for skred (TEK) og flom (NVE 1/2008) utfyller kravet om tilstrekkelig sikkerhet, jf. pbl 68 Sikkerhetsklasse Arealbruk, bygg, anlegg Største nominelle årlige sannsynlighet sikkerhetsnivå F 1 Garasjer, lagerskur 1/20 F 2 Boliger, hytter, industri, kontor, 1/200 36 F 3 Sykehus, beredskapsinstitusjoner, < 1/1000
Helhetlig tilnærming NVEs modell Oppdrag NVE: Forebygging av skader som følge av flom i vassdrag. Nytt 2009: Forvaltningsansvar for skred (unntatt vei/jbane) i et endra klima Kommunen, utbygger har Ansvaret Arbeidsområder: Kartlegging Arealplanlegging Sikring Kompetanse Ressurser Overvåking/ Varsling Beredskap og krisehåndtering NVE yter Bistand 37
Klimaendring Klimaendringer Økningen i konsentrasjonen av drivhusgasser Globale modeller Nedskalering Hydrologiske modeller Usikkerhet i prediksjonene Hva kan leses ut av framskrivningene Temperatur og betydningen for snødekket Nedbørfordelingen og avhengigheten til den storstilte sirkulasjonen 40
Hva sier framskrivningene for Norge? Høyere temperatur, mest om vinteren. Mer vinternedbør, særlig i fjellet. Til dels tørrere somre. Redusert snømagasin og vesentlig kortere varighet av snødekket i lavlandet. Tidligere flomtopper som følge av snøsmelting. 41
42
Endring (%) Eksempel på beregnete endringer i flomstørrelse for kystnære elver på Sørlandet Endring i 50-årsflommen fra 1961-1990 til 2071-2100 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0-50,0-100,0 HA2 HB2 EB2 HA2 HB2 EB2 HA2 HB2 EB2 HA2 HB2 EB2 HA2 HB2 EB2 44 Årlig Vinter Vår Sommer Høst Fiskum Orsjoren Møsvatn Gjerstad Austenå Årdal Sandvatn Hetland
Vannføring (m3/s) 900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400 350 300 250 200 150 100 Viksvatn - 83.2 IS92a ECHAM4/OPYC3 NorClim/HIRHAM 25x25 km Nedskalering - 'Empirical Adjustment' til 1 x 1 km 1981-2010 GEV fra aarsmaks 2021-2050 GEV fra aarsmaks 2021-2050 Hendelser 1981-2010 Hendelser Framtidens 30-års flom X 1 10 100 1000 Gjentaksintervall (år) X I dags 200-års flom I dagens (1981-2010) 200-års flom er framtidens (2021 2050) 30 års flom Usikkerhet i tilpasning av ekstremverdifordeling (GEV) er vist med stiplet linjer Men: Bare en klimaframskrivning (ECHAM/NorCLIM HIRHAM med IS92a utslipp) er brukt; 45 andre framskrivninger kan gi forskjellige resultater og må vurderes
46 Kilde: Deborah Lawrence
Klimaprojeksjon Endring i middelflom mellom 1961-1990 og 2071-2100 - 10% - 53% - 69% 37% 29% 13% 0% XX % Forventet endring XX % 5 to 95% 27% 19% 11% - 31% - 39% 47 Lawrence et al., 2008
Høyde Betydningen av økt temperatur i bratte felt på Vestlandet og i Nord-Norge. En forutsetning for flom er at store deler av nedbørfeltet bidrar til flommen (samtidighet). Under store nedbørtilfeller om vinteren faller nedbøren som snø i store deler av bratte nedbørfelt selv om det regner i nederst. 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 Høydefordeling i tre nedbørfelt i Nordland 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 Prosentandel av nedbørfeltet Krinsvatn Vassvatn Strompdal En temperaturøkning på 3 C svarer til at snøgrensen heves 500 m. Dette betyr at nedbøren faller som regn i storparten av feltet. Høst Flom Vinter Høst Nedbør Vinter 48 Dette gir større vinterflommer i slike felt selv om nedbøren ikke øker. Sommer Vår Sommer Vår
Havstigning og stormflo Foto manipulation (Tor Sponga) 51
Havnivåstigning Termisk ekspansjon Smelting av isbreer på land Grønland Antarktis Stormflo Vannstandshevning pga lavt lufttrykk Vindoppstuvning 52
Dagens landheving i Skandinavia (mm/år) 9 0 4 53 Ekman og Mäkinen (1996)
1914 1917 1920 1923 1926 1929 1932 1935 1938 1942 1945 1948 1951 1954 1957 1960 1963 1966 1969 1972 1975 1978 1981 1984 1987 1990 1993 1996 1999 2002 cm Havvannstand i Oslo 200 150 100 50 0-50 -100-150 Kilde: Sjøkartverket År Maksimum Minimum Middel Kilde: met.no 54
55
Det er laget daglige dataserier for alle tettsteder i hver av landets kommuner for: Temperatur Nedbør Avrenning Snømagasin Seriene gjelder observasjoner Kontrollserier 1961-1990 Scenarieserier 2071-2100 56
57
Hva kan skje med ekstremene i Norge Færre snøflommer i store vassdrag Alvorligere regnflommer 58 Flere skred Flere sommertørker
I NVE arbeider nå en gruppe med å definere en klimatilpasningstrategi innen etatens forvaltningsområder. (Mer informasjon finnes på www.nve.no) Takk for meg. 59