HazardSupport: Skyfall i Karlstad

I ett av HazardSupports delprojekt har vi studerat problematiken kring olika typer av översämningshot i Skåre ett bostadsområde norr om Karlstad. Skåre har drabbats av översvämningar från Klarälven och man vill veta hur hotet ser ut i framtiden.

Arbetet inom HazardSupport startade med samtal mellan forskare på SMHI och lokala representanter för Karlstad kommun. Tidigt identifierades fokusområdet Skåre norr om Karlstad som är ett samhälle under utbyggnad, men som påverkas kraftigt av översvämningar från Klarälven. Risken för området är uppenbar vid en extrem situation i älven, med påverkan på samhällsfunktioner och viktiga skyddsobjekt.

Karlstad kommun har historiska erfarenheter från översvämningar genom sitt läge i Klarälvens delta vid Vänerns norra strand. Större översvämningar inträffar som följd av höga flöden i Klarälven vid kraftig vårflod, samt vid höga vattenstånd i Vänern. Kommunen har jobbat mycket med översvämningsfrågor och kunde tidigt identifiera återkomsttider som de planerar sitt arbete från, och det fanns även översvämningskartor att utgå från.  Studien har utförts i tre delar, där resultatet av varje del har varit en del i definitionen av nästa steg.

Den första delen av studien utgick från existerande resultat för höga flöden i Klarälven och Skårenoret vid Skåre från de så kallade Länsanalyserna . De visar på en nedåtgående trend mot slutet av århundradet för Klarälvens 200-årsflöde, medan Skårenoret visar på relativt stabila förhållanden (se figur 3) Anledningen till de olika resultaten för de två avrinningsområdena är att Klarälvens högsta flöden uppstår vid kraftig snösmältning och resulterande vårflod, medan Skårenoret når sina högsta flöden i samband med höststormar. Medan snömängden väntas minska på grund av kortare kall säsong i framtiden, så väntas nederbörden öka, vilket förklarar förändringarna.

Översvämning Skåre
Figur 3. Skåre med omnejd. (vänster) Lantmäteriets topografiska karta med stadsbyggnad markerat för bostads- (beige) och industriområden (grå). Skårenoret rinner in i området från väster och har sitt utlopp i Klarälven. (höger) Hydraulisk beräkning av översvämmat område under 100- (blå) och 200-års (mörkblå) återkomstnivåer med höjd tagen för framtida höga utsläppsscenario RCP8.5 mot slutet av århundradet. Normal utbredning av vattendrag är markerat i ljusblå färg. Den högra bilden är ett utsnitt från sida 37 i MSB (2017).

Skyfall kan väntas bli mer extrema och medianökningen i den senaste Skyfallsrapporten visar på ca 10 % till 40 % kraftigare skyfall i framtiden. Utifrån detta definierades del 2 av studien till att studera eventuella konsekvenser av en planerad vall mot Klarälvens strand längs Stodene-Skåre som effektivt avhjälper Klarälvens högsta nivåer. Kommunen ville veta hur denna lösning fungerade med kombinationer av höga flöden i Skårenoret och skyfall. Hydraulisk modellering av området visade att skyfall är ett mindre problem än Klarälvens vårflod, och kan avhjälpas med tillräcklig dimensionering av dagvatten (se figur 4).

Men, vad blir utfallet om flera allvarliga naturliga katastrofer inträffar samtidigt, eller i kombination med fallerande samhälleliga funktioner? Det är ofta dessa fall som ger de allvarligaste konsekvenserna, men hur kan man förbereda sig för det? I den sista delen av fallstudien har vi börjat titta på multipla extremer i en avgränsad studie för Skåre, nämligen kombinationen av höga flöden i Skårenoret och skyfall över Skåre eftersom detta skulle kunna vara händelser där extra mycket vatten blir instängt bakom den planerade vallen.

Hydraulisk simulering Skåre
Figur 4. Hydraulisk simulering av maximalt översvämmat område under högt flöde i Skårenoret tillsammans med dagens 6h-skyfall, samt förväntade framtida påverkan av 1h- och 6h-skyfall genom att multiplicera en klimatfaktor på 1,25 till skyfallets volym.

Frågan är om det är sannolikt att de här extremerna inträffar samtidigt. Fördelningen över året skiljer sig markant med skyfall i perioden maj till september med en topp i juli-augusti, medan flödena i Skårenoret inträffar utspritt över hela året, men är främst koncentrerade till oktober-november och januari-februari. Rent statistiskt är det alltså möjligt att de två typerna av extremer sammanfaller, om än osannolikt. Däremot om man tittar på vilka typer av atmosfäriska cirkulationssystem som extremerna är knutna till kan man se att att båda extremerna uppstår i samband med luftmassor från antingen kontinentala Östeuropa som tar med sig fuktig luft från södra Östersjön, eller med luftmassor med fuktig och varm luft från Frankrikes Atlantkust. Det är ganska vanliga händelser och de kan påverka området flera dagar i följd. Det är alltså även fysikaliskt möjligt för sekvenser av dessa extremer att uppstå i området, men mer data behövs eftersom detta handlar om sällsynta händelser.