Ta hänsyn till klimatförändringen

Idag beräknas dimensioneringsunderlag för byggande i vatten genom frekvensanalys av befintliga hydrologiska mätserier. Dessa mätserier kan vara så långa som upp emot 100 år eller ännu längre.

Serierna innehåller information om hur de hydrologiska förhållandena har varit och dimensioneringsunderlagen som baseras på dessa kommer följaktligen att gälla för en period som redan har passerat.

En nyligen genomförd analys av SMHIs meteorologiska mätserier, där åren 1991-2005 jämförts med den meteorologiska standard-normalperioden 1961-90, visar på att det har blivit varmare och på de flesta platser i landet även nederbördsrikare. Ett resultat som visar på att växthuseffekten kan ha börjat spela en allt större roll i vårt klimat och som även understryker rimligheten i resultaten från klimatscenarierna.

Traditionell frekvensanalys av hydrologiska mätserier bygger på antagandet att klimatet är stabilt och att framtidens flöden har samma statistiska egenskaper som de vi har observerat och lagrat i våra tidsserier. Detta gör att resultatet kan ifrågasättas om klimatet inte är stabilt. Mot denna bakgrund och mot det faktum att såväl temperaturförhållanden som nederbördssituationen förändras i ett framtida klimat är det viktigt att vid dimensioneringsberäkningar även ta hänsyn till systemets känslighet för klimatförändringar. Detta är speciellt viktigt om konstruktionen förväntas ha en livslängd på 100 år eller längre.

Definitioner av vattenflöden

HHQ100, HHQ50 - Högsta Högvattenföring

Det flöde som under en oändligt lång tidsperiod har en genomsnittlig återkomsttid på 100 resp 50 år. Flödet kan således inträffa flera gånger under en 100- resp 50-årsperiod. Motsvarande definition gäller för vattenstånd.

MHQ - Medel Högvattenföring

För uppmätt vattenföring: medelvärdet av samtliga årsmaxima som ingår i tidsserien. För beräknad vattenföring: motsvarar medelvärdet av samtliga årsmaxima under en oändligt lång tidsperiod.

MQ - Medelvattenföring

För uppmätt vattenföring: medelvärdet av samtliga ingående värden i tidsserien. För beräknad vattenföring: motsvarar medelvärdet under en oändligt lång tidsperiod.

MLQ - Medel Lågvattenföring

För uppmätt vattenföring: medelvärdet av samtliga årsminima som ingår i tidsserien. För beräknad vattenföring: motsvarar medelvärdet av samtliga årsminima under en oändligt lång tidsperiod.

LLQ50 - Lägsta Lågvattenföring

Det flöde som under en oändligt lång tidsperiod har en genomsnittlig återkomsttid på 50 år. Flödet kan således inträffa flera gånger under en 50-årsperiod. Motsvarande definition gäller för vattenstånd.

Alla värden är dygnsmedelvärden och anges i m³/s eller l/s.

Momentana flöden

I vattendrag med snabb respons, det vill säga främst sådana med små och sjöfattiga avrinningsområden, kan den momentana flödestoppen vara betydligt högre än dygnsmedelvärdet. Hur mycket, varierar dock kraftigt mellan olika flödestillfällen.

I vårt dimensioneringsunderlag anger vi därför en faktor för momentantillägget. Under år 2006 togs ett nytt underlag för bestämning av momentanfaktorer fram. Det gamla underlaget innehöll ingen information om de senaste 30 årens flödestillfällen. Det nya underlaget baseras på ett stort antal mätstationer med i de flesta fall långa tidserier av observerade flödesdata. Momentanfaktorn för varje område är beräknad som kvoten av det högsta förekommande momentanflödet och det högsta förekommande dygnsflödet under perioden. Kurvanpassningar har gjorts för framräknade punkter. I kurvanpassningarna tas även hänsyn till områdenas sjöprocent.

Återkomsttider

I samband med debatten om höga flöden har det blivit uppenbart att begreppen återkomsttid, risk och sannolikhet är oklara för många. Ett 100- årsflöde inträffar eller överträffas i genomsnitt en gång på 100 år, vilket innebär att sannolikheten är 1 på 100 för varje enskilt år. Eftersom man exponerar sig för risken under flera år blir den ackumulerade risken avsevärd. För en anläggning som står i 100 år är sannolikheten 63% att minst ett 100-årsflöde inträffar under dessa 100 år.

Tabellen nedan visar sambandet mellan återkomsttid, exponerad tid och sannolikheten för ett antal flöden.

Återkomsttid för flöden
Återkomsttid i år Sannolikhet under 10 år (%) Sannolikhet under 50 år (%) Sannolikhet under 100 år (%)
10 65 99 100
100 9,6 39 63
1000 1 4,9 9,5
10000 0,1 0,5 1

SMHIs hydrologiska stationsnät

Stationsnätet för vattenföring omfattar cirka 330 stationer. Vid cirka 110 av dessa erhålls vattenföringen via tappningsberäkningar vid kraftverk eller regleringsdammar. Vid de övriga stationerna erhålls vattenföringen via en avbördningskurva, dvs. en relation mellan vattenstånd och vattenföring. Diagrammen granskas och vattenstånden digitaliseras som timvärden och lagras i en databas.

För både vattenstånd och vattenföring beräknas dygns-, månads-, och års- medelvärden samt max och min för varje år. Även timvärden för vattenföring kan bearbetas för att studera korttidsvariationer.

Vattenföringsserier finns från ca 725 platser med varierande tidsperioder. Det finns ca 300 serier som är längre än 30 år, cirka 150 serier som är längre än 60 år och 7 serier som är längre än 100 år. Planering av stationsnätet syftar till att få en optimal fördelning av mätstationer. Utgående från data från vattenföringsstationer och med hjälp av interpoleringsmetoder och matematiska modeller skall information om vattenföring med given noggrannhet kunna ges för valfri punkt i ett vattendrag.

Ofta kommer förfrågningar för områden som ej täcks direkt av stationsnätet. Då används data från stationsnätet istället som underlag för vidare beräkning och uppskattning av vattenföring och vattenstånd. Större delen av datamaterialet finns lagrat på datormedia.