Utbredningsanalys av en- och tvådimensionella översvämningsmodeller med osäkerhetszoner : En fallstudie på Västra Kungsbäckens vattendrag, Gävle

Begreppet översvämningar har länge varit ett väl diskuterat ämne inom den akademiska världen och har även nu på senare år uppmärksammats alltmer i nyheter samt av allmänheten i sin helhet. Översvämningar är inte längre ett naturfenomen som kan anses inträffa vid sällsynta tillfällen. Den ökade globala uppvärmningen och det förändrade klimatet spås ge en ökning av extrema nederbördstillfällen. Så sent som 17–18 augusti 2021 drabbades stora delar av Gävle av översvämningar till följd av ett extremt skyfall. Kunskap om och förmågan att kunna hantera dessa extremfenomen är väsentligt för framtidens samhälle. Med detta i åtanke har denna studie undersökt hur översvämningsutbredningen och utbredningen på tillhörande osäkerhetszoner skiljer sig beroende på framställningssätt. Med hjälp av HEC-RAS har både endimensionell (1D) och tvådimensionell (2D) hydrauliska modeller använts för att simulera den översvämning som drabbade Gävle. Studien har utförts som en fallstudie över Västra Kungsbäckens vattendrag. Global Navigation Satellite Systems (GNSS) har använts för att skaffa noggrannare batymetrisk data. Genom en korrigerad höjdmodell och fotografier från översvämningen från den 18 augusti 2021 kunde modellerna kalibreras. Därefter utfördes flödesmodellering och vidare framställdes översvämningskartor och översvämningskartor med osäkerhetszoner. Resultatet visar att den utbredning översvämningen fick beroende på modell var mycket lika. Viss skillnad föreligger i geometrin men den procentuella utbredningen (2,3 %, 5 837 m2) är minimal. När det kommer till osäkerhetszonsutbredningen framgår den totala ytan väldigt lika mellan modellerna men däremot förekommer en större skillnad i geometrin för de två områdena; säkert att översvämmas och osäkert att översvämmas mellan modellerna. Utifrån studiens förutsättningar har ett tillförlitligt resultat tagits fram där fältstudien med mätningen har förbättrat tillförlitligheten på höjddata och kalibreringen av modellen har gjorts utifrån väl beprövade metoder i litteraturen. Ytterligare validering har gjorts mot en tidigare studies resultat och slutsatsen som kan dras är att modellerna är tillförlitliga. Likt all framställning av kartor förekommer det även osäkerheter i denna studie och fler studier över andra områden krävs för att fastställa hur en endimensionell modell skiljer sig mot en tvådimensionell ur ett utbredningsperspektiv. För osäkerhetsutbredningen krävs det fler studier med 2D-data för att kunna bekräfta de antaganden som gjorts.The concept of floods has long been a well discussed topic in the academic world and has even now in recent years received increasing attention in the news and also by the general public. Floods are no longer a natural phenomenon that can be considered to occur on rare occasions. The increased global warming and the changing climate are predicted to result in an increase in extreme cloudbursts. As recently as 17–18 August 2021, large parts of Gävle were affected by floods as a result of an extreme downpour. Knowledge of and the ability to deal with these extreme phenomena is essential for cities of the future. With this in mind, this study has examined how the prevalence of flooding and the prevalence of associated zones of uncertainty differ depending on the method of production for flood maps. With the help of HEC-RAS, both one-dimensional (1D) and two-dimensional (2D) hydraulic models were used to simulate the flood that affected Gävle. The study has been carried out as a case study of the western part of the stream Kungsbäcken. Global Navigation Satellite Systems (GNSS) has been used to get more accurate bathymetric data. Through a corrected elevation model and photographs from the flood of 18 August 2021, the models could be calibrated. Subsequently, flow modeling was performed and further flood maps and flood maps with uncertainty zones were produced. The results show that the extent of the flood depending on the model was very similar. There are some differences in the geometry, but percentage wise, the extent difference (2,3 %, 5 837 m2) is minimal. When it comes to the uncertainty zones produced, the total areal extent is very similar between the models, but there is a greater difference in the geometry for the two areas; certain to be flooded areas and uncertain to be flooded areas between the models. Based on the study’s conditions, a result has been achieved where the field study with the measurements has improved the reliability of elevation data and the calibration of the model has been based on well-proven methods in the literature. Further validation has been done against the result of a previous study and it can be concluded that the models are reliable. Like all map production, there are also uncertainties in this study and more studies on other areas are required to determine how a one-dimensional model differs from a two-dimensional one from a distribution perspective. For the prevalence of uncertainty, more studies with 2D data are required to be able to confirm the assumptions made