Vannstandsendring under flom i norske vassdrag. Etablering av en enkel hydraulisk metode for prediksjon av vannstandsendring under 500-års flom.

Utsiktene til økt hyppighet av ekstremvær som følge av klimaendringer gjør at flom og flomskader har fått større oppmerksomhet de senere år. Disse utsiktene gjør at flom og flomhåndtering har fått en viktig plass i kommunalt planarbeid. Kunnskap om flomrisiko er derfor et viktig grunnlag for å styre arealbruken. Endring av vannstand fra normalvannføring til flom er vanskelig å forutsi. Det er vannstanden som fører til skade på omgivelsene. EU har pålagt medlemslandene å vurdere flomutsatte områder for å sikre mennesker og bebyggelse i landet. Norges Vassdrag og Energi direktorat (NVE) har utarbeidet såkalte aktsomhetskart for flom. Disse har mulighet for forbedring. Det overordnede målet med denne studien er å utarbeide en enkel, robust hydraulisk metode (EHM) som har nasjonal dekning, og vurdere om den kan gi en sikrere prediksjon av vannstand ved flom enn dagens aktsomhetskart. EHM kombinerer Mannings formel og areal-hastighets metoden. EHM forsøker å estimere vannstandsendring ved 500-års flom ved å ta utgangspunkt i elveparametere hentet fra 174 målepunkter fra digitale kart. Resultatet sammenlignes med NVEs estimerte vannstandsendringer (NVE metoden) fra flomsonekart og målestasjoner. Deretter utføres det bootstrap resampling analyse av resultatet fra EHM med forskjellige Manningtall. Dette gjøres for å vurdere om det finnes noen regionale mønstre som kan være avhengig av Manningtall. Det vurderes også om elveparametere og feltareal kan være med på å forklare mønstre i resultater fra EHM. Videre utføres en robusthetsanalyser på 61 testmålestasjoner for å vurdere om EHM sammen med regional flomfrekvensanalyse og formelverk for småfelt kan estimere en mer nøyaktig vannstandsendring enn aktsomhetskartene. Dette gjøres for å undersøke om EHM kan ha nasjonal anvendelse. Resultatene viser at EHM predikerer en mer presis vannstandsendring enn dagens aktsomhetskart. Beregnet vannstandendring i aktsomhetskart har et gjennomsnittlig avvik til NVE metoden på 3.97 m, mens EHM til NVE metoden har 1.24 m. Aktsomhetskartene har et minimumsavvik på 0.1 m og et maksimumsavvik på 6.36 m, tilsvarende for EHM er 0.03 m og 5.10 m. Vannstandsendringer beregnet ved EHM viser at avvikene er større for brede elver med lave gradienter enn elver med store gradienter. Resultatet viser at målepunktene knyttet til brede elver med lav gradient for det mest har store feltareal. Som følger har da også areal stor betydning for avvikene mellom NVE metoden og EHM. Den kritiske størrelsen ser ut til å være ca 200-300 km2. Studien tyder på at EHM har bedre samsvar med NVE metoden basert på målestasjoner enn flomsonekart. EHM resultatene fra målestasjoner har en modelleffektivitet på 0.94. I simuleringen av flomsonekart og målestasjoner, ble det ikke påvist signifikante forskjeller (i bootstrap analyse) fra EHM med Manningtall 30. I en simulering med best tilpasset Manningtall derimot kom det frem at predikerte gjennomsnittlig vannstandsendring ved bruk av EHM var signifikant forskjellig fra NVEs prediksjon av gjennomsnittlig vannstandsendring. EHM predikerer en mer presis vannstandsendring enn dagens aktsomhetskart for flom. Metoden egner seg best for bruk på felt under 200-300 km2. Overestimeringen av vannstandsendringen øker med økende feltstørrelse. Imidlertid har EHM bedre samsvar med NVE metoden enn aktsomhetskartene for flom. EHM er derfor egnet til å benyttes for elver i Norge. Etter å ha fastsatt utvelgelseskriterier er målinger av bredde og gradient i digitale kart en enkel operasjon. Resultatene viser at robustheten er avhengig av kvaliteten på vannføringsdata for 500-års flom. Analysene viser at metoden ikke er tilstrekkelig robust med denne studiens datainput, imidlertid har den også her bedre samsvar med NVE metoden enn det aktsomhetskartene har