Översvämningsfrågan har flutit upp till ytan och blivit ytterst aktuell i och med debatten om globala klimatförändringar. Även om Sverige är relativt milt drabbat, så kommer också vårt land att påverkas framgent. Det område som vi har koncentrerat oss på ligger i norra delarna av centrala Lidköping, vid Vänerns södra strand. Vänerregionen är ett utpekat område som kommer att drabbas oftare av översvämningar i framtiden. En försmak på detta kom 2000/2001 då Vänerns nivå var 1,37 meter över det normala och delar av Lidköping var översvämmade. Ett sätt att åskådliggöra och analysera ett översvämningsförlopp är att koppla en höjdmodell till geografiska data och med hjälp av ett GIS-program skapa en översvämningskarta. En sådan har skapats med vilken det går att söka ut information om vilka byggnader, bostäder och personer som kommer att drabbas. Dock kan konstateras att översvämningskartan i nuvarande skick inte är tillräckligt tillförlitlig för att fungera som planeringsunderlag inför en översvämningssituation.Kommunen vill införa ett nytt sätt att distribuera geografiska data mellan förvaltningarna. Den programvara som kommunen vill testa är MapGuide, som är ett program för spridning och visualisering av kartdata på nätet och bygger på öppen källkod (OpenSource). Därför ingår en liten utvärdering av MapGuide och resultatet från GIS-programmet visas där. I MapGuide är det relativt enkelt att presentera en kartbild men det finns klara begränsningar när det gäller att skapa kartfunktioner. Den version, MapGuide Enterprise 2009, som vi använt har en del buggar som bland annat ledde till att kopplingen mellan befolkningsdata och adresspunkter inte gick att återskapa. Är MapGuide en programvara som kan vara något för kommunen att använda i sin distribution av geografiska data? Det är en billig lösning som kan relativt enkelt föras in i verksamheten. Det ska dock noteras att det krävs mer engagemang att jobba med ett OpenSource-program än en licensprogramvara. Det går, som vi erfor under vårt arbete, lätt att lägga in och få kartor, vill man arbeta utanför programmets vanligaste funktioner krävs det mer kunskap och tid. / The issue of flooding has surfaced as an important factor in the debate on global warming. Sweden has been less affected than many other countries so far, but that may not be the case in the future. The area that we have focused on are in the northern parts of central Lidköping, by the southern shore of Lake Vänern. The region of Lake Vänern is pointed out as an area that will be affected more frequently by floods in the future. A premonition of this occurred in 2000/2001 when the water level of Lake Vänern was 1.37 meters above the normal and parts of Lidköping were flooded. One way to illustrate and analyze the lapse of flooding is to connect an elevation model to geographical data. Using a Geographical Information System a flooding map was created where it is possible to gather information of which buildings, residences and people that would be affected in case of rising water levels in Lake Vänern. However it is clear that the flooding map in its present state is not reliable enough to function as a tool for planning in order to prevent future flooding.The local authority is seeking a new way of distributing geographical data between the administrations. Hence, a small evaluation is included in the report. The software that was chosen to evaluate was MapGuide, which is a program designed for distribution and visualisation of map data online, using an open source model of operation. In this software the results from ArcMap were illustrated. In MapGuide it is relatively easy to present a map image; however there are obvious limitations when it comes to creating map functions. The version that was used, MapGuide Enterprise 2009, has some bugs which, among other, led to, for example, that connections between population data and address points could not be recreated. Is MapGuide software suitable for the local authority to use in its distribution of geographical data? It is a low-cost solution that could be implemented in the organization. However it should be noted that it takes more commitment to work with open source software compared to license software. It is easy, in our experience, to add and receive maps in the MapGuide software but if one wishes to work outside of the ordinary functions of the program it requires both more extensive knowledge and time.

Flooding events are no longer rare, floods occur all over the world. Accordingly, it is vital for the society and different authorities to work with flood mapping. To meet the goal of Uppsala kommun to map the risks of floods in Uppsala län, a map of the different areas around Funboån which are inside the area of risk for flooding have been developed. In the work, cross sections and the water flow have been measured. Moreover, an echo-sounding have been carried out in Funboån to map the bottom topography. From the bottom map and laser scanned data covering the study area, a terrain model was created. The terrain model was used to draw cross sections in MIKE 11-GIS which represented the characteristics of the surroundings along Funboån in the hydraulic module MIKE 11. Furthermore, the 100-year flow has been calculated for Funboån with different methods and the calculated maximum flow has been estimated. These flows were used as input to the MIKE 11 model. The results of the MIKE 11 simulations show that large parts of the areas surrounding Funboån would be flooded as a consequence of extreme flows in Funboån. The areas flooded in the model of Funboån are well consistent with contour lines, heights of the terrain model and orthophotos. Some weaknesses did emerge in the flood mapping as a result of incorrect interpolation between some of the cross sections. The main uncertainties in the model of Funboån lie in the determination of the water flow and size of the Manning number, however, there sensitivity have been identified. The measures simulated to reduce the flooding with changing the values of Manning’s number and changing the appearance of some cross sections didn’t affect the extent of the floods except from some reductions around the area of the church of Funbo. The model for Funboån can be used to produce flood maps and simulate water levels. However, to secure the validity of the model the flow in Funboån should be determined more accurately. Also, with advantage, the calculated maximum flow should be developed for Funboån.

<p>Due to the climate change natural disasters expects to increase and in some areas the conditions for dissemination of hazardous pollutants from contaminated areas could be affected. Different inventories and mapping has been made to identify areas of risk for flood or avalanche around the country. At the same time inventory and treatment of potential polluted areas (MIFO objects) is progressing. In Ljungans run of area in Västernorrlands county is a exposed area due to the amount of clay and silt in the ground that are sensitive in the context avalanche. The area has also a lot of MIFO objects and risks of flood.</p><p>This essay aims to investigate what data material that is available regarding MIFO objects, flood- and avalanche risks in Ljungans run of area in Västernorrlands county. Also to investigate if there are MIFO object that is in risk of flooding and/or avalanche in the selected area and if so how they are prioritized today. Is there adequate reasons to reassess the prioritizes of polluted areas that are to be inventoried and treated?</p><p>A literature study and analyse of data material with geographical informations system (GIS) has been maid. The result is that 207 MIFO objects in areas of risk. Of these is 186 MIFO objects not prioritized today and 23 MIFO objects have been located in areas that are in risk of avalanche and flood.</p><p>The conclusion is that there are no reasons to reassess the MIFO objects that are prioritized today. It’s however relevant to lift these objects that been found in risk areas. Overlook and reassessment of the objects that today is not prioritized and is located in areas of risks should be reassessed and in some cases it could be adequate reasons to prioritized further objects.</p>

Due to the climate change natural disasters expects to increase and in some areas the conditions for dissemination of hazardous pollutants from contaminated areas could be affected. Different inventories and mapping has been made to identify areas of risk for flood or avalanche around the country. At the same time inventory and treatment of potential polluted areas (MIFO objects) is progressing. In Ljungans run of area in Västernorrlands county is a exposed area due to the amount of clay and silt in the ground that are sensitive in the context avalanche. The area has also a lot of MIFO objects and risks of flood. This essay aims to investigate what data material that is available regarding MIFO objects, flood- and avalanche risks in Ljungans run of area in Västernorrlands county. Also to investigate if there are MIFO object that is in risk of flooding and/or avalanche in the selected area and if so how they are prioritized today. Is there adequate reasons to reassess the prioritizes of polluted areas that are to be inventoried and treated? A literature study and analyse of data material with geographical informations system (GIS) has been maid. The result is that 207 MIFO objects in areas of risk. Of these is 186 MIFO objects not prioritized today and 23 MIFO objects have been located in areas that are in risk of avalanche and flood. The conclusion is that there are no reasons to reassess the MIFO objects that are prioritized today. It’s however relevant to lift these objects that been found in risk areas. Overlook and reassessment of the objects that today is not prioritized and is located in areas of risks should be reassessed and in some cases it could be adequate reasons to prioritized further objects.

På grund av osäkerheter i indata, parametrar och modellstruktur kan det finnas stora osäkerheter i översvämningskarteringar. Trots detta sker oftast ingen osäkerhetsanalys vid översvämningskarteringar i praktiken vilket gör att beslutsfattare och andra användare kan uppfatta resultaten som mer korrekta än vad de egentligen är. En orsak till att osäkerhetsanalys ännu inte blivit en vedertagen del i översvämningskarteringar kan vara att modellerare på konsultbyråer och myndigheter inte har tillräcklig kunskap om ämnet. Att tillgången på data kan vara begränsad underlättar inte heller vid osäkerhetsanalyser. Dessutom saknas exempel på hur osäkerheter kan analyseras i MIKE 11, vilket är en av de vanligaste modellerna som används vid översvämningskarteringar på konsultbyråer. Syftet med examensarbetet var tvåfaldigt. Det första var att ge en generell kunskapsöverblick över aktuell forskning om osäkerheter och osäkerhetsanalys vid översvämningskarteringar för att öka kunskapen hos konsulter och beslutsfattare. Det andra syftet var att med ett exempel visa hur osäkerheter kan uppskattas i en översvämningskartering skapad i MIKE 11 då det finns begränsad tillgång på data. En litteraturstudie visade att det ofta finns stora osäkerheter i flödesberäkningar och den geometriska beskrivningen och att det finns väldigt många sätt att analysera dessa på. Några av metoderna som används är Monte Carlo simuleringar, Oskarpa mängder, Scenarioanalys, Bayesiansk kalibrering och Generalized Likelihood Uncertainty Estimation, GLUE. En fallstudie gjordes där en hydraulisk modell av Kungsbackaån skapades med MIKE 11. Den metod som var praktiskt genomförbar att använda för att uppskatta osäkerheterna i detta arbete var scenarioanalys. Totalt utfördes 36 olika modellsimuleringar där kalibreringsflöde, Mannings tal och scenarioflöde varierades. Scenarioanalys ger inte någon exakt beräkning av osäkerheterna utan endast en subjektiv uppskattning. Resultatet av scenarioanalysen visade att då havsnivån i Kungsbackafjorden var 0,92 m skiljde de simulerada vattennivåerna som mest med 1,3 m för 100-årsflödet och med 0,41 m för beräknat högsta flöde, BHF. Även osäkerheterna i utbredningen för de två flödena undersöktes och visade sig vara som störst i flacka områden trots att osäkerheten i vattennivåerna var mindre där. / Due to uncertainty in data, parameters and model structure, there may be large uncertainties in flood inundation models. Despite of this, uncertainty analysis is still rarely used by practitioners when creating flood maps. A reason why uncertainty analysis has not yet become customary in flood inundation modeling may be due to a lack of knowledge. Low availability of data can sometimes also make it more difficult to do an uncertainty analysis. Moreover, no examples exist of how uncertainties can be analyzed in MIKE 11, which is one of the most common models used in flood mapping at consultant agencies. The aim of this study was twofold. Firstly, to provide a general overview of current research on uncertainty and uncertainty analysis for flood inundation modeling. This in order to increase knowledge among consultants and decision makers. Secondly, to give an example of how uncertainties can be estimated in a flood inundation model created in MIKE 11 when there is limited access to data. The research overview showed that there is often considerable uncertainty in the discharge calculations and geometrical description in hydraulic models, and that there are many different ways to analyze the uncertainties. Some methods that are often used are Monte Carlo simulations, fuzzy sets, scenario analysis, Bayesian calibration and Generalized Likelihood Uncertainty Estimation, GLUE. A case study was performed in which a hydraulic model was built for the River Kungsbackaån in MIKE 11. A scenario analysis was carried out to show the uncertainties in the hydraulic model. Overall, 36 different model runs were made in which the calibration discharge, Manning's number and design flow were varied. Scenario analysis cannot provide a precise estimate of the uncertainty, it can only give a subjective estimate. The results of the scenario analysis showed that when the sea level in Kungsbackafjorden was 0,92 m the simulated water levels differed at most by 1,3 m for the 100-year discharge and by 0,41 m for the calculated maximum flow. Also, the flood extent of the two discharges were investigated. The greatest uncertainty in the extent was found in the flat areas even though the uncertainty in water levels was smaller there.

I framtiden förutspås kraftig nederbörd bli vanligare förekommande på grund av klimatförändringar och global uppvärmning, vilket kan leda till fler och större översvämningar. Med översvämningskartering kan fastighetsskador och dödsfall undvikas och kartorna kan användas som beslutsunderlag inom samhällsplanering. Gävle kommun har pekat ut Västra Kungsbäck i Gävle som utredningsområde för bl.a. bostäder och verksamheter och i framtiden kan området bli en ny stadsdel. I norra delen av Västra Kungsbäck rinner Kungsbäcken, vilket innebär en översvämningsrisk som noga måste utredas innan eventuell exploatering. Studien utfördes i två delar – en fallstudie på Kungsbäcken där syftet var att simulera och kartlägga översvämningars utbredning i området till följd av kraftig nederbörd, och en enkätundersökning med syfte att undersöka hur planhandläggare tolkar översvämningskartor med osäkerhetszon och hur dessa tolkningar skiljer sig mot experters. Inledningsvis modellerades Kungsbäckens avrinningsområde i HEC-HMS med meteorologiska data från SMHI och modellen kalibrerades till en tidigare översvämningshändelse. Sedan simulerades kraftig nederbörd för att uppskatta resulterande vattenföring, som i den endimensionella modellen HEC-RAS, användes för flödessimulering. Därefter skapades översvämningskartor som visar översvämningars utbredning i Västra Kungsbäck. Därtill användes också i ArcGIS ett nyutvecklat verktyg för att skapa en översvämningskarta med osäkerhetszon där osäkerheten visualiseras. Kartan användes i enkätundersökningen, där 41 planhandläggare från slumpmässigt utvalda svenska kommuner och två experter med sakkunskap inom relaterade ämnesområden, fick bedöma översvämningsrisk på tre olika platser i översvämningskartan. Resultaten visar på den generella översvämningsrisk som råder i Västra Kungsbäck. Betydande översvämningar kan drabba stora delar av området till följd av kraftig nederbörd. Dock finns stor osäkerhet i modellerad översvämning, varför fler studier krävs och mycket stor försiktighet måste vidtas inför eventuell planläggning, kanske till den grad att området inte alls bör bebyggas. Inget definitivt svar finns på hur planhandläggare tolkar översvämningskartan med osäkerhetszon eftersom tolkningarna kraftigt skiljer sig åt. Planhandläggarna är olika personer med olika förmågor, där bl.a. utbildningsnivå och erfarenhet av kartläsning, verkar ha påverkan på tolkningarna och efterföljande bedömning av översvämningsrisk. Resultaten både bekräftar och skiljer sig från tidigare forskning. Planhandläggare med en utbildning på avancerad nivå var i denna studie mindre säkra att sina bedömningar var korrekta jämfört med planhandläggare med endast grundutbildning. Anmärkningsvärt är att de flesta planhandläggare verkar bedöma översvämningsrisken statiskt, enbart utifrån presenterad översvämningskarta. Bara ett fåtal planhandläggare visar upp ett försiktigare förhållningssätt, där de utöver presenterad översvämningskarta, även bedömer översvämningsrisken med hänsyn till eventuella framtida förändringar i nederbördsmängd och resulterande flöde. Med anledning av skillnaderna i tolkning och bedömning krävs fler studier för att fastställa hur översvämningskartor bäst ska utformas för att tolkas och uppfattas korrekt. / Climate change and global warming is expected to cause extreme precipitation to occur more frequently in the future, with more severe floods as a consequence. Flood inundation mapping can prevent property damage and fatalities and the maps can be used as a basis for decision-making in spatial planning. Gävle municipality has chosen Västra Kungsbäck in Gävle for investigation regarding e.g. housing and may become a new neighborhood in the future. The stream Kungsbäcken flows though the northern part of Västra Kungsbäck, which results in flood risk that must be carefully investigated ahead of potential development. The study was conducted in two parts – a case study of Kungsbäcken where the purpose was to simulate and map flood inundation extent caused by extreme precipitation, and a survey with the intention to examine how planners interpret flood inundation maps with an uncertainty zone and how these interpretations differ from those of experts. Initially, the drainage area of Kungsbäcken was modelled in HEC-HMS with meteorological data from SMHI and the model was calibrated to a previous flooding event. Extreme precipitation was simulated to estimate the resulting discharge, and the one-dimensional HEC-RAS model was used for hydraulic simulation. Afterwards, flood inundation maps were created showing flood inundation extents in Västra Kungsbäck. Additionally, a newly developed tool was used in ArcGIS to create a flood inundation map with an uncertainty zone, where the uncertainty is visualized. This map was used in the survey, where 41 planners from randomly selected Swedish municipalities and two experts in related fields of study, were asked to evaluate flood risk in three locations in the flood inundation map.The results show the general flood risk in Västra Kungsbäck. Extreme precipitation can cause significant flooding affecting large parts of the area. There is, however, considerable uncertainty in modelled flood, hence additional studies are required and planning the area must be done with great caution, perhaps to the extent that the area should not be developed at all.  There is no definitive answer to how planners interpret the flood inundation map with an uncertainty zone because the interpretations vary. The planners are different people with different qualifications, where e.g. level of education and map experience, appear to have an effect on the interpretations and subsequent evaluations of flood risk. The results both confirm and differ from previous studies. Planners with a postgraduate degree were in this study less certain that their evaluations were correct compared to those with only an undergraduate degree. It is remarkable that most planners appear to evaluate the flood risk statically, only based on the presented flood inundation map. Only a few planners show a more careful approach, where they evaluate flood risk beyond the presented map, according to expected increased amount of precipitation and resulting discharge. As a result of the different interpretations and evaluations, further studies are needed to determine how flood inundation maps best should be designed to be correctly interpreted and understood.

Expansion of cities and major infrastructure projects lead to changes in land use and river flows. The probability of flooding is expected to increase in the future as a result of these changes in combination with climate change. Hydraulic models can be used to obtain simulated water levels to investigate the risk of flooding and identify areas that might potentially be flooded due to climate change. Since a model is a simplification of the reality it is important to be aware of a model’s uncertainties. A part of this study is therefore aimed to perform a sensitivity analysis to determine which parameter has the largest impact on the model result and has to be treated more careful and accurately. In this study the 1-dimensional flow model Hydrologic Engineering Center-River Analysis System (HEC-RAS) were assed to simulate predicted water levels within the studied river. Topographic data was used to draw cross sections in Geographic Information Systems (GIS) with additional tools of HEC-GeoRAS, in order to get information about the streams geometry. The purpose of doing a sensitivity analysis was attained by investigating changes of the model results when changing different input parameters. This work is based on a reach along Mora river, in Södertälje, Sweden, as a case study. The sensitivity analysis indicate that the number of cross sections has a significant effect when simulating water levels of low flows and that the absolute error of simulated water levels increases as the average spacing between cross sections increases. The second part of the study aims to examine the effects of climate change and how it will affect water levels for the studied river. The results of the study showed that simulated water levels with flows of 100, 200 and 500 years return periods stay within the river channel and do not indicate flooded areas. The results also showed that a backwater effect due to sea level rise would affect the water levels in the stream up to a specific critical point along the studied reach. The lower reach indicated results to contain more uncertain region, where floodplain delineation changed easily as the number of cross section was changed. It is therefore important to identify the areas where uncertainties can be more critical for the results. Because of the uncertainties associated to the model used, it is important to notice that the results of this work correspond particularly to the case study in Mora River. / Studien genomförs inom Ostlänken, som är den första delsträckan av en ny höghastighetsjärnväg mellan Järna och Linköping. Bebyggelse och stora infrastrukturprojekt kommer förändra markanvändning och flöden i vattendrag. I följd av dessa förändringar, tillsammans med framtidens förändrade klimat, kommer risken för översvämningar kunna öka. För att undersöka riskerna för översvämningar och kartlägga områden som riskerar att översvämmas är en hydraulisk modell ett verktyg som kan användas. Då en modell endast är en förenkling av verkligheten och påverkas av flera olika parametrar är det viktigt att vara medveten om modellers osäkerheter. För att få modellen att efterlikna verkligheten så bra som möjligt kan det vara bra att veta vilka parametrar som har störst inverkan på modellens resultat och som bör bearbetas mer noggrant. Därmed är en del av studiens syfte att göra en känslighetsanalys för att utreda vilka modellparametrar och indata som påverkar modellresultaten, med fokus på att analysera simulerade vattennivåer. Känslighetsanalysen utförs genom en fallstudie över Moraån, där den endimensionella flödesmodellen HEC-RAS används för att beräkna vattendragets vattennivåer. Den andra delen av studiens syfte är att undersöka om hur framtidens klimatförändringar kommer kunna påverka det studerade området. En effekt av framtidens förändrade klimat är stigande havsnivåer som leder till ökad risk för översvämning vid kustnära områden. Till följd av dämningseffekter kommer de stigande havsnivåerna även ge ökade vattennivåer uppströms vattendragen, och beroende på vattendragens egenskaper och geometri kommer vattendrag längs med kusten att påverkas på olika sätt. För att undersöka riskerna för översvämningar i ett framtida klimat har modeller med olika klimatscenarios byggts upp där stigande havsnivåer kombinerats med flöden av varierande återkomsttider.

The creation of reliable flood extent maps is becoming an increasingly important question as the  damage  caused by  natural  disasters  is  becoming  more  severe and the frequency of these events is increasing.  By limiting the uncertainty in flood modelling and simplifying the creation of flood extent maps, a more iterative process is made possible. This iterative process could potentially facilitate the development of more reliable emergency plans. The purpose of this report is to describe how water levels, simulated with a hydraulic model in an efficient way, can be processed in ArcGIS to produce flood extent maps. Focus has been placed on the inclusion of flooded areas occurring on the side of the river and the improvement of handling of tributaries. Inundated areas close to a flooded river can occur due to ground water interactions and increased surface runoff being trapped in low-lying points in the terrain. By analysing flood extent maps derived by various methods, a new model was developed in ArcGIS’s ModelBuilder. By viewing the entire river as a coherent unit the model produces flood extent maps with more reliable descriptions regarding connecting tributaries. This new model drastically decreases the need for manual adjustments and the creation of extra polygon shapefiles to constrain the interpolation area.  At the same time, it decreases the computation time due to the fact that it is a “cleaner” model. When applying the model on areas previously mapped using a tool developed at WSP (the KOG-tool) and MIKE 11’s built in tool for mapping of flood extent, it showed a high degree of accuracy. Concerning differences in water levels, the majority of raster values lay within a 0-1-millimetre range. These results imply a high credibility for the developed model. When evaluating the model against empirical flooding data, it showed satisfactory agreement, especially considering   the limited water level data available and the fact that the developed model does not take into consideration interaction with urban infrastructure or potential river blockages. / Efterfrågan av pålitliga översvämningskartor ökar med den ökade frekvensen av översvämningar med betydande negativ påverkan. Genom att minska osäkerheter i översvämningsmodellering och effektivisera genereringen av vattenutbredningskartor tillåts en mer iterativ process som medför mer pålitliga kartor. Syftet med denna rapport har varit att beskriva hur vattennivåer simulerade med hydrauliska modeller effektivt kan bearbetas i ArcGIS för att åstadkomma kartor över översvämningars vattenutbredning. Förbättrad hantering av översvämningsöar och anslutande biflöden har varit fokusområden. Genom att utvärdera och analysera vattenutbredningar genererade med olika verktyg har en modell, SÖK-modellen, utvecklats i ArcGIS:s ModelBuilder. Genom att hantera hela vattendraget som en sammanhängande enhet hanteras anslutande biflöden på ett sätt som leder till mer korrekt beskrivning av vattenutbredning i biflöden. Den framtagna modellen minskar drastiskt behovet av manuella justeringar och skapande av polygoner med syfte att begränsa interpolationsområden samtidigt som beräkningstiden minskas. Användning av modellen på områden karterade med ett av WSP utvecklat verktyg samt med MIKE 11s inbyggda modul för översvämningskartering visar på god överensstämmelse av interpolerade vattennivåer mellan de olika verktygen, de flesta skillnader är i storleksordningen 0-1 millimeter. Detta kombinerat med stora likheter i vattenutbredning mellan de utvärderade verktygen medför att den framtagna modellen anses lika pålitlig som övriga utvärderade verktyg. Vid utvärdering av modellen på en faktisk översvämning påvisades god överensstämmelse med observerad vattenutbredning, speciellt med hänsyn till den begränsade datamängd som funnits tillgänglig samt att den framtagna modellen inte tar hänsyn till interaktioner med urban infrastruktur eller eventuella blockader i vattendraget.