Return to search

Flood mitigation at catchment scale: assessing the effectiveness of constructed wetlands / Översvämningshantering utifrån ett avrinningsområdesperspektiv: utvärdering av effektiviteten av anlagda våtmarker

Considering the potential for natural wetlands to store and retain water in the landscape,restored and constructed wetlands are increasingly implemented as Nature‐BasedSolutions (NBS) to mitigate downstream flooding. However, there is a frequent lack ofknowledge of the performance of NBS, and particularly wetlands, and how to best selectperformance indicators to measure their effectiveness. The aim of this study was to assessthe flood regulation services of multiple constructed wetlands at catchment scale. TheSWAT+ model was used to assess the impacts of 35 constructed wetlands in the 193 km2Råån catchment in southwest Sweden. The assessment was based on a paired simulationscenario, with and without wetlands, and performance was evaluated based on impacts onthe downstream river hydrograph (peak flow rate, time-to-peak, recession curve shape,daily streamflow average) as well as event-based (daily average streamflow for differentprecipitation ranges), descriptive (average wetland storage capacity), consequential(overbank flooding) and social (social acceptance) indicators. The results implied that theflow regulating capability of the modeled wetlands was directly related to their outflowmechanisms. The wetlands had an average storage capacity of 0.38 m3 per m2 area butbecause the wetlands seemed to frequently exceed their maximum storage capacity duringhigh flow events, and the excess water was immediately spilled downstream, the wetlandsprovided limited flood regulation services. There were no visible impacts on thehydrograph-related indicators and the daily streamflow average was reduced by anegligible 0.02%. Furthermore, there were no significant differences in wetlandperformance between small and heavy rainfall events and the model output showed nosigns of overbank flooding for either wetland scenario. In terms of social acceptance, recentwetland projects in Råån catchment seem to have been well-received by farmers andlandowners in the area. However, lack of wetland-specific data, such as volume and dailyinflow and outflow data, as well as other model uncertainties, motivated a low confidencegrade for the indicators. In fact, if indicator values are to be useful tools in the futureintegration of wetlands as nature-based solutions, in-situ monitoring data of wetland waterbalance components are required. To support future policies and decision-making, adaptedtools and further research are needed to assess the impact of NBS on upstream-downstream processes. / Naturliga våtmarkers förmåga att hålla kvar och lagra vatten i landskapet gör attrestaurerade och anlagda våtmarker alltmer implementeras som naturbaserade lösningarför att mildra översvämningar i nedströms belägna områden. Det råder dock brist påkunskap om hur effektiva naturbaserade lösningar är och hur nyckelindikatorer bäst kanväljas för att mäta hur väl dessa system fungerar. Syftet med denna studie var att utvärderaanlagda våtmarkers förmåga att mildra översvämningar i ett avrinningsområde. SWAT+modellen användes för att bedöma påverkan av 35 anlagda våtmarker i Råånsavrinningsområde (193 km2) utanför Helsingborg. Bedömningen baserades på ettsimuleringspar, med och utan våtmarker, och effektiviteten utvärderades baserat påhydrografens egenskaper (flödestopp, stegringsfasen, recessionsfasen, daglig medel-vattenföring) samt med en nederbördsbaserad (daglig medelvattenföring för olikanederbördsintervall), beskrivande (genomsnittlig lagringskapacitet), konsekvensbaserad(översvämmad mark) och social (social acceptans) indikator. Resultatet antydde att denflödesreglerande förmågan hos de modellerade våtmarkerna var direkt kopplad till derasutflödesmekanismer. Våtmarkerna hade en genomsnittlig lagringskapacitet på 0.38 m3 perm2 yta men eftersom de ofta verkade överskrida sina maximala lagringskapaciteter underhögflöden, och överskottsvattnet omedelbart släpptes igenom nedströms, tillhandahöllvåtmarkerna en mycket begränsad flödesdämpande funktion. Det fanns inga synligaeffekter på de hydrografrelaterade indikatorerna och den dagliga medelvattenföringenminskade med försumbara 0.02%. Dessutom sågs inga signifikanta skillnader mellan småoch kraftiga nederbördshändelser och modellen visade inga tecken på översvämmad markför något av våtmarksscenarierna. Vad gäller social acceptans tycks de senastevåtmarksprojekten i Rååns avrinningsområde ha tagits emot väl av lantbrukare ochmarkägare i området. Bristen på våtmarksspecifika data, såsom volym och dagliga in- ochutflödesdata, samt andra modellosäkerheter medförde dock ett lågt förtroende förindikatorerna. Om indikatorvärden ska vara användbara verktyg i den framtida integ-reringen av våtmarker krävs uppmätta data över våtmarkernas vattenbalanskomponenter.För att stödja framtida beslutsfattande behövs även anpassade verktyg och ytterligareforskning för att bedöma påverkan av naturbaserade lösningar på uppströms-nedströmsprocesser.

Identiferoai:union.ndltd.org:UPSALLA1/oai:DiVA.org:kth-330890
Date January 2023
CreatorsEkström, Elin
PublisherKTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik
Source SetsDiVA Archive at Upsalla University
LanguageEnglish
Detected LanguageSwedish
TypeStudent thesis, info:eu-repo/semantics/bachelorThesis, text
Formatapplication/pdf
Rightsinfo:eu-repo/semantics/openAccess
RelationTRITA-ABE-MBT ; 23390

Page generated in 0.1628 seconds