Developing semi-automated GIS methods for indicating downstream flood damage potential of critical points

Abstract

Overvannsflom er allerede et stort problem som påvirker mange Norske kommuner, og prognoser spår økende temperatur, årlig nedbør og ekstremvær gjør at flom vil fortsette å være problematisk i overskuelig fremtid. Regionale varsel gis av Norges vassdrags- og energidirektorat (NVE), men disse er ofte svært generelle. Et av hovedmålene til Trygg Elv er å utvikle metoder for å konvertere disse regionale prognosene, for å bedre forstå hva de betyr på lokalt nivå. Utvikling av mer nøyaktige metoder for små nedbørfelt er viktig, for å bidra til å beskytte sårbar infrastruktur, og sikre menneskeliv. I forbindelse med denne oppgaven har det blitt utviklet, testet og evaluert metoder for å indikere skadepotensialet på kritiske punkter i et lite nedbørfelt i Melhus kommune ved å utvikle GIS-baserte modeller for automatisering av vannlinjeberegning. Kritiske punkter er naturlige eller menneskeskapte hindringer eller innsnevringer hvor avsetning av sedimenter, drivved og eller andre flom materialer kan resultere i at bekken eller elva endrer løp. Modellen er satt opp for å kjøre to forskjellige scenarier: kritiske punkter blokkert og åpne flomveier. I denne studien antas skadepotensialet å være direkte korrelert til oppstrøms areal. Ved å finne det medvirkende oppstrømsområdet er det mulig å gjøre antakelser om skadepotensialet på en gitt lokasjon. Dette kan bidra til å bedre beredskapen i flomutsatte områder, samt peke ut punkter som bør vies ekstra oppmerksomhet og lokalisere områder hvor flomsikringstiltak bør vurderes.

Surface water floods are already a huge problem affecting many Norwegian municipalities and predictions for increasing temperature, annual precipitation, and extreme weather events means that flooding will continue to be problematic for the foreseeable future. Regional forecasts are issued by Norwegian Water Resources and Energy Directorate (NVE), but they are very general. One of the main goals of Trygg Elv is to develop methods for converting these regional forecasts, to better the understanding of what they mean on a local scale. Developing more accurate methods for small watersheds is important, to help protect vulnerable infrastructure and keep inhabitants safe. This study has developed, tested, and evaluated methods for indicating the damage potential of critical points in a small watershed in Melhus municipality by developing a GIS-based models for automating the process of water delineation. Critical points are natural or man-made obstacles or constrictions where the deposition of sediments, driftwood and other debris may result in the stream or river changing course. The model is set up to run two different scenarios: critical points blocked, and open flood paths. In this study the damage potential is assumed to be directly correlated to the upstream contributing area of a given point in the watershed. By finding the contributing upstream area, it is possible to make assumptions about the damage potential of a given location. This can help improve preparedness in flood-prone areas, as well as point to locations that should be given extra attention and locate areas where flood protection measures should be considered.