Heiti verkefnis : 

Mat á hönnunarflóði á ómældum vatnasviðum með notkun afrennslisgagna úr endurgreiningu á veðurspálíkaninu Harmonie

Verkefnastjóri : 

Tinna Þórarinsdóttir og Matthew James Roberts

Stutt lýsing á verkefninu:

Upplýsingar um stærð og endurkomutíma flóða eru mikilvægar við hönnun ýmissa vatna og straumfræðilegra mannvirkja, en ekki síður fyrir greiningu á flóðavá. Gjarnan er talað um hönnunarflóð sem stærsta viðmiðunarflóð sem mannvirki skal þola á notkunartíma sínum, af ákveðinni stærð og með ákveðinn endurkomutíma. Með greiningu á mældum rennslisgögnum, svonefndri flóðagreiningu, má reikna út meðalendurkomutíma flóða af tiltekinni stærð og þar með hönnunarflóð. Í þeim tilfellum þar sem engar mælingar eru til staðar þarf að beita öðrum nálgunum. Búið er að vinna endurgreiningu veðurs fyrir tímabilið 1979-2016 fyrir landið allt (ICRA, Nawri o.fl., 2017). Aftakaúrkoma úr endurgreiningunni hefur nú þegar verið borin saman við mælingar og gefið góða raun (Massad o.fl., 2020).

Markmið þessa verkefnis er að kanna hvort að nota megi metin afrennslisgögn úr endurgreiningunni til að ákvarða hönnunarflóð á ómældum vatnasviðum á Íslandi. Niðurstöður verkefnisins nýtast jafnt Vegagerðinni sem og Veðurstofu Íslands við flóðagreiningu og spá. Í fyrri hluta verkefnisins verða tímaraðir afrennslis reiknaðar úr endurgreiningunni fyrir um 40 rennslismæld vatnasvið sem öll hafa rennslisraðir sem spanna lengri tíma en 20 ár. Flóðagreining verður framkvæmd á jafnt mældu rennslisröðunum sem og tímaröðunum sem byggjast á afrennsli úr endurgreiningunni. Samanburður verður gerður á niðurstöðum flóðagreiningar og kannað hvort og hvar hægt er að nýta afrennslisgögnin beint við mat á hönnunarflóðum. Seinni hluti verkefnisins felst í að beita niðurstöðum úr fyrri hlutanum á valin ómæld vatnasvið með hjálp klasagreiningar. Ef niðurstöður úr fyrri hluta verkefnis gefa ekki góða raun verður verkefnið útvíkkað á þann veg veg að í stað þess að nota einungis afrennslisgögn verða líkanreiknaðar rennslisraðir einnig nýttar í flóðagreiningar og þær bornar saman við flóðagreiningar mældra rennslisraða. Þessi nálgun lágmarkar áhættu þess að verkefnið skili ekki niðurstöðum sem nýta má við mat á hönnunarflóðum.

Tilgangur og markmið:

Ýmis verkefni krefjast útreikninga á hönnunarflóði. Þessar upplýsingar eru nauðsynlegar við brúar-og stífluhönnun, sem og við hönnun á öðrum straumfræðilegum mannvirkjum. Upplýsingarnar eru ekki síður mikilvægar fyrir eftirlit, spá og viðbrögð við þeirri náttúruvá sem veðurorsökuð flóð geta verið. Með þekkingu á stærð flóða með ákveðinn endurkomutíma má kortleggja áhrif flóða og tryggja viðeigandi viðbragðsáætlanir og veita upplýsingar um flóðavá sem nýtast skipulagsáætlunum sveitarfélaga. Upplýsinga um hönnunarflóð er oft krafist á stöðum þar sem mældar rennslisraðir eru annaðhvort ekki til staðar eða ekki nógu langar til að standa undir útreikningum á sjaldgæfum atburðum. Á Veðurstofu Íslands (VÍ) hefur spálíkanið HARMONIE-AROME verið notað til þess að reikna endurgreiningu veðurs fyrir landið allt í klukkustundarupplausn fyrir tímabilið 1979-2016 á reiknineti með 2,5 km möskvastærð (ICRA, Nawri o.fl., 2017). Gögn úr endurgreiningunni hafa þegar gefið góða raun (Massad o.fl., 2020).

Heildarmarkmið þessa verkefnis er að kanna hvort að nota megi afrennslisgögn úr endurgreiningunni til að ákvarða hönnunarflóð á ómældum vatnasviðum á Íslandi. Afrennslið er reiknað með því að draga saman upplýsingar um úrkomu, leysingu og uppgufun úr endurgreiningunni. Verkefnið er unnið í þeim tilgangi að efla þekkingu og getu til að spá fyrir um flóð og tíðni þeirra á ómældum vatnasviðum á Íslandi. Ef niðurstöður verkefnisins sýna fram á að nota megi afrennslisgögnin í þessum tilgangi munu þær nýtast við flóðagreiningu á ómældum vatnasviðum og þar með við hönnun ýmissa mannvirkja sem tengjast vatni, s.s. við hönnun brúa og ræsa. Niðurstöðurnar nýtast einnig til að segja til um möguleika notkunar afrennslisgagnanna til að spá fyrir um flóð fram í tímann þar sem sama líkanið stendur að baki endurgreiningunni og notað er til að spá fyrir um veður á VÍ. Niðurstöður sem byggja á gögnum úr endurgreiningunni gefa því einnig sterklega til kynna möguleika spálíkansins í daglegum keyrslum.