Pluvial flood modelling and Blue-Green Infrastructure – a case study in Helsingborg

Abstract

Pluvial flooding, caused by precipitation intensities exceeding the capacity of natural and artificial drainage systems, is projected to increase in frequency and magnitude under climate change, thereby increasing flood risks in urban environments characterised by extensive impervious surfaces. Blue-Green Infrastructure (BGI) has been proposed as a flood mitigation strategy, as it supports natural hydrological processes such as infiltration, evapotranspiration, and groundwater recharge. Helsingborg Municipality, Sweden, is one example of a city planning to implement BGI measures, including parks and blue-green corridors, to reduce pluvial flood risk. This study investigated pluvial flood risk in the Södra Staden area of Helsingborg and assessed the potential of planned BGI measures to mitigate flooding. The study further examined whether lowering the elevation of BGI measures to increase their water-holding capacity enhanced flood mitigation performance. Hydrological modelling was conducted using the modelling tools PluvioFlow and SCALGO Live, simulating water depths and flooded area extent during 10- and 100-year precipitation events, both with and without a climate factor representing projected future conditions under SSP5-8.5. Simulations were performed for three scenarios: current conditions without planned BGI implementation (No BGI), implementation of planned BGI measures (BGI), and implementation of depressed BGI measures with lowered elevations (Depressed BGI). Across both modelling tools, flooded area and water depth generally increased with increasing precipitation magnitude and climate factor. The total proportion of the flooded area was consistently highest in the No BGI scenario, lower in the BGI scenario, and lowest in the Depressed BGI scenario, indicating that implementing the planned BGI measures can reduce pluvial flooding. Furthermore, larger differences were observed between the BGI and Depressed BGI scenarios than between the No BGI and BGI scenarios, suggesting that lowering park elevations had a greater effect on flood mitigation capacity than changes in infiltration capacity associated with BGI implementation. These findings highlight the importance of BGI design in determining flood mitigation performance.

Abstract (Swedish)

Pluvial översvämning, orsakad av nederbördsmängder som överstiger kapaciteten hos naturliga och artificiella dagvattensystem, förväntas öka i frekvens och magnitud som en följd av klimatförändringar, vilket i sin tur ökar översvämningsrisken i urbana miljöer vilka kännetecknas av stora andelar hårdgjorda ytor. Blågrön infrastruktur (BGI) har föreslagits som en strategi för översvämningshantering, eftersom den stödjer naturliga hydrologiska processer såsom infiltration, evapotranspiration och grundvattenbildning. Helsingborgs stad i Sverige är ett exempel på en kommun som planerar att implementera BGI-åtgärder, inklusive parker och blågröna stråk, för att minska risken för pluviala översvämningar. Denna studie undersökte risken för pluviala översvämningar i området Södra Staden i Helsingborg och utvärderade potentialen hos planerade BGI-åtgärder för att minska översvämningarna. Studien analyserade även om sänkning av BGI-åtgärder, för att öka deras vattenhållande kapacitet, förbättrar deras översvämningsreducerande effekt. Hydrologisk modellering genomfördes med modelleringsverktygen PluvioFlow och SCALGO Live, där vattendjup och översvämmad area simulerades för 10- och 100-årsregn, både med och utan en klimatfaktor som representerar förväntade framtida förhållanden under SSP5-8.5. Simuleringarna genomfördes för tre scenarier: nuvarande förhållanden utan planerad BGI-implementering (No BGI), implementering av planerade BGI-åtgärder (BGI) samt implementering av sänkta BGI-åtgärder med reducerad höjdnivå (Depressed BGI). I båda modellerna ökade andelen översvämmad yta och vattendjup generellt med ökad nederbördsintensitet och klimatfaktor. Den totala andelen översvämmad yta var konsekvent högst i No BGI-scenariot, lägre i BGI-scenariot och lägst i Depressed BGI-scenariot, vilket indikerar att implementering av planerade BGI-åtgärder kan minska pluviala översvämningar. Vidare observerades större skillnader mellan BGI- och Depressed BGI-scenarierna än mellan No BGI- och BGI-scenarierna, vilket tyder på att sänkning av parkernas höjdnivå hade större effekt på översvämningsreducerande kapacitet än förändringar i infiltrationskapacitet kopplade till BGI-implementeringen. Dessa resultat belyser betydelsen av BGI-lösningars utformning för deras effektivitet i översvämningshantering.

Popular Abstract (Swedish)

Kraftiga regn kan snabbt förvandla stadsgator till vattenfyllda områden. När mer regn faller än vad marken och dagvattensystemen kan ta hand om uppstår så kallade pluviala översvämningar. Problemet förväntas bli större i framtiden eftersom klimatförändringarna förväntas leda till mer frekventa och intensiva regn. Samtidigt är städer särskilt utsatta för översvämningar. En stor del av stadsmiljön består av hårdgjorda ytor, såsom byggnader, vägar och parkeringsplatser, där regnvatten inte kan tränga ner i marken. I stället rinner och samlas vattnet på ytan, vilket kan leda till översvämningar.
Ett sätt att minska problemen är att skapa mer blågrön infrastruktur i städerna. Det kan till exempel vara parker och gröna stråk som utformas för att ta hand om regnvatten. Förutom att göra staden grönare kan dessa områden fungera som platser där vatten kan samlas, ledas bort eller tränga ner i marken. Helsingborg är en av de städer som redan idag är utsatta för pluviala översvämningar och arbetar med att minska risken för översvämningar genom att planera nya parker och blågröna stråk.
I denna studie undersöktes risken för pluviala översvämningar i området Södra Staden i Helsingborg. Studien använde hydrologisk modellering för att analysera hur de planerade parkerna och blågröna stråken skulle kunna minska översvämningarna. Tre olika framtidsscenarier jämfördes: ett utan den planerade blågröna infrastrukturen, ett där parker och blågröna stråk anlades enligt plan, och ett där dessa områden dessutom sänktes ner i marken för att kunna fungera som tillfälliga vattenmagasin.
Översvämningsrisken undersöktes vid både vanligare och mer extrema regn, i dagen klimat och under förväntade framtida klimatförhållanden med kraftigare nederbörd. Två olika typer av modelleringsverktyg användes för att undersöka hur stor del av området som översvämmades och hur djupt vattnet blev.
Resultaten visade att större regnmängder ledde till både större översvämmade områden och djupare vatten. I samtliga undersökta regn var den översvämmade ytan störst i scenariot utan blågrön infrastruktur. När parker och blågröna stråk anlades minskade översvämningarna, och den minsta översvämningsrisken uppstod när parkerna och stråken dessutom sänktes ner i landskapet.
Ett särskilt intressant resultat var att själva utformningen av parkerna och de blågröna stråken hade stor betydelse. Att sänka ner den blågröna infrastrukturen och skapa utrymme där vatten kunde samlas hade större effekt än att enbart anlägga parkerna och de blågröna stråken. De nedsänkta områdena fungerade som tillfälliga bassänger som kunde hålla kvar vatten och därmed minska mängden vatten i omkringliggande områden.
Resultaten visar att blågrön infrastruktur kan vara ett viktigt verktyg för att minska risken för framtida översvämningar i städer. Studien visar också att det inte bara är mängden parker och grönområden som är avgörande. Minst lika viktigt är hur de utformas. Genom att planera parker och andra gröna områden så att de även kan ta hand om stora mängder regnvatten kan städer bli bättre rustade för ett framtida klimat med mer intensiva regn.

• author: Rosberg, Emma
• supervisor: Andreas Persson
• organization: Department of Earth and Environmental Sciences (MGeo)
• course: NGEM21 20261
• year: 2026
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Earth and Environmental Sciences
• keywords: Geographical Information Science, Pluvial flooding, Blue-green Infrastructure, Elevation, Hydrological modelling, PluvioFlow, SCALGO, Geografisk informationsvetenskap, Skyfallsöversvämningar, Blågrön infrastruktur, Markhöjd, Hydrologisk modellering
• publication/series: Student thesis series INES
• report number: 760
• language: English
• id: 9250825
• date added to LUP: 2026-09-14 09:58:06
• date last changed: 2026-09-14 09:58:06