Advanced

Robust översvämningshantering under osäkerhet i framtida förtätning och klimatförändring - Ett förslag på beslutsanalys

Rydén Sonesson, Tove LU and Rosenqvist, Hannah (2017) VBR920 20162
Risk Management and Safety Engineering (M.Sc.Eng.)
Division of Risk Management and Societal Safety
Division of Risk Management and Societal Safety
Abstract
The outcomes of flood management are uncertain since climate change and urban densification are expected to result in higher amounts of surface runoff, and both these changes are subject to uncertainty. When uncertainty is deep, there is a need for strategies to treat uncertainty, e.g. taking the limitations of quantification by probabilities into account, and to guide decisions to be robust to uncertainty.

In this masters thesis, a multi-criteria decision analysis (MCDA) is derived for comparing flood management measures, including their robustness to uncertainty. Performances of management measures are assessed based on five decision criteria evaluated under six scenarios, representing different states of urban densification and... (More)
The outcomes of flood management are uncertain since climate change and urban densification are expected to result in higher amounts of surface runoff, and both these changes are subject to uncertainty. When uncertainty is deep, there is a need for strategies to treat uncertainty, e.g. taking the limitations of quantification by probabilities into account, and to guide decisions to be robust to uncertainty.

In this masters thesis, a multi-criteria decision analysis (MCDA) is derived for comparing flood management measures, including their robustness to uncertainty. Performances of management measures are assessed based on five decision criteria evaluated under six scenarios, representing different states of urban densification and climate change, and six decision rules, testing the sensitivity to how uncertainty is taken into account. The resulting robust decision analysis was applied as a case study on an urban area in the municipality of Lund, Sweden. (Less)
Popular Abstract (Swedish)
Effekter av tätare städer och klimatförändringar är svåra att kartlägga och kan båda innebära ökad risk för översvämningar. Dagens beslutsfattare står därför inför en svår situation där beslut idag bör ta hänsyn till hur våra städer och klimatet kan se ut i framtiden. Därför har en analysmetod tagits fram som tar hänsyn till möjliga framtida effekter vid framtagande av beslutsunderlag.

En kraftig urbanisering råder i världen och år 2050 förväntas drygt 70 procent av jorden befolkning leva i städer. I Skåne, där jordbruksmarken är en viktig naturresurs, förespråkas i stor utsträckning att tillgodose de ökade behoven genom tätare städer (förtätning) över att expandera städerna genom exploatering av ny mark (utglesning).

Förtätning... (More)
Effekter av tätare städer och klimatförändringar är svåra att kartlägga och kan båda innebära ökad risk för översvämningar. Dagens beslutsfattare står därför inför en svår situation där beslut idag bör ta hänsyn till hur våra städer och klimatet kan se ut i framtiden. Därför har en analysmetod tagits fram som tar hänsyn till möjliga framtida effekter vid framtagande av beslutsunderlag.

En kraftig urbanisering råder i världen och år 2050 förväntas drygt 70 procent av jorden befolkning leva i städer. I Skåne, där jordbruksmarken är en viktig naturresurs, förespråkas i stor utsträckning att tillgodose de ökade behoven genom tätare städer (förtätning) över att expandera städerna genom exploatering av ny mark (utglesning).

Förtätning innebär dock inte en felfri lösning. Tätare städer leder, på grund av större andel asfalterade ytor, till att större mängder vatten ansamlas i staden. Kombinerat med klimatförändringar, som förväntas bidra med mer frekventa och kraftigare skyfall, är risken stor att vi kommer drabbas av fler översvämningar i framtiden. Samtidigt är effekterna på ett framtida samhälle från både förtätning och klimateffekter mycket svåra att sia om. Experter gör kvalificerade gissningar men det faktiska utfallet förblir höjt i dunkel. Alltså har vi har stora osäkerheter i våra prognoser av framtiden.

Att förbereda samhället för framtiden innebär därför att vi måste bygga in översvämningshantering i den fysiska planeringen, exempelvis genom öppen dagvattenhantering eller utökad kapacitet hos avloppsnätverken. Detta kräver verktyg för att skapa beslutsunderlag kring hur bra dessa åtgärder är för att de mest fördelaktiga åtgärderna ska kunna väljas. En sådan ansats har gjorts i examensarbetet genom att ta fram en multikriterieanalys. En multikriterieanalys är ett verktyg där flera motstridiga kriterier kan utvärderas och som ska utgöra ett stöd i samt stärka den mänskliga beslutsprocessen. Analysen applicerades också på ett studieområde i Lunds kommun.

För att uppskatta hur bra åtgärderna är användes alltså mätbara kriterier som beskriver de huvudsakliga samhällsintressena i den fysiska planeringen. Fem sådana kriterier utarbetades därför inom ramen för multikriterieanalysen:

- Livskvalitet: negativ eller positiv påverkan på människors välbefinnande.
- Flexibilitet: åtgärdens anpassningsbarhet om vi har fel.
- Kostnad: investering och underhåll för införandet av åtgärden.
- Ytanspråk: påverkan på förtätnings-möjligheter.
- Överskottsvolym: reduktionen av över-svämningsvolymer.

Eftersom framtiden är osäker är det också viktigt att åtgärderna fungerar bra oavsett vad som sker. Här kommer begreppet robusthet in. En stor del i examensarbetet har handlat om att definiera vad som utgör en robust åtgärd och hur denna robusthet kan mätas och jämföras. Den första egenskapen hos en robust åtgärd ansågs vara att den är bra under flera studerade troliga framtider, så kallade scenarier. Scenarierna beskrev olika grader av förtätning och klimateffekter som konstruerats för att täcka in en så stor andel möjliga framtider som möjligt.

Den andra egenskapen hos en robust åtgärd ansågs vara att den uppvisar okänslighet mot olika metoder för beslut under osäkerhet, så kallade beslutsregler. En beslutsregel är ett strukturerat sätt att ta beslut som speglar en beslutsfattares inställning till förluster. Exempelvis kan en beslutsfattare ha stort fokus på att minimera förluster och bry sig mindre om möjliga vinster. Denna inställning kan då speglas i form av en beslutsregel där förluster ges större påverkan.

Sammanfattningsvis, utgjordes den mest robusta åtgärden av den åtgärd som uppfyllde kriterierna bäst under flest scenarier och beslutsregler. (Less)
Please use this url to cite or link to this publication:
author
Rydén Sonesson, Tove LU and Rosenqvist, Hannah
supervisor
organization
alternative title
Robust flood management under uncertainty from urban densification and climate change - Proposing a decision analysis method
course
VBR920 20162
year
type
H2 - Master's Degree (Two Years)
subject
keywords
Klimatförändringar, scenarier, förtätning, djup osäkerhet, robust beslutsfattande, beslutsanalys, MKA, TOPSIS, pluviala översvämningar
report number
5039
other publication id
ISRN: LUTVDG/TVRH--5039—SE
language
Swedish
id
8905656
date added to LUP
2017-05-02 12:01:23
date last changed
2020-12-03 14:26:12
@misc{8905656,
  abstract     = {The outcomes of flood management are uncertain since climate change and urban densification are expected to result in higher amounts of surface runoff, and both these changes are subject to uncertainty. When uncertainty is deep, there is a need for strategies to treat uncertainty, e.g. taking the limitations of quantification by probabilities into account, and to guide decisions to be robust to uncertainty.

In this masters thesis, a multi-criteria decision analysis (MCDA) is derived for comparing flood management measures, including their robustness to uncertainty. Performances of management measures are assessed based on five decision criteria evaluated under six scenarios, representing different states of urban densification and climate change, and six decision rules, testing the sensitivity to how uncertainty is taken into account. The resulting robust decision analysis was applied as a case study on an urban area in the municipality of Lund, Sweden.},
  author       = {Rydén Sonesson, Tove and Rosenqvist, Hannah},
  keyword      = {Klimatförändringar,scenarier,förtätning,djup osäkerhet,robust beslutsfattande,beslutsanalys,MKA,TOPSIS,pluviala översvämningar},
  language     = {swe},
  note         = {Student Paper},
  title        = {Robust översvämningshantering under osäkerhet i framtida förtätning och klimatförändring - Ett förslag på beslutsanalys},
  year         = {2017},
}