Hydraulic Modelling of Flood Impact in a Regulated Urban River - A case study of Mölndalsån in Gothenburg

Abstract

Urban flooding is an increasing challenge in Gothenburg, where flood risk is influenced
by river discharge, elevated sea levels and hydraulic regulation. The river Mölndalsån
contributes to this risk as it flows through urban areas before discharging into Göta
älv. Future climate change may further increase the risk through rising sea levels and
more intense precipitation.

This thesis investigates flood risk in Mölndalsån using a one dimensional hydraulic
model. The study focuses on how water levels respond to different combinations of
river inflow, downstream sea level and regulation by hydraulic structures. An existing
MIKE+ Rivers model was modified to represent the regulating structures at Gårda
dämme and Slussen, and calibration and validation were performed using historical
data. Three river inflow scenarios and three sea level scenarios were combined into
nine steady state simulations. Simulated water levels were evaluated at eight selected
critical locations and compared with local bank levels. In addition, the temporary
storage capacity of the river system was analysed by closing the regulating structures
and allowing the system to fill from a lowered initial level.

The results showed that flood risk varies along the river system and is strongly
influenced by hydraulic regulation. The upstream and central parts of Mölndalsån were
primarily affected by river inflow, while the most downstream parts were predominantly
controlled by sea level, and some locations were influenced by both factors. Several
critical locations exceeded their bank levels in the simulated scenarios, and one location
close to Gårda fire station was identified as particularly vulnerable.

The study concludes that flood mitigation in Mölndalsån should be adapted to the
dominant flood factor in each part of the system. The storage analysis showed that
temporary closure of the regulating structures could provide flood mitigation during
high sea level events, especially under low inflow conditions. Coordinated regulation of
upstream and downstream structures is therefore important for reducing future flood
risk.

Popular Abstract (Swedish)

Översvämningar är ett växande problem i Göteborg. Stadens kustnära läge och de många vattendragen i och runt staden gör den utsatt för både höga havsnivåer och flöden. Stormar kan tillfälligt höja havsnivån, medan regn kan öka flödet i ån. I framtiden förväntas klimatförändringarna medföra stigande havsnivåer och ökande regn, vilket kan öka översvämningsrisken ytterligare.

Ett av Göteborgs vattendrag är Mölndalsån. Vattenflödet och vattennivåerna i ån påverkas av flera dämmen, bland annat Gårda dämme och Slussen i centrala Göteborg. Studien undersöker hur havsnivån, vattenflödet och regleringen påverkar översvämningsrisken samt om ån kan styras på ett alternativt sätt för att minska risken för översvämningar.

Undersökningen genomfördes med hjälp av en endimensionell hydraulisk modell av Mölndalsån. I modellen testades olika kombinationer av vattenflöden och havsnivåer. Särskilt utsatta platser valdes ut längs ån, och de modellerade vattennivåerna jämfördes med höjden på åns kanter för att avgöra om en översvämning uppstod.

Den alternativa styrningen som undersöktes innebar att vattennivån i ån först sänktes inför en förväntad hög havsnivå. Därefter stängdes Slussen och Gårda dämme tillfälligt, så att ån kunde användas som magasin för det inkommande vattenflödet medan den höga havsnivån passerade.

Resultatet visar att både känsligheten för översvämningar och dess orsak varierar längs Mölndalsån. Platser nära utloppet påverkas främst av havsnivån, medan platser längre upp i ån påverkas mest av vattenflödet. Regleringen vid Gårda dämme och Slussen har samtidigt stor betydelse för vattennivåerna uppströms dessa. Genom att identifiera den drivande faktorn till översvämningar vid en viss plats blir det möjligt att välja mer effektiva åtgärder.

Den alternativa styrningen med tillfällig lagring i ån visades vara speciellt effektiv när inflödet kan hållas lågt. Då kunde dämmena hållas stängda tillräckligt länge för att många stormar med tillfälligt höjda havsnivåer skulle hinna passera.

En viktig slutsats är att Mölndalsån bör analyseras och regleras som ett och samma system, från källan till utlopp, då åtgärder vid en plats kan påverka en annan.

• author: Åkerlund, Vera
• supervisor: Magnus Larson; Christofer Karlsson
• organization: Division of Water Resources Engineering
• course: VVRM05 20261
• year: 2026
• type: H2 - Master's Degree (Two Years)
• subject: Technology and Engineering
• publication/series: TVVR 5000
• report number: TVVR 26/5016
• ISSN: 1101-9824
• language: English
• additional info: Examiner: Björn Almström
• id: 9242413
• date added to LUP: 2026-06-26 12:06:34
• date last changed: 2026-06-26 12:06:34