Integrating remotely sensed hydrologic parameters into an index of sediment connectivity

• Main Author: Ahlmer, Anna-Klara
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Hållbar utveckling, miljövetenskap och teknik 2017
• Subjects: Flooding; road infrastructure; soil moisture; remote sensing; sediment connectivity; Civil Engineering; Samhällsbyggnadsteknik
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-235791

The expected increase in precipitation and temperature in Scandinavia, and especially short-time heavy precipitation, will increase the frequency of flooding. Urban areas are the most vulnerable, and specifically, the road infrastructure. The accumulation of large volumes of water and sediments on road-stream intersections gets severe consequences for the road drainage structures. The need for a tool to identify characteristics that impacts the occurrence of flooding, and to predict future event is thus essential. This study integrates the spatial and temporal soil moisture properties into the research about flood prediction methods. Soil moisture data is derived from remote sensing techniques, with focus on the soil moisture specific satellites ASCAT and SMOS. Furthermore, several physical catchments descriptors (PCDs) are used to identify catchment characteristics that are prone to flooding and an inventory of current road drainage facilities are conducted. Finally, the index of sediment connectivity (IC) by Cavalli, Trevisani, Comiti, and Marchi (2013) is implemented to assess the flow of water and sediment within the catchment. A case study of two areas in Sweden, Västra Götaland and Värmland, that was affected by severe flooding in August 2014 are included. The results show that the method with using soil moisture satellite data is promising for the inclusion of soil moisture data into estimations of flooding and the index of sediment connectivity. === De förväntade ökningarna i nederbörd och temperatur i Skandinavien, och speciellt extrem korttidsnederbörd, kommer att öka frekvensen av översvämningar. Urbana områden är de mest sårbara, och speciellt väginfrastrukturen. Ackumuleringen av stora volymer av vatten och sediment där väg och vattendrag möts leder till allvarliga konsekvenser för dräneringskonstruktionerna. Behovet av ett verktyg för att identifiera egenskaper som påverkar förekomsten av översvämningar, och för att förutsäga framtida händelser är väsentligt. Studien integrerar markfuktighet både rumsligt och tidsmässigt i forskningen om metoder för översvämningsrisker. Markfuktighetsdata är inkluderat från fjärranalysteknik, med fokus på de specifika satelliterna för markfuktighet, ASCAT och SMOS. Vidare är flertalet faktorer (PCDs) inkluderade för att identifiera egenskaper i avrinningsområden som är benägna till översvämning samt en inventering av nuvarande vägdräneringskonstruktioner. Slutligen är ett index med sediment connectivity (Cavalli et al., 2013) implementerat för att se flödet av vatten och sediment inom avrinningsområdet. En fallstudie med två områden i Sverige, Västra Götaland och Värmland, som drabbades av allvarliga översvämningar i augusti 2014 är inkluderat. Resultaten visar att metoden att använda markfuktighet från satellitdata är lovande för inkludering i uppskattningar av översvämningsrisk och i indexet med sediment connectivity.