Activities

The work will be undertaken for selected case study catchments in Poland and Norway, and the tasks have been divided into the four work packages (WPs).

To fulfil the proposed objective, project activities will be performed according to the following Work Plan:

WP1. Changes in observed and projected hydro-climatological parameters

• Selection of eight nearly natural twinned catchments from Poland and Norway, following geomorphological criteria and hydrological regime similarities.
Selection of hydrological indices from those defined by the EEA (2008)
• Trend, homogeneity and correlation analyses of observed and projected temperature, precipitation and flow data for the eight selected catchments for each country.

WP2. Development of hydrological projections for changes in flood and drought under a changed climate.

• Delineation of a suitable modelling strategy which can be applied to both the Polish and the Norwegian catchments, including the selection of ENSEMBLEs projections with acceptable regional biases, local adjustment techniques (i.e. downscaling and/or bias correction), and hydrological modelling and calibration methods
• Downscaling and/or bias correction of ENSEMBLES projections using two or more techniques, and building on the experience of COST FloodFreq Action work in test catchments.
• Development of an ensemble of hydrological simulations based on both observed and climate model input timeseries for the present and future climates, using the ENSEMBLES projections, downscaling techniques, and hydrological modelling methods developed in 1. – 2. above.
• Quantification of the uncertainty in estimated changes in extreme hydrological indices, given the ensemble of simulations.

WP3. Flood and drought frequency analysis within non-stationary framework: methodology and application.

• Trends in quantiles: the estimation of upper quantiles by means of selected partial distribution functions, fitted to seasonal, annual or partial duration (also named Peaks Over Threshold – POT) flows.
• Development and application of non-stationary methods of frequency analysis suitable for both high and low flow events.
• Development and application of the duration flow frequency (DFF) to the observed and projected high and low flow event series
• Application of a copula-based approach to the modelling of observed and simulated high and low flow events and testing the conditions of applicability to climate change modelling.

WP4. Adaptation to floods under a future climate.

• Identification of flood management measures and infrastructure in Poland that: a) have a short operational lifetime and climate change adaptation is not needed, b) have a long operational lifetime, but can be readily adapted to an increased flood risk, and c) infrastructure or buildings with a long operational lifetime which need to be constructed/reconstructed based on knowledge about floods in a future climate.
• Examination of how expected changes in flood risk can be classified in Poland as compared to the procedures used in Norway.
• Investigation of how quantified uncertainty can be taken into account in decision making related to climate change adaptation in Norway and Poland.
• Evaluation of the adaptation required due to future flood risk in the selected Polish catchments, considered in accordance with the three-stage procedure detailed in the Flood Directive (2007).
• Evaluation of the need for adaptation related to future changes in droughts.
• Discussion of the risk and reliability of different adaptation measures.

Prace zostały podjęte w wybranych zlewniach testowych w Polsce i w Norwegii, a zadania zostały podzielone na cztery zadania robocze (WP’s). Proponowany cel  projektu zostanie zrealizowany według następującego planu:

WP1. Zmiany w obserwowanych  i przewidywanych zmiennych hydro-klimatycznych

• Wybór ośmiu niemal naturalnych, „bliźniaczych” zlewni z Polski i Norwegii, według określonych kryteriów geomorfologicznych oraz na podstawie hydrologicznych podobieństw reżimu rzek.
• Wybór wskaźników hydrologicznych spośród  określonych przez Europejską Agencję Środowiska (2008)
• Analiza trendów, jednorodności i korelacji obserwowanych temperatur, opadów i przepływu oraz ich projekcji na przyszłość dla  danych ośmiu wybranych zlewni z każdego kraju.

WP2. Opracowanie projekcji hydrologicznych do określenia zmian w występowaniu powodzi i susz w warunkach zmieniającego się klimatu.

• Określenie odpowiednich strategii modelowania, które mogą być stosowane zarówno w polskich jak i norweskich zlewniach, w tym dobór wiązek projekcji klimatycznych (ENSEMBLE i EUROCORDEX) z dopuszczalnymi błędami regionalnymi; opracowanie odpowiednich technik korekcji błędów (tj „downscaling” i „bias correction”), oraz metod modelowania hydrologicznego
• zwiększenie rozdzielczości i / lub korekty obciążeń („Downscaling” i „bias correction”) projekcji przyszłych zmiennych klimatycznych  z wykorzystaniem dwóch co najmniej technik i bazując na doświadczeniach  projektu międzynarodowego EU FloodFreq COST w zlewniach badawczych.
• Opracowanie wiązek hydrologicznych symulacji opartych na obserwowanych i modelowanych szeregach czasowych zmiennych meteorologicznych dla scenariuszy przyszłego klimatu, za pomocą projekcji z ENSEMBLE i/lub EUROCORDEX, technik skalowania i metod modelowania hydrologicznego opracowanego w ramach projektu.
• Analiza ilościowa niepewności szacowanych zmian indeksów ekstremów hydrologicznych dla założonych scenariuszy przyszłego klimatu.

WP3. Analiza częstotliwości powodzi i susz w warunkach niestacjonarnych: metodologia i zastosowanie.

• Trendy w kwantylach: oszacowanie górnego kwantyla za pomocą średniej z wybranych, częściowych funkcji dystrybucji oraz dopasowanie go do przepływu sezonowego, rocznego lub częściowego (nazywane również Peaks Over Threshold - POT).
• Opracowanie i stosowanie niestacjonarnych metod analizy częstości występowania zjawisk odpowiednio dla obu rodzajów zdarzeń - wysokich i niskich przepływów.
• Opracowanie i stosowanie DFF do obserwowanej i przewidywanej serii zdarzeń dla wysokiego i niskiego przepływu
• Zastosowanie podejścia opartego na „kopułach” do modelowania zaobserwowanych zdarzeń oraz symulacji, zarówno niskich jak i wysokich przepływów. Przeprowadzenie testów warunków aplikacyjności tych metod do modelowania zmian klimatu.

WP4. Adaptacja do powodzi w warunkach przyszłego klimatu.

• Identyfikacja miar zarządzania powodziowego oraz infrastruktury hydro technicznej w Polsce, o następujących charakterystykach: a) budowle/infrastruktura przeznaczone do krótkiego czasu użytkowania, dla których adaptacja do zmiany klimatu nie jest potrzebna, b) budowle/infrastruktura przeznaczone do długiego czasu użytkowania, których adaptacja do zwiększonego ryzyka powodziowego jest łatwa oraz c) budowle przeznaczone do długiego czasu użytkowania, które powinny być wykonane i/lub zrekonstruowane w oparciu o wiedzę na temat powodzi w przyszłym klimacie.
• Analiza porównawcza, klasyfikacji zmian ryzyka powodziowego w Polsce i Norwegii.
• Badanie, jak niepewności płynące z kolejnych etapów badań mogą być brane pod uwagę w decyzjach związanych z adaptacją do zmian klimatu w Norwegii i Polsce.
• Ocena potrzeb adaptacyjnych wynikających z przewidywanego, przyszłego ryzyka powodziowego w wybranych polskich zlewniach, rozpatrywanego zgodnie z trzystopniową procedurą zawartą w Dyrektywie Powodziowej (2007).
• Ocena potrzeb adaptacyjnych do suszy  w warunkach przyszłego klimatu.
• Omówienie niezawodności i  ryzyka związanego z różnymi miarami adaptacyjnymi.