Basisprognoses 2018

In 2018 en begin 2019 zijn voor zoetwater basisprognoses berekend met het Nationaal Water Model. Ze vormen daarmee een update van de toekomstverwachtingen die in 2016 zijn berekend. De basisprognoses 2018 bevatten modeluitkomsten voor 2017, 2050, 2085 en zichtjaar 2100. Ze geven inzicht in de veranderingen die Nederland op het gebied van zoetwaterverdeling te wachten staan.

Naast de gebruikelijke Deltascenario’s (Druk, Rust, Warm en Stoom) is een ‘beleidsvariant Parijs’ uitgewerkt. Deze variant berekent de gevolgen van het klimaatakkoord van Parijs voor het waterbeheer. De aannames in de Parijs-variant gaan uit van actieve beleidssturing om de gestelde doelen te halen. Daarom wordt het nadrukkelijk geen scenario genoemd. Het uitgangspunt van de beleidsvariant Parijs is: doen wat nodig is om te komen tot 80 tot 95% reductie van de broeikasgasemissie zoals in het akkoord van Parijs staat. Dit moet leiden tot een maximale temperatuurstijging van 1.5 tot 2 graden Celsius.

De basisprognoses zijn in eerste instantie geleverd aan het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat. Het ministerie gebruikt de basisprognoses voor het opstellen van landelijk beleid op het gebied van water. Zowel projecten op landelijk als op regionaal niveau kunnen de basisprognoses vervolgens gebruiken als invoer voor eigen modelberekeningen.

Rekentrein

We gebruiken de volgende deelmodellen, die in onderstaande volgorde worden doorgerekend:

LHM
SOBEK-NDB
LSM Light
LTM

Landelijk Hydrologisch Model (LHM)

Het Landelijk Hydrologisch Model (LHM) is het grond- en oppervlaktewatermodel van Nederland. Met het LHM berekenen we het regionale grondwaterstromingspatroon van Nederland voor het huidige klimaat en voor de verschillende klimaatscenario’s. Het instrumentarium is gericht op de simulatie van gemiddelde en droge situaties. Met het LHM kunnen we bijvoorbeeld grondwaterstanden, kwel- en wegzijgingsfluxen en de uitwisseling tussen het grond- en oppervlaktewater berekenen.

Daarnaast wordt de verdeling berekend van oppervlaktewater over het landelijke waterverdelingsnetwerk en over de verschillende regionale oppervlaktewateren in Nederland. Hiermee brengen we de beschikbaarheid van oppervlaktewater op regionaal en landelijk niveau in beeld.

De modeluitvoer kan worden gebruikt als invoer voor andere modellen. De berekende vochtgehalten in de bodem kunnen bijvoorbeeld worden gebruikt om de effecten op de landbouw en natuur op het land inzichtelijk te maken. Daarnaast kunnen ze als input dienen voor waterkwaliteitsmodellen. Naast de waterbalans wordt ook de chloridebalans bijgehouden in het grond- en oppervlaktewater.

We zetten het LHM in voor verschillende doeleinden. Bijvoorbeeld voor het analyseren van de effecten van klimaatverandering op het Nederlandse watersysteem (Deltaprogramma) of voor de Kaderrichtlijn Water. En om tijdens droogte te adviseren over de landelijke waterverdeling (Landelijke Coördinatiecommissie Waterverdeling).

basisprognoses 2018 - schematisatie in het distributie model — Schematisatie in het Distributie Model (DM)

SOBEK-model Noordelijk Delta Bekken (SOBEK-NDB)

SOBEK is een eendimensionaal modelsysteem en laat geschematiseerde open waterlopen (oppervlaktewater) zien. Zo kunnen we waterbeweging, zoutindringing, sturing van kunstwerken als stuwen, waterkwaliteit, neerslagafvoer en sedimenttransport simuleren. Het SOBEK-NDB model wordt binnen de zoetwatermodeltrein om 1 specifieke reden ingezet: de berekening van de zoutindringing via de Noordzee in het Noordelijk Delta Bekken.

LSM Light

In het Landelijk SOBEK Model (LSM) zijn de beschikbare SOBEK-modellen van landelijke en regionale waterbeheerders gecombineerd in 1 grote SOBEK-schematisatie. Dit is beschreven in het achtergronddocument LSM (pdf, 6.4 MB).

Het LSM Light wordt binnen het Nationaal Water Model vooral ingezet om het oppervlaktewater in meer detail door te rekenen en levert waterstanden en debieten (de hoeveelheid water die per tijdseenheid voorbij een bepaald punt stroomt) als output. Hiervoor maakt het LSM Light gebruik van de waterverdeling die met het LHM berekend is. De waterstanden kunnen met het LSM Light per rivierkilometer worden berekend.

Naast het gebruik van LSM Light voor beleidsanalyses in het Deltaprogramma, en dan met name het Deelprogramma Zoetwater, zijn LSM Light-resultaten ook gebruikt door het project VONK (Vervangingsopgave Natte Kunstwerken). Vanaf de basisprognoses 2018 gebruiken we alleen het lichtere LSM Light, dat het hoofdwatersysteem en een deel van de regionale watersystemen doorrekent.

LTM

Het Landelijk Temperatuur Model (LTM) is een aparte module, gekoppeld aan LSM Light, waarmee de (rivier)watertemperatuur kan worden gemodelleerd. Het LTM houdt rekening met de luchttemperatuur, luchtvochtigheid en bewolkingsgraad, om de warmteuitwisseling tussen lucht en water inzichtelijk te maken. De warmteuitwisseling wordt ook bepaald door de hoeveelheid water en de snelheid waarmee het op een bepaalde locatie stroomt. Daarom is een koppeling met het LSM Light noodzakelijk. Daarnaast houdt het LTM rekening met de opwarming van het rivierwater op het moment dat het water gebruikt wordt voor de koeling van industriële installaties, zoals energiecentrales.

Met de klimaatverandering in het achterhoofd is het cruciaal om meer inzicht te krijgen in de riviertemperatuur en het effect van opwarming van het water door industrieën in Nederland, maar ook de opeenstapeling van effecten door het gebruik van rivierwater als koelwater in de bovenstroomse landen, zoals Duitsland. Er kunnen dan eventueel specifieke afspraken worden gemaakt.

Het zoutgehalte is ook een belangrijke variabele in veel zoetwatervraagstukken. Er wordt onderscheid gemaakt in:

zout dat via het grondwater in het oppervlaktewater terecht komt
zout dat vanuit de Noordzee via de Nieuwe Waterweg in het rivierenstelsel terecht komt

De zoutbelasting via het grondwater wordt berekend binnen het LHM. De zoutindringing (zoutflux) via de Nieuwe Waterweg en de verspreiding van het zout in het Noordelijk Delta Bekken gebied wordt berekend met het SOBEK-NDB model.

Kwaliteitsborging en disclaimer

Inleiding

De nationale zoetwateranalyses in opdracht van het Deltaprogramma Zoetwater zijn door Deltares in samenwerking met Rijkswaterstaat uitgevoerd. De bijbehorende rapportages zijn beschikbaar op www.deltaprogramma.nl/themas/zoetwater/onderzoeken, o.a. onder het kopje ‘Geactualiseerde knelpuntenanalyse voor het Deltaprogramma Zoetwater fase II’, inclusief de analyse van het scenario Druk-Parijs en het 2100 scenario.

De algemene gebruiksvoorwaarden voor het gebruik van open data afkomstig van de overheid kunt u raadplegen via rijksoverheid.nl/opendata/voorwaarden.

Kwaliteitsborging

De uitvoer van de Basisprognoses 2018 is eerst geautomatiseerd gecontroleerd met behulp van een zogenaamde datavalidatietool (co-creatie van Deltares en Witteveen en Bos), aangevuld met enkele handmatige steekproeven. Additioneel heeft een meer impliciete vlakdekkende plausibiliteitscontrole plaatsgevonden door middel van de analyse van de uitvoer van effectmodules, die zijn gedocumenteerd in de rapportages.

Tijdens de geautomatiseerde datavalidatie zijn uitvoer-tijdreeksen op de volgende eigenschappen gecontroleerd:

Volledigheid: voor elke tijdreeks waarvoor periode en frequentie bekend zijn, werd getoetst of alle vereiste waarden beschikbaar zijn
Acceptabele range: voor elke tijdreeks werd gecontroleerd of de waarde binnen een opgegeven range ligt. De boven- en ondergrens is per parameter in het algemeen of specifiek voor bepaalde locatie gedefinieerd
Consistentie in de tijd: per tijdreeks werd gecontroleerd of het patroon gedurende de reeks vergelijkbaar is. Deze controle is bedoeld om afwijkingen te ontdekken in de sturing van kunstwerken en verstoringen in grondwaterpatronen
Consistentie meteorologische data van de verschillende deelmodellen:
- Controle of de neerslag-jaarsom altijd groter is dan 600 mm/jaar
- Vergelijking van neerslag en verdamping van LHM en LSMLT

Daarnaast is voor een beperkt aantal parameter-locatiecombinaties op de volgende eigenschappen gecontroleerd:

Dood-signaal: voor elke tijdreeks werd gecontroleerd of de waarde voldoende variatie heeft
Uitbijter: voor elke tijdreeks werd gecontroleerd of de waarde een outlier is ten opzichte van omliggende waarden in de tijdreeks. Onverwachte uitschieters die nog wel binnen de opgegeven acceptabele range liggen, konden met deze controle worden gedetecteerd
Staptrend: voor elke tijdreeks werd gecontroleerd of er een staptrend is, dat wil zeggen een abrupte stijging of daling van de waarde

Bovendien zijn handmatig enkele checks uitgevoerd:

Inlaat Gouda: reageert goed (i.c. inlaten van water stopt bij te hoge chloridegehalte), rond de duur dat er geen water wordt ingelaten is er wat onzekerheid
Watervraag in Rivierenland: in de scenario’s Warm en Stoom wordt de watervraag lager, dit wordt veroorzaakt door een lagere koelwatervraag voor industrie langs het Amsterdam-Rijnkanaal

Disclaimer – Algemene bevindingen

De uitvoer van de basisprognoses 2018 bevat onderstaande – mede door de datavalidatietool gesignaleerde – afwijkingen:

De zeespiegel in de invoer van het MODFLOW-model van de Referentie-situatie is op 0.00 m NAP ingesteld in plaats van de bedoelde 0.07 m NAP. Dit betekent dat er in de scenario's met een extra relatieve zeespiegelstijging van 7 cm wordt gerekend. De absolute zeespiegel in de scenario's is consistent met de gerapporteerde waarden
In het klimaatscenario GL met zichtjaar 2050 (wordt gebruikt voor de scenario's Druk en Rust met zichtjaar 2050) staat het peil van de Oosterschelde en Westerschelde voor de zomerperiode iets te laag namelijk op 0.15m t.o.v. NAP in plaats van - gelijk aan het winterpeil - op 0.22m t.o.v. NAP. Er is geconstateerd dat in de andere klimaatscenario's (DPWH2050, en alle 4 '2100'-scenario's) het peil correct staat ingesteld
In LTM hoge (> 40 graden) watertemperaturen ter plaatse van enkele lozingspunten; deze hoge temperaturen komen voor omdat er in LTM ter plaatse van deze lozingen vrijwel geen menging plaatsvindt; dit dient in een volgende versie van LTM te worden verbeterd door de lokale schematisaties hiervoor meer te detailleren. In de huidige versie van LTM treedt er enigszins stroomafwaarts wel menging op en komen deze hoge temperaturen niet voor
Zie verder deze datavalidatietool-tabel (xlsx, 23 kB).

Resultaten en downloads

De uitkomsten van de basisprognoses zijn gebaseerd op het rapport geactualiseerde Deltascenario's 2017, het rapport Vertaling van Deltascenario's 2017 naar modelinvoer voor het Nationaal Water Model en het rapport uitgangspunten variant Parijs en zichtjaar 2100.

De basisprognoses zijn als zip-bestanden (een verzameling van NetCDF-bestanden) hieronder te downloaden:

Zoetwater - LHM

Zoetwater - LSMLT

Zoetwater - LTM

Het onderdeel verzilting is (nog) niet vrijgegeven. Gelet op de betrouwbaarheid van de modeluitkomsten voor wat betreft verzilting, is het advies deze resultaten alleen voor bepaalde doeleinden te gebruiken. Daarom zijn deze resultaten alleen op aanvraag beschikbaar.

Per prognose zijn de volgende uitvoerresultaten beschikbaar:

Voor LHM

ZW_LHM_DM_KnoopBalansRegions.nc
ZW_LHM_grids_Modflow.nc
ZW_LHM_grids_Metaswap.nc
ZW_LHM_MozartRegio5.nc
ZW_LHM_MozartRegio17.nc

Voor LSMLT:

ZW_LSMLT_WL_IJsselmeer.nc
ZW_LSMLT_WL_Markermeer.nc
ZW_WABES_LSMLT.nc

Voor LTMLT

ZW_LTMLT.nc

Een nadere uitleg van de uitvoerparameters staat in Uitvoerparameters Zoetwater BP2018. De basisprognoses zijn beschikbaar in het zogenaamde NetCDF-formaat. Meer informatie daarover vindt u op unidata.ucar.edu/netcdf/. Voor het verwerken van NetCDF’s van data naar informatie zijn meerdere tools beschikbaar, bijvoorbeeld:

Meer informatie

Alle rekenresultaten zijn met de grootste zorgvuldigheid tot stand gebracht. Mocht u toch nog onvolkomenheden vinden of andere vragen hebben, dan kunt u contact opnemen via ons vragenformulier of bellen met een van de medewerkers van het Informatiepunt Leefomgeving op 088-7970790. Geïnteresseerden kunnen hier ook modelschematisaties en software aanvragen.