Zoetwater

Extreme droogte heeft ook extreme gevolgen voor het watergebruik in Nederland. De zoetwatermodellen van het Nationaal Water Model kunnen inschatten waar mogelijk watertekorten ontstaan.

Dit is mogelijk door de waterbeweging door Nederland in kaart te brengen. Waar komt ons water vandaan en waar gaat het heen? De modellen van NWM worden daarnaast ook gebruikt om het effect van beoogd zoetwaterbeleid te berekenen, bijvoorbeeld maatregelen om zoetwater beter op te slaan, of om te berekenen of het zoutgehalte van zoetwater niet te hoog wordt. Kijk voor een nadere technische uiteenzetting op de website van het Deltaprogramma zoetwater.

Rekentrein

Het modelinstrumentarium voor zoetwater is een rekentrein van veel afzonderlijke modellen. De reden dat er verschillende modellen nodig zijn, is dat er voor zoetwatervraagstukken verschillende uitkomsten nodig zijn. Het NWM moet onder meer resultaten leveren over de grondwaterstand, de waterverdeling, het zoutgehalte en de temperatuur. Elk model berekent een deel hiervan. De rekentrein is recent gewijzigd, waarbij voor de nieuwste basisprognoses 2024 de volgende deelmodellen zijn gebruikt, die in onderstaande volgorde worden doorgerekend:

LHM zonder zout
LSM3 zonder zout
LHM met zout
LSM3 met zout

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. Naast de waterbalans wordt ook de chloridebalans bijgehouden in het grond- en oppervlaktewater.

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 dienen ze als input voor het NWM-waterkwaliteit. Voor het NWM-Zoetwater is LHM versie 4.3 gebruikt.

Schematisatie in het Distributie Model (DM)

Landelijk Sobek Model 3 (LSM3)

De output van het LHM wordt gebruikt als randvoorwaarde voor het Landelijk Sobek Model 3 (LSM3). In het LSM3 zijn modelschematisaties van het oppervlaktewater van Rijkswaterstaat en waterschappen samengevoegd. Het LSM maakt gebruik van de in het LHM (op basis van de verdringingsreeks) aan de districten gealloceerde debieten voor het berekenen van waterstanden en chloridegehaltes, waarbij de verdeling plaatsvindt op basis van de fysica en sturingsregels voor de diverse kunstwerken.

In het NWM wordt de rekentrein op jaarbasis – dus voor elk jaar apart – doorlopen voordat het doorgaat naar het volgende jaar door middel van een 'warme herstart'. De modelberekeningen worden in 4 stappen uitgevoerd:

Stap 1: Een eerste hydrologische berekening met het LHM

Het NWM gebruikt meteodata van het KNMI om in de eerste plaats data te genereren over onder andere grondwaterstanden en debieten in zowel het hoofdwatersysteem als de regionale watersystemen. Dit gebeurt met het Landelijk Hydrologisch Model (LHM), dat bestaat uit vier deelmodellen:

het grondwatermodel MODFLOW
het model voor de onverzadigde zone- en gewasgroei MetaSWAP-WOFOST
het regionaal oppervlaktewatermodel Mozart
het hoofdwatersysteem oppervlaktewatermodel DM

Modellentrein voor NWM-Zoetwater — De modellentrein voor NWM-Zoetwater

Stap 2: Een eerste chloride-berekening met het LSM3

De output van het LHM wordt gebruikt als randvoorwaarden voor het Landelijk Sobek Model (LSM). In het LSM zijn modelschematisaties van het oppervlaktewater van Rijkswaterstaat en waterschappen samengevoegd.

In stap 1 en 2 houden LHM en LSM in de berekening geen rekening met het stoppen van inname van zoetwater als de chlorideconcentratie op het innamepunt in kwestie in het model te hoog wordt. Dit is wel het geval in stap 3 en 4, waarbij stap 3 en 4 gebruik maken van de rekenresultaten uit stap 1 en 2.

Stap 3: Een finale hydrologische berekening met het LHM

Vervolgens kan LHM deze LSM-output gebruiken om te draaien, waarin ook zoutbeperking van belangrijke innamepunten (zoals die voor West-Nederland) is meegenomen.

Stap 4: Een finale hydrologische berekening met het LSM

In stap 4 wordt het LSM nogmaals gedraaid om nieuwe chloridegehaltes te berekenen. In deze stap wordt ook de oppervlaktewatertemperatuur berekend.

Huidige versie

De meest actuele versie van het NWM-Zoetwater is versie 2.4.3.0. De LHM-versie in het huidige NWM-Zoetwater is LHM 4.3 (Janssen et al., 2023). Voor LSM3 is dat Sobek-lsm3-j18_5-v7 (Wesselius en Fujisaki, 2020; Prinsen, 2021; Loos en Broderie, 2022) met aanpassingen voor de Referentie’28 zoals beschreven in Hoofdstuk 2 en Bijlage A van het rapport Vertaling Deltascenario's 2024 naar modelinvoer NWM. Voor informatie over de versies die gebruikt zijn voor oudere basisprognoses, raadpleeg de pagina's in kwestie onder Toepassingen.

Toepassingen

Alle rekenresultaten zijn te vinden op de pagina Toepassingen.

Documentatie

Meer informatie

Heeft u nog vragen? Stel ze via ons vragenformulier of bel met een van de medewerkers van het Informatiepunt Leefomgeving op 088-7970790.