• Linked Applications
    Loading…

Page Information

Versions Compared

Key

  • This line was added.
  • This line was removed.
  • Formatting was changed.
Comment: Migrated to Confluence 4.0
Section
Column
width4%
Panel
bgColor#A4D8F2#4997C7
titleBGColor#EFEFFF#0048FF
borderStylesolid
borderColor#000000#4997C7
borderWidth2px

Home

Column
width5%7%
Panel
bgColor#A4D8F2#4997C7
titleBGColor#EFEFFF#0048FF
borderStylesolid
borderColor#000000#4997C7
borderWidth2px

Project informatie

Column
width4%
Panel
bgColor#A4D8F2#4997C7
titleBGColor#EFEFFF#0048FF
borderStylesolid
borderColor#000000#4997C7
borderWidth2px

Deelmodules

Column
width4%
Panel
bgColor#A4D8F2#4997C7
titleBGColor#EFEFFF#0048FF
borderStylesolid
borderColor#000000#4997C7
borderWidth2px

DownloadsArchief

Column
width4%
Panel
bgColor#A4D8F2#4997C7
titleBGColor#EFEFFF#0048FF
borderStylesolid
borderColor#000000#4997C7
borderWidth2px

Multimedia

Column
width4%
Panel
bgColor#A4D8F2#4997C7
titleBGColor#EFEFFF#0048FF
borderStylesolid
borderColor#000000#4997C7
borderWidth2px

Contact

Deelmodules van de KRW-verkenner

...

Wiki Markup
{card}
Wiki Markup
{composition-setup}{composition-setup}
Wiki Markup
{deck:id=Modulen}
Wiki Markup
{card:label=Overzicht}

De werking van de Verkenner

In onderstaand figuur is een stroomschema van de KRW-Verkenner weergegeven. Het begint met een schematisatie van een (stroom)gebied. Daarin neemt de gebruiker van de KRW-Verkenner een aantal zaken op, zoals:

  • De afwateringsgebieden en waterlichamen;
  • de koppelingen tussen de verschillende waterlichamen (routing);
  • de emissies van water en stoffen; en
  • kenmerken ten aanzien van de inrichting en het beheer van de waterlichamen.

Image Added

Deze informatie wordt bij een berekening gestuurd naar een waterbalans die waterstromen tussen de verschillende waterlichamen en afwateringsgebieden berekend.
Vervolgens wordt de stofbalans berekend. Aan waterstromen worden emissies van stoffen toegekend. In de waterlichamen kan vervolgens nog retentie plaatsvinden van stof. Dit is in de stofbalans opgenomen door middel van een eerste orde afbraakproces.
Na de stofbalans kan de ecologische module een berekening uitvoeren. Naast de concentraties van onder andere nutriënten op de waterlichamen worden kenmerken van de waterlichamen zelf meegenomen.

De ecologie binnen de KRW-Verkenner speelt een grote rol. De KRW-Verkenner bevat daarom een ecologische module voor de regionale wateren die op basis van chemische variabelen en inrichtingsvariabelen de EKR score kan bepalen.

Voor de grote landelijke wateren is een andere ecologische methode ontwikkeld. Deze methode maakt gebruik van ecotopen. Een ecotoop heeft vervolgens een oppervlakte en een soortenlijst. Daarmee is het mogelijk om via de natuurlijke maatlat de EKR score te bepalen.

De gebruiker heeft de mogelijkheid om de uitkomsten van de stofbalans en de ecologische module om te zetten naar een maatlat. Vervolgens kunnen de resultaten gepresenteerd worden in een kaart, een rapport of worden geëxporteerd naar bijvoorbeeld Microsoft Excel voor verdere verwerking.

Maatregelen spelen ook een belangrijke rol in de KRW-Verkenner. De gebruiker kan door middel van een user interface maatregelen opstellen en deze doorrekenen. Op dit moment kan de gebruiker emissie reducerende maatregelen en maatregelen op de ecologie invoeren en doorrekenen.

Wiki Markup
{card}
Wiki Markup
{card:label=Schematisatie}

Anchor
Schematisatie
Schematisatie
Schematisatie

Gebiedskenmerken, emissies en waterbalansen worden gebruikt als input voor de KRW-verkenner. Voor de invoer maakt de KRW-Verkenner waar mogelijk gebruik van externe databases met beschrijvingen van de hydrologie, emissies en kenmerken van waterlichamen. Hydrologische informatie kan worden onttrokken aan bestaande SOBEK-toepassingen voor waterkwantiteit of andere waterkwantiteitsmodellen. De emissiegegevens kunnen worden onttrokken aan de EmissieRegistratie, al dan niet in combinatie met de EmissieModule. Overige gegevens, zoals de inrichting van een waterlichaam of de verstuwingsgraad worden uit lokale databases van waterbeheerders gehaald.

...

Section

...

Column

...

width

...

De berekening van de stoffenbalans wordt uitgevoerd met behulp van het programma DELWAQ. DELWAQ is een waterkwaliteitsmodule (onderdeel van o.a. SOBEK en Delft-3D) waarmee stof- en sedimenttransport in watersystemen berekend kan worden. DELWAQ is daarnaast voorzien van een uitgebreide processenbibliotheek en kan de dynamiek in een watersysteem meenemen in de berekeningen. De DELWAQ module zal onafhankelijk draaien in de KRW-Verkenner. Het voordeel hiervan is dat de gebruiker een stoffenbalans kan doorrekenen die past bij de informatiebehoefte op dat moment. Zo kan de gebruiker door de instellingen van DELWAQ te wijzigen al naar gelang de behoefte en de beschikbare informatie kiezen voor een zeer snelle maar minder nauwkeurige berekening of voor langzamere maar nauwkeuriger berekeningen.

50%

Een KRW-Verkenner schematisatie bestaat uit:

  • Water netwerk
    • oppervlaktewater (Waterlichamen);
    • afwateringsgebieden; en
    • onderlinge relatie (waterstromen)
  • Emissies
    • water; en
    • stoffen
  • Ecologische parameters
    • inrichting
    • beheer
  • Kaartmateriaal
Column
width50%

Image Added

Wiki Markup
{card}
Wiki Markup
{card:label=Waterbalans}

Waterbalans

De waterbalans wordt opgelost volgens een vooraf vastgelegd netwerk. Bronnen lozen geheel hun vracht op een oppervlaktewatereenheid (SWU) of een afwateringsgebied (Basin). Een afwateringsgebied loost zijn wateroverschot op een of meerdere oppervlaktewatereenheden. De verhouding tussen de ontvangende waterlichamen wordt vooraf vastgelegd. Een oppervlaktewatereenheid loost zijn wateroverschot vervolgens ook weer op een of meerdere waterlichamen. De hoofd-afstromingsrichting is hiermee vastgelegd.

Naast de hoofd-afstromingsrichting, waarbij de door het watersysteem worden getransporteerd, kunnen ook vaste debieten tussen oppervlaktewatereenheden onderling en tussen waterlichamen en afwateringsgebieden worden opgelegd. Op deze manier kan er ook water tegengesteld aan de hoofd-afstromingsrichting stromen. Dit is bijvoorbeeld van belang bij de inlaat van water of bij doorspoeling.

De werking van het transport van water- en stoffen in de KRW-Verkenner kan worden uitgelegd met het onderstaande eenvoudige voorbeeld..

Image Added

Drie van de bronnen ‘lozen’ op het afwateringsgebied, drie op het onderste waterlichaam. Daarnaast wordt er water ingelaten om het peil in het afwateringsgebied te kunnen handhaven. Dit water wordt vanuit het bovenste waterlichaam ingelaten. De waterbalans van het afwateringsgebied wordt dan: 50 + 80 + 200 vanuit de bronnen, plus 40 inlaatwater. De totale stroom van het afwateringsgebied naar het waterlichaam wordt dan 370 (hierbij even voorbijgaand aan uitgaande stromen als verdamping en wegzijging). De waterbalans van het onderste waterlichaam wordt dan: 370 + 8 + 20 + 50 + 40 – 40, waarmee het debiet van het onderste naar het bovenste waterlichaam uitkomt op 448.

Bij het vastleggen van dergelijke retourstromen in het netwerk van waterlichamen en afwateringsgebieden is het van belang deze als een absoluut debiet op te geven.

wabacore

De waterbalans module wordt gevormd door de het programma Wabacore. Dit is een steady state waterbalansen model die voor de verkenner is opgezet als pre-processor voor de stofbalans.

De rekenkern krijgt de volgende informatie van de user interface door:

  • Alle segmenten (rekeneenheden) van de KRW-Verkenner schematisatie. De segmenten worden gevormd door de afwateringseenheden en de oppervlaktewater eenheden.
  • De relatie tussen de segmenten, de links.
  • Alle belastingen en onttrekkingen van water op de segmenten.

Wabacore maakt een stelsel vergelijkingen dat de waterbalans voor de segmenten weergeeft. De uitgangspunten daarbij zijn:

  • er is een willekeurig aantal bekende debieten tussen segmenten in het netwerk of over de randen;
  • elk segment heeft 0, 1 of meer onbekende uitstromende debieten; en
  • van elk onbekend uitstromend debiet is bekend welk deel (percentage) van de totale uitstroming uit het segment het omvat.

Dit resulteert in een stelsel vergelijkingen voor de onbekende debieten. Per segment is er een waterbalansvergelijking, en daarnaast zijn er vergelijkingen die de verhoudingen tussen 2 of meer onbekende uitstromende debieten uit hetzelfde segment vastleggen. Voor segmenten zonder onbekende uitstroming wordt om reken technische redenen een onbekende uitstroming toegevoegd. Als de invoer consistent is, zal dit debiet een waarde nul krijgen. Het wordt dan na oplossen van het stelsel weer verwijderd.

Oplossen vergelijkingen waterbalans

Het stelsel vergelijkingen wordt eerst gereduceerd, door directe substitutie van vergelijkingen met slechts 1 onbekende. Dit wordt herhaald totdat er geen direct oplosbare vergelijkingen meer zijn. In fysische termen betekent dit dat lijnvormige strengen van segmenten die aan het "vermaasde" netwerk vastzitten opgelost worden. Het resterende stelsel wordt opgelost via directe matrixinversie volgens de LU-decompositie-methode. Deze aanpak is gekozen omdat directe matrixinversie voor grote stelsels (b.v. de landelijke applicatie, ca. 20 000 onbekenden) niet mogelijk is vanwege een te groot beslag op het interne geheugen. Bij de landelijke applicatie bleek dat de reductie van het stelsel door directe substitutie zeer effectief is en dat het resterende stelsel zeer beperkt was (enkele honderden onbekenden).

Wiki Markup
{card}
Wiki Markup
{card:label=Stofbalans}

Stofbalans

In de KRW-Verkenner wordt een vereenvoudigde beschrijving gegeven van het stoftransport door een gebied. Alle inkomende en uitgaande balansposten moeten vooraf aan de KRW-Verkenner worden opgegeven. De benodigde gegevens zijn te verkrijgen uit verschillende databronnen. Denk daarbij aan:

  • Meetgegevens van het te beschrijven watersysteem;
  • Landelijke databases, zoals de Emissieregistratie; en/of
  • modelstudies (bijvoorbeeld STONE), of uit de landelijke Emissieregistratie.

Bedenk goed dat al deze databronnen met onzekerheden omgeven zijn. Een goede analyse van de aanwezige gegevensbronnen in het beschouwde gebied moet worden uitgevoerd, voordat wordt begonnen met het vullen van de KRW-Verkenner.

Voorafgaand van de stofbalans, heeft de KRW-Verkenner al een waterbalans opgelost. De waterbalans vormt een belangrijke input bron van de stofbalans. De afvoer en vracht uit een bovenstrooms ‘bakje’ wordt als in-post opgelegd aan een benedenstrooms bakje en zal dan ook de concentratie in het benedenstroomse bakje beïnvloeden.

Met behulp van de KRW-Verkenner kan de gebruiker in principe alle stoffen doorrekenen. Standaard zijn er vier stoffen hard vanuit het UI opgenomen. Deze vier stoffen (TotaalN, TotaalP, Chloride en BZV) hebben een relatie met de ecologische module van de KRW-Verkenner en kunnen daarom niet worden gewijzigd. Naast deze vier stoffen kan de gebruiker iedere stof toevoegen die hij of zij wil.

Steady State oplossing

De KRW-Verkenner maakt, net als de waterbalans, gebruik van een steady state oplossing. Dat wil zeggen dat voor een rekeneenheid (basin of SWU) het volgende geldt:

Image Added

Waarin:

M

Massa (g)

Qin

Instromende debieten (m3/s)

Qout

Uitstromende debieten (m3/s)

Cin

Concentratie van stof van het instromende bakje (g/m3)

C

Concentratie van stof in het rekenbakje

V

Volume van de rekeneenheid (m3)

k

Afbraakconstante (1/d)

Retentie

De afbreekconstante in de KRW-Verkenner kan per stof worden opgegeven. Daarnaast kan de gebruiker de afbreekconstante temperatuur afhankelijk maken.

Wiki Markup
{card}
Wiki Markup
{card:label=Ecologie}

Anchor
Ecologie
Ecologie
Ecologie

Ecologische kennisregels kunnen worden gebruikt om veranderingen in EKR-scores van de vier biologische kwaliteitselementen (macrofyten, macrofauna, vissen en fytoplankton) te berekenen op waterlichaamniveau na het nemen van maatregelen.

De ecologische rekenkern van de KRW-Verkenner heeft verschillende rekenregels voor regionale wateren en Rijkswateren.

Regionale wateren

De rekenregels voor regionale wateren zijn gebaseerd op het rapport van Evers et al (2009).. De methodiek is gebaseerd op Regressiebomen. Hier zijn relaties gelegd tussen EKR-scores en verschillende waterkwaliteit- en inrichtingvariabelen. Watertypen zijn ingedeeld in bevat meerdere rekenmodulen (zie onderstaand figuur). Op hoofdlijnen wordt onderscheid gemaakt tussen twee hoofdmethoden:

  • Regionale kennisregels; en
  • Landelijke kennisregels

Image Added

De hoofdmethode wordt bepaald door het KRW-watertype. In onderstaande tabel zijn de typen weergegeven. Bij het importeren of genereren van rekeneenheden in de Verkenner wordt het watertype en dus ook de hoofdmode gezet. In het geval van bijvoorbeeld een M3 wordt de rekenmethode op Regionaal gezet. Bij een R7 zal de methode op Ecotopen gezet worden. Sommige watertypen ondersteunen twee methoden, namelijk de M14 en M20. Standaard wordt dan gebruik gemaakt van de Regionale methode.

KRW-Watertype

Ecotopen

Regionale wateren

M1a/b

 

x

M2

 

 

x

M3

 

x

M4

 

x

M6a/b

 

x

M7a/b

 

x

M8

 

x

M10

 

x

M14

x

x (default)

M20

x

x (default)

M21

x

 

M23

 

x

M27

 

x

M30

 

x

M31

 

x

KRW-Watertype

Ecotopen

Regionale wateren

R4

 

x

R5

 

x

R6

 

x

R7

x

 

R8

x

 

R12

 

x

R13

 

x

R14

 

x

R15

 

x

R16

x

 

R17

 

x

R18

 

x

KRW-Watertype

Ecotopen

Regionale wateren

O2

x

 

Regionale wateren

De regionale kennisregels zijn gebaseerd op data van regionale wateren. De data is opgeslagen in een dataset die door RoyalHaskoning-DHV wordt beheerd (Evers et al, 2009). De database bevat relaties tussen EKR-score en verschillende waterkwaliteit- en inrichtingsvariabelen voor een groot aantal waterlichamen in Nederland. In 2009 zijn voor de ex-ante evaluatie regressiebomen afgeleid uit de data.

De KRW-watertypen zijn ingedeeld in 8 clusters. Per cluster zijn rekenregels afgeleid per biologisch kwaliteits element. Hieronder wordt per cluster meer informatie gegeven.

...

width50%

...

titleVoor meer informatie klik op watercluster of watertype

kwaliteitselement.

...

width20%
Panel
bgColor#F8F7EF
titleBGColor#EFEFFF
borderStylesolid
borderColor3C78B5
borderWidth2px

Achtergrondinformatie

Voor ieder cluster zijn een aantal stuurvariabelen van belang. In onderstaande tabel zijn per cluster de stuurvariabelen weergeven. De gebruiker van de KRW-Verkenner kan de chemische variabelen door de stofbalans van de Verkenner laten berekenen. Een andere mogelijkheid is dat de gebruiker de ecologische module loskoppelt van de stofbalans en baseert op metingen van de chemische variabelen.

Rijkswateren

Op dit moment is de ontwikkeling van rekenregels voor Rijkswateren nog in volle gang. De methodiek die hier gebruikt wordt is gebaseerd op ecotopen als rekeneenheden. Een waterlichaam bestaat hierbij uit verschillende ecotopen, die elk een specifieke soortenlijst bevatten. De soorten kunnen direct vertaald worden in EKR-scores door gebruik te maken van de KRW-maatlatten. Door een oppervlaktegewogen berekening te maken wordt een soortenlijst gegenereerd (macrofauna is hierbij een uitzondering) per waterlichaam en aan de hand hiervan wordt de EKR-score berekend. Een verandering in de ecotoopcompositie door bijvoorbeeld het nemen van een inrichtingsmaatregel heeft op deze manier effect op de EKR-score. Kijk bij Downloads Archief voor meer informatie.

Wiki Markup
{card}
Wiki Markup
{card:label=Maatregelen}

Anchor
Maatregelen
Maatregelen
Maatregelen

Met het nemen van maatregelen zet de gebruiker het stuur op de ontwikkelingen in zijn beheersgebied. De KRW-Verkenner maakt het mogelijk de effecten van deze maatregelen op de ecologische kwaliteit door te rekenen. Dit is de essentie van de KRW-Verkenner.
In de KRW-Verkenner zit een groot aantal maatregelen en hun effecten voorgeprogrammeerd. Globaal worden de maatregelen onderverdeeld in drie categorieën. :

  • Maatregelen gericht op

...

  • puntbronnen
  • Maatregelen op Diffuse bronnen; en
  • Maatregelen gericht op de inrichting en het beheer (ecologie).

Al naar gelang de wens van de gebruiker kan deze ervoor kiezen maatregelen generiek of juist locatiespecifiek toe te passen. Daarnaast heeft de gebruiker de mogelijkheid de maatregelen in de tijd in te plannen. Gecombineerde maatregelpakketten en "gestapelde maatregelen" kunnen worden doorgerekend. Voor zeer complexe maatregelpakketten, waarbij bijvoorbeeld ingrijpende hydrologische aanpassingen worden doorgevoerd of grote planologische ingrepen, waarbij bijvoorbeeld zowel effecten op emissies (locaties van emissiebronnen) en inrichtingsmaatregelen worden doorgevoerd, kan het noodzakelijk zijn om nieuwe databases voor de hydrologie, emissies of gebiedskenmerken in te lezen. Ook effecten van andere, niet specifiek ten behoeve van de KRW genomen maatregelen kunnen worden doorgerekend, mits ze een kwantificeerbaar effect hebben op hydrologie, emissies of gebiedskenmerken. Voorbeelden hiervan zijn maatregelen die mogelijk worden genomen in het kader van veiligheid en zoetwatervoorziening.

Image Added

Wiki Markup
{card}
Wiki Markup
{card:label=Uitvoer}

Anchor
Monitoring
Monitoring
Uitvoer

De effecten van maatregelen en maatregelpakketten worden inzichtelijk gemaakt aan de hand van kaarten, tabellen, diagrammen en rapportages. De nieuwe User Interface van de KRW-Verkenner zal de mogelijkheid hebben een aantal varianten te vergelijken. Hieronder is een voorbeeld te zien van de User Interface van de KRW-verkenner met een grafiek van de totale stikstof concentratie in een demo model.

Image Added

Image Added

Wiki Markup
{card}
Wiki Markup
{card:label=Overige}

Anchor
Monitoring
Monitoring
Monitoring

De primaire functie van de KRW-Verkenner is het doorrekenen van maatregelen en maatregelpakketten voor het behalen van de KRW doelstellingen. Deze functionaliteit is dan ook vooral bedoeld voor in de planfase van het beleidsproces, als hulpmiddel bij het opstellen van stroomgebiedbeheersplannen. Naast deze toepassing hebben de gebruikers de mogelijkheid gegevens uit eigen berekeningen of de monitoring te vergelijken met berekende waarden. Deze optie biedt uitgebreide mogelijkheden voor evaluaties, gebiedsanalyses of ijking. De gebruiker kan hierdoor gevoel ontwikkelen voor de mogelijkheden en beperkingen van de KRW-Verkenner. Een voorbeeld is de stikstofconcentratie: deze is voor een bepaald watersysteem of waterlichaam te berekenen met de KRW-Verkenner op basis van de bekende emissies, hydrologie en gebiedskenmerken, maar ook te meten op een specifieke monitoringslocatie in of nabij het betreffende watersysteem. Op basis van beide sporen kunnen uitspraken worden gedaan over de ecologische toestand. Het expliciet inzichtelijk maken van deze twee sporen in de KRW-Verkenner vergroot de mogelijkheid tot het opbouwen van systeemkennis en het analyseren van fouten of beperkingen in de berekeningen of aannames. Door de terugkoppeling met de ontwikkelaars van de KRW-Verkenner ontstaat een kennisbasis die gebruikers kan helpen in het gebruik van de KRW-Verkenner en die de verdere ontwikkeling van de KRW-Verkenner zal ondersteunen. Vanzelfsprekend kunnen niet alle monitoringsgegevens in brede zin op deze manier worden benut. Alleen die gegevens die een duidelijke relatie hebben met de stuurvariabelen of parameters die in de KRW-Verkenner berekeningen worden gebruikt, kunnen hier een rol spelen.

...

De effecten van maatregelen en maatregelpakketten worden inzichtelijk gemaakt aan de hand van kaarten, tabellen, diagrammen en rapportages. De nieuwe User Interface van de KRW-Verkenner zal de mogelijkheid hebben een aantal varianten te vergelijken. Hieronder is een voorbeeld te zien van de User Interface van de KRW-verkenner met een grafiek van de totale stikstof concentratie in een demo model.

Image Removed

Section
Column
width40%

Image Removed

Column
width60%
Wiki Markup
{card}