Versions Compared

Key

  • This line was added.
  • This line was removed.
  • Formatting was changed.

...

Image Added

...

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

Home

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

Instrument

Column
width7%
Panel
borderColor#4997C7
bgColor#4997C7
borderWidth2px
titleBGColor#0048FF
borderStylesolid

Project informatie

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

Software

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

Archief

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

Contact

...

idModulen

...

labelOverzicht

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 Removed

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.

...

labelSchematisatie

...

HTML
 <!--Hide
page title-->
<style>
#title-heading
{ 
display:none;
}
.page-metadata
{
display:none;
}


</style>

De tool: Theorie

 

Deck of Cards
idTheorie tabs
Card
idSchematisatie
labelSchematisatie
Section
Column
width5%

 

Column
width60%

 

Een KRW-Verkenner schematisatie bestaat uit:

  • Gebiedskenmerken
    • oppervlaktewater (waterlichamen)
    • afwateringsgebieden
    • onderlinge relatie (waterstromen)
  • Emissies
    • water
    • stoffen
  • Ecologische parameters
    • inrichting
    • beheer
  • Kaartmateriaal (zoals shapes)

Voor de invoergegevens maakt de KRW-Verkenner waar mogelijk gebruik van externe databases met beschrijvingen van de hydrologie, emissies en kenmerken van waterlichamen.

...

Zo kan hydrologische informatie opgehaald worden van bestaande waterkantiteitsmodellen (bijvoorbeeld SOBEK), emissiegegevens van de EmissieRegistratie en overige gegevens, zoals de inrichting van een waterlichaam of de verstuwingsgraad

...

van lokale databases van waterbeheerders

...

.

...

 

Column
width

...

Een KRW-Verkenner schematisatie bestaat uit:

  • Water netwerk
    • oppervlaktewater (Waterlichamen);
    • afwateringsgebieden; en
    • onderlinge relatie (waterstromen)
  • Emissies
    • water; en
    • stoffen
  • Ecologische parameters
    • inrichting
    • beheer
  • Kaartmateriaal
5%

 

Column
width30%

Image Added

Card
idWaterbalans
labelWaterbalans
Section
Column
width

...

5%

...

 

...

Column

...

width

...

60%

Waterbalans

...

 

Op een vooraf vastgelegd netwerk

...

lozen waterbronnen (afwateringsgebieden, RWZI's etc) op een oppervlaktewatereenheid (SWU) of een afwateringsgebied (Basin). Een

...

SWU of een Basin loost eventueel wateroverschot op een of meerdere

...

SWUs. De verdeling van het te lozen water is van te voren vastgelegd. De hoofd-afstromingsrichting is hiermee vastgelegd.

...

Naast de hoofd-afstromingsrichting kan,

...

door middel van vaste debieten tussen

...

SWUs onderling en tussen

...

SWUs en Basinswaterlichamen en afwateringsgebieden, een waterbeweging tegengesteld aan de hoofd-afstromingsrichting

...

worden opgelegd. Dit is bijvoorbeeld

...

nodig bij het inlaten van water of bij doorspoeling.

De

...

Image Removed

...

figuur hiernaast illustreert een klein watertransport netwerk. In dit figuur lozen drie bronnen op een Basin en drie bronnen op een SWU. Om het peil in het

...

Basin te kunnen handhaven, wordt er water ingelaten. Dit water wordt vanuit het bovenste

...

SWU ingelaten. De waterbalans van het

...

Basin is dan: 50 + 80 + 200 vanuit de bronnen, plus 40 inlaatwater. De totale stroom van het

...

Basin naar het

...

SWU is dan 370 (hierbij

...

uitgaande stromen als verdamping en wegzijging negerend). De waterbalans van het

...

SWU waterlichaam wordt dan: 370 + 8 + 20 + 50 + 40 – 40, waarmee het debiet van het onderste naar het bovenste

...

SWU uitkomt op 448.

...

Column
width5%

 

Column
width30%

Image Added

Section
Column
width5%

 

Column
width60%

Wabacore

Het rekenhart van de waterbalans is

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

...

het programma Wabacore. Dit is een steady state waterbalansen model

...

en is voor de

...

KRW-Verkenner opgezet als pre-processor voor de stofbalans.

...

Op basis van de user interface, krijgt Wabacore de volgende informatie

...

door:

  • Alle rekeneenheden (segmenten

...

  • ) van de KRW-Verkenner schematisatie. De segmenten worden gevormd door de

...

  • SWUs en

...

  • Basins.
  • De

...

  • links tussen de segmenten

...

  • .
  • 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:

...

  • Een willekeurig aantal bekende

...

  • debieten tussen

...

  •  segmenten in het netwerk

...

  • en over

...

  •  de randen

...

  • .
  • Van

...

  • elk onbekend uitstromend debiet is bekend

...

  • hoeveel (

...

  • in %) dit debiet van de totale uitstroming

...

  • is.

...

Per segment resulteert dit in een stelsel van vergelijkingen voor de onbekende debieten.

...

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

...

en wordt

...

, na het oplossen van het stelsel, weer verwijderd.

...

Oplossen vergelijkingen waterbalans

Het stelsel van vergelijkingen wordt eerst gereduceerd, door directe substitutie van vergelijkingen

...

, tot 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

...

matrix-inversie volgens de LU-decompositie-methode. Deze aanpak is gekozen omdat directe

...

matrix-inversie voor grote stelsels (b.v. de landelijke applicatie, ca. 20 000 onbekenden) niet mogelijk is vanwege een te groot beslag op het interne geheugen.

...

Column
width5%

 

Column
width30%

 

Card
idStofbalans

...

labelStofbalans

Stofbalans

...

Column
width5%

 

Column
width60%

 

Alle inkomende en uitgaande

...

stofstromen moeten vooraf aan de KRW-Verkenner worden opgegeven. De benodigde gegevens zijn te verkrijgen uit verschillende databronnen

...

, zoals:

  • Meetgegevens van het te beschrijven watersysteem

...

  • Landelijke databases

...

  • (bijvoorbeeld de Emissieregistratie

...

  • )
  • Modelstudies (bijvoorbeeld STONE)

...

Omdat deze databronnen met onzekerheden omgeven zijn

...

, is een goede analyse van de

...

beschikbare data nodig voordat er begonnen wordt met het vullen van de KRW-Verkenner.

Voorafgaand aan het oplossen van de stofbalans, heeft de KRW-Verkenner al een waterbalans opgelost

...

omdat de waterbalans

...

een belangrijke input bron

...

is voor de stofbalans. De

...

water- en

...

stofafvoer uit een bovenstrooms

...

segment wordt als

...

invoer gebruikt door een benedenstrooms

...

segment en het bovenstrooms segment beïnvloedt daarmee dus de stofconcentratie van het benedenstrooms segment. In principe kan de KRW-Verkenner

...

alle stoffen doorrekenen

...

, maar standaard zijn er vier stoffen

...

opgenomen: totaal stikstof, totaal fosfaat, chloride en het biologisch zuurstofverbruik (BZV). Deze vier stoffen zijn nodig voor de ecologische module en kunnen daarom niet worden gewijzigd.

...

Steady State oplossing

De KRW-Verkenner maakt, net als de waterbalans, gebruik van een steady state oplossing. Dat wil zeggen dat voor een rekeneenheid (

...

SWU of

...

M

...

Basin) het volgende geldt:

Image Modified

Waarin:

Waar M staat voor massa (g)

...

, Qin

...

voor instromende debieten (m3/s)

...

, Qout

...

voor uitstromende debieten (m3/s)

...

, Cin

...

voor stofconcentraties van

...

het instromende

...

debiet (g/m3)

...

C

...

Concentratie van stof in het rekenbakje

...

V

...

, C voor de stofconcentratie in het segment, V voor het volume van het segment (m3)

...

k

...

en k de afbraakconstante van een stof (1/d)

...

Retentie

...

. De afbraakconstante kan per stof worden opgegeven

...

labelEcologie

...

en kan temperatuurafhankelijk worden gemaakt. Voor de afbraakconstante wordt de volgende formulering wordt gebruikt:

Image Added

Waar k20 staat voor de afbraakconstante bij 20 °C (1/d), θ voor de temperatuurscoëfficiënt (default 1.047 (-)) en T voor de watertemperatuur (°C). Daarnaast is de retentie ruimtelijk differentieerbaar door middel van een "Tag" aan een SWU of Basin toe te kennen.

Column
width5%

 

Column
width30%

 

Card
idEcologie
labelEcologie
Section
Column
width5%

 

Column
width60%

 

Op basis van kennisregels worden de effecten van maatregelen op de EKR scores van de vier biologische kwaliteitselementen (

...

waterplanten, fytoplankton, macrofauna

...

en vissen

...

) berekend. De EKR-scores worden berekend op SWU niveau. De KRW-Verkenner bevat

...

  • Regionale kennisregels; en
  • Landelijke kennisregels

Image Removed

...

2 rekenmodulen die de EKR scores op verschillende manieren berekend. De 2 rekenmodulen worden onderscheiden op basis van het KRW-watertype en worden geclassificeerd als rijkswater of regionaal water.  In onderstaande tabellen zijn de typen weergegeven.

...

Met het importeren of genereren van rekeneenheden

...

wordt het watertype en

...

de

...

daarbij behorende rekenmethode gezet.

Rijswateren

Deze methode is gebaseerd op ecotopen als rekeneenheden. Elk waterlichaam bestaat uit verschillende ecotopen en elk ecotoop omvat een specifieke soortenlijst. Deze soortenlijsten worden oppervlakte gemiddeld gewogen (met uitzondering van macrofauna) en zo ontstaat er een soortenlijst per waterlichaam. Aan de hand van deze soortenlijst wordt een EKR score berekend. Door deze werkwijze heeft een verandering in ecotoopcompositie een effect op de EKR-score.

Achtergrond informatie
  • Methode Rijkswateren, Deltares rapport 2010: download hier
  • Ecologie methode Rijkswateren, Deltares rapport 2011: download hier
  • Presentatie Ecologie methode Rijkswateren voor RWS, 2010: download hier
  • Presentatie Ecologie methode Rijkswateren voor Waterdienst, 2010: download hier

Regionaal

De regionale kennisregels zijn gebaseerd op data van regionale wateren. De data is opgeslagen in een database 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. Voor de regionale ecologische toepassing van de KRW-Verkenner kan de gebruiker kiezen uit drie methoden:

  • Regressiebomen, PBL rapport 2013: download hier
  • Neurale Netwerken, Royal Haskoning rapport 2015: download hier
  • PUNN neuraal network, STOWA/W+B rapport 2012: download hier en meer achtergrond van de formuleringen hier.

De PUNN methode heeft de meest voorspellende kracht (Vissers, 2013a) en is daarom de default ecologie methode voor regionale toepassingen. De andere twee methoden zijn ook opgenomen in de KRW-Verkenner, maar kunnen niet direct door de gebruiker geselecteerd worden. Mocht een gebruiker toch 1 van deze 2 methode willen gebruiker, dan kan contact opgenomen worden met de KRW-Verkenner helpdesk.

De KRW-watertypen zijn ingedeeld in 10 clusters (zie de 2 tabellen hieronder). Per cluster zijn rekenregels afgeleid per biologisch kwaliteitselement waarbij een aantal stuurvariabelen van belang zjin (zie tabel verder naar beneden). Voor de benodigde invoer voor de stuurvariabelen kan de gebruiker de KRW-Verkenner de chemische variabelen laten berekenen of de gebruiker kan hiervoor metingen gebruiken.

Meer achtergrond informatie

Vergelijking van de drie methoden, PBL rapport 2013: download hier.

 

Column
width5%

 

Column
width30%

Image Added

Section
Column
width

...

45%

KRW-Watertype

...

Rivieren

ClusterOmschrijving

Rijkswater

Regionale

wateren

...

R4

Langzaam stromende bekenPermanent langzaam stromende bovenloop op zand

...

 

x

...

R5

Langzaam stromende bekenLangzaam stromende middenloop/benedenloop op zand

...

 

x

...

R6

Langzaam stromende bekenLangzaam stromend riviertje op zand/klei

...

 

x

...

M4

...

 

...

x

...

M6a/b

...

 

...

x

...

M7a/b

...

 

...

x

...

M8

...

 

...

x

R7

Rivier/nevengeulLangzaam stromende rivier/nevengeul op klei/zand

x

 

R8

Brakke tot zoute waterenZout getijdenwater (uitlopers rivier) op zand/klei

x

 

R12

Langzaam stromende bekenLangzaam stromende middenloop/benedenloop op veenbodem

 

x

R13

Snel stromende bekenSnel stromende bovenloop op zand

 

x

R14

Snel stromende bekenSnelstromende middenloop/benedenloop op zand

...

 

x

...

R15

...

x

...

x (default)

Snel stromende bekenSnelstromend riviertje op kiezelhoudende bodem

 

x

R16

Rivier/nevengeulSnelstromende rivier/nevengeul op zandbodem of grind

...

M20

...

x

...

x (default)

...

x

 

...

R17

Snel stromende bekenSnelstromende bovenloop op kalkhoudende bodem

 

x

...

R18

Snel stromende bekenSnelstromende middenloop/benedenloop op kalkhoudende bodem

...

 

x

O2

...

M30

EstuariumEstuarium met matig getijverschil

...

x

...

M31

 

...

Column
width

...

45%

KRW-Watertype

...

Meren

ClusterOmschrijving

Rijkswater

Regionale

wateren

...

M1a/b

SlotenGebufferde sloten op minerale bodem

 

x

...

M2

SlotenZwak gebufferde sloten

...

 

x

...

M3

KanalenGebufferde (regionale) kanalen

...

 

x

...

R7

...

x

...

 

...

R8

...

x

...

 

...

R12

...

 

...

x

...

R13

...

 

...

x

...

R14

...

 

...

x

...

R15

...

 

...

x

...

R16

...

x

...

 

...

R17

...

 

...

x

...

R18

...

 

...

x

...

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 kwaliteitselement.

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 Archief voor meer informatie.

...

labelMaatregelen

...

M4

KanalenZwak gebufferde (regionale) kanalen

 

x

M6a/b

KanalenGrote ondiepe kanalen

 

x

M7a/b

KanalenGrote diepe kanalen

 

x

M8

SlotenGebufferde laagveen sloten

 

x

M10

Kanalen

Laagveen vaarten en kanalen

 

x

M14

Ondiepe merenOndiepe (matig grote) gebufferde plassen

x

x (default)

M16Diepe merenDiepe gebufferde meren

x

x (default)

M20

Diepe merenMatig grote diepe gebufferde meren

x

x (default)

M21

Diepe merenGrote diepe gebufferde meren

x

 

M23

Ondiepe merenOndiepe kalkrijke (grotere) plassen

 

x

M27

Ondiepe merenMatig grote ondiepe laagveenplassen

 

x

M30

Zwak brakke waterenZwak brakke wateren

 

x

M31

Brakke tot zoute waterenBrakke tot zoute wateren

 

x

StuurvariabelenKlassen/eenheidOmschrijvingRelevant voor welke clusters
Meandering51= recht + normprofiel, 2= gestrekt + natuurlijk dwarsprofiel, 3 = zwak slingerend, 4 = slingerend, 5 = vrij meanderendLangzaam stromende beken, Snelstromende beken
Verstuwing3

1 = sterk gestuwd zonder vistrappen, 2 = gestuwd met vistrappen, 3 = ongestuwd

Langzaam stromende beken, Snelstromende beken
Beschaduwing

 

3

1 = onbeschaduwd zonder ruigte op de oevers, 2 = gedeeltelijk beschaduwd of ruigte op de oever, 3 = grotendeels of geheel beschaduwdLangzaam stromende beken, Snelstromende beken
Oeverinrichting31 = beschoeid of steil en onbegroeid, 2 = riet/helofyten, 3 = moeras + riet/helofytenSloten, Kanalen, Ondiepe meren, Diepe meren, Zwak brakke wateren, Brakke tot zoute wateren

Peildynamiek

31 = tegennatuurlijk, 2 = stabiel, 3 = natuurlijkSloten, Kanalen, Ondiepe meren, Diepe meren, Zwak brakke wateren, Brakke tot zoute wateren
Onderhoud2

1 = intensief, 2 = extensief

Sloten, Kanalen, Zwak brakke wateren, Brakke tot zoute wateren
Scheepvaart21 = intensief bevaren, 2 = niet of nauwelijks bevarenKanalen
Connectiviteit3

1 = geïsoleerd, 2 = periodiek geïsoleerd, 3 = open verbinding

Zwak brakke wateren, Brakke tot zoute wateren
Totaal Nmg N/l

Zomergemiddelde (april-september)

Langzaam stromende beken, Snelstromende beken, Sloten, Kanalen, Ondiepe meren, Diepe meren, Zwak brakke wateren, Brakke tot zoute wateren
Totaal Pmg P/lZomergemiddelde (april-september)

Langzaam stromende beken, Snelstromende beken, Sloten, Kanalen, Ondiepe meren, Diepe meren, Zwak brakke wateren, Brakke tot zoute wateren

BZVmg O2/lZomergemiddelde (april-september)Langzaam stromende beken, Snelstromende beken
Chloridemg Cl/lZomergemiddelde (april-september)Zwak brakke wateren, Brakke tot zoute wateren

 

 

 

Card
idMaatregelen
labelMaatregelen
Section
Column
width5%

 

Column
width60%

 

In de KRW-Verkenner zijn een groot aantal maatregelen en hun effecten voorgeprogrammeerd. Globaal worden de maatregelen onderverdeeld in drie categorieën:

  • Maatregelen gericht op puntbronnen
  • Maatregelen op

...

  • diffuse bronnen

...

  • Maatregelen gericht op

...

  • inrichting en het beheer (ecologie).

...

De maatregelen kunnen generiek of

...

locatiespecifiek

...

worden toegepast. Daarnaast

...

is er de

...

mogelijkheid om de maatregelen in de tijd

...

te plannen.

...

Voor zeer complexe maatregelpakketten waarbij,

...

door bijvoorbeeld ingrijpende hydrologische aanpassingen

...

of grote planologische ingrepen,

...

effecten op zowel emissies (locaties van emissiebronnen)

...

als inrichtingsmaatregelen worden doorgevoerd, kan het

...

nodig zijn om nieuwe databases voor de hydrologie, emissies en/of gebiedskenmerken in te lezen.

...

Op deze manier kunnen ook effecten van andere, niet specifiek ten behoeve van de KRW genomen maatregelen

...

worden doorgerekend, mits ze een kwantificeerbaar effect hebben op hydrologie, emissies of gebiedskenmerken.

...

Image Removed

Column
width5%

 

Column
width30%

Image Added

 

 

 

 

 

Section

Column
width20%
 
Column
width60%

Image Added

Column
width20%
 

 

...

labelUitvoer

...

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

Image Removed

...

labelOverige

...