Algemene informatie

Sinds 2019 wordt het Landelijk WaterkwaliteitsModel (LWKM) ingezet voor landelijke studies. Het LWKM is een combinatie van de modellen ANIMO (uit en afspoeling van nutrienten), de KRW-verkenner (het oppervlaktewaterkwaliteit en ecologie) en desgewenst MT3DMS (voor de diepe ondergrond).

De basis van het LWKM wordt gevormd door het Landelijk Hydrologisch Model (LHM). ANIMO wordt gevoed door resultaten van Modflow/MetaSwap in de ondergrond, het Landelijk KRW-Verkenner Model (LKM) voornamelijk uit de Mozart en DM schematisatie van het LHM. De meest recente versie van het LWKM is gebaseerd op de hydrologie van LHM versie 3.5.

Bij de eerste toepassing van het LHM binnen het LWKM is duidelijk geworden dat het landelijke hydrologische model op een aantal punten dient te verbeteren voor het LWKM. Hierbij zijn onder andere volgende aanbevelingen gedaan (Van der Bolt et al, 2020):

• Verbetering van de geohydrologische schematisering van LHM op basis van recentste data en inzichten (REGIS 2 en GeoTOP)
• Het onder de loep nemen van de interactie grond-oppervlaktewater, door nadere verdeling van de fluxen over de drainagesystemen, waarbij wordt getoetst aan meetgegevens en kennis en inzichten van regionale waterbeheerders.
• Onderbouwing van de verdampingsberekeningen en valideren van resultaten aan metingen.
• Nader onderzoek naar uitschieters in het LHM, en waar nodig aanpassen in de schematisering van het LHM.
• Het opstellen van kwantitatieve acceptatie criteria, waar berekende grondwaterstanden en afvoeren aan moeten voldoen om de hydrologische modelresultaten voor het LWKM te kunnen gebruiken, waarbij het ook gewenst is om verschillende methoden van toetsing van rekenresultaten (LSK, Gd-kaart, karteerbare kenmerken) nader te beschouwen om uitsluitsel te geven over de kwaliteit van de grondwaterstanden.
• Vergroten van zowel de kwaliteit als het draagvlak van de modelresultaten door het beter benutten van inzichten uit regionale modeltoepassingen, afvoermetingen, data en kennis van regionale waterbeheerders.

Veel punten hebben betrekking op de uit- en afspoeling van water via drainage naar het oppervlaktewater en daarmee op de uit- en afspoeling van nutrienten. Het laatste punt betreft de verbetering van de oppervlaktewatermodellering in het LWKM, in nauwe samenhang met het LHM. Hieronder wordt verder ingegaan op dit punt.  

Wat is er voor oppervlaktewaterkwaliteit van belang

Voor het Landelijk Oppervlaktewaterkwaliteitsmodel is het van belang dat:

• De indeling van het watersysteem past bij het schaalniveau van de KRW (KRW-Waterlichamen moeten goed en eenduidig herkenbaar zijn);
• De routing van water goed is, zowel in waterafvoer als in wateraanvoer situaties;
• Alle relevante lozingen en onttrekkingen in het watersysteem zijn meegenomen. Denk bijvoorbeeld aan buitenlandse aanvoeren en RWZI effluenten;
• Inlaat- en doorspoeldebieten moeten worden meegenomen; 
• Het volume van het watersysteem correct is ten behoeve van de afbraakprocessen;
• Er onderscheid gemaakt wordt in haarvaten en doorgaande watergangen; en
• Het oppervlaktewater model is gevalideerd op (cumulatieve) afvoeren op verschillende schaalniveau's (lokaal, regionaal, stroomgebied/boezemniveau).

Verder geldt in het algemeen voor de hydrologie van zowel het grondwater als oppervlaktewater dat de kenmerken van de oppervlaktewatersystemen goed moeten worden gerepresenteerd in de hydrologische schematisatie. Dit betekent voor het oppervlaktewatersysteem dat de ligging en afmetingen van de waterlopen (bijvoorbeeld de breedte en diepte van watergangen) bekend moeten zijn, duidelijk moet zijn in welke wateraanvoer- en afvoereenheden de waterlopen liggen, de bergingscapaciteit van het oppervlaktewater goed moet kunnen worden ingeschat en dat de aan- en afvoerrelaties goed moeten worden beschreven, zodat uiteindelijk zowel het wateraanvoer proces als het neerslag-afvoerproces goed worden gerepresenteerd in de hydrologische modellering.

Een groot deel van de uitgangspunten in de oppervlaktewaterschematisatie in het LHM dateren uit de periode 2004-2008. Wel zijn er in de loop der jaren op aanwijzgingen van waterbeheerders kleinere updates geweest op onderdelen van de schematisatie, Meer achtergrondinformatie over de huidige opbouw van het LHM zijn te vinden op de website van het NHI :: Oppervlaktewater.  Uit recente validatie van het LHM en verschillende studies is duidelijk geworden dat de huidige schematisatie grootschalig dient te worden geactualiseerd in het LHM. Daarom wordt in 2022 een proces gestart om het LHM en het LKM (zie hieronder) beter te laten aansluiten op de informatie die in het regionale waterbeheer aanwezig is.

Opbouw Landelijk Oppervlaktewater Model

Het Landelijk KWR-Verkenner Model (LKM) is gebaseerd op de indeling van het LHM, namelijk:

• de LSW eenheden; en
• de onderlinge relatie tussen de LSW eenheden (de routing).

De huidige schematisatie van het oppervlaktewater in het LWKM verschilt op een aantal onderdelen nog van het LHM. Dit komt doordat een aantal van bovengenoemde voor waterkwaliteit relevante punten  (tot nu toe nog) niet zijn meegenomen in de oppervlaktewater schematisatie van het het LHM. Daarom wordt er informatie toegevoegd, namelijk:

1. De LSW's worden gesplitst in haarvaten en doorgaande watergangen. Dit is noodzakelijk om de retentie van stoffen goed te kunnen beschrijven. Retentie van nutrienten vinden door de lange(re) verblijftijden vaak plaats in de haarvaten van het systeem. In onderstaande figuur is een weergave van de uitsplitsing in haarvaten (groene vierkantjes) en oppervlaktewater (blauwe rondjes) terug te zien.
2. De routing tussen de watergangen is grotendeels gebaseerd op de routing uit het LHM, aangevuld met extra informatie verzameld bij de regionale waterbeheerders. Deze is voornamelijk gericht op de wateraanvoer situatie in de zomermaanden. 
3. Buitenlandse aanvoer van water is voor een (deel) van de regionale wateren niet expliciet opgenomen. Deze informatie is voor het LWKM van wezenlijk belang en wordt daarom expliciet toegevoegd op basis van meetdata.
4. RWZI's kunnen voor een belangrijk deel van de wateraanvoer zorgen. Vooral in droge (zomer)maanden, waarin nauwelijks neerslag-afvoer plaatsvind, blijven RWZI's water uitslaan naar het oppervlaktewater. Deze locaties en jaarlijkse volumes worden toegevoegd tbv het LWKM.

Figuur 1: Oppervlaktewater schematisatie in het Landelijk KRW-Verkenner model. De onderliggende groene polygonen zijn de LSW's. De groene vierkantjes stellen de haarvaten van de LSW's (basin nodes) voor, verbonden aan de doorgaande waterlopen weergegeven als blauwe rondjes (SWU nodes). De waterlopen kunnen een KRW-Waterlichaam zijn. De peilen tussen de rekeneenheden geven de afwateringsrichting aan. De stroming kan echter twee kanten op verlopen. 

Tevens is de gebiedsindeling zoals deze nu in het LHM opgenomen is verouderd en aan vervanging toe. Idealiter wordt de indeling van waterbeheerders overgenomen, zodat deze herkenbaar is en juiste hydrologische grenzen volgt.

In 2023 zijn daarom werkzaamheden ingepland om de oppervlaktewaterschematisatie in LHM opnieuw op te bouwen en te baseren op actuele informatie van de waterbeheerders en de schematisatie in het LWKM hier 1:1 op aan te latensluiten.

Verbeteringen en de relatie met HyDAMO

Aan de waterbeheerders wordt nu gevraagd om informatie aan te leveren voor de opbouw van een nieuw LHM. Daarvoor zijn veel gegevens noodzakelijk, waarbij zoveel mogelijk gebruik gemaakt zal worden van bestaande gegevens structuren en bronnen.

Voor de geografische informatie zal gebruik gemaakt worden van HyDAMO. Daarin zijn al veel (hydro)objecten beschreven (HyDAMO datamodel v13). Voor Waterkwaliteit zijn de volgende objecten relevant en hebben daarmee een hoge prioriteit:

Websites

www.krwverkenner.nl