2 Methoden en instrumenten
2.9 Doorrekenen maatregelpakketten met het Nationaal Watermodel (NWM)
WEnR en Deltares hebben de maatregelpakketten als gezegd doorgerekend met het Natio- naal Watermodel. In de afgelopen jaren zijn er omvangrijke vernieuwingen doorgevoerd in dit model. Figuur 2.4 toont de modulentrein die gebruikt wordt voor waterkwaliteitsbereke- ningen. Het Landelijk Hydrologisch Model (LHM) vormt de hydrologische basis. Vervolgens worden in de nieuwe mestmodule Initiator de mestgiften berekend, op basis waarvan in ANIMO de uitspoeling van nitraat naar grondwater en de uit- en afspoeling van stikstof en fosfor naar oppervlaktewater worden berekend. Dit is weer invoer voor het oppervlaktewa- termodel van de KRW-Verkenner, waarin op basis van oppervlaktewaterconcentraties en in- richtingskenmerken de effecten op de maatlatten voor de biologische kwaliteitselementen worden berekend (Van der Bolt et al. 2020).
Figuur 2.4
De maatregelen grijpen ieder op een bepaald punt in de modulentrein aan. Hydrologische maatregelen, zoals het veranderen van een inlaatpunt, grijpen aan op de hydrologische mo- dule. Het was niet haalbaar om voor al dit soort maatregelen een gewijzigde hydrologie door te rekenen, dus deze maatregelen zijn niet meegenomen (maar deels zijn effecten op nutri- enten van hydrologische maatregelen wel meegenomen; zie hoofdstuk 0). Maatregelen voor mest en gewassen, in perceelsranden, of met betrekking tot directe lozingen en verwijde- ringstechnieken konden wel meegenomen worden in het waterkwaliteitsmodel. Ten slotte zijn inrichting- en beheermaatregelen meegenomen in het ecologiedeel van de KRW-
Verkenner (figuur 2.5) (zie voor details Van der Bolt et al. 2020; Van der Linden et al. 2020).
Het zichtjaar voor alle vergelijkingen is 2027
Alle maatregelpakketten zijn met het Nationaal Watermodel doorgerekend tot 2027. De ver- gelijking tussen de verschillende pakketten wordt gemaakt op basis van de resultaten in 2027 en worden niet vergeleken met de huidige situatie. Dat heeft als voordeel dat alle re- kenresultaten gebaseerd zijn op dezelfde voorgaande standaardreeks van weerjaren. Om het effect van het pakket huidig beleid (de lopende maatregelen in de periode 2016- 2021) te kunnen laten zien, is er ook een maatregelvariant berekend voor 2027 die uitgaat van ‘geen maatregelen’. Hierbij blijven alle bronnen en maatregelen zoals ze waren in 2015, dat wil zeggen het vijfde actieprogramma Nitraatrichtlijn voor landbouwmaatregelen, geen DAW-maatregelen, en geen verdere maatregelen voor andere bronnen zoals rwzi’s. Het effect van de maatregelen in het buitenland is in de invoer van de berekeningen voor toekomstige situaties tot uitdrukking gebracht door invoerbestanden van de KRW-Verkenner voor de huidige situatie te vervangen met bestanden die de toekomstige situatie na maatre- gelen representeren.
2.9.1 Berekenen biologische kwaliteitselementen met de KRW-Verkenner
Methodiek
In 2012 hebben Royal HaskoningDHV, Witteveen+Bos en Deltares voor de KRW-Verkenner ecologische kennisregels ontwikkeld voor de regionale wateren. Deze kennisregels bepalen de score op de KRW-maatlatten voor de biologische kwaliteitselementen, de zogenoemde Ecologische Kwaliteitsratio (EKR, zie tekstkader 4.1 in hoofdstuk 4), op basis van tien abioti- sche kenmerken: de stuurvariabelen. In 2019 zijn de kennisregels geactualiseerd (Van der Linden et al. 2020): de informatie op basis waarvan de kennisregels worden afgeleid, is aan- gevuld met recentere data en er is gewerkt met de nieuwe nationale maatlatten (conform Stowa 2018a). Daarnaast zijn nieuwe stuurvariabelen toegevoegd: doorzicht, toxiciteit (msPAF) en ammonium.
De essentie van de ecologische kennisregels is dat er voor elk watertype een representatieve dataset is waarvan de abiotische kenmerken bekend zijn en waarvan door middel van waar- nemingen ook de EKR-scores voor algen, waterplanten, macrofauna en vissen bekend zijn. De gebruikte abiotische stuurvariabelen zijn: oeverinrichting, peilbeheer, onderhoud, connec- tiviteit, meandering, beschaduwing, scheepvaart, chloride, totaal-stikstof, totaal-fosfor, door- zicht, toxiciteit (msPAF), ammonium, biologisch zuurstofverbruik (BZV) en verstuwing. Vervolgens wordt met verschillende statistische technieken een relatie gelegd tussen de abi- otische kenmerken en de EKR.
Het model rekent relatief
De KRW-Verkenner berekent de effecten op biologie relatief ten opzichte van de huidige situ- atie. Dat wil zeggen dat per waterlichaam en per biologische parameter de door de KRW- Verkenner berekende EKR-score voor 2015 wordt vergeleken met de door de waterbeheer- ders gerapporteerde score op basis van veldinventarisaties (Waterkwaliteitsportaal 2018), die voor de biologie in het algemeen gebaseerd is op meetdata van 2015-2017. Op basis van de gerapporteerde EKR-scores wordt het model gekalibreerd: de factor tussen de door het model berekende en door het waterschap gerapporteerde EKR wordt in alle berekeningen ge- bruikt als correctiefactor. Deze factor wordt dus ook toegepast op de effecten van alle maat- regelpakketten in zichtjaar 2027.
Oude en nieuwe maatlatten
In 2018 is op nationaal niveau een aantal KRW-maatlatten voor de biologische kwaliteitsele- menten herzien, en konden waterschappen de doelen technisch aanpassen. Omdat niet alle waterschappen eind 2019 al ’nieuwe’ biologische doelen hadden afgeleid die passen bij de nieuwe maatlatten, zijn voor alle waterlichamen EKR’s berekend volgens zowel de oude als de nieuwe maatlatten. Omdat een nieuwe EKR-score niet aan een oud goed ecologisch
potentieel (GEP) kan worden getoetst, is voor de waterschappen die geen nieuw GEP hadden afgeleid gewerkt met oude EKR’s en oude GEP’s.
Vertaling van maatregelen naar stuurvariabelen
Het bepalen van de effecten van maatregelen op de biologie gaat via de stuurvariabelen (zie hiervoor). In deze vertaling spelen twee factoren een rol. Allereerst kan een maatregel leiden tot een nieuwe waarde voor één of meerdere stuurvariabelen. Bijvoorbeeld: bij het hermean- deren van een beek gaat de stuurvariabele meandering naar 3 (op een schaal van 4). De tweede factor betreft de omvang van de maatregel: de nieuwe score wordt evenredig aange- past met het aandeel oeverlengte, waterlengte of -oppervlak waarop de maatregel wordt toegepast (ten opzichte van de totale oeverlengte, lengte of oppervlakte van het waterli- chaam). Voor het vaststellen van de oeverlengte is gebruikgemaakt van GIS-bestanden van de waterlichamen op het Waterkwaliteitsportaal (voorbeeldberekeningen zijn te vinden in Van der Linden et al. 2020).
Niet alle stuurvariabelen (en daarmee ook de maatregelen die aangrijpen op die variabelen) hebben evenveel invloed op de biologische scores; deze invloed verschilt ook per watertype. Op basis van berekeningen kan een indicatie worden gegeven van het belang van de ver- schillende stuurvariabelen voor de berekende scores op de maatlatten voor de biologische kwaliteitselementen in verschillende watertypen (Van der Linden et al. 2020):
• meandering is een factor die alleen speelt bij de stromende wateren (R-typen), maar is hier wel voor bijna alle biologische kwaliteitselementen de meest bepalende factor; • verstuwing is een belangrijke factor voor macrofauna en vissen in stromende wate-
ren;
• oeverinrichting is een belangrijke sturende factor voor de diepe en ondiepe meren voor macrofauna, waterplanten en vissen;
• de factor scheepvaart (speelt alleen in kanalen) heeft vooral invloed op waterplanten en ook enigszins op de andere kwaliteitselementen;
• de wijze van onderhoud is vooral relevant in sloten en in brakke wateren.
De overige stuurvariabelen – peilbeheer, connectiviteit en beschaduwing – zijn in de model- berekeningen minder prominent voor de berekening van de EKR-score. Dat wil niet zeggen dat deze overige stuurvariabelen nergens van belang zijn; in een regionale studie voor Aa en Maas blijkt beschaduwing in dat gebied wel degelijk van belang te zijn voor de biologie (Rost et al. 2020).
Rijkswateren
Voor de rijkswateren is gerekend met een module uit de KRW-Verkenner die specifiek is ont- wikkeld voor de rijkswateren (Wortelboer et al. 2020). Aan de hand van veranderingen in omgevingsfactoren wordt bepaald welke soorten potentieel aanwezig kunnen zijn. Op basis daarvan zijn EKR-scores berekend voor macrofauna en waterplanten. Deze informatie is, sa- men met expert judgement, gebruikt om de EKR-scores na maatregelen in te schatten voor de rijkswateren.