Module landelijke waterverdeling en bovenregionale uitwisseling

Deze module is in dit project nog niet systematisch onderzocht en is daarom niet in dit rapport opgenomen. Het programma van eisen voor deze module wordt door Rijkswaterstaat na afronding van deze rapportage opgesteld.

4.5

Module waterstanden (getij) en chlorideconcentratie zee en

getijwateren

Tabel 4.1 geeft een overzicht van opties voor de module waterstanden en chlorideconcentratie op zee en getijwateren6_.

Tabel 4.1 Opties voor module waterstanden en chlorideconcentratie op zee en getijwateren

Optie Geschikt voor waterstand? Geschikt voor chloride- concentratie? Toelichting

Gemeten tijdseries aanpassen Deels Deels ▪ Waterstanden Noordzee nauwkeurig genoeg.

▪ Chloridepatronen Noordzee bij zeespiegelstijging minder goed bekend. Waarschijnlijk mogelijk. ▪ Voor waterstand en chloride

Westerschelde, Oosterschelde en Waddenzee bij zeespiegelstijging onzeker.

2D model (DSCM-FM 100m) Ja Nee ▪ Waterstanden Noordzee en getijwateren al berekend tot 2 m zeespiegelstijging.

▪ Chloride wordt niet berekend.

3D model (DSCM-FM 0.5nm) Ja Ja ▪ Waterstanden en chlorideconcentratie nauwkeurig genoeg.

Gemeten tijdseries aanpassen

Op de relevante locaties op de Noordzee (Hoek van Holland, Katwijk, IJmuiden) en de getijwateren (Bathse spuisluis, Krammersluizen, Stevin- en Lorentzsluizen, (Lauwersmeer, Delfzijl)) zijn langjarige, 10-minuten tijdseries van gemeten waterstand en

chlorideconcentratie beschikbaar. Deze tijdseries kunnen aangepast (geëxtrapoleerd) worden voor zeespiegelstijging. Voor waterstand is de eenvoudigste aanpassing om de zeespiegelstijging bij de tijdserie op te tellen. Voor de Noordzeelocaties is dit waarschijnlijk een vrij goede benadering. Uit modelberekeningen tot 2 meter zeespiegelstijging (zie hieronder) is bekend, dat het getij relatief weinig verandert. Een iets complexere maar goed haalbare optie is om deze kennis uit modelberekeningen in de aanpassing van de tijdserie mee te nemen.

Voor de locaties in de getijwateren is het simpelweg optellen van de zeespiegelstijging bij de gemeten waterstand tijdserie waarschijnlijk niet voldoende. De onnauwkeurigheid en

onzekerheid neemt flink toe bij zeespiegelstijging vanaf 0,5-1 m. Met name voor Westerschelde en Waddenzee is de interactie met de bathymetrie zodanig dat de getijindringing en dus de resulterende getijkromme substantieel beïnvloedt wordt door de waterdiepte. Bovendien zal door morfologische ontwikkeling over de periode van

zeespiegelstijging (vele tientallen tot honderden jaren) de bathymetrie wijzigen, waardoor ook de getijkromme zal wijzigen. Voor de Oosterschelde is de morfologische interactie geringer, omdat de Oosterschelde maar beperkt morfologisch actief is. Het sluitregime van de ——————————————

6 _{Beschikbare modellen voor de individuele getijwateren Westerschelde, Oosterschelde en Waddenzee zijn niet}

Oosterscheldekering is wel van groot belang. Zandvoort et al. (2019) hebben laten zien dat bij het huidige sluitregime de Oosterscheldekering circa 6% van de tijd gesloten is bij 1 m zeespiegelstijging en 33% van de tijd bij 1,5 m zeespiegelstijging. Met alternatieven voor het sluitregime is dit percentage te reduceren, maar ook dan is boven 1 tot 1,5 m

zeespiegelstijging het sluitregime niet te verwaarlozen voor het aanpassen van een gemeten tijdserie bij de Krammersluizen.

2D model (DSCM-FM 100m)

Er zijn meerdere 2D modellen voor de Noordzee beschikbaar. Het Dutch Continental Shelf Model met een resolutie van 100 m in de kustzone, opgezet met de D-HYDRO software, (DSCM-FM 100m) is of wordt binnenkort het standaard 2D model van Rijkswaterstaat. Dit 2D model berekent in de huidige situatie de waterstanden op de Noordzee en de kustwateren Westerschelde, Oosterschelde en Waddenzee voldoende nauwkeurig voor toepassing in het KP ZSS. Met dit model is onlangs het effect tot 2 m zeespiegelstijging op getij onderzocht, waarbij de randvoorwaarden op basis van IPCC-scenario’s met het Global Tide Model (GTM) zijn berekend (Deltares, 2020b). Het onderzoek concludeert het volgende:

▪ Door de toename van de M2 amplitude stijgen de maximale waterstanden langs de Nederlandse kust meestal tot 5% meer dan wat je op basis van alleen

zeespiegelstijging zou verwachten. Dit is ongeveer 15-20% meer in de Oosterschelde en Waddenzee.

▪ De minimale waterstanden worden langs de Nederlandse kust veelal tot 5% lager dan de zeespiegelstijging, maar in sommige delen van de Waddenzee en de Eems- Dollard juist hoger.

Zowel door autonome ontwikkeling als door (versnelde) zeespiegelstijging zal de morfologie van de Westerschelde en de Waddenzee veranderen. Naar verwachting is de morfologische verandering in de Oosterschelde beperkter. Een morfologische aanpassing werkt door in de getijdoordringing; er is sprake van een wisselwerking. In het DCSM-FM 100m model kan de morfologische verandering als variant worden meegenomen (als deze bekend is), maar dat is op dit moment nog niet gedaan.

Een kanttekening is dat op basis van metingen geconcludeerd wordt dat de getijamplitude in de Noordzee over de afgelopen decennia afneemt. De reden voor deze afname is niet bekend. Op basis van de beschikbare metingen en modellen is er echter voldoende informatie om aannames te doen voor gevoeligheidsanalyses.

In het 2D DSCM-FM 100m is chloride niet meegenomen en daarom is het model niet bruikbaar voor het afleiden van tijdseries van chlorideconcentraties op relevante locaties in de Noordzee en de getijwateren.

3D model (DCSM-FM 0.5nm)

Er zijn meerdere 3D modellen voor de Noordzee beschikbaar, hoewel deze niet alle de getijwateren (in voldoende detail) meenemen. Het Dutch Continental Shelf Model met een resolutie van 0,5 nautische mijl, opgezet met de D-HYDRO software, (DSCM-FM 0.5nm) is of wordt binnenkort het standaard 3D model van Rijkswaterstaat. Dit 3D model berekent in de huidige situatie de waterstanden en de chlorideconcentratie op de Noordzee en de

kustwateren Westerschelde, Oosterschelde en Waddenzee voldoende nauwkeurig voor toepassing in het KP ZSS (Deltares, 2019a).

Dit model is nog niet toegepast voor het effect van zeespiegelstijging, maar verwacht wordt dat verandering van patronen in chlorideconcentratie voldoende goed berekend kunnen worden voor gevoeligheidsanalyses. Hoeveel de chlorideconcentratie op de relevante

locaties in Noordzee en getijwateren verandert als gevolg van (extreme) zeespiegelstijging, is niet bekend. Omdat in droge periodes bij lage rivierafvoer deze locaties in de huidige situatie

al zout zijn (chlorideconcentratie hoger dan 12 g/l (saliniteit 20 psu)), is nog maar een beperkte stijging van de chlorideconcentratie bij zeespiegelstijging te verwachten. Een morfologische aanpassing van Westerschelde en Waddenzee kan het DCSM-FM 0.5nm als variant worden meegenomen (als deze bekend is), maar dat is op dit moment nog niet gedaan.

Concluderend advies

Voor de module waterstand en chlorideconcentratie op zee en getijwateren wordt aanbevolen om voor de waterstand gebruik te maken van modelberekeningen, omdat

modelberekeningen sowieso nodig zijn voor de Westerschelde en de Waddenzee. Voor deze getijwateren is extrapolatie van gemeten tijdseries niet nauwkeurig genoeg, omdat de

interactie met de bathymetrie van geulen en platen van substantiële invloed is op de getijvoortplanting. Bij de Oosterschelde speelt het sluitregime van de Oosterscheldekering mee. Voor waterstanden is het 2D DCSM-FM 100m geschikt en bovendien zijn de

modelberekeningen tot 2 m zeespiegelstijging al gedaan en beschikbaar. Voor de

chlorideconcentratie wordt een extrapolatie van tijdseries aanbevolen, omdat verwacht wordt dat in de tijden van lage rivierafvoer de chlorideconcentratie relatief weinig stijgt ten opzichte van de huidige situatie.

4.6

Module landsbreed model voor zoute kwel en doorspoelbehoefte

Voor het berekenen van de zoute kwel en de doorspoelbehoefte wordt het in 2020

ontwikkelde LHM Zoet-Zout grondwatermodel ingezet (Deltares en Arcadis, 2020; zie ook 7_).

Dit model is consistent met het al langer bestaande LHM (Landelijk Hydrologisch Model) waterkwantiteitsmodel (“LHM-Zoet”) dat voor grondwater- en waterverdelingsvraagstukken wordt ingezet. Met het LHM Zoet-Zout model kunnen effecten van klimaatverandering waaronder zeespiegelstijging, alsmede effecten van menselijk handelen op de interne verzilting in beeld worden gebracht.

In 2020 is op basis van de gesprekken met de regio’s en analyse van de kennisvragen geconcludeerd dat het grondwatermodel LHM Zoet-Zout het meest geschikte beschikbare instrument is om de kennisvragen omtrent zoute kwel in het KP ZSS te beantwoorden. Eind 2020 is de validiteit en toepasbaarheid van het LHM Zoet-Zout voor inzet binnen het KP ZSS nader onderzocht (Deltares, 2020h). Hieruit is gebleken dat nog enkele aanpassingen in de modelopzet nodig zijn. De volgende activiteiten zijn voorzien:

1. Update LHM Zoet-Zout naar LHM-kwantiteit versie 4.1, waarmee het

IJsselmeergebied en de weerstand biedende lagen in de kustzone beter worden gerepresenteerd.

2. Doorrekening ontwikkeling zoet-zoutverdeling grondwater bij geselecteerde zeespiegelstijgingscurve en scenariodefinitie wat betreft oppervlaktewaterbeheer, bodemdaling en overige klimaatcondities.

3. Bepalen doorspoelbehoefte bij toegenomen verzilting onder zeespiegelstijging. 4. Berekeningen LHM-kwantiteitsmodel voor grondwateraanvulling, water- en

zoutbalans oppervlaktewater en doorwerking naar hoofdwatersysteem bij zeespiegelstijging.

5. Kwalitatieve en waar mogelijk kwantitatieve beschouwing van onzekerheid in rekenresultaten.

——————————————