Trends in uit en afspoeling

De nitraatconcentraties in het bovenste grondwater laten voor de Basisprognose grote reducties zien (figuur 7.7 en 7.8). Voor klei en veen wordt een toename van de concentraties nitraat in het bovenste

grondwater berekend. Ook de gewasopname (van stikstof en fosfor) neemt in deze gebieden toe, waardoor (de mestgiften veranderen niet) het stikstofoverschot afneemt en het fosforoverschot zelfs negatief wordt (er is sprake van uitmijnen). Dit wordt waarschijnlijk veroorzaakt doordat de periodes van gewasgroei in het LHM niet volledig zijn afgestemd op de in ANIMO gebruikte

gewasopnamemodellen. Het is noodzakelijk de met de LHM-hydrologie berekende gewasopbrengsten in ANIMO (die in sterke mate het bodemoverschot en de uitspoelfractie bepalen) verder te analyseren. De hierboven beschreven trends zijn ook bevestigd in de analyse van het toepassingsbereik van de resultaten van de Nationale Analyse waterkwaliteit (Groenendijk et al., 2020). Geconcludeerd is dat de trends meerdere oorzaken kunnen hebben en dat de richting van de trends niet altijd eenduidig is.

Figuur 7.8 Gemiddelde jaarlijkse verandering van de nitraatconcentratie (mg/L) in het bovenste grondwater (links). De N-belasting van oppervlaktewater (midden) en de P-belasting van

oppervlaktewater (rechts) berekend voor de periode 2021-2030. De oranje kleur duidt op een dalende trend en de blauwe kleur op een stijgende trend.

Effect van het bepalen van de startsituatie voor beleidsvarianten vanaf 2016

De grootste verandering in het verloop van nitraat en de uit- en afspoeling naar oppervlaktewater treedt op in de eerste jaren na 2016. Om te onderzoeken of de gekozen startsituatie voor 2016 een effect heeft op het verloop tussen 2016 en 2027 zijn aanvullende rekenruns uitgevoerd, waarbij de startsituatie in 2016 is berekend op basis van het gemiddelde van 30 runs met opschuivend weer in de reeks 1981-2010. Als we in detail naar de verschillen tussen rekenvarianten kijken, zijn er

verschillende effecten te constateren. Meestal dempt het effect van de andere startsituatie, maar niet altijd. Voor zowel nitraat in grondwater als voor de N- en P-belasting van oppervlaktewater zijn de effecten van de andere startsituatie op de schaal van waterschappen en deelstroomgebieden voor het jaar 2027 heel gering. De startsituatie vormt daarmee geen belemmering voor het gebruik van de resultaten van de Nationale Analyse voor het jaar 2027.

Effect van organische stof en pH in de bodem dieper dan 1,2 meter

Bij het samenstellen van het LWKM-model is voor het organischestofgehalte in de bodem de informatie van de bodemkaart 1:50 000 leidend geweest tot een diepte van 1,2 m. Voor de organischestofgehalten en de pH-waarden dieper 1,2 m is geochemische informatie gebruikt, zoals deze ook in het MT3DMS-model3 is verwerkt. De chemische aspecten van de bodemkaart en de geochemische kaart voor het permanent verzadigde grondwater in het LWKM-model zijn nog niet op elkaar afgestemd. Hierdoor komen in het LWKM-model situaties voor met een relatief laag

organischestofgehalte in de bovengrond en een hoog gehalte in lagen dieper dan 1,2 m waarin in de zomer extra N en P wordt gemobiliseerd door beluchting vanwege diepere grondwaterstanden.

In de analyse is nagegaan wat het effect hiervan is op de N- en P-belasting van oppervlaktewater door met ANIMO/LWKM berekeningen uit te voeren waarin de organischestofgehalten en pH-waarden uit 3 _{MT3D-MS is het grondwaterkwaliteitsmodel binnen het LWKM dat stoftransport en omzettings- en bindingsprocessen in} het permanent verzadigde grondwater berekent. In het kader van de Nationale Analyse Waterkwaliteit is dit deelmodel van het LWKM niet ingezet.

het STONE-model aan de lagen dieper dan 1,2 m zijn toegekend. In het STONE-model werd gewerkt met een ‘verdiepte’ bodemkaart waarin de gehalten van de bovenlaag wel consistent zijn met de gehalten in diepere lagen (Van Boekel, 2009). Figuur 7.9 toont het effect van de veranderde organischestofgehalten op de uit- en afspoeling van N naar het oppervlaktewater in 2027, per waterschap, bij het bemestingsniveau volgens de Basisprognose.

Bij de organischestofgehalten in de bodem dieper dan 1,2 m van het STONE-model is het verschil in N-belasting van oppervlaktewater groter dan 1 kg/(ha/jr) voor de waterschappen Hunze en Aa’s (hoger), Rivierenland, De Stichtse Rijnlanden, Schieland en Krimpenerwaard, Rijnland en Hollands Noorderkwartier (lager). Alleen voor Rivierenland is het verschil groter dan 10%. Voor de

deelstroomgebieden is het verschil voor Eems groter dan 5%.

Figuur 7.9 N-belasting van oppervlaktewater (kg/(ha/jr)) per waterschap in 2027 bij het

bemestingsniveau van de Basisprognose, berekend met ANIMO/LWKM (links), berekend met hetzelfde model, maar met organischestofgehalten in de ondergrond volgens het STONE-model (midden) en het verschil van beide berekeningen (rechts).

Voor de P-uitspoeling bedraagt het effect maximaal 0,8% voor het niveau van waterschappen en 0,3% voor het niveau van deelstroomgebieden.

Geconcludeerd wordt dat de inconsistentie tussen de organische stof- en pH-schematisering van de bovengrond en die van de bodem dieper dan 1,2 m een heel geringe invloed heeft op de

modeluitkomsten en geen verklaring vormt voor de trends in N- en P-uitspoeling.

Andere oorzaken

In de deelstroomgebieden Rijn-Oost en Maas laat de P-belasting een stijgende trend zien bij het hogere mestniveau en een dalende trend bij het lagere mestniveau. Deze trends hangen daarmee samen met het mestniveau. De oorzaak van de trend in gewasopname is op dit moment nog niet exact in beeld, maar zou kunnen samenhangen met de update van bodemparameters in de ANIMO- versie voor LWKM. Bij deze update zijn verschillende informatiebronnen gecombineerd, waar mogelijk nog inconsistenties tussen zitten. De trends in de opname van fosfaat lijken weinig effect te hebben op uit- en afspoeling van fosfaat. De geconstateerde trends leiden ertoe dat het model op dit moment nog niet geschikt is voor de voorspelling van bodemvruchtbaarheidsparameters, zoals in bijv. een Evaluatie van de Mestwetgeving van belang is.

Conclusies ten aanzien van oorzaken en gevolgen van trends

Geconcludeerd wordt dat de trend in grondwaterstanden niet, of in heel geringe mate, leidt tot een stijgende trend in nitraatconcentraties. Ook de inconsistentie tussen de organische stof en pH-

schematisering van de bovengrond en die van de bodem dieper dan 1,2 m leidt nauwelijks tot trends. De oorzaak van de trend in nitraatconcentraties moet dus gezocht worden in andere factoren, mogelijk de update van bodemparameters in de ANIMO-versie voor LWKM, maar is momenteel nog niet

manier door. Daardoor belemmeren de geconstateerde trends het gebruik van de resultaten voor de Nationale Analyse voor het jaar 2027 niet.

7.3.6

Conclusies

De belangrijkste conclusie is dat het LWKM in de meeste gevallen op het schaalniveau van de deelstroomgebieden, met een doorkijk naar het niveau van waterschappen kan worden ingezet voor de eerste toepassing van de Nationale Analyse, omdat de resultaten in betrouwbaarheid verschillen tussen de waterlichamen.

Verdere conclusies zijn:

• De resultaten van LHM 3.5.1 beperken het toepassingsbereik van het LWKM.

• Op beperkte schaal heeft kalibratie van ANIMO aan metingen plaatsgevonden. Een vergelijking van modeluitkomsten met metingen is bijna altijd onzuiver, omdat de modeluitkomsten een andere tijd- en ruimteschaal hebben dan de metingen. Ook berekende N- en P-vrachten door uit- en afspoeling zijn niet direct te toetsen aan metingen en kunnen alleen op indirecte wijze in opgeschaalde vorm vergeleken worden met metingen. Dit geeft aan dat het moeilijk is om het model op

wetenschappelijk robuuste wijze te ijken.

• Bij de interpretatie is het noodzakelijk onderbouwd rekening te houden met verschillen tussen regio’s.

• De hydrologische modelinvoer is nog onvoldoende betrouwbaar voor gedetailleerde analyses van de transportroutes, omzettingsprocessen en berekende variabelen. Daardoor kan op basis van de hydrologische informatie van LHM 3.5.1 geen bronnenanalyse worden uitgevoerd.

De mate van toepasbaarheid van ANIMO als onderdeel van het LWKM is beoordeeld in onderstaande tabel 7.1 op basis van expert judgement. De berekende nitraatconcentraties worden na het uitsluiten van rekeneenheden met diepe grondwaterstanden als plausibel beschouwd. De concentraties van het uitspoelwater uit de bodem naar het oppervlaktewater worden na correctie van extreme waarden als enigszins plausibel beoordeeld. De N- en P-vrachten kunnen alleen voor grote gebieden

(deelstroomgebieden en de meeste waterschappen) als enigszins plausibel worden beschouwd. De relatieve verschillen die tot uitdrukking komen in de ruimtelijke patronen zijn wat betreft de

concentraties in het water dat uitspoelt uit de bodem meer robuust dan de ruimtelijke patronen van de vrachten, omdat deze in minder sterke mate worden beïnvloed door de resultaten van LHM3.5.1.

Tabel 7.1 Beoordeling van de plausibiliteit van de uitvoer van ANIMO.

Verder wordt geconcludeerd dat de voor de Basisprognose berekende veranderingen plausibel en verklaarbaar zijn:

• De maatregelen lijken adequaat te zijn gedefinieerd. Het gesimuleerde verloop is voor veel gebieden plausibel en verklaarbaar, maar niet voor alle gebieden en ook niet in gelijke mate voor het gedrag van stikstof en fosfor. Voor klei- en veengronden zijn de resultaten minder robuust. Een ‘second

opinion’, i.e. een berekening met STONE, maakt het mogelijk de plausibiliteit van de Basisprognose (en andere beleidsvarianten) beter te onderbouwen.

• De absolute grootte van de concentraties in het uitspoelwater en de vrachten naar het oppervlaktewater kunnen niet worden gevalideerd. Omdat de stikstofuitspoeling naar

oppervlaktewater in de zandgebieden sterk is gerelateerd aan nitraatconcentraties in het bovenste grondwater, kan er voor deze gebieden van uit worden gegaan dat de N-belasting van

oppervlaktewater betrouwbaar genoeg is om rekenvarianten onderling te vergelijken.

Om toepassing in de Nationale Analyse mogelijk te maken, is het uitspoelmodel gekalibreerd op het niveau van LMM-regio’s. Hoewel daardoor de absolute waarden van de metingen voor de regio’s goed benaderd lijken te worden, kan ervan uit worden gegaan dat tekortkomingen in de hydrologie mede de instelwaarde van de gekalibreerde parameters bepalen. Het is daarom verstandig vooral naar verschillen in de uitspoeling ten gevolge van maatregelen te kijken.

Voor de bronnenanalyse in de Nationale Analyse wordt geadviseerd om voor de verdeling van bronnen in het landelijke gebied terug te vallen op eerdere berekeningen gebaseerd op STONE (Groenendijk et al., 2017), waarvan de hydrologische invoer beter aansluit bij beschikbare hydrologische informatie en waarvan in regionale studies is gebleken dat de resultaten hiervan beter overeenstemmen met beschikbare metingen.

7.4

KRW-verkenner