Validatie concentraties voor waterlichamen

Een validatie van de ongecorrigeerde en gecorrigeerde modeluitkomsten voor zomergemiddeld N-totaal en P-totaal voor KRW-waterlichamen is uitgevoerd middels een schatting van de 95%-foutfactoren aan de hand van deelsets voor waterlichamen 2010-2014 van de kalibratie-/validatieset. Het resultaat is weergegeven in tabel 5.6.

Tabel 5.6 Foutfactor (95%), Bias Factor (BF) en Modelling Efficiency (ME) voor de ongecorrigeerde en gecorrigeerde modelresultaten op waterlichaamniveau, bepaald o.b.v. de deelsets Wl-1a en Wl-1b van de kalibratie-/validatieset.

Parameter Ongecorrigeerd Gecorrigeerd

Foutfactor (95%) BF ME Foutfactor (95%) ME

N-totaal 3.33 0.99 -0.351 1.72 0.723

De foutfactoren voor ongecorrigeerde modelresultaten laten (zeer) hoge foutfactoren zien,

vergelijkbaar met de corresponderende foutfactoren op SWU-niveau. De biasfactoren liggen dichtbij 1, nog wat dichter bij 1 dan de biasfactoren op SWU-niveau, hetgeen betekent dat de hoge waarden van de foutfactoren niet worden veroorzaakt door een model-brede systematische fout in de model- resultaten. Dit mag gezien worden als het resultaat van de gewijzigde retentieconfiguratie. De foutfactoren voor de gecorrigeerde modelresultaten laten een duidelijke verbetering zien t.o.v. de cijfers voor de ongecorrigeerde modelresultaten, maar zijn nog steeds, met name voor P-totaal, hoog. Bij het gebruik van de gecorrigeerde modelresultaten moet nog altijd rekening gehouden worden met een fout van ruwweg een factor 2, voor N-totaal wat minder dan een factor 2 en voor P-totaal wat meer dan een factor 2. De modelling efficiencies voor de ongecorrigeerde modelresultaten laten vergelijkbare cijfers zien met die voor het SWU-niveau, met dezelfde conclusie dat de modelresultaten ook op waterlichaamniveau niet bruikbaar zijn. De voorspellingen van het model zijn niet (N-totaal) of nauwelijks (P-totaal) beter dan het gebruiken van het gemiddelde van de meetresultaten als

voorspelling voor elke situatie. De modelling efficiencies voor de gecorrigeerde modelresultaten laten echter betere cijfers zien, met de conclusie dat de correctie via het relatief rekenen ervoor heeft gezorgd dat de voorspellingen duidelijk beter zijn dan het gebruik van het gemiddelde van de meetresultaten.

Daarnaast zijn de correctiefactoren ook gebruikt voor het berekenen van de ongecorrigeerde en gecorrigeerde concentraties voor 2015 en is een vergelijking gemaakt met gemeten waarden

(kalibratie-/validatiedeelsets Wl-2a t/m Wl-3b). Zie de figuren 5.19 en 5.20, waarbij de gemodelleerde concentraties zijn uitgezet tegen de gemeten waarden.

Figuur 5.20 Berekende zomergemiddelde N-totaalconcentraties (in mg/L) voor KRW-waterlichamen in 2015, ongecorrigeerd (grijs) en gecorrigeerd (blauw), uitgezet tegen de gemeten waarden

(getrokken lijn: 1:1-lijn; onderbroken lijnen: de 95%-betrouwbaarheidsgrenzen volgens de 95%- foutfactor voor gecorrigeerde modelresultaten).

Figuur 5.21 Berekende zomergemiddelde P-totaalconcentraties (in mg/L) voor KRW-waterlichamen in 2015, ongecorrigeerd (grijs) en gecorrigeerd (blauw), uitgezet tegen gemeten waarden (getrokken lijn: 1:1-lijn; onderbroken lijnen: de 95%-betrouwbaarheidsgrenzen volgens de 95%-foutfactor voor gecorrigeerde modelresultaten).

De data uit figuur 5.20 en 5.21 zijn gebruikt om te bepalen welk percentage van de meetresultaten binnen de grenzen van het betrouwbaarheidsinterval van de 95%-foutfactor valt. Deze resultaten staan in tabel 5.7.

Tabel 5.7 Percentages gemeten zomergemiddelde concentraties vallend binnen de grenzen van het betrouwbaarheidsinterval van de 95%-foutfactor rond het ongecorrigeerde en gecorrigeerde

modelresultaat.

Parameter Ongecorrigeerd modelresultaat Gecorrigeerd modelresultaat

N-totaal 95.0 93.8

P-totaal 95.1 94.8

Tabel 5.7 laat een zeer goede overeenkomst zien met de theoretische betrouwbaarheid van 95%. Alleen het cijfer voor N-totaal/gecorrigeerd wijkt wat verder van 95%.

Het foutmodel achter de foutfactoren bij relatief rekenen bestaat uit een lognormale verdeling voor de verhouding gemodelleerd/gemeten, waarbij de grootte van toevallige fout constant verondersteld wordt, dan wel niet varieert met de plaats binnen de schematisering. In werkelijkheid zal de toevallige fout variëren met de plaats binnen de schematisering. Zo zullen bijvoorbeeld concentraties in

waterlopen nabij de grens nauwkeuriger gemodelleerd worden dan concentraties op meer stroom- afwaarts gelegen locaties, gegeven het feit dat de gemodelleerde concentraties nabij de grens nog

sterk beïnvloed zullen zijn door de randvoorwaarden van het model bij de grens (gebaseerd op metingen). Dat betekent dat de veronderstelde lognormale verdeling met constante standaarddeviatie beter opgevat kan worden als een gemiddelde van de verdelingen van de toevallige modelfout over de verschillende locaties binnen de schematisering.

Ten slotte zijn de rekenresultaten gevalideerd op landelijk niveau aan de hand van een indeling van de N-totaal- en P-totaalconcentraties conform de KRW in de klassen Goed, Matig, Ontoereikend en Slecht. De tabellen 5.8 en 5.9 tonen het resultaat.

Tabel 5.8 Percentages KRW-waterlichamen vallend in de KRW-kwaliteitsklassen voor N-totaal, gemeten en berekend.

KRW klasse Gemeten Berekend

NUTrend 2015 Gemiddeld 2015-2017 Ongecorrigeerd 2015 Gecorrigeerd 2015 Goed 49.2 46.5 43.1 44.4 Matig 35.2 38.5 37.4 36.8 Ontoereikend 11.3 10.7 13.3 12.4 Slecht 4.3 4.3 6.1 6.4

Tabel 5.9 Percentages KRW-waterlichamen vallend in de KRW-kwaliteitsklassen voor P-totaal, gemeten en berekend.

KRW klasse Gemeten Berekend

NUTrend 2015 Gemiddeld 2015-2017 Ongecorrigeerd 2015 Gecorrigeerd 2015 Goed 49.8 50.9 35.8 48.4 Matig 31.5 30.2 39.9 31.2 Ontoereikend 12.6 12.0 17.5 12.9 Slecht 6.1 6.9 6.8 7.5

De cijfers onder ‘Gemiddeld 2015-2017’ zijn gebaseerd op de parameters zomergemiddeld N-totaal en zomergemiddeld P-totaal in het bestand met ecologische stuurvariabelen voor regionale

KRW-waterlichamen van HaskoningDHV, aangevuld met zomergemiddelde concentraties voor de Rijkswateren uit NUTrend. In de meeste gevallen zal het hier gaan om gemiddelden over de jaren 2015-2017.

De cijfers laten zien dat de indeling in KRW-klassen voor de gecorrigeerde modelresultaten voor P-totaal goed overeenkomen met de indeling uit NUTrend. Voor N-totaal is de overeenkomst minder en laten de cijfers voor de gecorrigeerde modelresultaten een kleine verschuiving naar lagere klassen zien t.o.v. NUTrend.

De klasse-indeling voor de ongecorrigeerde modelresultaten laten voor N-totaal ook nog een redelijke overeenkomst zien met de NUTrend-cijfers, voor P-totaal wijkt deze indeling echter duidelijk af van de NUTrend-indeling.

In Bijlage 13 is nog een aantal aanvullende resultaten van de validatie van de LKM-modelresultaten weergegeven.

6

Integrale analyse en toets van