De Rijn in een glazen bol?

(1)

Faculteit Geowetenschappen Universiteit Utrecht

(2)

Context van het waterbeheer in

Nederland

(3)

Delta Commissie 2008

12 aanbevelingen; mbt rivierengebied, o.a.:

• Huidige veiligheidsniveaus van alle dijkringen met factor 10 verbeteren.

• Nieuwe ontwikkelingen in buitendijkse gebieden mogen de

afvoercapaciteit van de rivier en toekomstige peilopzet van meren niet belemmeren.

• 2050-2100: Voltooiing van maatregelen zodat de Rijn 18.000 m3_{/s en}

de Maas 4.600 m3_{/s kunnen verwerken.}

• Zeespiegel rond 2100 met 1.3 m gestegen.

(4)

24000 22000 20000 18000 16000 14000 12000 10000 8000 6000 4000 2000 d is ch a rg e a t L o b it h ( m /s ) 3 10000 1000 1/1250 200 50 100 20 5 2 1 13000 16000 19000

(5)

Scenario’s voor de Rijn

• Begin jaren 1990: klimaat effecten voor de Rijn

– Gericht op veranderingen in afvoer – 2 klimaatscenario’s

– Kwalitatief: gevolgen voor veiligheid en droogte

-25 -20 -15 -10 -5 0 5 10 15 20

jan feb mrt apr _mei jun jul _aug _sep ok

t nov dec maand % v e ra n d e ri n g Q UKHI 2050 XCCC 2050

(6)

Communicatie (?) tussen

wetenschapper en beleidsmaker

“ Je krijgt een groot probleem! “ Wetenschapper Beleidsmaker

(7)

Communicatie (?) tussen

wetenschapper en beleidsmaker

Hoe veel, hoe snel, wanneer?

Wetenschapper

(8)

Toekomst: onzekerheden en maatregelen

• Klimaatverandering: piekafvoeren 5 - 10% hoger • Fysisch maximum: 18.000 m3/s? • Stroomgebied – Vasthouden - vergroten ‘sponswerking’ stroomgebied? – Bergen – retentiebekkens • Nederland

– Bergen - ruimte binnendijks? – Afvoeren - meer ruimte in het

(9)

(10)

(11)

afvoergolf met retentie afvoergolf zonder retentie

Retentie effectief

afvoergolf met retentie afvoergolf zonder retentie

Retentie ineffectief: te vroeg ingezet

(12)

Vasthouden en berging van water bovenstrooms is gunstig in theorie, maar in de praktijk?

• Hoeveel moet je herbebossen? • Hoe snel is dat klaar?

• Helpt dat echt?

• Wie bepaalt wanneer een retentiepolder opengaat?

• Hoe zou een overeenkomst tussen Du en NL eruit zien? • Wie gaat het betalen: maatregelen, schade?

• We moeten zelf ook wat doen!

Maatregelen tegen hoogwater:

water bovenstrooms vasthouden

(13)

Ruimte voor de rivier maatregelen

Deepening the main channel Retention Lowering the floodplain

Lowering groynes By-pass Dike relocation

(14)

Tot 16500 - 17000 m3/s

• Uiterste gevergd van inrichtingsalternatieven Boven 17000 m3_/s…….

• Grootschalig uitdiepen en glad maken winterbed • Landschapsvisies uitgehold

• Of toch ook dijkverzwaring…?

• Ingrepen in winterbed: ge-#$%@ in de marge • Radicale maatregelen: retentie, groene rivieren

(15)

(16)

(17)

Meerlaagse veiligheid

Risico benadering:

Niet alleen naar kansen op

overstroming kijken,

maar ook naar impacts.

Drie lagen:

1. Bescherming;

2. Ruimtelijke ordening;

3. Beheersing tijdens

(18)

Onzekerheid

De toekomst is onzeker

• Onzekerheid is onvermijdelijk

• Centrale vraag voor waterbeheerder:

Wat moet ik NU doe, gegeven de onzekerheid?

Oplossing zoeken in:

• Wat staat ons te wachten - klimaatverandering • Water systeem verkennen: waar kan het tegen? • Scenario studies

(19)

Onzekerheidsband

• Centrale schatting klimaat + onzekerheidsband • ‘Autonome’ ontwikkeling functies

• Evalueer inzet en effecten maatregelen voor 2050 en 2100 • Hoeveel speelruimte is er nog over?

0 1 2 4 huidig 2050 2100 projectie jaar boven schatting centrale schatting beneden schatting T e mp e ra tu u r s ti jg in g ( ° C ) 3

(20)

Maatregel Effect op waterstand

Kosten Reversibiliteit

Kribverlaging xx € ++

Verlagen ruwheid vegetatie xx €€ +

Nevengeul x €€€€ -

Verwijderen hoogwatervrij terrein xx €€€ - - Verlagen winterbed met 1 m xxxxxx €€€€€€€€€€ - - Verbreden winterbed (1 km) xxxxxxxxxxx €€€€€€€ - - -

Vanwege onzekerheid:

• Vermogen om aan te passen • Lage kosten

• ‘Geen spijt’ maatregelen

(21)

Huidig landgebruik Natuur-ontwikkeling Behoud cultuur-landschap

Visies over het toekomstige landschap

• Verschillen binnen de maatschappij • Kunnen veranderen in de tijd

(22)

Verschillende interpretaties en opinies

Milieudefensie: “Klimaatverandering is geen theorie meer maar realiteit” “Het klimaat verandert niet.

(23)

Probleem (β): ‘Alles verandert’: te veel scenario’s, inconsistentie? Oplossing (γ): Perspectieven model om te structureren

Onzekerheden: Perspectieven

Perspectief =

Consistente en coherente visie op

hoe de wereld functioneert (wereldbeeld)

(24)

HIERARCHIST: ‘Controle’

• Natuur is tot op zekere hoogte robuust

• Top-down regulering

• Normen en regels

• Risico mijdend

• In geval van onzekerheid: onderzoek en overleg

EGALITARIAN:

‘Ecologie’

• Natuur is kwetsbaar

• Gelijkheidsprincipe

• Economie als middel

• Beperkte consumptie • Gemeenschappelijk belang • Risico mijdend INDIVIDUALIST: ‘Economie’ • Natuur is robuust • Economische groei • Anti-regulering • Markt-werking • aanpassen • Risico = Uitdaging

Perspectieven - algemene kenmerken

Ontleend aan Culturele Theorie Typeert groepen

(25)

EGALITAIR • Water stuurt • Duurzaamheid • Veerkracht • Voorkomen van schade HIERARCHIST • Water volgt • Win-win strategie • Normen en regels = controle • Top-down regulering INDIVIDUALIST • Water volgt • Kosten-baten analyse • Water = economisch goed • Anti-regulering

(26)

Maatregelen langs de rivieren

Ander Perspectief – andere maatregelen

• EGA: ruimte voor de rivier, natuur, veerkracht

• HIE: veiligheid, integrale benadering, win-win

• IND: goedkoopste oplossing, geen ruimtelijke claims,

(27)

Evaluatie van scenario’s

Matrix van scenario’s: representeert onzekerheid

• Externe context: perspectief op de wereld buiten water beheer • Utopia: match tussen beheersstijl en functioneren van de wereld • Dystopia: mismatch tussen deze twee: hoe erg is dat?

M a n a g e m e n t st ijl Egalitair

utopia dystopia dystopia

utopia dystopia Individualist Hierarchist Egalitair Individualist Hierarchist dystopia

dystopia dystopia utopia

(28)

Wat leren we ervan

• Egalitair waterbeheer strategie:

– veilige en veerkrachtige watersystemen

– maar: duur en vraagt veel ruimte, lage economische winst – meest robuust

• Hierarchist waterbeheer strategie:

– win-win situatie kan jammer-jammer worden – (te) lange planning uitvoerings tijd, duur

– minder robuust

• Individualist waterbeheer strategie: – hoog risico als dystopia

– grote economische winst

– laag veerkracht, minst robuust

• Geen van deze strategieën is de beste voor alle functies en onder alle omstandigheden

(29)

Tussenstand

Tot zover:

• Klimaatscenario’s (bandbreedte): aanbod

• Veranderingen/maatregelen in systeem: vraag

• Perspectieven: ‘verwachte’ toekomst en maatregel keuze • Matrix als middel om onzekerheid te representeren

Maar:

• Nog steeds ‘eindpunt-projecties’

• Natuurlijke variabiliteit in klimaat niet meegenomen • Geen interactie tussen water- en sociale systeem

(30)

(31)

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

Wanneer doen we iets, en wat….?

10000 12000 14000 16000 18000 20000 1920 1940 1960 1980 2000 2020 1976 1956 1926 1992 2001 ?

(39)

(40)

(41)

Water quality •Various quality aspects Ecological •Habitats •Bio-diversity Economic •Agriculture •Energy production •Industry Environmental pressures •Climate change

•Land use change •Canalisation

•Pollution

Socio-economic pressures

•Water demand •Spatial claims •Damage potential Water quantity •Surface water •Ground water Social •Housing •Drinkwater supply •Recreation Policy •River widening •Dike building •Upstream measures •Area planning Autonomous response •Water use

•Land use change

•Development of water related sectors Space •Land use •River channel •Infrastructure

R

I

S

P

R

I

S

P

Water quality •Various quality aspects Ecological •Habitats •Bio-diversity Economic •Agriculture •Energy production •Industry Environmental pressures •Climate change

•Land use change •Canalisation

•Pollution

Socio-economic pressures

•Water demand •Spatial claims •Damage potential Water quantity •Surface water •Ground water Social •Housing •Drinkwater supply •Recreation Policy •River widening •Dike building •Upstream measures •Area planning Autonomous response •Water use

•Land use change

•Development of water related sectors Space •Land use •River channel •Infrastructure

D

Socio-cultural driversperspectives

Socio-economic drivers demography _• • • values .. • After: OECD, 1993; Hoekstra (1998) Pressures Drivers State Impact Response

(42)

Response system

Water culture Water policy

• Institutions & organisations

Autonomous response • Individual stakeholders Water system States Water quantity Water quality Impacts Social, Economic, Ecological functions Autonomous response Water policy Water policy Pressures Environmental Socio-economic Perception Perception Support level

(43)

(44)

• Niet alleen klimaat, maar ook socio-economische veranderingen

• Waterbeheer is zelf ook nog onderdeel geworden van onzekerheid

• Welke strategie voor waterbeheer moeten we NU kiezen?

(45)

Adaptatiepaden

Een nieuw soort scenario’s

• Niet alleen ‘eindpunten’ onderzoeken, • Maar ook: de weg daar naartoe, omdat

• De maatschappij in de loop van de tijd verandert • En reageert op gebeurtenissen: interactie!

• Daarin zijn maatschappij en waterbeheer zelf deel van de onzekerheid…

Die scenario’s maak je door • te gamen!

(46)

Simulatie in game setting: interactie!

Waas game

• Spelers: waterbeheerder van de Waas Delta

• De toekomst van 100 jaar ontrolt zich in stappen

• Tussentijds kunnen steeds maatregelen genomen

worden

• 1 speelronde van 100 jaar = 1 scenario run

(47)

47

(48)

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 year Y e a rl y m a x im u m d is c h a rg e ( m 3 /s )

Yearly Minimum Discharge at Lobith

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100

yearly maximum discharge at lobith

(49)

Integrated Assessment Meta Model

for transient scenarios

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Water depth (m) S u ita b ili ty 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 0 5000 10000 15000 20000 25000 30000 Discharge Lobith (m3/s) W a te r le v e l ( m )

Lobith Dodew aard Bovenleeuw en Tiel RT_003_15 RT_003_25 RT_003_35 Gorinchem u 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 0 1 2 3 4 5 Water depth (m) 1 -S u ita b ili ty Villages Industry Infrastructure Agriculture Greenhouses Cattle 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 -2 -1 0 1 2 3 4 Water Level - Check level (m)

1 - S u ita b ili ty ( C h a n c e o f fa ilu re o f d y k e ) 0,1 l/s 1l/s 5l/s 10l/s 50l/s 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 2000 2010 2020 2030 2040 2050 2060 2070 2080 2090 2100 Year Y e a rl y m a x im u m d is c h a rg e ( m 3 /s ) No climate change R1 No climate change R2 No climate change R3 No climate change R4 No climate change R5 No climate change R6 No climate change R7 No climate change R8 No climate change R9 No climate change R 10 100 -75 75 -50 50 -25 -25- 0 % of correct prediction 100% 96% 98% 95% # false alarms 0 5 2 6 # missed floods 0 0 0 1 km2 flooded 1.4 20 20 20 # times flooded 1 0 1 1 # dike rings flooded 2 0 2 2 flood damage total milj. euro 1538 0 1374 1363 agricultural damage milj. euro 54 0 54 54 % time shipping availability 91 93 94 92 nature km2 13.16 13.16 13.16 13.16 nature index 0.4122 84 0.4131 16 0.4066 36 0.3936 54 PSIR tool

(50)

Steps in the Simulation

Perspective analysis Perspective analysis

The Waas area

Select measures Select measures 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 0 10 20 30 40 _Time50 60 70 80 90 100 Q m a x m 3 /s 13.160 Nature area (km2) Nature indicators Nature 6% Non navigable time (%)

€ 22

Agricultural damage (M euro)

€ 1,064 Total damage (M euro)

Economic damage Profit

1629 casualties

0 number of false alarms

1 number of dike rings flooded

1.03 urban area flooded km2

1 number of missed floods

Risk indicators People Benefits Damage 13.160 Nature area (km2) Nature indicators Nature 6% Non navigable time (%)

€ 22

Agricultural damage (M euro)

€ 1,064 Total damage (M euro)

1629 casualties

Risk indicators People

Benefits Damage

The future unfolds..

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 0 10 20 30 40 Time50 60 70 80 90 100 Q m ax m 3 /s 0.41 Diversity index natura

13.160 Nature area (km2)

Nature indicators Nature

6% Non navigable time (%)

€ 22 Agricultural damage (M euro)

€1,064 Total damage (M euro)

1629 casualties

Benefits Damage

0.41 Diversity index natura

1629 casualties

Benefits Damage The future unfolds.. Analyse impacts & events

Analyse impacts & events in the Waas

0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 0 10 20 30 40 Time50 60 70 80 90 100 Q m ax m 3 /s 0.41 Diversity index natura

1629 casualties

Benefits Damage

0.41 Diversity index natura

1629 casualties

Benefits Damage The future unfolds..

Select measures The Waas area

Perspective analysis

Analyse impacts & events in the Waas

Steps in the Simulation

(51)

Ondervind het zelf!

• Doe de Waas game:

(52)

Tipping point:

‘Uiterste houdbaarheidsdatum’, bepaald met ensemble

Transient scenario’s:

Ensemble van mogelijke

toekomsten, bandbreedte met onzekerheid, en jaar-op-jaar variatie

(53)

(54)

grote boten kleine boten middelgrote boten kleinschalig baggeren grootschalig baggeren 0 0-5 10-20 85 100 gbo kbo mbo kba gba kba gba kbo kba mbo jaren

Adaptatiepaden voor scheepvaart

(55)

Lessen: Perspectieven en Adaptatiepaden

• Adaptatie is een pad. Inzicht in adaptatiepaden kan helpen bij maken van keuzes (opties open houden, voorkomen lock-ins) • Waterbeheerders reageren op (bijna) events

Klimaatvariabiliteit is dus belangrijk

• Win-win leidt tot verlies-verlies: Overleg leidt tot compromissen, soms tot uitstel

• Middenweg is op lange termijn minder effectief • Er zijn verschillende perspectieven op water; door

perspectiefverandering kan draagvlak bij bevolking verdwijnen

• Kies niet alleen een fysiek robuuste maar ook

(56)

Scenario’s voor de Rijn vakkenpakket

+ Natuurkunde + Aardrijkskunde + Economie + Biologie + Maatschappijleer + Geschiedenis + Beeldende vorming + GAMING!

(57)

(58)

De Rijn in een Glazen Bol?

Met bijdragen van:

• Marjolijn Haasnoot, Eelco van Beek – Deltares

• Astrid Offermans, Pieter Valkering – ICIS / Univ. Maastricht • Nanda Wijermans – Universiteit Utrecht

• Jules Beersma – KNMI

• Willem van Deursen – Carthago Consultancy • Michael van Lieshout – Pantopicon