Verslag discussiemiddag NHI November 2011

Op 1 november vond in de Reehorst in Ede een discussiemiddag plaats over het Nationaal Hydrologisch Instrumentarium, kortweg NHI. De organisatie van de dag was in handen van STOWA, de NHI-projectgroep en de Nederlandse Hydrologische Vereniging NHV. Ruim tachtig mensen waren aanwezig. Directe aanleiding voor de middag was de recente oplevering van NHI versie 2.2. Het is voor de verdere ontwikkeling gewenst om de hydrologische gemeenschap mee te nemen in de analyse van de resultaten.

 

Jan van Bakel opent als bestuurslid van de NHV de middag en introduceert de middagvoorzitter en ‘stimulerende kracht achter de consensusmodellering' Anton van Giessen (PBL). Anton introduceert vervolgens de sprekers en geeft aan dat er aan het eind van de middag ruimte voor discussie is.
Klik hier voor een fotoimpressie van de middag.

 

 

Presentatie Roeland Allewijn (RWS-Waterdienst), pdf van de presentatie
Rijkswaterstaat-Waterdienst is samen met PBL en STOWA opdrachtgever van het NHI. Roeland Allewijn van de dienst schetst de historie en beleidsmatige context van het NHI.

 

De ontwikkeling van het NHI vindt plaats in het kader van het Deltaprogramma. Het NHI is onderdeel van het Deltamodel en wordt gebruikt om berekeningen uit te voeren op het gebied van zoetwatervoorziening. Het NHI is in essentie de hydrologische component van het Deltamodel voor het beantwoorden van vragen op landelijke schaal, waarbij de regionale belangen en systeemwerking niet uit het oog mogen worden verloren. En liefst zodanig, dat we efficiencywinst boeken en een doelmatigheidsslag maken.
De toekomst na 2012 is onzeker, maar het lijkt erop dat vergaande samenwerking tussen Rijk en regio een van de speerpunten gaat worden: het NHI als vliegwiel voor landelijke en regionale samenwerking. Het komende jaar zal in het teken staan van de upgrade van versie 2.2 naar versie 3.0, primair door middel van de integratie van regionale basis- en modeldata.

 

Roeland Allewijn toont in zijn inleiding enkele resultaten tot nu toe, aan de hand van uiteenlopende onderwerpen als uitspoeling, droogte, de nationale waterbalans en de interactie tussen grond- en oppervlaktewater. In al deze studies zit, in meer of mindere mate, NHI-kennis en -data verwerkt. Ook licht hij de organisatie van het NHI toe. Er is een stuurgroep (die besluiten neemt over de koers van het NHI, het projectplan en de bijbehorende financiën), een projectgroep (die het model bouwt, doorontwikkelt en de performance bepaalt), een wetenschappelijke klankbordgroep (die in meer of mindere mate de wetenschappelijke integriteit bewaakt) en een programmaraad (die voorstellen voor de stuurgroep voorbereidt).

 

Naar aanleiding van het verhaal van Roeland zijn er vragen uit de zaal. Piet Warmerdam (WUR) vraagt zich af of we kunnen leren van de tientallen jaren geleden uitgevoerde PAWN-studie. Hierop antwoord Roeland dat we altijd van oude studies kunnen leren en er een internationale adviescommissie zich buigt over het NHI en er sprake is van veel urgentie, voortgestuwd door het Deltaprogramma. Uit dat laatste moet ook de waarborg voor het up-to-date houden van het NHI komen.

 

Presentatie Matthijs van den Brink (STOWA Adviesgroep Watersysteemanalyse), pdf van de presentatie
Matthijs van den Brink gaat in op de samenwerking tussen Rijk en regio. Hij is spreker namens de Adviesgroep Watersysteemanalyse van de STOWA en werkzaam bij Waterschap Vallei en Eem. Matthijs vertelt hoe de Adviesgroep aankijkt tegen samenwerking tussen op het vlak van modellering en watersysteemanalyses. Hij geeft aan dat vanuit samenwerking doelmatigheid vergroot kan worden op zowel financieel, inhoudelijk als strategisch vlak. Hij geeft ook aan dat op het gebied van dataverkeer er effectiever gewerkt kan worden. Hierbij kan zowel het waterschap als het Rijk voordeel hebben, omdat lokale kennis gebruikt kan worden op landelijke schaal en het landelijke modelgegevens (randvoorwaarden) kan leveren voor regionale schaal. Regionale modellen zullen in de toekomst meer en meer gebruik gaan maken van kennis uit het NHI. En vice versa. Om dat voor elkaar te krijgen moet landelijke en regionale informatie gedeeld worden.

 

Het ideaalbeeld ziet er ongeveer als volgt uit: landelijke gegevens worden opgeslagen in Basisregistraties. Denk daarbij aan gegevens over de bodem en ondergrond die worden opgeslagen binnen de BRO: de Basisregistratie Ondergrond. Gegevens over het oppervlaktewatersysteem van individuele waterschappen worden opgeslagen in kernregistraties zoals het Beheerregister Oppervlaktewater. De gegevens worden aan de bron opgeslagen en beheerd. Via zogenoemde uitwisselingsprotocollen worden ze doorgeschakeld naar landelijke en supraregionale modellen. Er dient focus te komen op de aanleg van databases met basisdata waar een ieder zijn eigen model, landelijk of regionaal uit kan herleiden. Een nobel streven.

 

Naar aanleiding van Mathijs van den Brinks presentatie stelt Jan van Bakel de vraag bij wie de verantwoordelijkheid voor de kwaliteitsbewaking ligt: bij de eigenaren van de gegevens of ergens anders? Bij het Informatiehuis Water, laat Timo Kroon van opdrachtgevende partij Rijkswaterstaat-Waterdienst weten. Jan vraagt zich tevens af of het ooit goed genoeg zal komen met de gegevenskwaliteit. Daar wordt volgens hem namelijk al jaren, deels vruchteloos, over gepraat.

 

Kees Peerdeman van Waterschap Brabantse Delta wil weten wat de relatie is tussen NHI en de Basisregistratie Ondergrond BRO. De BRO is in essentie een van de componenten van de basisdata. Een van de ideeën binnen de NHI-projectgroep is om een grondwatermodeldatabank op te richten die wordt gekoppeld aan REGIS, zodat REGIS wordt gevoed en verbeterd met kennis uit modelleertrajecten.

 

Patrick Boogaard (WUR-Alterra) wil weten of het NHI ook gaat worden ingezet als basis voor waterkwaliteitsberekeningen. Ja, aldus Matthijs. Ook dat moet op termijn gaan gebeuren maar hoe, dat is op dit moment nog niet duidelijk. Ook een link met de KRW-verkenner is natuurlijk mogelijk. Voorlopig is er echter nog veel werk aan de hydrologische basis te verrichten.

 

Presentatie Wim de Lange (Deltares en projectleider van het NHI), pdf van de presentatie
Na de pauze schetst Wim de Lange het NHI in vogelvlucht. Het NHI heeft drie hoofddoelen: (1) zoetwaterverkenning, (2) de landelijke/regionale verdeling van water en (3) het operationeel voorspellen van droogte.

 

Qua componenten bestaat het NHI uit:

  • MODFLOW voor de verzadigde grondwaterstroming;
  • MetaSWAP voor de onverzadigde zone en plant-atmosfeer interacties;
  • MOZART voor het regionale oppervlaktewater;
  • het Distributiemodel (DM) voor het Rijkswatersysteem.

 

Het knooppuntennetwerk van het DM wordt in de aanloop naar NHI versie 3.0 omgezet naar SOBEK om de intrusie van zout water in de Rijnmond in de toekomst beter te kunnen modelleren. De watervraag op elk DM-knooppunt wordt bepaald met een MOZART-berekening die de vraag van het achterliggende gebied berekent, op basis van MODFLOW-MetaSWAP berekening. Alles is dynamisch in ruimte en tijd gekoppeld.

 

Het MODFLOW-model bestaat uit één freatische en zes watervoerende lagen, een aantal dat in lijn is met een deel van de regionale grondwatermodellen, maar zeker niet allemaal.

 

In 2011 is er in de Taskforce Dynamiek in detail gekeken naar de grondwaterstanden en aan- en afvoeren. De lessen daaruit zijn deels vertaald in versie 2.2, maar hebben slechts tot kleine verbeteringen in de performance geleid. De resultaten zijn terug te lezen op www.nhi.nu, waar ook de invoerbestanden en een groot deel van de uitvoer zijn terug is te vinden in handzame GIS-formaten.

 

In 2012 staat de uitwisseling van data (in de vorm van basisdata (b.v. Beheerregister Oppervlaktewater)), modeldata (b.v. gekalibreerde kD- en c-waarden) en modellen met de regio's centraal. Het idee is dat de integratie van al die data in het NHI leidt tot een instrument dat acceptabele resultaten genereert. Bijkomend voordeel is dat het NHI dan niet hoeft te worden gekalibreerd, althans niet in de klassieke zin des woords, lees: via automatische parameteroptimalisatie. Dit brengt in de zaal enige beroering teweeg. Onder meer bij Harry Boukes, die sinds jaar en dag de stelling hanteert dat een model dat niet gekalibreerd is, in feite geen model is.

 

Wim vervolgt zijn presentatie met plaatjes van de huidige en potentiële/toekomstige kwaliteit van het NHI. Enkele conceptuele wijzigingen en aanpassingen hebben voor verbetering gezorgd. Maar wanneer is het model goed genoeg? Al die plusjes, plusminnetjes en minnetjes en kleurensystematieken zeggen niet alles. Er gaat daarom met ‘knikpunten' gewerkt worden. Voor de watervraag is bijvoorbeeld de droogste decade van belang.

 

Na afloop komen veel vragen over kalibratie, onzekerheid en robuustheid. Daar moet veel aandacht voor komen. Maar Wim de Lange sluit parameteroptimalisatie, gevoeligheidsanalyses en onzekerheidsanalyses uit.

 

Dan een interessante vraag over data-uitwisseling. Dit aspect kreeg ook op de vorige NHI-middag veel aandacht. Er wordt gewerkt aan open dataplatforms, open software et cetera. Er is helaas niet genoeg tijd om alles te presenteren.

 

Joost Heijkers (Hoogheemraadschap De Stichtse Rijnlanden) vraagt of de gekalibreerde k(D)- en c-waarden uit regionale MODFLOW-modellen (nagenoeg allemaal door Deltares gebouwd, o.b.v. REGIS-II, gekalibreerd met de Representermethode o.b.v. DINO-data, met als modelcode MODFLOW) zullen worden overgenomen. Dan zou namelijk een resultaat van automatische kalibratiemethoden in het NHI terechtkomen, met alle problemen die daarbij volgens Heijkers komen kijken; met name schaal- en modelspecifieke parameterwaarden. Dit zal, aldus Wim, niet blindelings gebeuren, want er zal eerst over worden gepraat.

 

Presentatie Theo Olsthoorn (TU Delft, Waternet), pdf van de presentatie of via youtube (14min)
Theo Olsthoorn is zelf niet in levende lijve aanwezig, maar wel virtueel. In zijn presentatie ligt de nadruk op het grondwaterdeel van het NHI. Theo schetst in zijn presentatie een vrij positief beeld, en een voor hydrologen interessante stip op de horizon. Internationaal en toonaangevend, hét hydrologische exportproduct: daar moet het met het NHI naartoe, vindt hij. Dat kan alleen door er een gezamenlijk product van te maken, waar niet alleen de kennisinstituten, landelijke en regionale overheid bij betrokken zijn, maar ook de drinkwaterleidingbedrijven en adviesbureaus. Hij geeft de makers van NHI daarvoor enkele tips.

 

Presentatie Paul Torfs (WUR), pdf van de presentatie
De presentatie van Paul Torfs is getiteld 'Open water in het NHI'. Aan de hand van vier stellingen probeert hij aan te geven waar het wat hem betreft met het NHI naartoe moet, wat betreft oppervlaktewater. Anders gezegd: hoe kan het NHI worden verbeterd door te sleutelen aan het oppervlaktewaterconcept en -parametrisatie?

 

Stelling 1. Open water is de sleutel voor het waterbeheer
Een open deur, maar wel van belang: sturing van het grondwater vindt plaats via het oppervlaktewater, primair via peilbeheer, en dus niet andersom.

 

Stelling 2. Dynamiek van open water is niet zo golvend
Met mooie filmpjes laat Paul zien dat er eigenlijk niet zo veel gebeurt in het oppervlaktewater: de stand van het oppervlaktewater is weinig variabel ten opzichte van de dynamiek van het debiet.

 

Stelling 3: Open water is gestuwd
Behalve de Waal en in enigerlei mate de IJssel is al het oppervlaktewater in Nederland gestuwd. Kortom: je moet volgens hem derhalve daar meten, en zodoende daar massabalansen opstellen en controleren, omdat daar de minste invloed van veranderingen in de tijd aanwezig is. Dus waarom zouden we stuwkrommen in het NHI gaan inbrengen?

 

Stelling 4: Metamodellering van stuwkrommen is onmogelijk
Het kan wel, door middel van de inzet van vrij complexe en rekentijdrovende concepten, maar daar worden we rekentechnisch niet vrolijk en wijzer van, aldus Paul Torfs.

 

Wat gelukkig wel mogelijk is gebleken, met alle rekentijdtechnische voordelen van dien, is het metamodelleren van de waterstroming binnen de onverzadigde zone. Het is daarom volgens Paul een verstandige keuze geweest om in het NHI de onverzadigde zone met het metamodel MetaSWAP (afgeleid van SWAP) aan te pakken.

 

Discussie
De afsluitende discussie wordt op verzoek van Wim de Lange, ingeleid door Willem Capel.
Die stelt zichzelf de vraag of er toekomst zit in het NHI. Willem is de afgelopen jaren qua denkproces enkele malen 'op en neer gegaan', en heeft gebalanceerd tussen twijfel en overtuiging. Uiteindelijk is hij tot de conclusie gekomen dat we de NHI-stap moeten durven zetten. Zijn devies is dan ook: Laten we beginnen: PAS TOE, ZIE, VERBETER en PAS TOE. Samen!

 

Dan volgen vragen en discussie. Enkele vragen vanuit de zaal:

  • Waarom wordt er niet op 25x25m gerekend?
  • Worden de lessen (lees: fouten) echt wel gedeeld met iedereen?
  • Kan landbouwschade niet beter in een regionaal model worden berekend?
  • Is de 250x250m schaal waarop het NHI uitkomst genereert, niet per definitie veel te grof?
  • Wat heeft de regio eigenlijk aan het NHI?
  • Kan het model wel goede antwoorden geven op situaties (bijvoorbeeld 3 extreem droge jaren achtereen) die nog niet eerder zijn voorgekomen?

 

De vragen overstijgen nagenoeg alle het NHI, volgens Wim, gegeven de opdrachtformulering die er ligt. Maar de regio heeft natuurlijk baat bij goede besluiten op grote vragen, en het NHI heeft baat bij draagvlak voor het NHI binnen de regio's. En wanneer het model de extreme jaren uit het verleden goed kan simuleren, en op de kritische ‘knikpunten' de juiste of adequate antwoorden genereert, dan is het NHI model goed genoeg. De vraag is of dat goed genoeg is voor de regio. Daar moet nader naar gekeken worden.