Klimaatverandering en invloed op waterhuishouding

Klimaatverandering en invloed op waterhuishouding Prof. dr. ir. Patrick Willems KU Leuven – Dep. Burgerlijke Bouwkunde – Afdeling Hydraulica [email protected]

Toenemende uitstoot aan broeikasgassen IPCC:

volgende 100 jaar

laatste 30 jaar

Mondiale opwarming van de aarde IPCC:

Gemiddelde mondiale oppervlaktetemperatuur steeg met 0.7°C de laatste eeuw, waarvan 0.5°C tijdens de laatste 30 jaar

volgende 100 jaar

laatste 30 jaar

Is de klimaatverandering reeds merkbaar bij ons?

Bron: MIRA o.b.v. KMI

Impact klimaatscenario’s Toename broeikasgassen in de atmosfeer

Temperatuurstijging

Toename verzadigingsconcentratie waterdamp

Wereldwijd unieke meetreeks: KMI, Ukkel, 10-minuten neerslagmeting sinds 1898

%v

-30

zomer, 10 jaar bewegend venster Winter (JJA) zomer, 15 jaar bewegend venster lange-termijn gemiddelde Ukkel, 1898-2007 benaderende cyclische variaties

-40

Historische trendanalyse -50 1900

1910

1920

1930

1940

1950

(Multi-)decadale klimaatoscillaties:

1960

10-min kwantielextremen

1970

1980

jaar

jaren 1910-20

% verandering in extremen

30

1990

2000

voorbije 20 jaar

2010

jaren 1960

20 10 0 -10 -20 winter, 10 jaar bewegend venster winter, 15 jaar bewegend venster lange-termijn gemiddelde benaderende cyclische variaties benaderende cyclische variaties + invloed klimaatverandering effect klimaatverandering

-30 -40 -50 1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

1970

1980

1990

2000

2010

jaar Willems P. (2011), ‘Evaluatie en actualisatie van de IDF-neerslagstatistieken te Ukkel’, Aanvulling bij “nieuwe Code van Goede Praktijk voor het Ontwerp van Rioleringssystemen” , oktober 2011

Toekomstige klimaattrends en -oscillaties?

?

anomaly in extremes [%]

30 20 10 0 -10 -20 winter, 10-year window winter, 15-year window long-term average approximate cyclic variations cyclic variations plus climate change climate change effect

-30 -40 -50 1900

1910

1920

1930

1940

1950

1960

year [-]

1970

1980

1990

2000

2010

Klimaatscenario’s voor België Mondiale klimaatmodellen (GCMs)

Europese regionale klimaatmodellen (RCMs)

Resultaten voor België

CCI-HYDR project voor Federaal Wetenschapsbeleid + aanvullende studies (CIW, VMM)

: klimaatscenario’s voor hydrologische impactanalyse in België • 44 simulaties met 21 mondiale klimaatmodellen • 57 simulaties met 10 regionale Europese klimaatmodellen Controlesimulaties: 1961-1990 Scenariosimulaties: 2071-2100

http://www.kuleuven.be/hydr/CCI-HYDR

Impact klimaatscenario’s Toename piekneerslag in zomer: meer rioleringsoverstromingen en -overstortingen

Langere droge zomerperioden: lagere waterbeschikbaarheid, meer sedimentatie

Verwachte invloed klimaatverandering Periode 1961-1990 tot 2071-2100: • Winter:  toename neerslag: 0 tot +60%  toename temperatuur en verdamping: +1.5 tot 4°C • Zomer:  afname neerslagvolumes: 0 tot -70%  aantal natte zomerdagen: 0 tot -50%  toename temperatuur en verdamping: +2 tot 7°C  extreme zomerbuien meer intens: 2-jarige bui: 0 tot +30% 10-jarige bui: 0 tot +50% • Kust-polders: neerslagverandering 10% hoger • Zeespiegelstijging Belgische Kust: 20cm tot 2m

Verwachte invloed klimaatverandering Op waterhuishouding: Invloed op rivieroverstromingen onduidelijk

Periode 1961-1990 tot 2071-2100: • Winter:  toename neerslag: 0 tot +60%  toename temperatuur en verdamping: +1.5 tot 4°C • Zomer:  afname neerslagvolumes: 0 tot -70%  aantal natte zomerdagen: 0 tot -50%  toename temperatuur en verdamping: +2 tot 7°C  extreme zomerbuien meer intens: 2-jarige bui: 0 tot +30% 10-jarige bui: 0 tot +50% • Kust-polders: neerslagverandering 10% hoger • Zeespiegelstijging Belgische Kust: 20cm tot 2m

Verwachte invloed klimaatverandering Op waterhuishouding:

Meer lokale wateroverlast rioleringen


Invloed klimaatscenario’s Op waterhuishouding:

Verdroging !!


Impact klimaatscenario’s Low scenario

Low scenario, Runoff peaks

Impact op laagwaterdebieten: Low scenario, Runoff peaks Low scenario Laag Mean scenario Mean scenario, Runoff peaks

LOW FLOW PEAKS (-88%) (-87%) (-67%) (-62%) (-54%)

- (-68%) - (-63%) - (-55%) - (-48%)

LOW FLOW PEAKS (-88%) (-56%) - (-55%) (-87%) (-68%) (-54%) -- (-52%) (-51%) -- (-47%) (-67%) (-63%) (-46%) -- (-40%) (-62%) (-55%) (-39%) -- (-30%) (-54%) (-48%)

Mean scenario Mean scenario, Runoffpeaks peaks Hoog High scenario, Runoff High scenario (-35%)- -(-55%) (-32%) (-56%) (-31%) (-24%) (-54%) - (-52%) (-23%)- -(-47%) (-21%) (-51%) (-20%) - (-15%) (-46%) - (-40%) (-14%) - (-10%) (-39%) - (-30%) Climate 2100, Flanders

High scenario

High scenario, Runoff peaks

-43 - -34  Laagwaterdebieten dalen in sterke mate in alle scenario’s -33 - -19 (-35%) - (-32%) (-31%) - (-24%) Demer.shp (-23%) - (-21%) - -71 (-20%) -74 - (-15%) -70 - -56 (-14%) - (-10%)

(laagste zomerdebiet daalt met 20 tot 70%)  Verdroging / laagwaterproblemen: waterkwaliteit, irrigatienoden, -55 - -44 Climate 2100, drinkwaterproductie, scheepvaart, vegetatieschaarste, ... Flanders

Verwachte invloed klimaatverandering • Drogere zomers kunnen een sterke impact hebben • Gemiddelde waterbeschikbaarheid is in Vlaanderen en Brussel zeer beperkt: 1480 m3/(persoon.jaar) <- internationale normen: <2000 “zeer weinig”, <1000 “ernstig watertekort” gemiddelde waterbeschikbaarheid (m3 per jaar en per inwoner) 25000 20000 15000 10000 5000 0

• Hoge bevolkingsdichtheid: Zorgt ook voor: – Sterke verstedelijking, veel verharding: verhoogde en versnelde oppervlakteafstroming, verminderde infiltratie – Sterke drainage door landbouw – Grote grondwateronttrekkingen • Slechts beperkt gedeelte van beschikbaar oppervlaktewater afkomstig van lokale neerslag; Sterk afhankelijk van de buurregio’s

Studie prof. K. Walravens U.Gent: Op sommige plaatsen is het diepe grondwater met meer dan 140 m gedaald t.o.v. natuurlijke situatie

Sokkelsysteem In de zone van de depressietrechter moeten de gewonnen debieten teruggebracht worden tot 25 % van de vergunde debieten anno 2000, om een zeker peilherstel te realiseren en, ook op langere termijn (50 jaar), althans in het centrum van de depressietrechter, geen verdere daling van de peilen te laten optreden.

Impact klimaatscenario’s Vlaanderen

Naast de klimaatverandering nog een andere belangrijke trend …

Impact urbanisatie Landgebruik Vlaanderen en Brussel 1976: 1976

PhD Lien Poelmans KU Leuven, 2010

3 - 4% verhard



5 - 6% verhard



9 - 10% verhard



“business-as-usual” scenario: ±20% verhard (zelfde trend in verhardingstoename)

Impact urbanisatie Zelfde typen impact op stedelijke waterhuishouding als klimaatverandering: Toenemende tijdsvariatie neerslag / meer hydrologische extremen:  Toename neerslagafstromingspieken tijdens natte perioden  Minder infiltratie: verminderde waterbeschikbaarheid tijdens droge perioden

Impact urbanisatie via rioleringsinfrastructuur:

Noden inzake klimaatadaptatie?

Duurzaam waterbeheer!

Duurzaam stedelijk waterbeheer: Meer lokale-opwaartse berging en infiltratie Doorlatende verharding:

Regenwater berging en hergebruik:

Individuele infiltratie:

Duurzaam stedelijk waterbeheer: Meer lokale-opwaartse berging en infiltratie Betere afstemming tussen ruimtelijke planning / stadsontwerp / groenbeheer & stedelijk waterbeheer: Meervoudige functies aan open ruimtes in de stad (vb. parken, speeltuinen):

Campus Park, Clichy sous Bois [Composante Urbaine, 2004] RIONED 2009

Intelligente sturing van stuwen, bekkens op/langs waterlopen Model Predictive Control

Pompen tegen lekverliezen aan sluizencomplexen

Bovendebieten / spoeling tegen zoutbezwaar kanaal Gent-Terneuzen

Spaarbekkens

Meer info … http://www.kuleuven.be/hydr/CCI-HYDR [email protected]

Strategie voor een leveringszekere drinkwatervoorziening

Gisèle Peleman, De Watergroep Directie techniek Afdelingshoofd Watertechnologie

5 juni 2015

Leveringszekerheid Focus op kwaliteit Focus op kwantiteit Voldoende?

Onderzoeksnoden

5 juni 2015

Klimaatadaptatie

Algemene Vergadering

Leveringszekerheid Focus op kwaliteit Adaptatiemaatregelen van bron tot tap

Focus op kwantiteit Voldoende? Onderzoeksnoden

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Waterveiligheidsplannen 1 Bescherming bronnen

Meervoudige barrière van bron tot tap

2 Gecontroleerde waterbehandeling

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


3 Veilige opslag & transport

Bescherming van de bronnen End-of-pipe Continue monitoring

Proactief Aanpassing van de beschermingszones Het toelatingsbeleid van stoffen aanpassen: het effect van klimaatverandering bij de toelating van vervuilende stoffen mee laten wegen Vergunningsbeleid voor lozingen: de vuilvracht van de lozing proportioneel maken aan het actuele laagwaterdebiet van de rivier

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Flexibele en modulaire waterbehandeling

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Continue monitoring in het distributienet Bij verhoogde temperatuur Meer micro-organismen ‐ Aanpassen van de desinfectie ‐ Meer controles

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Leveringszekerheid Focus op kwaliteit Focus op kwantiteit Adaptatiemaatregelen van bron tot tap

Voldoende? Onderzoeksnoden

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Waterleveringsplannen Netwerkinfrastructuur Capaciteiten + beschikbare reserve

Langetermijnvoorzieningsplannen Prognoses verbruik, prognoses demografie Maatschappelijke trends Draagkracht ruwwaterbronnen Klimaatfactor 5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Waterbeschikbaarheid

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Spreiding van de ruwwaterbronnen

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Grondwaterindicator

2015: Automatisch peilmeetnet Onderzoek: klimatologische invloed 5 juni 2015

Klimaatadaptatie


ASR: Aquifer Storage and Recovery Evaluatie voor mogelijke grondwaterberging in Vlaanderen

Toekomstvisie: IJzerbekken / De Blankaart 2015: Bovenstroomse Schelde Kanaal Kortrijk-Bossuit WPC De Gavers

=> DOEL: voorspellingsmodel voor efficiëntere waterinname hydrologische modellering (incl. laagwater en klimaat scenario’s), “early warning” tbv waterinname, evaluatie brongerichte maatregelen tbv reductie agrochemicaliën

Waterbesparingsmaatregelen: in perspectief Huishoudelijk verbruik Vlaanderen: 99 l/dag/persoon Behoort tot de laagste in Europa Wereldwijd gemiddelde in de geïndustrialiseerde landen: 128 l/dag

Watervoetafdruk (gemiddelde voor Europa): 4.815 l/dag/persoon! 40 % wordt “ingevoerd” door productie van voeding en goederen buiten Europa Dus 2.889 l/dag/persoon uit Europese watervoorraden 5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Leie

Noodzaak van Kortrijk grensoverschrijdende x x afspraken x

Schelde

Gavers Harelbeke

Canal Moen

x x x x x x x x x x x x x

FRANCE

10 Km

Tournai

xx xxx xx xxx x Condé

Scarpe

Valenciennes 5 juni 2015

Klimaatadaptatie

BELGIUM

Bossuit

Algemene Vergadering Schelde

x

x x x x x x x

x x

x


?

Onderzoeksnoden

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Voldoende? Klimaat = complex proces

Wereldwijd onvoldoende inspanningen

Exacte gevolgen moeilijk te voorspellen 5 juni 2015

Klimaatadaptatie



Onderzoeksnoden

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Onderzoeksnoden Energiebesparing: uitstoot CO2 verminderen Gevolgen klimaatverandering voor de drinkwatervoorziening: Voor het grondwaterpeil Rivierdebieten Regionale gevolgen Per innamepunt voor oppervlaktewater: kwantitatief en kwalitatief Invloed van de temperatuur op de kwaliteit van het water, en naar de processen die optreden in de leidingsystemen bij hogere temperatuur

Adaptatie: Technologie slimme netwerken Prognoses drinkwaterverbruik met maatschappelijke scenario-analyse

… 5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Dank voor uw aandacht!

5 juni 2015

Klimaatadaptatie


Klimaatverandering en invloed op waterhuishouding

Recommend Documents