DEL005 1220259 Water Quality Framework for DairyNZ

Aanleiding van het project

In 2014 heeft Deltares in opdracht van de Nieuw-Zeelandse landbouw-branche organisatie DairyNZ een start gemaakt met het bouwen, implementeren en toepassen van een waterkwaliteitsinstrumentarium.
De aanleiding hiervoor is nutrientenoverlast in een drietal catchments in Nieuw-Zeeland en mogelijke algenproblematiek in een aangrenzende lagune.
Met dit instrumentarium kunnen op lokale schaal (per individuele boerderij) de effecten van emissiereducerende maatregelen vanuit de landbouwsector op de waterkwaliteit worden gekwantificeerd. Hiermee kunnen maatregelen worden geprioriteerd en kosteneffectieve oplossingen worden gevonden om nutrientenproblemen op te lossen.
Dit is niet alleen belangrijk voor de landbouwsector (als “veroorzaker” van het probleem), maar ook voor de overheid, waterbeheerders en bewoners en recreanten in het gebied.
In het project is een toepassing gemaakt met het model KRW-Verkenner in combinatie met WFlow voor het hydrologische deel voor het Waituna catchment (gelegen op het zuider eiland van Nieuw-Zeeland). Er is een schematisatie van het gebied gemaakt en de waterbeweging wordt gesimuleerd. De bekende emissies (vooral vanuit de landbouw) zijn in kaart gebracht, waterkwaliteitsberekeningen zijn uitgevoerd voor stikstof en fosfaat en de effecten van mogelijke maatregelen zijn in beeld gebracht. Het instrumentarium is overgedragen aan de klant.
Het project is eind oktober 2014 opgeleverd en de resultaten zijn gepresenteerd op het congres: “21st Century Watershed Technology Conference” dat plaatsvond in Hamilton (Nieuw-Zeeland). Deltares heeft daar samen met DairyNZ op 5 november 2014 een presentatie gegeven over “An integrated modelling approach to support the quantification and management of nutrient loads to the Waituna Lagoon”. In deze presentatie is de geïntegreerde modelaanpak waarbij WFlow gekoppeld is aan de KRW-Verkenner uitgelegd. Tevens zijn de resultaten van dit gekoppelde instrumentarium dat toegepast is op het Waituna

Doel van het project

Middels een uitbreiding van het bestaande (binnen recent afgesloten project) Water Quality Framework kan de landbouw branche-organisatie DairyNZ in Nieuw-Zeeland binnen korte termijn (9 maanden na aanvang van het project) beschikken over een “showcase” waarmee de stakeholders (boeren, burgers, belangenorganisaties) kunnen worden benaderd om te communiceren over de kansen en mogelijkheden van specifieke maatregelen om negatieve effecten van de landbouw op de milieukwaliteit te beperken.
Nieuw ontwikkelde software wordt vrij beschikbaar gesteld om niet en kan worden gebruikt in binnen- en buitenlandse projecten door overheden, waterbeheerders, ingenieursbureaus en kennisinstituten, waaronder Deltares zelf.

Uitgevoerde activiteiten

De activiteiten worden uitgevoerd in de eerste 3 kwartalen van 2015 met de nadruk op het 2e kwartaal. De opdrachtgever is geinteresseerd in een vervolg in 2015 en latere jaren, maar kan nog geen budget toezeggen in verband met een harde jaarlijkse budgetcyclus. Het budgetjaar in Nieuw-Zeeland loopt van 1 juni-31 mei.
Als belangrijkste activiteiten die worden gefinancierd vanuit het TKI-budget kunnen worden genoemd:
1. Koppeling grondwater – oppervlaktewater (40 ke)
2. Fijnere tijdschalen rekenen met KRW-Verkenner (20 ke)
3. Opzetten toepassing maptable/touchtable (40 ke)
4. Verbeteren export- en presentatiemogelijkheden KRW-Verkenner (15 ke)
5. Overleg en communicatie (10 ke)

Gerealiseerde resultaten

Ad 1. Het opstellen van een gestandariseerde wijze van koppeling van grondwater- en oppervlaktewatermodellen, zo generiek mogelijk. Datastromen zullen via FEWS worden uitgewisseld. Dit is niet alleen in de Nieuw-Zeelandse situatie van belang, maar heeft ook een duidelijke relatie met andere (software)ontwikkelingen bij Deltares, zoals de “Next Generation Hydro Software”, het uitbouwen van het waterkwaliteitsinstrumentarium en de ontwikkelingen rond FEWS. Het opzetten van een grondwatermodel zelf valt niet onder dit TKI project.
Ad 2. Dit betreft een uitbreiding van de functionaliteiten van de KRW-Verkenner, die impact heeft op een aantal zaken. Hierdoor kan op verschillende gewenste tijdschalen worden gerekend (week, decade, maand), wat heel belangrijk is voor de waterkwaliteitsberekeningen. Als gevolg hiervan kunnen dan ook maatregelen worden doorgerekend, waarin een duidelijke tijdsfactor van belang is, zoals het minder bemesten van specifieke percelen in een bepaalde periode of het op stal houden van vee gedurende bepaalde perioden. Dit kan leiden tot meer inzicht in het systeem en een hogere betrouwbaarheid van de berekeningsresultaten. Deze activiteit is een belangrijke stap in de richting van dynamisch rekenen met de KRW-Verkenner.
Ad 3. Binnen dit projectonderdeel wordt het interactieve instrument de map table (of touch table) gekoppeld aan het Nieuw-Zeelandse Hauraki Plains Catchment waterkwaliteitsmodelinstrumentarium. Hierbij kunnen onderdelen van het instrumentarium en kaartmateriaal via de map table inzichtelijk worden gemaakt, maatregelen interactief worden geselecteerd en berekeningsresultaten worden getoond.
Ad 4. Dit betreft het uitbreiden van het standaardpakket aan presentatiemogelijkheden binnen de KRW-Verkenner met bijvoorbeeld taartdiagrammen met herkomst van stofvrachten per oppervlaktewatereenheid.
Ad 5. Er is een deel van het budget gereserveerd voor overleg en communicatie-activiteiten. De resultaten van het TKI-project moeten immers

Innovativiteit

De ontwikkeling van het Water Quality Framework in Nieuw-Zeeland (het reeds uitgevoerde project) is een technisch hoogstandje dat niet (op zo’n korte termijn) door de plaatselijke kennisinstellingen kon worden uitgevoerd. Door het slim combineren van bestaande tools en kennis kan Deltares in korte tijd dit instrumentarium uitbreiden met de nieuwste ontwikkelingen en technieken. Het kunnen simuleren van de waterkwaliteit op zeer gedetailleerde geografische schaal (boerderijen) in combinatie met het rekenen op fijne tijdschalen (dag of indien gewenst nog korter) biedt nieuwe mogelijkheden voor het verkennen van de effecten van beleidsscenario’s en maatregelpakketten en geeft handvaten voor het identificeren en prioriteren van kosteneffectieve maatregelen. Waterkwaliteitsproblemen rond nutrienten spelen in zeer veel landen en daarnaast kan het instrumentarium ook worden toegepast voor andere schadelijke stoffen, zoals bestrijdingsmiddelen, hormonen en zgn. emerging compounds.
Ontwikkelingen rond het gebruik van de map table zijn zeer innovatief te noemen. In diverse projecten wordt deze techniek door Deltares al toegepast. Binnen dit TKI-project kan hier een nieuwe impuls worden gegeven door het koppelen van een aantal nieuwe modellen aan de map table.

Valorisatie

DairyNZ wil de nieuwe toepassing en de resultaten daarvan gebruiken om te delen met de stakeholders: de boeren. DairyNZ heeft een robuust, transparant en betrouwbaar model nodig om de discussie over de noodzaak van emissiereducerende maatregelen met de boeren op een open en juiste wijze te voeren. In dit licht zijn de uitkomsten van berekeningen en effecten van specifieke maatregelpakketten politiek gevoelig. De toepassing voor het specifieke stroomgebied is en blijft daarom eigendom van DairyNZ.
De software daarentegen, inclusief gerealiseerde en nog te realiseren tools en applicaties, is en blijft nadrukkelijk vrij beschikbaar. Via officiele updates van de software wordt deze via de internetsite www.krwverkenner.nl beschikbaar gesteld aan gebruikers (waterbeheerders, kennisinstituten, ingenieursbureaus) in binnen- en buitenland.
Daarnaast kan Deltares deze software ook zelf gebruiken voor projecten, zoals nu regelmatig wordt gedaan in opdrachten voor het Ministerie van I&M, RWS – WVL, het Planbureau voor de Leefomgeving, KWR Water Research, RIVM, veelal in samenwerking met WUR Alterra en in buitenlandprojecten.
Nieuwe ontwikkelingen als deze worden ook regelmatig gepubliceerd in binnen- en buitenlandse tijdschriften en gepresenteerd op symposia en conferenties. Op deze wijze wil Deltares een bijdrage leveren aan oplossingen voor problemen in de Deltatechnologie sector.

Link naar projectresultaten…