Menselijk watergebruik speelt grotere rol bij laag- én hoogwater in de Rijn dan gedacht
Hoeveel water mensen onttrekken aan rivieren en grondwater heeft meer invloed op de afvoer van de Rijn dan tot nu toe werd aangenomen. Onderzoekers van Wageningen University & Research (WUR) en Deltares laten zien dat menselijk watergebruik een belangrijke factor is bij zowel laagwater als hoogwater. Door menselijk watergebruik op te nemen in een geavanceerd hydrologisch model, het Wflow-model, onderzochten de onderzoekers hoe dit de afvoer van de Rijn beïnvloedt. Daarmee zetten zij een belangrijke stap naar een beter begrip van deze processen en om toekomstige waterstanden en waterbeschikbaarheid nauwkeuriger te kunnen voorspellen. De resultaten zijn gepubliceerd in Water Resources Research.
Menselijk watergebruik hoort in hydrologische modellen thuis
De Rijn is van groot belang voor drinkwater, scheepvaart, landbouw, industrie en natuur. Tegelijkertijd neemt de druk op de rivier toe door klimaatverandering, droogte en een groeiende vraag naar water.
Voor het onderzoek breidden de onderzoekers een bestaand hoog-resolutie hydrologisch model uit met gegevens over wateronttrekkingen uit oppervlakte- en grondwater én de terugvoer van gebruikt water naar de rivier. Daarmee ontstaat een realistischer beeld van hoe menselijke activiteiten de afvoer van de Rijn beïnvloeden.
“Waterbeheer draait allang niet meer alleen om regen en smeltwater. We weten dat menselijke gebruik van water ook een rol speelt. Het unieke van onze studie is dat we voor het eerst hebben kunnen berekenen wat deze lokale onttrekkingen betekenen op grotere schaal, in dit geval op de afvoer van de Rijn”, aldus mede-auteur van het artikel Ryan Teuling. “De grootte van het effect heeft ons in zekere zin verrast, de resultaten laten zien dat dit niet langer verwaarloosd kan worden”.
Betere voorspellingen van hoogwater
Het onderzoek laat zien dat het meenemen van watergebruik leidt tot betere simulaties van hoogwaterpieken in de Rijn en haar zijrivieren. Wateronttrekkingen zorgen ervoor dat tijdens natte perioden minder water direct afstroomt, waardoor berekende piekafvoeren beter overeenkomen met de werkelijkheid. Vooral stroomafwaarts, waar de effecten van watergebruik zich opstapelen, leidt dit tot een duidelijke verbetering.
Deze inzichten kunnen waterbeheerders helpen om toekomstige hoogwaterstanden beter te voorspellen en zich effectiever voor te bereiden op overstromingsrisico's.
Ook belangrijk voor droogte en laagwater
De invloed van menselijk watergebruik op laagwater blijkt complexer. Water dat wordt onttrokken voor irrigatie verlaagt de afvoer van de Rijn, terwijl gezuiverd afvalwater, koelwater uit de industrie, en irrigatiewater dat niet verdampt juist weer water aan de rivier kunnen toevoegen. Omdat betrouwbare gegevens over deze retourstromen vaak ontbreken, zijn extreme laagwaters momenteel nog lastig nauwkeurig te modelleren. Juist voor Nederland, waar de Rijn uitmondt, zijn betrouwbare voorspellingen van groot belang voor de scheepvaart, drinkwatervoorziening, landbouw en natuur.
"Voor waterbeheerders is het belangrijk om goed inzicht te hebben in hoe menselijk watergebruik de afvoer van de Rijn beïnvloedt, vooral tijdens droogte," zegt eerste auteur Devi Purnamasari. "Juist extreme laagwatersituaties zijn lastig goed te voorspellen, omdat kleine veranderingen dan grote gevolgen kunnen hebben voor de afvoer. Bovendien beschikken we vaak alleen over geaggregeerde jaargegevens, terwijl watergebruik sterk verschilt per seizoen. Nu de druk op de beschikbare zoetwaterbronnen door klimaatverandering verder toeneemt, wordt het steeds belangrijker om over gedetailleerdere gegevens over wateronttrekkingen te beschikken. Daarmee kunnen we onze modellen verder verbeteren."
Waterbeheer in een veranderend klimaat
Klimaatverandering zorgt voor minder smeltwater uit de Alpen, hogere verdamping en een toenemende vraag naar zoet water. Daardoor raken klimaatverandering en menselijk watergebruik steeds sterker met elkaar verweven. Volgens de onderzoekers moeten hydrologische modellen daarom niet alleen natuurlijke processen beschrijven, maar ook rekening houden met de manier waarop mensen water gebruiken én terugbrengen in het systeem.
De grootste uitdaging ligt daarbij niet zozeer in de modellen zelf, maar in de beschikbaarheid van betrouwbare gegevens over wateronttrekkingen en retourstromen. Betere registratie hiervan is essentieel om toekomstige droogte- en hoogwaterrisico's nauwkeuriger in beeld te brengen.
“Er is nog grote onzekerheid rondom deze processen”, aldus Ryan Teuling, “maar de modellen suggereren dat bij huidige aannames de lage afvoer bij Lobith paradoxaal genoeg nog lager geweest zou kunnen zijn zonder onttrekkingen. Een wake-up call voor waterbeheer in Nederland. Daar moet zeker nog verder naar gekeken worden”.
Bijdrage aan toekomstbestendig waterbeheer
De resultaten sluiten nauw aan bij het WUR-onderzoek naar duurzaam waterbeheer. Binnen Wageningen University & Research werken onderzoekers aan een beter begrip van de wisselwerking tussen klimaatverandering, menselijk watergebruik en watersystemen. Zo onderzoeken we bijvoorbeeld hoe water zich door natuurlijke en door mensen beïnvloede landschappen beweegt en hoe deze kennis kan bijdragen aan duurzaam en veerkrachtig waterbeheer. En we ontwikkelen kennis en modellen die waterbeheerders ondersteunen bij het omgaan met droogte, hoogwater en de toenemende druk op zoetwaterbronnen.
