Rapid action studies

GFZ Potsdam, KU Leuven, VU Amsterdam, TU Delft, Uliège, LIST, Universiteit van Twente, RWTH Aken, Deltares.

Duitsland en Benelux.

In Noordwest-Europa is het aantal rivieroverstromingen de afgelopen decennia toegenomen en ook voor de toekomst wordt een toename verwacht. Andere studies suggereren dat alleen zeldzame overstromingen in omvang toenemen, terwijl frequente overstromingen zouden kunnen afnemen. Dit zou een bijzondere uitdaging kunnen vormen voor het overstromingsrisicobeheer (FRM). De gebeurtenis in 2021 heeft ook aangetoond dat grensoverschrijdende overstromingen moeten worden aangepakt. Overstromingen houden zich niet aan grenzen, en dus moet ook het FRM grensoverschrijdend worden aangepakt.

Het doel van deze studie is om een overzicht te geven van de manier waarop klimaatverandering momenteel meegenomen wordt in overstromingsrisicobeheer in Duitsland en de BeNeLux-landen. Dit betreft zowel de manier waarop klimaatverandering wordt geïntegreerd in de overstromingsrisico-analyses , als de manier waarop er rekening mee wordt gehouden bij het ontwerp van maatregelen. Dit gebeurt met speciale aandacht voor het beheer van overstromingen in regionale grensoverschrijdende stroomgebieden.

Door literatuuronderzoek en interviews met geselecteerde belanghebbenden wordt de huidige gang van zaken in de landen vastgesteld en vergeleken. Nederland heeft bijvoorbeeld aan de hand van een vastgestelde reeks modellen nationale overstromingsrisicoscenario's voor een hoog en een laag CO₂-niveau en een natte en een droge toekomst geschat. Daarentegen hebben in Duitsland tot nu toe slechts twee regio's een specifieke aanpak voor het in aanmerking nemen van klimaatverandering in FRM, terwijl andere regio's wachten op richtlijnen.

Fase 1 (maart - juni): beoordeling van internationale literatuur en screening van benaderingen in het studiegebied.

Fase 2 (juli - oktober): voorbereiding aanpak en interviews met belanghebbenden.

Fase 3 (september - december): synthese en aanbevelingen.

Het opstellen van een overzicht van de huidige praktijken, eisen en zorgen van belanghebbenden is een belangrijke eerste stap op weg naar een klimaatbestendiger grensoverschrijdend overstromingsrisicobeheer in de studiegebieden. Verwacht resultaat van RAT: samenvatting van de (internationale) stand van zaken, verzameling van gebruikte benaderingen en zorgen, de informatiebehoefte van waterbeheerders in regionale stroomgebieden, aanbevelingen voor het meenemen van klimaatverandering in FRM in grensoverschrijdende stroomgebieden.

• Gezamenlijk literatuuronderzoek (tot juli).

• Publicatie en presentatie (december).

• Interview van belanghebbenden (juli - oktober). 

VU Amsterdam, Université de Liège, GFZ Potsdam

Ahr-dal, Vesdre vallei en Limburg

Na de overstromingen van 2021 zijn verschillende onafhankelijke initiatieven voor dataverzameling ondernomen in de getroffen regio's van België, Duitsland en Nederland. De resulterende datasets op gebouwniveau bevatten waardevolle informatie over de overstroming (waterdiepte en stroomsnelheid), de kwetsbaarheid van blootgestelde woningen en sociaaleconomische factoren die het aanpassingsvermogen van de huishoudens en gemeenschappen bepalen. Tot nu toe zijn deze datasets onafhankelijk van elkaar geanalyseerd, maar geen enkele eerdere studie was erop gericht om nieuw wetenschappelijk inzicht te halen uit de samenvoeging van alle bestaande datasets.

Een dergelijke samengevoegde dataset biedt de mogelijkheid om de robuustheid en statistische significantie van eerdere analyses te bevestigen, nieuwe kennis over mechanismen van overstromingsschade en significante patronen tussen regio’s op te doen (in termen van overstromingsgevaar, kwetsbaarheid, schade en aanpassingscapaciteit) en mogelijke verschillen in kaart te brengen die het gevolg zijn van gegevens die in verschillende perioden en met verschillende middelen zijn verzameld (bijv. persoonlijke versus online enquêtes). Het onderzoek zal ook bijdragen aan het vaststellen van een gemeenschappelijke basis voor latere analyses, zoals het verbeteren van modellen voor het berekenen van overstromingsschade, beoordelingsmodellen om het effect van aanpassingen te simuleren en het verfijnen van onderzoeksvragen die zullen worden behandeld in het kader van de geplande PhD-onderzoeken binnen JCAR ATRACE (bijv. door het koppelen van sociale- en watersystemen of schademodellering).

De enquêtes in Nederland, Duitsland en België met elkaar vergelijken om de verschillen en gelijkenissen tussen de landen in de aanpassing van huishoudens aan overstromingen en de doeltreffendheid van dergelijke aanpassingsmaatregelen te beoordelen.

• Systematische vergelijking en samenvoeging van de vragenlijsten die gebruikt zijn in de reeds uitgevoerde onderzoeken.
• Beschrijving van de belangrijkste drijvende krachten achter de aanpassing van huishoudens aan overstromingen in de drie landen.
• Gegevensverkenning, beschrijvende statistiek en analyse (extractie van kenmerken, regressies) voornamelijk gebaseerd op regressiemethoden.
• Matchen van variabelen verzameld in de verschillende onderzoeken om één geharmoniseerde dataset te genereren.

Verspreiding van de onderzoeksresultaten door middel van een gezamenlijke wetenschappelijke publicatie.

TU Delft, Université de Liège, RWTH Aken en Deltares.

Limburg, Wallonië en Noordrijn-Westfalen.

Eerder onderzoek naar de overstroming van 2021 heeft het gebrek aan meetgegevens van goede kwaliteit in de grensoverschrijdende stroomgebieden van de Benelux+ regio aan het licht gebracht. Deze gegevens zijn cruciaal voor de ontwikkeling van betrouwbare overstromingsmodellen. Dit wijst op de noodzaak van nieuwe en innovatieve meetinstrumenten in de Benelux+ stroomgebieden om relevante informatie over hydro-dynamische parameters (rivierafvoeren, waterstanden, stroomnelheid etc.) te verzamelen. Met deze meetinstrumenten wordt ook geprobeerd om de invloed van puin dat tijdens overstromingen een belangrijke rol speelt in beeld te brengen; zo wordt gekeken naar de omvang, volumes en aankomsttijd van dit puin.

Om deze problemen aan te pakken, heeft deze RAT-studie drie hoofddoelen:

1. Identificatie van geschikte locaties in Nederland, België, Duitsland en Luxemburg, waar deze nieuwe meetinstrumenten zullen worden geïnstalleerd. Dit zal worden uitgevoerd in samenwerking met lokale partners en overheden, samen met ULiège en (mogelijk) RWTH Aachen.
   
2. Selectie van de belangrijkste hydraulische/hydrologische parameters die op elke locatie moeten worden gemeten, waaronder neerslag, verdamping, bodemvocht, (grond)waterniveaus, oppervlaktesnelheden, afvoeren en kenmerken van watergedragen puin.
   
3. Installeren van meetsystemen met sensoren en videocamera's in de buurt van bestaande hydraulische constructies die cruciaal zijn voor het transport van water tijdens overstromingen; denk hierbij aan duikers en bruggen. Large Scale Particle Image Velocimetry (LSPIV) zal ook worden uitgevoerd met behulp van OpenRiverCam om de oppervlaktestroomsnelheden en -afvoeren te schatten. Voor drijvend puin en de ophoping van puin zal beeldverwerking van verzamelde gegevens het mogelijk maken om de invloed van puin statistisch te onderbouwen.

Dit onderzoek zal het mogelijk maken om op termijn een klimaatrobuust hydrologisch observatiesysteem te ontwerpen en te installeren voor verschillende stroomgebieden in de grensoverschrijdende regio’s, met als doel de grensoverschrijdende meetnetwerken te versterken. Daarnaast zal deze RAT de basis leggen voor het verzamelen van gegevens die cruciaal zullen zijn voor het vervolgonderzoek binnen het JCAR-project.

1. Identificeren van geschikte locaties voor installatie van instrumenten   

2. Selectie van bewakingsparameters  

3. Installatie monitoringsystemen

Alle acties worden voor de zomer van 2024 uitgevoerd.

RWTH Universiteit Aken, Institute of Hydraulic Engineering en Water Resources Management.

Stroomgebied van de Roer (Duitsland, Nederland en België).

Met het ontwerpen van de "Roer stresstest" willen we beter begrip krijgen hoe het stroomgebied van de Roer reageert op extreme weersomstandigheden. Het doel is om de gevolgen van een dergelijke 'stress' op het systeem te onderzoeken en vervolgens verschillende soorten maatregelen en hun effecten identificeren die de extreme gevolgen kunnen verkleinen.

Door het uitvoeren van deze stresstest kunnen we ook de generieke stresstestaanpak verder ontwikkelen, zodat de Roer stresstest een richtlijn kan worden voor andere stresstests in hetzelfde stroomgebied of andere stroomgebieden in het grensoverschrijdende gebied tussen Nederland en Noordrijn-Westfalen.

In deze stresstest wordt expliciet toegewerkt naar een grensoverstijgende aanpak. We brengen het gehele stroomgebied in kaart en focusen ons daarnaast op de regio bij de Nederlands-Duitse grens. De effecten van mogelijke maatregelen worden onderzocht, met een focus op grensoverschrijdende effecten. Wat betekenen maatregelen in Duitsland bijvoorbeeld voor de waterveiligheid in Nederland en vice versa? Deze maatregelen zijn niet gebonden aan administratieve grenzen en worden primair beoordeeld op hun (technische) effectiviteit, niet op hun haalbaarheid.

De stresstest bestaat uit drie hoofdfasen:

1. Scoping en uitgangspunten   

2. Screening van maatregelen

3. Analyse systeemwerking  

De fase "scoping en uitgangspunten" omvat

• Een uitgebreide beschrijving van het studiegebied en het watersysteem.  

• Een inventarisatie van bestaande modellen van verschillende typen (hydrologische modellen, hydraulische modellen, reservoirmodellen, waterbalansmodellen en andere modellen) die kunnen worden gebruikt voor het uitvoeren van de stresstest. 

• Een overzicht van belanghebbenden (overheidsorganisaties, particuliere organisaties en onderzoeksorganisaties) in de verschillende landen (Duitsland, Nederland, België) met type en structuur, verantwoordelijkheid, belangen en taken, uitdagingen en middelen. 

• Een overzicht van het institutionele kader zal worden opgesteld in de vorm van een tabel waarin overeenkomstige organisaties in verschillende landen met elkaar in verband worden gebracht.

De analysefase is de kernactiviteit van de stresstest. Deze activiteit omvat het definiëren en creëren van scenario's, het uitvoeren van modelsimulaties en het analyseren van de modelresultaten. Het belangrijkste aspect van de analyse is het falen van een systeem. Wat falen hier precies betekent, moet worden gedefinieerd tijdens de eerste fase en worden verfijnd tijdens de analysefase.

Eerst wordt een basisscenario ontwikkeld dat het systeem onder extreme hydrologische omstandigheden naar verwachting zal belasten tot het faalt. Dit basisscenario wordt aangevuld met andere scenario's. De scenario's worden ingevoerd in een model of een reeks modellen (bijv. een hydrologisch model en een reservoirmodel). De modelresultaten worden vervolgens geëvalueerd om knelpunten en kritieke situaties (bijv. overschrijding van de overstromingsdrempel) in het watersysteem en de water-infrastructuur in beeld te brengen.

De derde fase richt zich op mitigerende maatregelen om de negatieve gevolgen van de hoogwater te verminderen en te verkennen welke maatregelen mogelijk zijn. Het uitgangspunt is een lange lijst van potentiële type maatregelen, ongeacht of deze van toepassing zijn op het betreffende stroomgebied (Roer) of niet. De maatregelen worden gecategoriseerd (fysieke maatregelen, organisatorische maatregelen, technische oplossingen, op de natuur gebaseerde oplossingen) en zijn gebaseerd op alle lagen van het overstromingsrisicobeheer. Uit deze lange lijst worden maatregelen geselecteerd op basis van de resultaten van de stresstest. Er wordt rekening gehouden met maatregelen die al gepland of uitgevoerd zijn of als mogelijke opties zijn geïdentificeerd (Masterplan Inde und Vicht). De geselecteerde maatregelen worden geëvalueerd met behulp van de modellen.

• Beschrijving van het studiegebied 

• Evaluatie van maatregelen met behulp van modellen

• Identificatie van maatregelen 

• Definitie van indicatoren voor systeemfalen 

• Toepassing van hydrologische modellen 

• Scenario definitie  

• Institutioneel kader 

• Analyse belanghebbenden 

• Modelinventarisatie 

De stresstest geeft een beter inzicht in de mogelijke gevolgen van extreme overstromingen en identificeert mogelijke maatregelen om de negatieve gevolgen te beperken. Idealiter kunnen de resultaten worden gebruikt voor ruimtelijke planning (ontwikkeling van masterplannen) en operationeel overstromingsbeheer (vroegtijdige waarschuwing voor overstromingen), vooral binnen de internationale context.

Na afronding van deze stresstest kan deze als voorbeeld dienen voor andere stresstests in dezelfde regio of in andere stroomgebieden.

10 juli 2024: Bijeenkomst met Wasserverband Eifel-Rur om details van de Stresstest Roer te ontwerpen.

10 september 2024: presentatie op het internationale Maassymposium.