Impact van klimaatverandering op hydrologische extremen langs Vlaamse waterlopen

Transcriptie

1 Impact van klimaatverandering op hydrologische extremen langs Vlaamse waterlopen P.Willems, O.Boukhris, J.Berlamont K.U.Leuven Afdeling Hydraulica i.s.m. KMI (P.Baguis, E.Roulin, G. Demarée) & IMDC (J.Blanckaert)

2 Ons klimaat verandert Klimaatverandering is van alle tijden: Natuurlijke evoluties: vulkaanuitbarstingen, schommelingen in de aardrotatie, zonnevlekken, enz. Menselijke invloeden: extra uitstoot broeikasgassen, landgebruiksevoluties Feit: Gemiddeld mondiale oppervl.temperatuur steeg met 0.7 C tijdens de laatste eeuw 0.5 C van deze opwarming deed zich voor tijdens de laatste 30 jaar Impact op de hydrologische extremen is nog onzeker

3 Twee onderzoeksprojecten Project 1 recent afgerond: - Opstellen van een methodologie voor inrekenen van klimaatverandering in de composiethydrogrammethode - voor Waterbouwkundig Laboratorium (WL) Borgerhout (K.Van Eerdenbrugh, P.Viaene) - door K.U.Leuven Afdeling Hydraulica i.s.m. IMDC Project 2 lopend: - Climate change impact on hydrological extremes along rivers and urban drainage systems : CCI-HYDR project - voor Federaal Wetenschapsbeleid - door K.U.Leuven Afdeling Hydraulica & KMI - tot einde 2007 (fase 1) en einde 2009 (fase 2)

4 Methodologie Grote schaal km; seizoens maandelijks ± 50 km; wekelijks - dagelijks General Circulation Models (GCM s) Regional Climate Models (RCM s) Dynamische schaling ± 12 km; dagelijks Perturbatiefactoren Statistische schaling Rivieren: < 5 km; uurlijks Hydrologische schaal

5 Regionale klimaatmodellen 24 simulaties met 10 RCM s, 2 broeikasgasemissiescenario s, en verschillende simulaties ( ensemble members ), verwerkt door het KMI voor Ukkel in het CCI-HYDR project : DMI 25 km

6 Klimaatveranderingsscenario s Voorbeeld: perturbatiefactoren voor winterneerslag (klimaat 2100) HC DMI METN CNRM ETH GKSS ITCP KNMI SHMI Perturbatiefactor klimaatveranderingsscenario's 0.8

7 Klimaatveranderingsscenario s Voorbeeld: verwerping perturbatiefactoren na analyse van de consistentie met de historische waarnemingen te Ukkel HC DMI METN CNRM ETH GKSS ITCP KNMI SHMI Perturbatiefactor klimaatveranderingsscenario's potentieel te verwerpen scenario's 0.8

8 Klimaatveranderingsscenario s Voorbeeld: gemiddelde, hoog en laag scenario voor winterneerslag: HC DMI METN CNRM ETH GKSS ITCP KNMI SHMI Perturbatiefactor klimaatveranderingsscenario's potentieel te verwerpen scenario's gemiddeld, hoog en laag scenario K.U.Leuven

9 Klimaatveranderingsscenario s Voorbeeld: vergelijking met nieuwe scenario s van het KNMI HC DMI METN CNRM ETH GKSS ITCP KNMI SHMI Perturbatiefactor klimaatveranderingsscenario's potentieel te verwerpen scenario's gemiddeld, hoog en laag scenario K.U.Leuven nieuwe scenario's KNMI

10 Klimaatveranderingsscenario s Gemiddeld, hoog en laag scenario voor neerslag en potentiële evapotranspiratie (ETo) voor winter en zomer (klimaat 2100) Variabele Seizoen Laag scenario Middenscenario Hoog scenario Neerslagvolumes Winter 0% toename 8% toename 16% toename Zomer 6% afname 13% afname 20% afname ETo-volumes Winter 6% toename 17% toename 27% toename Zomer 4% toename 15% toename 25% toename Hogere neerslagvolumes in de winter (gemiddelde schatting: +8%; hoog scenario: +16%; laag scenario: ongewijzigd) Lagere neerslagvolumes in de zomer (-6% tot -20%) Hogere neerslagextremen in de zomer? Minder zomerbuien/onweders Hogere potentiële evapotranspiratie (gemiddelde schatting: +15%; hoog scenario: +25%; laag scenario: +5%)

11 Trendanalyse historische Ukkelneerslag ( ) Variatie extreme dagneerslag per decade, winter:

12 Trendanalyse historische Ukkelneerslag ( ) Variatie extreme dagneerslag per decade, zomer:

13 Gevalstudie: deelbekkens Dender N Wlasvl0 Dender Wlbkdeno Belgiegr Kilometers

14 NAM model Bodemvochtprofiel BWP BFC BSAT Sneeuw Ep P Neerslag OF IF Wortelzone L Umax S.S U Tussenstroom Lmax DL Lmax Bodemvochtberging L Sy G CAFLUX GWP UMP BFu GWL BF GWL Grondwaterberging Grondwaterafstroming DIEPTE

15 Hydrologische impactresultaten VHA-zone 410: Impact op uurlijkse piekdebieten: 14 zonder perturbatie Debiet (m3/s) Terugkeerperiode (jaar)

16 Hydrologische impactresultaten VHA-zone 410: Impact op uurlijkse piekdebieten: 14 zonder perturbatie 12 gemiddeld scenario hoog en laag scenario 10 Debiet (m3/s) Terugkeerperiode (jaar)

17 Hydrologische impactresultaten Impact op overstromingskansen blijken zeer sterk afhankelijk van de relatieve verhouding van: neerslagtoename vs. verdampingstoename toename in winterneerslag vs. afname in zomerneerslag

18 Hydrologische impactresultaten VHA-zone 410: impact voor gemiddeld, hoog en laag scenario: 20 Hoog scenario Gemiddeld scenario Laag scenario Verschil in hydrologische variabelen (%) Debietpieken Laagwaterextremen Totale afstr. volumes Evapotr. volumes

19 Conclusies Voorlopige conclusies bij de hydrologische impactanalyse (voor Dender als testcase): Kans op watertekorten verhoogt beduidend De toename in de overstromingskans blijkt minder eenduidig uit de resultaten; maar piekafvoeren zullen in de meest extreme scenario s niet meer dan 15% toenemen Resultaten zijn regionaal verschillend afhankelijk van de gebiedseigenschappen Toename overstromingsrisico vooral vanuit de zee (zeespiegelstijging)

20 Toekomstig onderzoek Verdere analyse van de perturbatiefactoren: - afhankelijkheid van tijd- en ruimteschaal - regionale verschillen in België - analyse van de consistentie met historische neerslag en ETo voor volledig bereik aan hydrologisch relevante tijd- en ruimteschalen Verfijning perturbatiemethode (wijziging buifrequentie en schaalafhankelijkheid perturbaties) Impactanalyse rivieren + regionale verschillen (afhankelijkheid gebiedseigenschappen) Impactanalyse rioleringen

21 Maatregelen? Rekening houden met de potentiële klimaatveranderingsscenario s in toekomstige waterbeheersingsprojecten Opvolging toekomstige klimaatverandering (onzekerheden over klimaatevoluties zijn nog groot) Adaptiviteit maatregelen (project ADAPT voor Federaal Wetenschapsbeleid)

22 Maatregelen? Anticiperen op dreigende watertekorten zie Laagwaterstrategieën Voorspelling en waarschuwing van dreigende wateroverlast en watertekorten via on-line modellen