De effecten van verdroging als gevolg van de klimaatwijziging en urbanisatie op oppervlaktewater Prof. dr. ir. Patrick Willems KU Leuven Dept. Burgerlijke Bouwkunde Afdeling Hydraulica
Vroegere klimaatscenario s voor België Mondiale klimaatmodellen (GCMs) Europese regionale klimaatmodellen (RCMs) Resultaten voor België CCI-HYDR project voor Federaal Wetenschapsbeleid : klimaatscenario s voor hydrologische impactanalyse in België 44 simulaties met 21 mondiale klimaatmodellen (IPCC AR4) 57 simulaties met 10 regionale Europese klimaatmodellen (PRUDENCE, ENSEMBLES) Controlesimulaties: 1961-1990 Scenariosimulaties: 2071-2100 http://www.kuleuven.be/hydr/cci-hydr
Nieuwe IPCC scenario s: RCP s i.p.v. SRES Vroeger (SRES): Nu (RCPs):
Nieuwe IPCC scenario s: RCP s i.p.v. SRES RCP 8.5 Rising radiative forcing pathway leading to 8.5 W/m² in 2100 RCP 6 Stabilization without overshoot pathway to 6 W/m² at stabilization after 2100 RCP 4.5 Stabilization without overshoot pathway to 4.5 W/m² at stabilization after 2100 RCP 2.6 (RCP3-PD Peak in radiative forcing at 2.6 W/m² before 2100 and decline
Huidige trends volgen RCP 8.5 Peters et al., 2013: RCP 8.5 Rising radiative forcing pathway leading to 8.5 W/m² in 2100 RCP 6 Stabilization without overshoot pathway to 6 W/m² at stabilization after 2100 RCP 4.5 Stabilization without overshoot pathway to 4.5 W/m² at stabilization after 2100 RCP 2.6 (RCP3-PD Peak in radiative forcing at 2.6 W/m² before 2100 and decline
Vergelijking oude met nieuwe klimaatmodelruns lopend voor VMM (AOW + MIRA) % verandering maandneerslag: % verandering maandtemperatuur:
Vergelijking oude met nieuwe klimaatmodelruns lopend voor VMM (AOW + MIRA) % verandering potentiële evapotranspiratie: % verandering neerslagoverschot:
Verwachte invloed klimaatverandering Verdroging! Huidig klimaat tot 2071-2100, Ukkel: afname neerslagvolumes: 0 tot -60% aantal natte zomerdagen: 0 tot -50% toename temperatuur en verdamping: +2 tot 9 C Daling laagwater Voortschrijdend neerslagtekort op jaarbasis:
Verwachte invloed klimaatverandering Bovendebieten zomer: Vlaanderen Huidig klimaat tot 2071-2100: afname neerslagvolumes: 0 tot -60% aantal natte zomerdagen: 0 tot -50% toename temperatuur en verdamping: +2 tot 9 C Afname laagwaterafvoeren: tot -30% -> -70% Gevolgen voor waterbeschikbaarheid (drinkwater, industrieel water, landbouw, scheepvaart), waterkwaliteit (minder verdunning, zoutbezwaar/verzilting), ecologie, Low scenario Low scenario, Runoff peaks LOW FL (-88%) (-87%) - (-68%) (-67%) - (-63%) (-62%) - (-55%) (-54%) - (-48%)
Vansteenkiste, Th., Tavakoli, M., Ntegeka, V., De Smedt, F., Batelaan, O., Pereira, F., Willems, P. Intercomparison of hydrological models in climate scenario impact projections, Journal of Hydrology, 2014 Verwachte invloed klimaatverandering Bovendebieten zomer: Grote Nete stroomgebied DROOG scenario MIDDEN scenario -30% -> -60% -20% -> -40%
Verwachte invloed klimaatverandering Bovendebieten zomer Drogere zomers kunnen een grote impact hebben! Gemiddelde waterbeschikbaarheid is zeer beperkt in Vlaanderen en Brussel: 1480 m 3 /(persoon.jaar) gemiddelde waterbeschikbaarheid (m 3 per jaar en per inwoner) Internationale normen: <2000 zeer weinig, <1000 ernstig watertekort 25000 20000 15000 Door: Hoge bevolkingsdichtheid Slechts beperkt gedeelte van beschikbaar oppervlaktewater afkomstig van lokale neerslag; Sterk afhankelijk van de buurregio s 10000 5000 0 Ook: Sterke verstedelijking, veel verharding: verhoogde en versnelde oppervlakteafstroming, verminderde infiltratie Sterke drainage door landbouw Grote grondwateronttrekkingen
Verstening van Vlaanderen Landgebruik Vlaanderen 1976: 1976 3 à 4% verhard PhD Lien Poelmans 2010
Verstening van Vlaanderen Landgebruik Vlaanderen 1988: 1988 5 à 6% verhard PhD Lien Poelmans 2010
Verstening van Vlaanderen Landgebruik Vlaanderen 2000: 2000 9 à 10% verhard PhD Lien Poelmans 2010
Verstening van Vlaanderen Landgebruik Vlaanderen 2050: 2050 business-as-usual scenario: ±20% verhard (zelfde tempo van toename in bebouwing) PhD Lien Poelmans 2010
Verstening van Vlaanderen Toenemende verharding (verdubbeling sinds jaren 80): verhoogde en versnelde oppervlakteafstroming: vaker wateroverlast verminderde infiltratie: verdroging
Verwachte invloed urbanisatie Invloed verandering in landgebruik op stroomgebiedshydrologie Voorbeeld Grote Nete invloed stedelijke expansie 2050; Poelmans & Van Rompaey (2010): Vansteenkiste, Th., Tavakoli, M., Ntegeka, V., De Smedt, F., Batelaan, O., Pereira, F., Willems, P. Intercomparison of hydrological models in climate scenario impact projections, Journal of Hydrology, 2014
Vrebos, D., Vansteenkiste, T., Staes, J., Willems, P., Meire, P. Water displacement by sewer infrastructure in the Grote Nete catchment, Belgium, and its hydrological regime effects, HESS, 2014 Verwachte invloed urbanisatie Invloed waterzuiveringsinfrastructuur: waterverplaatsingen Voorbeeld Grote Nete % daling in laagwater door invloed zuiveringsinfrastructuur: Invloed infrastructuur uitwaterend binnen stroomgebied: 5.5% Waterverplaatsing naar buiten stroomgebied: 4.9% Gehele invloed: 10.6%
Urbanisatie, klimaatverandering, Rivierdebiet Meer tijdsvariatie / Meer hydrologische extremen: WINTER ZOMER Tijd
Duurzaam beheer van regenwaterafvoer: Meer lokale-opwaartse berging en infiltratie Doorlatende verharding: Individuele infiltratie: Regenwater berging en hergebruik:
Duurzaam beheer van regenwaterafvoer: Meer lokale-opwaartse berging en infiltratie Betere afstemming tussen ruimtelijke planning / stadsontwerp / groenbeheer & stedelijk waterbeheer: Meervoudige functies aan open ruimtes in de stad (betere integratie groenblauw water): 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
Onderzoek naar klimaatverandering (+urbanisatie) en water in België: http://www.kuleuven.be/hydr/cci-hydr Patrick.Willems@bwk.kuleuven.be