Kennisprogramma Zeespiegelstijging

In spoor II neemt Rijkswaterstaat het voortouw bij het in beeld brengen van de effecten van zeespiegelstijging op waterveiligheid, zandige kust en zoetwater. Dit gebeurt door:

•    de waterstaatkundige effecten van zeespiegelstijging op het hoofdwatersysteem en grondwatersysteem te bepalen;
•    de mate van houdbaarheid van de voorkeursstrategieën te duiden door het in beeld brengen van waterstaatkundige effecten op gebiedsfuncties;
•    de mogelijkheden in beeld te brengen voor het oprekken van de huidige voorkeursstrategieën en de kansrijkheid van de langetermijnoplossingsrichtingen (uit spoor IV) te verkennen.

Fases spoor II en uitkomsten fase 1

De uitwerking van bovenstaande doelen doen we in spoor II in verschillende fases:

Fase 1

Uitwerking fase 1

Jaar	Waterveiligheid en Zoetwater	Zandige Kust
2021	•    Modellen ontwikkelen of aanpassen •    Tests eerste waterstaatkundige analyses	•    Bepalen sedimentbehoefte en aanvullende kennis over zeespiegelstijging
2022	•    Waterstaatkundige analyses per regio, voor waterveiligheid en zoetwater •    1e landelijk beeld: waterstaatkundig overkoepelend	•    Vertalen sedimentbehoefte voor zichtwaardes naar suppletiestrategieën

Fase 2

Uitwerking fase 2

Jaar	Waterveiligheid en Zoetwater	Zandige Kust
2023	•    Samen met regio oprekmogelijkheden bepalen op basis van resultaat fase 1 •    Op basis daarvan modellen aanpassen en toepassen voor oprekken (loopt door in 2024) •    Bepalen doorwerking op andere functies, gevolgen voor houdbaarheid	•    Samen met regio oprekmogelijkheden bepalen op basis van resultaat fase 1 •    Koppelen ecologisch onderzoek (incl. resultaten Natuurlijk veilig, etc.) en resultaten Amelander Zeegat •    Bepalen doorwerking op andere functies, gevolgen voor houdbaarheid
2024	•    Houdbaarheid (inclusief oprekbaarheid) per regio inclusief andere functies •    Landelijk beeld houdbaarheid (inclusief oprekbaarheid) overkoepelend over de regio’s	•    Houdbaarheid (inclusief oprekbaarheid) per regio inclusief andere functies •    Landelijk beeld houdbaarheid (inclusief oprekbaarheid) overkoepelend over de regio’s

Fase 3

Uitwerking fase 3

Jaar	Waterveiligheid, Zoetwater en Zandige Kust
2025 e.v.	•    Kansrijkheid langetermijnoplossingsrichtingen •    Synthese met andere sporen en aanreiking naar regionale Deltaprogramma’s voor herijking voorkeursstrategieën

Het jaar 2021 is alweer voorbij, en in 2022 verwachten we de eerste resultaten. Het verwachte eindresultaat per thema is geschetst in de figuur bovenaan de tekst.

Uitgangspunten

Om de modellen te kunnen aanpassen/maken en om de berekeningen te kunnen uitvoeren, is een aantal uitgangspunten en aannames geformuleerd die zijn voorgelegd aan het Expertise Netwerk Waterkeringen (ENW). In haar advies ondersteunt het ENW deze uitgangspunten.

Duidingskader

Voor het vertalen van de uitkomsten van de modellen naar de betekenis voor de houdbaarheid van de strategieën, komt er een Duidingskader. Dit vraagt een systematische aanpak.

De doelen van het Duidingskader zijn:
•    Het Duidingskader maakt inzichtelijk welke informatie nodig is om de huidige strategieën te beoordelen op hun houdbaarheid en oprekbaarheid (inclusief de vergelijking met alternatieve langetermijnoplossingsrichtingen).
•    De toepassing van het Duidingskader levert geordende inzichten op, die helpen om te bepalen hoelang de huidige strategieën nog houdbaar zijn, ook in vergelijking met alternatieve langetermijnoplossingsrichtingen.
NB. De toepassing van het Duidingskader levert geen conclusies op over de houdbaarheid of wenselijkheid van een strategie, het Duidingskader levert informatie voor besluitvorming.

Een eerste conceptversie van dit Duidingskader is afgelopen november opgeleverd. Komend jaar zal hiermee samen met de Deltaprogrammaregio’s gewerkt gaan worden, ook om duidelijk te krijgen wat er in fase 2 nodig is om die duiding beter uit te voeren.

Kennisagenda

Voor de hoofd-kennisagenda van het Kennisprogramma Zeespiegelstijging zijn vragen opgehaald in de regio. In de verschillende thema’s (waterveiligheid, zandige kust en zoetwater), zijn deze vragen verscherpt en besproken in regiosessies. Vervolgens zijn de vragen geprioriteerd, en terechtgekomen in de onderzoeksagenda; dat zijn de uiteindelijke vragen die het kennisprogramma gaat oppakken. Er blijven dus ook best wat vragen onbeantwoord, ofwel omdat het niet in de scope past, ofwel omdat het regionale vraagstukken zijn die in de regio moeten worden opgepakt.

Natuur

Begin 2021 is Rijkswaterstaat gestart met een inventarisatie om de kennisvragen omtrent de effecten van zeespiegelstijging op de natuur van de grote wateren inzichtelijk te maken. Omdat de effecten van zeespiegelstijging op de natuur niet los kunnen worden van de overige klimaatfactoren is in deze verkenning breder gekeken, en zijn ook factoren meegenomen zoals temperatuurstijging, extreme neerslag/droogte en zoutindringing. Deze verkenning is uitgevoerd met behulp van een literatuurscan en een verdiepende vraagarticulatie via een vijftal (regio)sessies.

Zowel uit de literatuurscan als uit de regiosessies komt naar voren dat de directe effecten van zeespiegelstijging op de natuur tot 2050 met ons huidige beleid relatief beperkt zullen zijn. De verwachting is dat tot 2050 de natuur de stijging van de zeespiegelstijging op natuurlijke wijze kan bijbenen, waar nodig geholpen door het beheer van de grote wateren. Klimaatverandering in zijn totaliteit (waaronder ook temperatuur, neerslag en droogte) en de (inrichtings)maatregelen die getroffen zullen worden, hebben een groter effect op de natuurwaarden in de grote wateren.
Na …m zeespiegelstijging (mede afhankelijk van de stijgsnelheid) zullen de directe effecten van zeespiegelstijging (en de te nemen maatregelen) een aanzienlijke impact hebben op alle natuurwaarden in de wateren waar RWS beheerder is. Uit de verkenning blijkt dat er nog veel kennisleemtes zijn als het gaat om de mogelijke effecten van klimaatverandering op de natuur in onze grote wateren. Ook blijkt dat het een complexe opgave is om de cumulatieve effecten van zeespiegelstijging en andere drukfactoren vanuit klimaatverandering op natuur te voorspellen.
De onderzoeksvragen die zijn opgehaald, en het beleggen daarvan, zal besproken worden met de beleidsverantwoordelijken voor natuur.

Regiosessies spoor II en verbinding met spoor IV

Vanuit spoor II zal in 2022 per regio een regiosessie georganiseerd worden, met als doel om de drie thema’s (waterveiligheid, zandige kust en zoetwater) met elkaar te verbinden per regio, en om een brede groep mensen te informeren over eerste resultaten. Daarbij zullen we zo mogelijk aansluiten bij de regiosessies van spoor IV. In spoor IV vinden meerdere sessie per regio plaats, met als doel om de mogelijke oplossingsrichtingen voor elke regio zo concreet mogelijk uit te werken.
Begin 2023 zijn de resultaten voor spoor II, de waterstaatkundige effecten op het hoofdwatersysteem, bekend. Deze worden dan gedeeld.

Het doel van het thema Waterveiligheid is in fase 1 het bepalen van de waterveiligheidsopgave van 0,5 tot 5 meter zeespiegelstijging. Daarbij is het uitgangspunt de huidige voorkeursstrategieën van het Deltaprogramma en de huidige normering van de waterkeringen. In fase 2 kijken we waar de resultaten uit fase 1 nog verbreding of verdieping behoeven. Ook kijken we dan naar het bepalen en doorrekenen van oprekmogelijkheden van de voorkeursstrategieën. Dat zou wellicht de waterveiligheidsopgave of de impact op functies verkleinen.

Afgelopen jaar stond Waterveiligheid in het teken van het per regio geschikt maken van de modellen voor het bepalen van de sterkte en de belastingen op de waterkeringen, op basis van de onderzoeksagenda. Hiervoor werkten we eerst een ketenbenadering uit, met daarin de te verwachten impact van zeespiegelstijging op de hydraulische belastingen en sterkte. Deze keten is in lijn met de algemene beschrijving van waterveiligheidsketen uit de Waterwet.

Bovenstaande heeft geleid tot de benodigde aanpassingen aan de modellen per regio. Vervolgens is per regio uitgezocht welke modellen al beschikbaar waren, aangepast moesten worden of zelfs opnieuw gemaakt moesten worden. Daaropvolgend zijn in 2021 de berekeningen voor de hydraulische belastingen voor vele regio’s gestart en soms ook al afgerond.

In het jaar 2022 zullen systeemanalyses per regio gaan plaatsvinden voor de zichtwaarden van 0.5, 1, 2, 3 en 5 meter zeespiegelstijging. In deze systeemanalyses vergelijken we de berekende hydraulische belastingen voor de zeespiegelstijgingsscenario’s met de sterkte-informatie van de waterkeringen. Eind 2022 komen de resultaten van deze systeemanalyses beschikbaar. Hierdoor ontstaan zowel regionale beelden als een landelijk beeld van waar in het hoofdwatersysteem welke waterveiligheidsopgaven ontstaan door zeespiegelstijging.

Planning

De modellen voor het bepalen van de hydraulische belastingen zijn uiterlijk 1 april 2022 gereed. De modellen voor de sterktebepaling van de waterkeringen naar verwachting in juni 2022. Vervolgens komen de systeemanalyses per regio gereed in de tweede helft van 2022. Voor de regionale waterveiligheidsanalyses geldt dat die voor alle regio’s uiterlijk eind 2022 gereed zijn, alsmede het landelijk beeld daarover.

Contact met de omgeving

Over waterveiligheid houden we contact met de regio via de betreffende STOWA KKP-platformen. Daarbij betrekken we ook de partijen en mensen die zich bezighouden met de landelijke beoordeling waterkeringen. Daarnaast zal dit thema ook ter sprake komen in de Deltaprogramma regiosessies van spoor II.

Het thema Zandige Kust is een van de thema’s van het Kennisprogramma Zeespiegelstijging én de opvolger van het project Kustgenese 2.0 (2015-2020). Het thema Zandige Kust heeft twee doelen:

1.    Kennis opdoen voor de houdbaarheid en oprekbaarheid van de huidige voorkeursstrategie voor bepaalde zichtwaardes
2.    Kennis uitbouwen voor het eventueel aanscherpen van het beleidsadvies Kustgenese 2.0 (2020) in 2026

Het opdoen van kennis bestaat uit drie onderdelen:

1.    Bepalen van de waterstaatkundige effecten van zeespiegelstijging op het huidige zandige kustsysteem.
2.    Mate van houdbaarheid van de voorkeursstrategie kust duiden door waterstaatkundige effecten en andere effecten op gebiedsfuncties in beeld te brengen. Tot waar kan het “zacht”? Tot waar kan de kust meegroeien volgens “zacht waar het kan, hard waar het moet” met suppleties?
3.    Het in beeld brengen van de mogelijkheden voor het oprekken van
de huidige voorkeursstrategie en de kansrijkheid van de langetermijnoplossingsrichtingen (naar spoor IV): oprekken huidige voorkeursstrategie (VKS), andere manieren van suppleren (bijvoorbeeld in de Waddenzee), structurele buitendeltasuppleties. Als oprekken binnen de huidige VKS niet meer haalbaar is, zal binnen spoor IV verkend worden welke andere strategieën haalbaar zijn.  

Wat is de sedimentbehoefte van het kustsysteem op korte termijn (tot 2038, dus 2 herijkingen) en wat betekent dat voor de suppletiebehoefte?

De onderzoeksvragen voor het thema Zandige Kust zijn vertaald naar een onderzoeksagenda. In bovenstaande kaart is te zien welke onderwerpen Zandige Kust de komende jaren gaat onderzoeken.

Planning

In onderstaande tabel is de planning per fase beschreven:

Fasering / planning onderzoek Zandige Kust

Kennis opdoen ten behoeve van de herijking van de VKS Kust van het Deltaprogramma 2016	Kennis uitbouwen voor het aanscherpen van het beleidsadvies Kustgenese 2.0
Eerste fase 2021-2022 Sedimentbehoefte bij zichtwaarden ZSS van 0.5, 1, 2, 3 en 5 meter	2021-2024 Doorlopen kennisontwikkeling met specifieke aftapmomenten gelijk aan fasering KP ZSS
Tweede fase 2023-2024 Houdbaarheid en oprekbaarheid VKS Kust, effecten op functies
Derde fase 2025 Bijdrage leveren aan integraal landelijk beeld voor KP ZSS	2025 Analyse/synthese t.b.v. aanscherpen beleidsadvies

Contact met de omgeving

Over Zandige Kust houden we contact met de regionale beheerders via de themawerkgroep Kust en het Kennis- en Kunde platform van de STOWA. Ook organiseert Zandige Kust met beide werkgroepen aparte sessies over de onderzoeksvragen. Daarnaast komt dit thema ter sprake in de regiosessies van spoor II.

Afgelopen jaar stond Zoetwater vooral in het teken van het bundelen en prioriteren van de kennisvragen die in 2020 uit de regio zijn opgehaald.

De hoofdvragen van thema Zoetwater zijn:
A.    Hoe werkt extreme zeespiegelstijging via het grondwatersysteem door op op de zoutlast vanuit de ondergrond en op de zoetwatervraag voor doorspoeling van polders?
B.    In hoeverre verstoort zeespiegelstijging de balansen in zoutgehalten en waterhoeveelheden in de strategische zoetwaterbuffers in het hoofdwatersysteem, het zogeheten Klimaatbestendige Zoetwatervoorziening Hoofdwatersysteem (KZH)? Die verstoring loopt via riviermondingen en sluizen (toenemende zoutindringing en afnemende zoutafvoer) en via het grondwater.
C.    Met welke type maatregelen zijn bepaalde buffers nog in evenwicht te houden en hoe effectief zijn die maatregelen, waterstaatkundig gezien?

De onderzoeksvragen zijn vertaald naar een geschikte modelaanpak: welke modellen zijn nodig om de juiste analyses te kunnen maken van de effecten en maatregelen? De gewenste aanpak is ‘van grof naar fijn’ en ‘modulair’. ‘Van grof naar fijn’ wil zeggen dat we balans in de buffers eerst op hoofdlijnen onderzoeken en pas inzoomen op details als dat nodig is voor een betere duiding. ‘Modulair’ wil zeggen dat de modellen voor grondwatersysteem, regionale zoetwaterbuffers en bovenregionale waterverdeling los van elkaar worden opgezet en daarna met elkaar verbonden.

De vragen over grondwater (A) zijn als eerst beantwoord. Afgelopen halfjaar heeft Deltares, met behulp van het Landelijk Hydrologisch Model Zoet-Zout, grondwaterberekeningen voor heel Nederland uitgevoerd voor verschillende zeespiegelwaarden. De resultaten hiervan komen begin 2022 beschikbaar.

In 2022 starten we met de vragen over de zoetwaterbuffers (B en C). Hiervoor doen we modelonderzoek aan de zoetwaterbuffers en bovenregionale waterverdeling. Dit onderzoek is een soort stresstest van het KZH onder invloed van extreme zeespiegel in combinatie met diverse rivierafvoeren en watervraag. Eind 2022 verwachten wij inzicht in hoe de buffers reageren, hoe robuust ze zijn en wat de bovenregionale wisselwerking tussen de buffers is.

Planning

Begin 2022 stellen we de analyses van de zoetwaterbuffers in detail vast, in samenspraak met de regio’s. De centrale vraag is hoe de balans tussen verzilting, rivierafvoer en watervraag voor verschillende zichtwaarden van zeespiegel uitpakt. Een andere vraag is bijvoorbeeld hoeveel extra doorspoeldebiet er nodig zou zijn om de balans in bepaalde buffers te herstellen. In het voorjaar en de zomer voeren we de analyses uit, waarna we in het najaar de resultaten bij elkaar brengen voor een eerste landelijk overzicht. Dat overzicht van knelpunten en rek in de zoetwaterstrategie combineren we daarna met de resultaten uit Waterveiligheid en Zandige Kust.

Contact met de omgeving

We betrekken de omgeving op verschillende vlakken bij het onderzoek. We zullen enkele inhoudelijke experts vanuit de regio’s betrekken bij de analyse van de specifieke zoetwaterbuffers. Daarnaast informeren we de bredere groep van geïnteresseerden via het netwerk van Deltaprogramma Zoetwater en via de regionale omgevingssessies van KP ZSS.

Ook in de andere sporen van het Kennisprogramma zijn vorderingen geboekt.

Spoor I

Een belangrijk doel van spoor I van het Kennisprogramma Zeespiegelstijging is het opleveren van verbeterde zeespiegelprojecties, door zogeheten lineaire responsfuncties (LRF’s) te gebruiken voor het massaverlies van de Antarctische ijskap.

Alle berekeningen zijn inmiddels uitgevoerd. De projecties gaven echter een ongewenste knik met de waarnemingen door onvolkomenheden in de klimaatmodellen. Om dat te verhelpen is besloten de responsfuncties te kalibreren met satellietdata voor alle 224 combinaties van ijskap- en klimaatmodellen waarover het KNMI beschikt. Deze kalibratie is succesvol afgerond. Met de kalibratie kunnen ook schattingen van Antarctica’s bijdrage aan zeespiegelstijging worden gegeven, die naadloos aansluiten bij de geobserveerde trends van de afgelopen jaren. De gevolgde aanpak is in een wetenschappelijk artikel beschreven, ingestuurd en wordt nu gereviewd.

Partners in een Europees modelconsortium hebben enthousiast gereageerd. Ze willen deze aanpak, als tussenstap, ook toepassen in hun modellen, totdat koppeling met een volledig interactief ijskapmodel voor Antarctica mogelijk is.

Het KNMI heeft als wetenschappelijk instituut het IPCC-rapport uit 2021 vertaald naar de Nederlandse situatie. Dit heeft geleid tot het publiceren van het Klimaatsignaal ’21 op 25 oktober 2021. De minister van Infrastructuur en Waterstaat heeft per brief op 16 november aan de Tweede Kamer gemeld hoe zij in de verschillende waterdossiers omgaat met het Klimaatsignaal (briefnummer IENW/BSK-2021/301273).
Voor zeespiegelstijging betekent dit dat de verwachte stijging in 2100 tussen de 30 cm en 1,20 m kan komen. Bij voortgaande opwarming kunnen nu nog onzekere processen later deze eeuw gaan leiden tot afsmelten van landijs van Antarctica, met een versnelling van de zeespiegelstijging als gevolg. Een stijging van 2 m rond 2100 kan hierbij niet uitgesloten worden, met een verder doorgaande stijging daarna.

Spoor IV

In vervolg op de gebiedsbijeenkomsten van najaar 2020 - zomer 2021, zullen we in 2022 de langetermijnoplossingsrichtingen verder concretiseren in een aparte bijeenkomst met plannenmakers en 7 gebiedsgerichte ateliers. De bijeenkomst wordt georganiseerd door de DP-regio’s Waddengebied, Kust (Hoek van Holland-Den Helder), Rijnmond-Drechtsteden, Centraal Holland, Zuidwestelijke delta, IJsselmeergebied en Rijn/Maas, met een afsluitende sessie op landelijk schaalniveau. Deelnemers aan deze bijeenkomsten zijn vertegenwoordigers van gemeenten, waterschappen, provincies en rijk, maatschappelijke organisaties, kennisinstellingen,  bedrijven en plannenmakers. De beoogde resultaten zijn gebiedsgerichte uitwerkingen van maatregelen voor een zeespiegelstijging van 2 m of meer, rekening houdend met mogelijke synergie of frictie met andere maatschappelijke ontwikkelingen binnen de woningbouw, duurzame energie, landbouw, infrastructuur en natuur. Deze uitwerkingen kunnen dan met de modellen van spoor II vanaf 2023 doorgerekend worden op onder meer hun bijdrage aan waterveiligheid, zoetwatervoorziening en kustbescherming.

Spoor V

Participatie moet onderdeel vormen van het Kennisprogramma en daarom is het Participatieplan eind 2021 vastgesteld. In dit plan wordt voorgesteld om de participatie te richten op professionals en maatschappelijke organisaties. Die eerste groep is in de sporen betrokken, de tweede groep soms ook. Maatschappelijke organisaties die interesse hebben, verenigen we in een maatschappelijke klankbordgroep. Doel daarvan is wederzijds kennis uitwisselen en ideeën en expertise die niet in de sporen worden ingebracht, inbrengen in het Kennisprogramma Zeespiegelstijging. Begin 2021 zal een startbijeenkomst plaatsvinden met organisaties die al lieten weten te willen deelnemen. Het doel van deze startbijeenkomst is om gezamenlijk de maatschappelijke klankbordgroep verder vorm te geven.