Extreme droogte komt bij klimaatverandering bijna drie keer zo vaak voor

Na de drie zeer droge zomers 2018, 2019 en 2020 was het urgent om wetenschappelijk vast te stellen hoe droogte de beschikbaarheid van zoet water in Nederland beïnvloedt en daarmee de belangrijke functies die water heeft voor de natuur én de economie van ons land. Dat leidde tot het project Extreme droughts and the Dutch water sector: impacts and adaptation. Een consortium van de Universiteit Utrecht, Hydrologic, KWR en het KNMI onderzoekt in een deelproject de effecten van veranderingen in landgebruik en klimaat op de grondwaterstanden in Nederland.

Tekort aan neerslag of aan rivierwater

Droogte bestaat in hydrologische termen uit twee componenten: een tekort aan neerslag, dat doorwerkt in een tekort aan bodemvocht, lage grondwaterstanden en lage afvoeren van beken, en een tekort aan aanvoer van water in de grote rivieren. En die twee componenten hebben gevolgen voor verschillende delen van ons land. “Te weinig water in de rivieren zorgt in laag-Nederland, dus ten westen van Utrecht en in de noordelijke provincies, voor problemen”, vertelt Niko Wanders, hydroloog aan de Universiteit Utrecht. “Een neerslagtekort zorgt juist voor droogte in hoog-Nederland.”

De jaren 2018 en 2019 waren voorbeelden van jaren met twee verschillende soorten extreme droogte. Wanders: “In 2018 was met name het tekort aan neerslag het probleem, die doorwerkte in lage grondwaterstanden en afvoeren van beken.” Dat is nadelig voor de landbouw en de natuur. Met name het herstel van de natuur kan lang duren. Dan is ook nog van belang om welk deel van het land het gaat. Op de hoge zandgronden heeft de grondwaterstand er op sommige plekken drie jaar voor nodig gehad om weer op het niveau te komen van voor de droogte van 2018. In 2019 was er juist een lage aanvoer van water via de rivieren. “In dat jaar zat er 15% minder water in de Rijn bij Lobith”, vertelt Wanders. “Wij noemen dat een afvoertekort. En daar heeft de transportsector last van.”

Elke 15 jaar een extreem droog jaar

De onderzoekers gebruikten een nieuwe zogeheten large-ensemble techniek om te kijken naar de gevolgen van extreme droogte. Hiervoor draaiden zij 2000 keer het KNMI-klimaatmodel voor de huidige klimaatomstandigheden én voor een situatie van twee graden Celsius opwarming. Wanders: “Daaruit ontstonden twee pluimen voor het weer gedurende een heel jaar. Vervolgens hebben we dat model gekoppeld met twee modellen die de gevolgen voor de waterhuishouding inschatten: het PCR-GLOBWB hydrologisch model van de UU en het Landelijk Hydrologisch Model. Zo ontdekten we wat het huidige klimaat en het klimaat met twee graden opwarming doen voor de watertoevoer in de Rijn en grondwaterstanden in Nederland.”

Jaren met extreme droogte komen bij een veranderend klimaat bijna drie keer zo vaak voor, zo blijkt. “In het model van ons huidige klimaat komen zulke lage rivierafvoeren één keer in de 40 jaar voor. In het klimaatmodel van de toekomst waar we op afstevenen als we ons niet aan de afspraken van Parijs houden, met twee graden opwarming, is dat elke 15 jaar een extreem droog jaar. Dit laat zien dat de toevoer van zoet water richting Nederland niet meer zo vanzelfsprekend zal zijn en dat ook in gevolgen kan hebben voor de watervoorraden in Nederland.

Aanpassingen in watersysteem nodig

Hydroloog Ruben Boelens van Hydrologic zocht met behulp van het Landelijk Hydrologische Model uit hoe deze verandering in de Rijn-afvoer in combinatie met tegelijkertijd optredende grote neerslagtekorten de waterhuishouding van Nederland zal beinvloeden. Hij analyseerde de gevolgen op de grondwaterstanden, watervoorraden in het IJsselmeer en beschikbaar water voor irrigatie.

Ook stelde Boelens vast of grootschalige landgebruiksveranderingen en aanpassingen aan het watersysteem negatieve effecten van droogte kunnen beperken. “De timing in de droogte is van belang. En ook is het belangrijk om te achterhalen welke gebieden altijd last hebben bij droogte en welke maar af en toe. We zagen in onze analyse dat we de gevolgen van droogte deels teniet kunnen doen door grootschalige aanpassingen in het landgebruik. Maar nog meer effect zullen structurele aanpassingen in het watersysteem hebben die gericht zijn op het vasthouden van water. Die kunnen de lokale watervoorraden in de toekomst flink vergroten.”

Invloed van aanpassingen in land gebruik en watermanagement op de grondwaterstanden in Nederland gegevens in meters ten opzichte van het huidige systeem.

Multidisciplinair team

Het volledige onderzoeksteam van Werkpakket 1 bestaat uit Marc Bierkens en Niko Wanders (Universiteit Utrecht), Ruben Boelens (Hydrologic), Karin van der Wiel (KNMI) en Ruud Bartholomeus (KWR). Door deze verschillende disciplines bij elkaar te brengen, kon dit project nu de gevolgen van klimaatverandering op droogte aantonen in de hele keten van neerslag en wateraanvoer vanuit de Rijn tot de lokale effecten op grondwaterstanden in Nederland.

Biodiversiteit en transport

De resultaten van Werkpakket 1 zijn inmiddels ook overgedragen aan de onderzoekers in de andere twee werkpakketten. Zij gaan de invloed van extreme droogte op biodiversiteit en transport in kaart brengen. Resultaten van die deelprojecten worden eind september 2022 verwacht.