Modellen

Onderzoek algemeen: modellen

Inhoud:

Opmerking: specifieke toepassingen van een model voor een bepaald gebied zijn ondergebracht bij onderzoek voor meren en plassen.


DBS (Delwaq-Bloom-Switch)

Uitvoering:

In 1994, door WL (contactpersoon Johannes Smits)

Beschrijving:

Het eutrofiëringsmodel DBS (Delwaq-Bloom-Switch) is ontwikkeld om de hoeveelheid algen en nutriënten in onder andere eutrofe meren te beschrijven en te voorspellen. Hierbij wordt zowel het oppervlaktewater als de invloed van de bodem daarop beschouwd. In deze studie is toepassing van DBS op het Veluwemeer uitgevoerd. Met dezelfde set modelcoëfficiënten wordt een periode van 10 jaar doorgerekend en vervolgens geanalyseerd. In deze periode heeft een aanzienlijke sanering/reductie van de nutriëntenbelasting plaatsgevonden. Fosfaat werd daarbij beperkend voor de algengroei in plaats van licht of stikstof. Resultaat is dat het DBS-model prima in staat is om de algen- en nutriëntenconcentraties en de dynamiek daarin kwantitatief te beschrijven.


PCLake

Uitvoering:

In 1992-1995 en van 1999-2000 door RIVM/LWD i.s.m. STOWA

Beschrijving:

PCLake is een model ter beschrijving en voorspelling van de effecten van eutrofiëring op de kwaliteit van het water en het aquatisch ecosysteem in (m.n. ondiepe) meren en plassen. Het model voorspelt de nutriëntengehalten, algenconcentratie, doorzicht, vis- en plantenbiomassa als gevolg van de nutriëntenbelasting en factoren als verblijftijd, diepte, inrichting en bodemtype. Er kan b.v. worden gesimuleerd waar de overgang ligt tussen de troebele en de heldere toestand van een meer. Behalve vermestingsscenario's kunnen ook de effecten van andere ingrepen, zoals baggeren, visbeheer, hydrologische veranderingen en moerasontwikkeling worden doorgerekend. Het model is o.a. uitgebracht als module in Duflow.

PCLake is o.a. toegepast in studies over de Loosdrechtse Plassen, Reeuwijkse Plassen, Ankeveense en Kortenhoefse Plassen, Zwemlust en het Zuidlaardermeer.

Rapport/artikel:

Algemene beschrijving:
Janse, J.H. (1997). A model of nutrient dynamics in shallow lakes in relation to multiple stable states. Hydrobiologia 342/343: 1-8.
Jeuken, M.H.J.L., Janse, J.H. & Aldenberg, T. (1999). PCLake. Hst. 13 in STOWA-rapport 99-21, Procesbeschrijvingen DUFLOW, versie 3.

CONVER: hulpmiddel voor water- en stofbalansen

Uitvoering:

1993-1999 door WL in opdracht van RIZA en STOWA

Beschrijving:

Om ontwikkelingen in watersystemen te kunnen verklaren is het nodig te weten hoeveel water en daarin meegevoerde stoffen het watersysteem in- en uitgaan. Hiervoor worden metingen verricht in en de systemen en aan de randen er van. In de praktijk blijkt het een hele opgave om deze metingen om te zetten in water- en stofbalansen. Om dit te vergemakkelijken is het programma CONVER ontwikkeld. De uitvoer (balansen) van het programma kan zelfstandig gebruikt worden of kan als invoer dienen voor modellen die de waterkwaliteit van het systeem berekenen.

Het programma kan vanaf cd worden geïnstalleerd op gangbare pc's en is voorzien van een gebruikersvriendelijke schil en on-line handleiding.

Rapport/artikel:

Van der Vat, M.P. (1993). CONVER; balansprogramma voor oppervlaktewatersystemen, versie 1.00, gebruikershandleiding. T1092 Waterloopkundig Laboratorium, Delft.

CONVER 1.2.0; handleiding van het water- en stofbalansmodel. WL, RIZA, STOWA. Cd + handleiding.

MACROMIJ: een beheersmodel voor de waterplanten in het IJsselmeergebied

Uitvoering:

In 1998-1999 door RIZA in opdracht van Directie IJsselmeergebied

Beschrijving:

Met MACROMIJ (MACRofyten Ontwikkelings Model IJsselmeergebied) kunnen kansen op waterplanten per soort op ruimtelijke schaal kunnen worden berekend. De kansverdeling is te vertalen naar een bedekt oppervlak. Het model gebruikt waterdiepte, lichtuitdoving, sediment lutumgehalte en strijklengte als input variabele. Het model is bij uitstek geschikt om de potentiële kans op waterplanten in te schatten. In de gebruikte data-set werkte dit goed voor de meeste soorten voor meer dan 99% van de gevallen. Toepassing van het model voor andere gebieden is voor de vegetatie als geheel zeer waarschijnlijk mogelijk, maar nog niet uitgevoerd. Het model kan als hulpmiddel worden gebruikt om effecten in te schatten van veranderingen van diepte-profielen, aanleg van dammen en veranderingen in de waterhelderheid.

Rapport/artikel:

MACROMIJ: Macrofytenmodel voor het IJsselmeergebied, RIZA werkdocument 99.134X


PISCATOR: een individu gebaseerde modellering voor vis

Uitvoering:

In 1998-2000 door E.H. (Egbert) van Nes en M. (Marten) Scheffer (WU) en E.H.R.R.(Eddy) Lammens (RIZA), i.o.v. RIZA

Beschrijving:

De samenstelling van visgemeenschappen is bepaald door recrutering, groei en sterfte van individuen. De variatie in elk van deze processen in combinatie met alle betrokken soorten maakt het aantal mogelijke visgemeenschappen zeer groot. Omdat de kennis omtrent de oorzaken van deze variatie zeker niet volledig is, hebben modellen die gebaseerd zijn op dergelijke kennis slechts een beperkte voorspellende waarde. Het model is meer waardevol als instrument voor het begrijpen van deze processen en voor het bepalen van de mate van variatie die elk van deze processen veroorzaakt.
PISCATOR is een individu gebaseerd model. Een essentiëel verschil met de traditionele populatiemodellen is dat de populatie werkelijk uit individuen bestaat met hun eigen specifieke parameters met betrekking tot dieet en groei, terwijl het model een output geeft in aantallen en grootte-verdelingen die overeenkomt met de gemeten waarden in het veld. Dit houdt in dat we betere informatie hebben om het model te voeden, maar ook betere mogelijheden hebben om de uitkomsten van het model te controleren.


Monitoring van algenbloei - early warning drijflagen

Uitvoering:

Van 1998 - 2001 door RIZA, WL Delft Hydraulics, VU-IVM, MD, RIKZ (opdrachtgevers BCRS, MS2000+ en HK-WONS)

Beschrijving:

Monitoring van meren is noodzakelijk om de ontwikkeling van het ecosysteem te volgen. Indien er sprake is van bloei van (toxische) cyanobacteriën is het bovendien van belang om recreanten tijdig te kunnen waarschuwen. In diverse projecten ontwikkelen genoemde instituten kwalitatief hoogwaardige en kostenbewuste monitoringstechnieken. Vooral het optimaal combineren van diverse informatiestromen - in situ data, remote sensing en modellen staat centraal. Daarnaast werd een early warning systeem ontwikkeld dat waarschuwt voor het optreden van drijflagen van cyanobacteriën in het IJsselmeer. Hierbij werd gebruik gemaakt van fuzzy logic.

Rapport/artikel:

WL (1998) Drijflagenmodel IJsselmeer. Diverse rapportages en publikaties in voorbereiding.


BASIS (Best Analogous Situations Information System)

Uitvoering:

Van 2000-2002 door E.H. (Egbert) van Nes en M. (Marten) Scheffer (WU), W. (Willemien) Joosse en M.-L. (Marie-Louise) Meijer (RIZA), i.o.v. RIZA

Beschrijving:

Een centraal thema in waterbeheer is het voorspellen hoe een watersysteem reageert op een herstelmaatregel. Tot nu toe werden zulke voorspellingen vooral met modellen gedaan. Het nadeel daarvan is dat vooral bij grote modellen dat gepaard gaat met een opeenhoping van fouten en onzekerheden (Scheffer, 1991; Scheffer, 1998).

Waarschijnlijk kunnen experts vaak beter voorspellen dan modellen. Dat komt doordat experts analogieën gebruiken: bijvoorbeeld bij de voorspelling van een respons van een meer.

BASIS (Best Analogous Situations Information System) is een systeem wat een hulp is voor ecologen om voorspellingen te doen over de respons van meren voor maatregelen.

De techniek om analogieën in een database te zoeken is ontwikkeld in het BASIS project (Van Nes & Scheffer, 1993). In die tijd waren de gegevens van de meren echter nog erg beperkt. Het toenmalige computer programma zal in dit project worden verbeterd.

Rapport/artikel:

Scheffer, M., 1991. Fish and nutrients interplay determines algal biomass: A minimal model. Oikos. 62: 271-282.
Scheffer, M., 1998. Ecology of Shallow Lakes. Chapman and Hall. London.357 pp.
Van Nes, E.H. & M. Scheffer, 1993. Best Analogous Situations Information System.
User's guide for BASIS version 1.0. RIZA Nota 93.044. 54 pp.

CHARISMA: Een individu gebaseerde modellering van watervegetaties

Uitvoering:

In 1996-2000 door LUW (E. Van Nes & M. Scheffer), RIZA (M.S. van den Berg, H. Coops) en J. Schutten

Beschrijving:

CHARISMA is een individu gebaseerd model. Het is een simulatiemodel waarin de consequenties van eigenschappen van soorten kunnen worden doorgerekend. CHARISMA kan een belangrijk hulpmiddel zijn om complexe vragen te beantwoorden. CHARISMA is gebaseerd op kennis van de fysiologische en ecologische eigenschappen van soorten. Het is in eerste instantie bedoeld als een inzicht verschaffend model en niet als voorspellend model. Als voorbeeld soorten zijn nu Ruw kransblad en Schedefonteinkruid als default soorten aanwezig.

Rapport/artikel:

Van Nes, E. 2000. Charisma 2.0. Model description, LUW report.


WAVOMIJ: voorspellingsmodel voor watervogels

Uitvoering:

1999-2001 door RIZA in opdracht van RDIJ

Beschrijving:

WAVOMIJ is een modelinstrumentarium waarmee de effecten van beheer en inrichting via de voedselbeschikbaarheid op de aanwezigheid van een aantal soorten watervogels kan worden voorspeld. Als voedseltypen zijn onderscheiden kranswieren, fonteinkruiden, draadwieren en Driehoeksmosselen. Middels multiple regressie zijn er modellen gemaakt met de voedseltypen als verklarende variabelen en als verklaarde variabelen 13 soorten watervogels, namelijk Kleine Zwaan, Knobbelzwaan, Meerkoet, Tafeleend, Kuifeend, Wilde Eend, Smient, Krakeend, Pijlstaart, Slobeend, Brilduiker, Wintertaling en Bergeend. De rekenregels zijn afgeleid op basis van gegevens van het Veluwemeer en gevalideerd met gegevens van het Wolderwijd. In de komende periode wordt het werkingsgebied van het instrumentarium uitgebreid.

Rapport/artikel:

Noordhuis, R, D.T. van der Molen & M.S. van den Berg, 2000. WAVOMIJ - voorspellingsmodel voor watervogels, rekenregels Veluwemeer. RIZA werkdokument 2000.093X, Lelystad.

Noordhuis, R, D.T. van der Molen & M.S. van den Berg, 2000. Response of herbivorous waterbirds to the return of Chara in Lake Veluwemeer, The Netherlands. Aquatic botany, submitted.

Waterkwaliteitsmodellering van de Waterleidingplas en de Loenderveense Plas

Uitvoering:

Van april 1998 - 2002 door WLB Amsterdam/Dullemont in samenwerking met Aquasense.

Beschrijving:

Waterkwaliteitsmodellering m.b.v. het model OOMAS ten behoeve van een bedrijfsvoeringsmodel voor het drinkwaterbekken "de Waterleidingplas"
[ + evt. aanvullend herstelprojekt voor de Loenderveense Plas].