Discussie

Verhouding van de resultaten tot eerdere studies

De resultaten uit dit onderzoek bevestigen grotendeels de bevindingen van eerdere studies, zoals die van Parmet et al. (1995) en Jonkeren et al. (2007), die wijzen op significante veranderingen in de waterstanden van de Rijn als gevolg van klimaatverandering. Net als in deze eerdere studies, tonen de modellen in dit onderzoek aan dat de waterstanden in de winter zullen stijgen en in de zomer zullen dalen, wat leidt tot uitdagingen voor de scheepvaart. Ook komt de toename van droogteperiodes en extreme regenval overeen met de bevindingen van Arnell (2019) en Schneider et al. (2013).

Mogelijke lange termijn gevolgen

De gesimuleerde resultaten geven voor elk klimaatscenario een ander beeld. Voor het meest extreme SSP5-8.5 scenario, is duidelijk te zien dat er minder water door de Rijn gaat stromen. Dit zal met name komen door meer verdamping door hogere temperaturen. Daarnaast is het een mogelijkheid dat bij dit extreme scenario de gletsjers compleet weg zijn gesmolten, waardoor er geen smeltwater meer door de Rijn heen zal stromen. Scenario SSP2-4.5 geeft een ander beeld, namelijk een matige stijging in temperatuur. Bij dit matige scenario is de mogelijkheid dat er nog wel ijs terug groeit, maar door temperatuurstijging steeds verder zal smelten, en dus voor meer afvoer zal zorgen in de Rijn. Het betere SSP1-2.6 scenario laat vooral zien dat, als men klimaatopwarming beperkt, er een langzame daling in zicht komt. Wat betekent dat er ijs terug kan groeien, en voor smeltwater zal zorgen. Het is dan ook een geschikt voor een vervolgonderzoek om de impact van klimaatverandering op gletsjers en de invloed op rivieren te onderzoeken.

Op lange termijn zullen de veranderingen in waterstanden waarschijnlijk leiden tot aanzienlijke verstoringen van de scheepvaart op de Rijn. Voor de verschillende klimaatscenario’s, die elk van een stijging in temperatuur uitgaan, zal het aantal dagen dat scheepvaart tussen Kaub en Maxau niet mogelijk is meer dan een half jaar bedragen. De droogteperiodes kunnen de navigatie bemoeilijken bij Kaub, wat een knelpunt vormt door laagwater. Aan de andere kant kunnen verhoogde waterstanden in de winter de doorvaarthoogte onder bruggen verminderen, wat eveneens de scheepvaart zal belemmeren. Dit speelt met name een rol bij de doorvaarhoogte van de brug bij Maxau. Deze fluctuaties in waterstanden vereisen adaptieve maatregelen, zoals de verdieping van de vaargeulen, maar ook de mogelijkheid om het hoogwater op te kunnen vangen. Waterbeheer strategieën zullen dan ook verbeterd moeten worden, om de scheepvaart veilig en efficiënt te houden.

Reflectie op beperkingen

De klimaatscenario’s SSP1-2.6, SSP2-4.5 en SSP5-8.5 zijn toegepast op een enkel klimaatmodel, terwijl er veel meer scenario’s en modellen beschikbaar en toepasbaar zijn op de Rijn. Dit zal een aanzienlijke impact hebben op de betrouwbaarheid van de voorspellingen.

Daarnaast is dit onderzoek volledig afhankelijk van de kalibratie die op het eWaterCycle programma beschikbaar is. De parameters die in het gebruikte model ingevoerd zijn kunnen aanzienlijk veel impact hebben op de afvoersimulatie van de Rijn. Daarnaast zijn gebruikte modellen voor deze studie werkend gemaakt op basis van beschikbare ERA5-klimaatdata van 2000-2010. Ondanks dat deze data waardevol is, kan het minder nauwkeurige resultaten leveren, dan wanneer de modellen werkend zijn gemaakt voor een grotere klimaatdataset.

Zoals eerder al genoemd is voor de betrouwbaarheid van de resultaten gebruik gemaakt van twee hydrologische modellen, hiervan bleek echter een op de achtergrond geen resultaten te simuleren. Hierdoor zijn de resultaten van dit onderzoek op een enkel hydrologisch model gebaseerd en is het niet mogelijk om mogelijke foutieve resultaten te filteren.

Ondanks het gebruik van drie klimaatscenario’s, reeds gekalibreerde hydrologische modellen voor de rijn en een enkel hydrologisch model, bieden de resultaten waardevolle inzichten. Voor betrouwbaardere resultaten zullen meerdere modellen in de toekomst naast elkaar gelegd moeten worden om de resultaten met elkaar te vergelijken, gebruikmakend van verschillende klimaatmodellen en -scenario’s. Daarnaast zou het gebruik van een grotere ERA5-dataset de basismodellen nog nauwkeuriger kunnen maken.

Door in een vervolgonderzoek deze aanpassingen toe te passen, wordt een nog duidelijker beeld geschetst van de afvoeren. Voor eventuele onderzoeken in de toekomst zijn de geschreven modellen online beschikbaar en kunnen ze worden aangepast aan een locatie op de Rijn. Met als tweede aanpassing de randvoorwaarden.