Verkenning bijdrage numerieke modellering aan monitoring van zwerfafval in rivieren

Het ministerie van Infrastructuur en Waterstaat heeft Rijkswaterstaat Water Verkeer en Leefomgeving gevraagd om een uitvoerbare, betrouwbare, kostenefficiënte en gestandaardiseerde monitoringssystematiek te ontwikkelen voor zwerfafval liggend op oevers, drijvend op het wateroppervlak en zwevend in de waterkolom van rivieren. Acht beleids- en beheersvragen zijn geformuleerd die beantwoord moeten gaan worden met deze structurele monitoring. Deze verkenning geeft aan hoe numerieke modellen extra context kunnen geven aan de handmatig (en later automatisch) verzamelde meetgegevens van zwerfafval. Als eerste stap zijn voor ieder van de beleids- en beheersvragen waarvoor modellering een nuttige bijdrage kan leveren verrijkte effectketens opgesteld. De verrijkte effectketens geven aan welke processen belangrijk zijn voor het beantwoorden van een vraag, of voldoende meetgegevens beschikbaar zijn en of modellen gereed staan om gebruikt te kunnen worden. Daarnaast geven we aan wat het kennisniveau is van ieder van de processen. Het proces advectie (transport van zwerfafval met de stroming mee) is goed bekend, maar voor de andere (gemiddeld) belangrijke processen is kennis over het algemeen beperkt. Op basis van de verrijkte effectketens geven we kennisleemten aan en geven we aan wat voor meetgegevens het dringendst nodig zijn. Voor de lange termijn (2027) adviseren we (1) een grootschalig model en (2) een kleinschalig detailmodel bij monitoringlocaties of ineen interessegebied. Het grootschalig model is een stroomgebiedsmodel met emissiemodellering en een diepte- en breedtegemiddeld transport model voor de Nederlandse Rijkswateren tot aan de zee. Met een 3D detailmodel kan voor interesselocaties, zoals bij monitoringslocaties, de verdeling in een dwarsdoorsnede bepaald worden gedurende een monitoringcampagne of kan in combinatie met metingen de kennis over uitwisseling tussen compartimenten verbeterd worden. Voor de korte termijn (2023) stellen we voor om (1) een landsdekkend bron-naar-zee model op te zetten op basis van een landsdekkend hydrologisch model en (2) om voor de Nieuwe Maas een detailmodel op te zetten en resultaten te vergelijken met gegevens van een vangsysteem ter hoogte van de Erasmusbrug en gegevens van oevermetingen. Door combinatie van deze twee modellen wordt het resultaat nauwkeuriger: uitkomsten uit het detailmodel worden gebruikt om retentie in de rivier in te schatten voor het landsdekkende bron-naar-zee model, terwijl resultaten van het grootschalige model als randvoorwaarden voor het detailmodel kunnen worden ingezet.