Laaglandstroomgebiedshydrologie

Laaglandgebieden wereldwijd zijn vaak dichtbevolkt en centra van economische activiteit en transport. Door het gebrek aan topografie zijn laaglandgebieden gevoelig voor overstromingen, klimaatverandering en waterkwaliteitsproblemen. Hydrologische modellen kunnen worden gebruikt door waterbeheerders voor waarschuwingen, risicoinschattingen en ontwerp van infrastructuur. Helaas zijn de modellen die gewoonlijk gebruikt worden in laaglandgebieden vaak complexe (grondwater- of hydraulische) modellen, terwijl eenvoudige modellen meestal zijn ontworpen voor berggebieden.

De titel van mijn proefschrift slaat op de tweeledige onderzoeksvraag: (1) wat zijn de dominante stroomgebiedsprocessen die de respons van een laaglandrivier op regen bepalen en (2) hoe kunnen deze processen worden gerepresenteerd in simpele hydrologische modellen? Voor beide vragen is gefocust op onderwerpen die belangrijk zijn voor laaglandgebieden: (1) de relatie tussen (stroomgebiedsgemiddelde) berging en afvoer, (2) de koppeling tussen ondiep grondwater en de onverzadigde zone, (3) de activatie van stroomroutes bij verschillende vochttoestanden en (4) de terugkoppeling tussen grondwater en oppervlaktewater.   

Wageningse Laagland Afvoer Simulator (WALRUS)

De processen in bovenstaande figuur zijn uiteindelijk geschematiseerd tot WALRUS (figuur hiernaast). WALRUS is een nieuw neerslag-afvoermodel dat expliciet rekening houdt met processen die belangrijk zijn in laaglandgebieden, in het bijzonder (1) de koppeling tussen grondwater en onverzadigde zone, (2) vochttoestandafhankelijke stroomroutes, (3) grondwater-oppervlaktewaterterugkoppeling en (4) kwel, wegzijging en het inlaten of wegpompen van oppervlaktewater. WALRUS bestaat uit een gekoppeld reservoir voor grondwater en onverzadigde zone, een reservoir voor snelle stroomroutes en een oppervlaktewaterreservoir. WALRUS is geschikt voor operationele toepassingen omdat het efficiënt rekent en numeriek stabiel is (bereikt met een aanpak voor flexibele tijdstappen). In de vrij toegankelijke modelcode zijn standaardrelaties geïmplementeerd, zodat er slechts vier parameters overblijven die gekalibreerd moeten worden. Voor onderzoeksdoeleinden kunnen deze standaardrelaties gemakkelijk worden aangepast. 

Meer informatie over WALRUS kan worden gevonden op deze pagina. De vrij beschikbare modelcode en een gebruikershandleiding kunnen worden gedownload van mijn GitHub-pagina. 

Onderwijs

• Bijdrage aan de vakken die genoemd staan onder het kopje Onderwijsactiviteiten in de rechterbovenhoek.
• Mijn collega Paul Torfs en ik hebben een startcursus gemaakt voor de programmeeromgeving R, genaamd A (very) short introduction to R . 
• Als onderdeel van het vak Water 1 maken studenten een poster over een wateronderwerp uit het gebied waar ze vandaan komen. Al deze posters zijn te zien op deze interactieve kaart .
• In de MOOC (Massive Open Online Course) Sustainable Urban Development op EdX, heb ik een kleine bijdrage over pluvial flooding.