Verbeteren en valideren zijn de sleutelwoorden voor dit project. De titel is dan ook Verbeteren en Valideren van Waterwijzer Landbouw (acroniem VV-WWL), waarbinnen de volgende doelen gerealiseerd dienen te worden:
1. Verbeteren WWL door middel van toepassen van microscopische wateropname en adaptieve wortelontwikkeling in SWAP;
2. Aanvullen en verbeteren van gewasparameters om voor huidige en eventuele nieuwe gewassen de berekeningen met WOFOST te kunnen verbeteren;
3. Op basis van 1) en 2) een nieuwe release van WWL-tabel uitbrengen, waarbij tevens aandacht wordt gegeven aan KNMI-klimaatscenario’s 2023;
4. Inzicht geven in effect van onzekerheid van het model en gevoeligheid voor onzekerheid in de invoerdata om zo te kwantificeren wat de betrouwbaarheid is van het instrumentarium;
5. Inzicht geven in effecten van deze verbeteringen door validatie van het instrumentarium aan oude en nieuwe datasets en toetsen o.a. in een gebied met verschillende bodemtypen en andere praktijkvoorbeelden;
6. Verkennen in hoeverre het mogelijk is om ook a) rekening te houden met stikstofbeschikbaarheid in WWL en b) rekening te houden met zoutstress als gevolg van toenemende verzilting.

Waterwijzer Landbouw (WWL) is het veel toegepaste instrumentarium voor het bepalen van effecten van hydrologie en klimaat op landbouwkundige opbrengst. Het is gebaseerd op de simulatiemodellen SWAP voor bodem-water-atmosfeer-plant interactie, gericht op simuleren van de vochthuishouding in de bodem, en WOFOST voor het berekenen van gewasgroei. In 2018 is de eerste versie van WWL uitgebracht en sindsdien zijn verschillende verbeteringen doorgevoerd. Toch blijven er enkele hardnekkige problemen bestaan. Eén van deze problemen heeft betrekking op gronden met zware klei waarbij onrealistische hoge droogteschade wordt berekend. Ook de wortelontwikkeling van gewassen moet beter worden beschreven in het instrumentarium, want ook daar zien we niet realistische worteldieptes en wortelgroei. Op dit moment kan met WWL alleen gerekend worden met de oude KNMI-klimaatscenario’s uit 2014 en het is de nadrukkelijke wens om te kunnen rekenen voor de nieuwste scenario’s uit 2023. Tevens is er behoefte aan aanvulling van het aantal mogelijkheden van WWL om effecten van klimaatverandering en verandering van landgebruik te kunnen doorrekenen. Wat betekent het bijvoorbeeld als andere gewassen geteeld gaan worden?

Werkpakket 1: Verbetering WWL
De verbetering van WWL met een daaruit voortvloeiende nieuwe release van WWL-tabel behelst een aantal activiteiten die deels gelijktijdig en deels volgordelijk zullen plaatsvinden. De volgende aspecten komen daarbij aan de orde:

a) microscopische wateropname
b) wortelontwikkeling
c) zuurstoftoevoer vanuit krimpscheuren (relevant voor klei en veen)
d) uitsplitsing stressoren
e) klimaatscenario uitkiezen
f) gewasparameters: update voor bestaande gewassen en eventueel toevoegen aanvullende gewassen
g) onderrandvoorwaarde / grondwaterstandsregime
h) methodiek afleiden metarelaties.

Werkpakket 2: Validatie WWL
Validatie van het WWL-instrumentarium houdt een modelvalidatie in aan de hand van onafhankelijk data op regionale en lokale schaal en ook een praktijktoets van WWL-tabel door verschillende gebruikers.

Werkpakket 3: Gevoeligheidsanalyse WWL
Het toepassen van een model gaat altijd gepaard met een mate van onzekerheid. Gegeven de complexiteit van het modelinstrumentarium is het op voorhand duidelijk dat niet alle onzekerheden kunnen worden gekwantificeerd, maar zoals aangegeven door de wetenschappelijke adviescommissie van het NHI: “Het vergroten van het draagvlak bij de gebruikers, vaak gedupeerden die droogte- of natschade ondervinden, kan ook worden bereikt door de manier waarop het instrument ingezet wordt, met name door de wijze waarop omgegaan wordt met de geadviseerde toe te voegen bandbreedte”. Daarom zullen we ons richten op die bandbreedte.

Werkpakket 4 N-effect en verzilting
Verkennende analyse naar a) toevoegen N-processen in SWAP-WOFOST om in de toekomst ook rekening te kunnen houden met N-stress en b) hoe in de toekomst zoutstress in WWL zou kunnen worden meegenomen.

Het zoeken naar een oplossing voor de deels hardnekkige tekortkomingen van het model-instrumentarium betekent onderzoek naar de achterliggende oorzaak en een wetenschappelijke proces-gebaseerde aanpak voor verbetering van de modellen en het daarvan afgeleide Waterwijzer Landbouw. Eerdere verkenningen hebben geleid tot het inzicht dat met name wateropname door wortels en de wortelontwikkeling van gewassen cruciaal zijn voor de juiste berekening van transpiratie en gewasgroei. Alternatieve modelconcepten zoals microscopische wateropname en adaptieve wortelverdeling zijn veelbelovend en zullen in dit project nader worden uitgewerkt. Voor de kleigronden komt daarbij dat scheurvorming of macroporiën van wezenlijk belang zijn voor zuurstofdiffusie in de bodem. Hiervoor zijn bestaande modelconcepten voorhanden die echter om veel (onbekende) modelparameters vragen. Een eenvoudiger concept zal worden onderzocht en zo mogelijk geïmplementeerd in dit project. Deze conceptuele verbeteringen zullen onderdeel worden van het SWAP-WOFOST-modelinstrumentarium.
Op basis hiervan zullen metarelaties worden afgeleid voor een nieuwe release van de WWL-tabel. Ook de methodiek om die relaties af te leiden en tegelijkertijd te zorgen voor een betere dekking in het GxG-domein voor de nieuwe WWL-tabel vraagt om methodisch onderzoek.
De suggestie om N-beschikbaarheid en effecten van verzilting mee te kunnen nemen in WWL komt voort uit de wenselijkheid om de landbouwpraktijk beter te kunnen benaderen dan wanneer alleen hydrologische effecten (waterkwantiteit) in beschouwing worden genomen. Het zal niet mogelijk zijn om deze wens tot uiting te brengen in de eerstvolgende release van de WWL-tabel, maar binnen dit project zullen we verkennen hoe we dit procesmatig kunnen inpassen in de simulatiemodellen om tot betrouwbare uitspraken te kunnen komen. Het modelinstrumentarium is al wel in staat om te rekenen met zout in de wortelzone, maar hoe we dit in de WWL-tabel tot uiting kunnen brengen vraagt ook om nader onderzoek.

Product: WWL-tabel
Toepassing door: TAUW, RHDHV, Arcadis, Sweco
De vervanging van de WWL-tabel wordt doorgevoerd in de eigen werkwijze. Het consortium is verantwoordelijk voor de kwaliteit van het instrumentarium.

Product: Modelverbeteringen in SWAP-WOFOST (WWL-regionaal)
Toepassing door: ACSG (en mogelijk andere partijen)
Nieuw Instrumentarium

De intellectuele eigendom (IP) van de WWL-tabel ligt bij WENR. De tabel is beschikbaar via open access, wat betekent dat iedereen vrij toegang heeft tot de gegevens zonder beperkingen.

Alle resultaten zijn voor iedereen toegankelijk via de website van Waterwijzer Landbouw: WaterWijzer Landbouw Home (wur.nl). Een en ander komt ook aan bod op de gebruikersbijeenkomst en/of webinar-serie over WWL. Vanaf de WWL-website zal een nieuwe release te downloaden zijn en alle documentatie (rapport) zal ook op de website worden geplaatst. Over de resultaten zal eveneens worden gepubliceerd op de TKI-website.

Over het project en de resultaten zal ook gecommuniceerd worden via de STOWA Diginieuwsbrief en STOWA-site.

LTO/DAW zal bijdragen aan het actief delen van resultaten van dit project, zoals via presentaties, webinars, nieuwsberichten en delen van info via social media.

The consortium agreement will enter into a cooperation agreement that meets the requirements of the regulation.