Atlantische demo site

Rijnmond en Provincie Zeeland, NL

{{ group }}

{{ object.name }}
{{ object.name }} {{ object.subheader }} {{ icon.replace(/^icon_/, '') }}

Map of Zeeland and Rotterdam in the Netherlands

Prognose

Door de huidige klimaattrends zullen overstromingsrisico’s stijgen - door de stijgende zeespiegel en vaker voorkomend extreem weer - en zal zomerse hittestress voorkomen en droogte vergroten.

Situatie

Zoals de naam Zeeland suggereert, bestaat deze Nederlandse provincie grotendeels uit water. Zeeland is in het verleden vaak getroffen door grote overstromingen, deels te danken aan haar ligging onder zeeniveau. De regio Rijnmond, rondom de haven van Rotterdam en de aanliggende provincie Zuid-Holland, heeft te maken met soortgelijke problemen. Rijnmond is hiernaast verantwoordelijk voor 15% van het landelijke energieverbruik, grotendeels verbruikt door Europa’s grootste cluster voor petrochemische industrie. 

Klimaat gerelateerde problemen

Overstromingsrisico's

Voor 2050 wordt een zeespiegelstijging van 15-40 cm verwacht. Daarnaast zullen er meer zware stormen en intensieve regenval plaatsvinden.

Hoge temperaturen

Met een wereldwijde temperatuurstijging komen weersextremen vaker voor, met langere periodes van hoge temperatuur en hittestress tot gevolg.

Energie en afvalwater

Om in 2050 klimaatneutraal te zijn, moet energieverbruik geminimaliseerd worden en zal fossiele brandstof vervangen moeten worden door herbruikbare bronnen.

Hoofdactiviteiten

Wij ontwikkelen digitale beslissingsondersteunende systemen  voor de mitigatie en adaptatie van klimaatverandering: 

  • Ter ondersteuning van gemeentelijke ruimtelijke ordening voor adaptatie en het ontwikkelen van duurzame steden en gemeenschappen met betrekking tot: 
    • Overstromingsrisico’s
    • Hittestress 
  • Ter ondersteuning van de industrie in de haven van Rotterdam om mitigatiestrategieën voor decarbonisatie en reductie van fossiel energiegebruik. 

Co-creatie van deze oplossingen is de kern van onze aanpak; verschillende stakeholders zijn betrokken bij het ontwerpen en valideren van de tools.

Relevante sectoren:

Gemeentes

Burgers

Ruimtelijke ordening

Chemische industrie

Energie

Onze ambities

“Klimaat gerelateerde dreigingen nemen toe in deze Atlantische regio. Om deze dreigingen het hoofd te bieden en te zorgen voor een veilige omgeving, is het nu tijd om de klimaatadaptatiemaatregelen in Nederland te versnellen. 

In de Atlantische demo site hebben we ambitieuze doelen opgesteld voor ons werk en de oplossingen binnen IMPETUS. Deze zijn gericht op afstemming met nationale, regionale en lokale programma’s om adaptatiemaatregelen te verbeteren. Deze oplossingen zijn digitale hulpmiddelen die besluitvormers ondersteunen bij het ontwikkelen van een adaptieve en toekomstbestendige omgeving. We betrekken lokale stakeholders bij het ontwerp en de ontwikkelen van onze tools om de impact te vergroten. We streven ernaar om de tools te implementeren in de Rotterdamse haven en in heel Zeeland. Ons uiteindelijke doel is dat deze oplossingen ook door andere gebieden worden overgenomen. 

Geïnteresseerd in wat we doen, waarom het nodig is en wat we willen bereiken? Neem gerust contact met ons op!” 

Martine Rottink, Nelen & Schuurmans 

Problemen

Regionale oplossingen

Beslissingsondersteunend systeem voor overstromingsrisico's

Screenshot of N&S flood risk modelling map of Rotterdam
Flood risk modelling map of Rotterdam (© N&S)

Het meenemen van klimaatrisico’s in besluitvorming is relatief nieuw in het werk van ruimtelijke planners en gemeenten. IMPETUS ontwerpt een digitaal beslissingsondersteunend systeem dat inzicht geeft in ruimtelijk variërende overstromingsrisico’s en de verwachte effectiviteit van verschillende mogelijke maatregelen.

Deze tool zal geïntegreerd overstromingsrisicobeheer bevorderen door het combineren van overtuigende beelden en krachtige ruimtelijke gegevens met de voorspellende kracht van overstromingsrisico-modellen.

In de Atlantische regio kan met behulp van het overstromingsrisico-model beter onderzoek worden gedaan naar oplossingen voor klimaat gedreven overstromingen.

Onze aanpak:

  • Het bouwen van een overstromingsrisico-model in 3Di voor de demo site regio;
  • Visualisatie- en gamificatie-elementen geven duidelijk inzicht in overstromingsrisico’s en -dreigingen;
  • De vertaling van simulaties van overstromingsrisico’s naar praktische, bruikbare informatie en beeldmateriaal gericht op besluitvorming over ruimtelijke ordening en ontwikkeling.

Dit beslissingsondersteunend systeem binnen IMPETUS gaat gemeenten helpen bij besluitvorming, ruimtelijke ordening en het inrichten van veilige omgevingen.

Beslissingsondersteunend systeem voor hittestress

Screenshot hittestresstool van N&S
Hittestresstool van N&S (© N&S)
Langere en vaker voorkomende hittegolven tasten onze infrastructuur, gezondheid en de leefbaarheid van de omgeving aan. De tool voor hittestress die binnen het IMPETUS-project wordt ontwikkeld, zal inzicht geven in huidige en toekomstige situaties van hittestress. Deze tool kan worden gebruikt om inzicht te krijgen in hittestress ‘hotspots’, het effect van verschillende klimaatscenario’s op deze hittestress in kaart te brengen, en om de impact van verschillende ruimtelijke ordeningsmaatregelen en ontwikkelingen te analyseren. Daarnaast stelt de tool de gebruikers in staat om zelf hittestress ambities te bepalen en de uitdagingen te kwantificeren die overwonnen moeten worden om deze ambities te realiseren.

Onze aanpak:

  • De tool bouwt voort op recente ontwikkelingen door de PET (Physiological Equivalent Temperature) te implementeren, met behulp van de methodologie ontwikkeld door het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM).
  • Door deze methodologie toe te passen in combinatie met N&S’ ‘Lizard Geoblocks’-module kunnen zeer snelle, on-the-fly berekeningen van de PET-hittestresskaart worden uitgevoerd.
  • Visualisatie- en gamificatie-elementen zullen de tool aantrekkelijker en gebruiksvriendelijker maken.
  • De tool ondersteunt de verkenning van de invloed van verschillende ruimtelijke ontwikkelingen op hittestress, zoals het planten van bomen, het bouwen van nieuwe gebouwen of het veranderen van oppervlaktetypen.
Dit beslissingsondersteunend systeem voor hittestress is nuttig voor besluitvormers bij ruimtelijke ordening, voor het ontwerpen van nieuwe regio’s en het aanpassen van bestaande steden.

Beslissingsondersteunend systeem voor industriële decarbonisatie

Photo of a petrochemical plant
(© Free to use under the Unsplash License)
Het Europese beleid focust op mitigatie van en adaptatie aan de toekomstige gevolgen van klimaatverandering en het terugbrengen van de uitstoot van broeikasgassen tot nul tegen 2050. Dit heeft ons op weg gezet om industriële processen zoveel mogelijk koolstofvrij te maken. Het identificeren van decarbonisatie routes is van cruciaal belang voor het ondersteunen van een effectieve energietransitie voor de EU-industrie. IMPETUS zal deze ontwikkelingen ondersteunen met een tool die besluitvormers helpt goed geïnformeerde keuzes te maken over decarbonisatie strategieën in het petrochemische industriecluster van de Rotterdamse haven.

Onze aanpak:

  • De tool zal afvalwarmtebronnen, teruggewonnen warmtesymbiose en energieverbruikspatronen in kaart brengen en de integratie van afvalwarmte ondersteunen.
  • De tool zal opties bevatten om lagen van verschillende nutsvoorzieningen, hun vereisten en gebruikspatronen van verschillende industriële segmenten toe te voegen.
  • Dit zal industriële symbiose mogelijk maken en de ontwikkeling van een circulaire economie ondersteunen.
  • Een participatieve aanpak zal worden gebruikt om de vereiste gegevens te verzamelen, door het huidige verbruik van energie en grondstoffen (inclusief water) in kaart te brengen, evenals de emissies die worden gegenereerd door bedrijven in de cluster.
  • De Community of Practice ontwikkeld binnen het WATER-MINING project zal naar verwachting een belangrijke rol spelen bij het betrekken van stakeholders, het verschaffen van toegang tot de vereiste gegevens en bij de ontwikkeling van het ondersteunend systeem.
Dit beslissingsondersteunend systeem van IMPETUS helpt besluitvormers om goed geïnformeerde beslissingen te nemen over decarbonisatiestrategieën.
icon_flood

Overstromingsrisico's

In 2050 zal de zeespiegel in deze regio naar verwachting 15-40 cm gestegen zijn, met vaker extreme weersomstandigheden en meer (zware) stormen als gevolg van klimaatverandering. Deze veranderingen zullen het natuurlijke overstromingsrisico in de IMPETUS ‘Atlantische’ regio vergroten, omdat het onder zeeniveau ligt en wordt omringd door rivieren en de zee. 

*Risico houdt rekening met twee aspecten; de kans dat een gebeurtenis zich voordoet en de negatieve impact van een dergelijke gebeurtenis als deze zich eenmaal voordoet. Wanneer de kans klein is dat een gebeurtenis plaatsvindt, maar de impact ervan enorm, is het risico nog steeds aanzienlijk. 

“In Nederland beschermt een uitgebreid dijkenstelsel ons tegen overstromingen van zee en rivieren. We hebben altijd vertrouwd op deze verdediging en ons bijna uitsluitend gericht op overstromingspreventie. Met de klimaatverandering en de stijgende zeespiegel zal de druk op ons systeem echter toenemen. Om een veilige leefomgeving te creëren en te behouden, moeten we andere veiligheidsmaatregelen ontwikkelen, zoals een robuustere ruimtelijke ordening en calamiteitenplannen."

Uitdaging

Rotterdam is gelegen in Rijnmond – ‘monding van de Rijn’. De Rijn stroomt door dit dichtbevolkte gebied en kenmerkt de regio. Beschermingen zoals zeedijken en stormvloedkeringen zijn aangelegd om de regio te beschermen, maar overstromingen komen nog steeds voor. 

Mensen in de stad zijn gewend kleinere overstromingen te zien. Het veranderende klimaat beïnvloedt de wisselwerking tussen regenval, rivierpeilen en stormen op zee, waardoor het overstromingsrisico toeneemt. Het waterpeil zou enkele meters kunnen stijgen bij een grote overstroming, zelfs in dichtbevolkte gebieden, met potentieel enorme gevolgen. 

Mitigerende maatregelen zoals stormvloedkeringen verkleinen de kans dat hoogwater de stad bereikt, maar om de gevolgen van potentiële overstromingen te minimaliseren, zijn er ook adaptatiestrategieën nodig. Een stad die zich kan aanpassen om veilig te zijn voor overstromingen, moet zorgvuldig worden ontworpen. Hoe ontwerp je zo’n adaptieve stad het beste? 

Vitale infrastructuur, zoals ziekenhuizen en evacuatieroutes, moet te allen tijde bereikbaar zijn. Plannen maken voor hoe dit, huizen en levens het beste kunnen worden beschermd, is complex. Water gedraagt zich op een complexe manier tijdens een overstroming en de risico’s vertonen sterke ruimtelijke variaties. Het IMPETUS Atlantisch-team ontwikkelt een digitale tool ter ondersteuning van regionale besluitvorming voor adaptieve stadsplanning.

icon_heat

Hoge temperaturen

In Nederland zijn de afgelopen jaren meerdere temperatuurrecords verbroken. Nu de wereldwijde temperaturen stijgen, zullen zulke extreme weersomstandigheden vaker voorkomen, en voor langere perioden. Langdurige hoge temperaturen, met zowel warme nachten als dagen, kunnen hittestress* en aanverwante gezondheidsproblemen veroorzaken, vooral onder de stadsbevolking. 

*Hittestress treedt op wanneer het menselijk lichaam overtollige warmte niet kwijt kan en kan het welzijn beïnvloeden door aandoeningen zoals een hitteberoerte, uitputting, krampen en huiduitslag. 

"We willen gemeentelijke besluitvormers die werken aan ruimtelijke ontwikkelingen in staat stellen hittestress ‘hot spots’ en koele gebieden te identificeren, de toekomstige effecten van klimaatverandering te analyseren en het effect van verschillende hittestressverlagende maatregelen te modelleren. De tool moet hen een eenvoudig startpunt bieden om hittestressrisico's te integreren in hun projecten."

Uitdaging

Ondanks de verkoelende werking van de zee in Zeeland, is het toenemende risico op hittestress een punt van zorg geworden. 

Ouderen en andere kwetsbaren worden vooral getroffen door de effecten van langdurige hitte, die hoofdpijn, duizeligheid, slapeloosheid, andere gezondheidsproblemen en zelfs de dood kunnen veroorzaken. Daarnaast tasten te hoge temperaturen ook het algemene comfort en de leefbaarheid van steden aan. De waterkwaliteit, zowel voor drinken als zwemmen, kan afnemen en de infrastructuur kan worden aangetast. Gebouwen en betonnen oppervlakken houden warmte vast en geven deze ‘s nachts weer af, waardoor de temperatuur hoog blijft. 

Tijdens hittegolven is het belangrijk dat iedereen toegang heeft tot een koele en comfortabele plek. Een goede ruimtelijke ordening kan helpen om hittestress aan te pakken en te verminderen. Omgevingsfactoren zoals oppervlaktewater, bomen en schaduw hebben een grote invloed op de stress veroorzaakt door hoge temperaturen. Daarom kunnen het planten van bomen, verwijderen van betonoppervlakken, en aanleggen van groene daken en koele ruimtes ons comfort en onze gezondheid verbeteren. Het IMPETUS Atlantisch-team ontwikkelt een digitale tool ter ondersteuning van regionale besluitvorming voor stadsplanning om aan deze behoeften te voldoen. 

icon_factory

Energie en afvalwater

Om tegen 2050 klimaatneutraal te zijn, zijn klimaatmitigatie* inspanningen cruciaal in onze strategie voor het omgaan met klimaatverandering. Het verminderen van ons energieverbruik is een belangrijke mitigerende stap. In Nederland wordt 15% van de energie verbruikt in het Rijnmondgebied rond de haven van Rotterdam, grotendeels door het grote petrochemische industriecluster. 

*Klimaatmitigatie omvat maatregelen zoals technologieën, processen of activiteiten die de emissies veroorzaakt door mensen verminderen of de capaciteit van koolstofopname verhogen. 

Uitdaging

Het petrochemische industriecluster in de Rotterdamse haven is het grootste van Europa. Het verbruikt 70% van de energie van de regio Rijnmond. Een groot deel van deze energie gaat verloren (64%, 203 petajoule), waarvan meer dan de helft hiervan met afvalwater. Bovendien zijn de meeste energieprocessen binnen deze industrieën afhankelijk van fossiele brandstoffen, wat een aanzienlijke impact heeft op het klimaat. 

Het energieverbruik moet worden geminimaliseerd en fossiele brandstoffen moeten worden vervangen door hernieuwbare bronnen om de klimaatverandering tegen te gaan. Elektrificatie van processen biedt de mogelijkheid om meer hernieuwbare energie te gebruiken en kan een grote impact hebben op decarbonisatie. Het terugwinnen van verspilde warmte zou het energieverbruik aanzienlijk verminderen en is een eerste stap naar een meer circulaire industrie. 

Het ondersteunen van industrieën bij een transitie naar klimaatneutraliteit hangt af van het identificeren van de beste manier om hun ecologische voetafdruk te verkleinen zonder in te moeten leveren op productie of prestaties. Het IMPETUS Atlantisch-team ontwikkelt een digitale tool ter ondersteuning van de besluitvorming over trajecten naar een effectieve energietransitie voor de EU-industrie. 

icon_flood

Oversvømmelse og vannforvaltning

Tromsø by ligger på en øy i det nordlige Norge, og sentrum er bygget langs sjøsiden. Tromsø har vært en by i rask vekst i mange år, og ny bebyggelse er bygget ut i havet gjennom masseutfylling.

Problemstilling

I Tromsø by er ny bebyggelse og infrastruktur spesielt sårbar for havnivåstigning og stormflo. Andre lavtliggende områder som gamlebyen, bygde kulturminner og nærings- og industriområder, er også berørt.

Tromsø påvirkes også av flom på grunn av plutselig snøsmelting, som oppstår når temperaturen om vinteren plutselig stiger langt over smeltepunktet, værsitasjoner aom ofte er forbundet med kraftig regn. Slike hendelser forventes å øke med klimaendringer.

Disse klimarisikoene er utfordrende for planlegging av tilpasning, både på kort og lang sikt, ettersom de er komplekse og påvirker både offentlige og private eiendommer.

Det arktiske demonstrasjonsområdet utvikler en digital tvilling som et verktøy til støtte for kommunal tilpasningsplanlegging.

icon_landlise

Risikoen for naturfarer øker

Nord-Norge er et unikt landskap med fjell som stiger opp av havet og fjordene. Dette utgjør en stor utfordring for veinettet, kraftoverføringslinjer og annen viktig infrastruktur.

"Forekomsten av sørpeskred og våte snøskred vil øke etter hvert som nedbøren i Arktis øker med opptil 40 % med klimaendringer. Vi må være forberedt på å tilpasse oss disse skredfarene for å gjøre det trygt i fjellet, på veiene og i bygder."

"Risikoen for jordskred for arktiske lokalsamfunn øker på grunn av økt skredfrekvens som følge av klimaendringer og urbanisering. Vi forstår ikke fullt ut sammenhengen mellom hendelsesfaktorer som nedbør og fjellskråningskollaps som fører til jordskred. Denne sammenhengen må undersøkes nærmere for å få pålitelige og troverdige varslinger."

Problemstilling

Mange landsbyer og veier er bygget i flatt terreng nederst i en fjellskråning ved kysten eller i en dalbunn. Dette gjør at mye av infrastrukturen er utsatt for tyngdekraftssrelaterte naturfarer som snøskred, jordskred og steinsprang.

Med et varmere og våtere klima i Nord-Norge forventes det at omfanget og hyppigheten av tyngdekraftsrelaterte naturfarer vil endre seg.

icon_salmon

Bærekraftig forvaltning av fiskeri og havmiljø

Økende havtemperaturer, havforsuring, stigende havnivå og hyppigere og kraftigere ekstremværhendelser har betydelig innvirkning på fiskens leveområder, vandringsmønstre og reproduksjonssykluser.

"Etter hvert som havmiljøene utsettes for stress på grunn av klimaendringene, og samfunnet har større behov for plass i kystsonen, håper vi at integreringen av Marin arealplanleggings rammeverket vil føre til bedre informerte beslutninger og til bedre klimatilpasning i regionen."

Problemstilling

Global oppvarming og konsekvenser av denne påvirker fiskeriproduktivitet, fiskens reproduksjon og helse, samt endrer havmiljøet. Dette fører til endringer i fiskebestanders utbredelse og størrelse, noe som påvirker fiskerinæringen og lokale områders egnethet for bærekraftig havbruk. Økningen i ekstreme værhendelser som en del av klimaendringene forsterker disse problemene ytterligere, og øker risikoen for biologisk ubalanse, for eksempel på grunn av skadelige algeoppblomstringer. Disse klimarelaterte utfordringene krever planleggingsstrategier for klimatilpasning på både kort og lang sikt.

For å løse dette utvikler det Arktiske demonstrasjonsområdet et Geografisk informasjonssystem (GIS)-basert visualiseringsverktøy, som skal støtte utforming av beslutninger om marin arealplanlegging i samarbeid mellom planleggere og berørte parter for bedre planlegging for fiskeri, havbruk og andre marine sektorer.

icon_storm

Extreme events

Reports from European Environment Agency indicate that over the past decades, Europe has been experiencing frequent and severe weather and climate-related natural hazards like droughts, forest fires, heatwaves, storms and heavy rain. Climate change will make these events even more intense and more frequent. The summer of 2024 was the hottest on record for Europe and globally. While up to recently the extreme events were not considered usual in Zemgale region, experience from few previous seasons raise precautions. In summer 2024, there were heaviest rains that Latvia has experienced since 1945.

The impact of various extreme weather events has been particularly pronounced in places with high population density, such as the city of Jelgava. The region’s flat topography and land surface elevation relative to sea level result in high groundwater levels, which place additional stress on the city’s drainage and storm water drainage systems.

Issue

In Jelgava, the main challenges from rainfall include high risk of flooding and damage to infrastructure during prolonged rainfall. The Lielupe River and its tributary floodplains, as well as low topography and high-water tables, make drainage and stormwater drainage systems difficult to operate. The extreme rainfall of July 2024 confirms that the existing sewerage system is inadequate to cope with such situations.  In the region’s rural areas, the threats affect both settlements and villages and fertile agricultural land, which plays an important role in the region’s economy.

Storms are the second most pronounced weather extreme in the region and, although on average winds are not expected to change significantly over the 21st century, by the end of the century (relative to the period 1971-2000) there will be a greater number of both windless days and stormy days per year.  In recent years, the Zemgale region has been severely affected by thunderstorms and storms that have brought heavy rainfall in the form of both rain and hail, destroying agricultural crops and damaging infrastructure in many places. Severe storms in summer and early autumn, when trees and shrubs are still in leaves, have caused severe damage.

Climatologists believe that the current extreme values will become the norm in the future, while extreme weather events will cause even more damage. Climate models also predict an increase in total annual precipitation over the 21st century, with an average annual precipitation in Latvia of 775.7 [±60.0] mm for minor, 806.5 [±72.8] mm for moderate and 814.2 [±79.7] mm for major climate change. Predictions foresee substantial increase in duration of heatwaves from climatic norm of 8 days to 16 [±8] days for minor, 22 [±9] days for moderate and 33 [±12] days for major climate change.

Forecasting extreme weather events is quite complicated task, as these events are characterized by short-term nature, they and spatially limited, and thus short warning times are operational. Measures for adaptation to climate change thus become essential by preparedness for more days with extreme temperatures and for more extreme precipitation events. Decision-makers and local authorities need data and information to make the necessary preparations in advance by adapting to the different scenarios and possible consequences.

Within activities of IMPETUS project, the Adaptation Pathways are elaborated for Zemgale region with particular focus on flooding occurrences from river spring floods and heavy rain events:

  • Adaptation pathways are developed to support in better management of river flood risks and heavy rain floods (flash floods).
  • Aimed to implement a set of measures for reducing the frequency and extent of flooded areas in both rural (agricultural) land and urban settlements.
  • In exchange with the stakeholders, adaptation options are identified, assessed and included in the pathways to increase adaptive capacity in Zemgale region.
  • Structural measures, e.g., upgrading of existing drainage and stormwater drainage systems, and aligning them with nature-based solutions for water retention in rural and urban areas, and cleaning of riverbeds are considered.
  • Non-structural measures for improving flood risk early warning system (EWS), increasing awareness of inhabitants and improving the efficiency of actions of competent authorities in case of floor risks are addressed.
icon_flood

Flooding

Zemgale is a very flat region, located in a lowland area with a high density of rivers. The Lielupe River is characterized by its slow course, due to Zemgale’s flat topography and the low gradient of the riverbed. The height of the Lielupe floodplain does not exceed 1 m above water level. Downstream of Jelgava, the Lielupe River drops only 5-10 cm/km. The riverbed is much lower than the average level of the Baltic Sea.

Issue

Climate change in the Zemgale region by the end of the 21st century will have a major impact on the hydrological regime.  One of the most significant changes will be increased precipitation: under a moderate climate change scenario, winter precipitation will increase by 24-38%, while under a significant climate change scenario, precipitation is expected to increase by as much as 35-51%. Maximum daily precipitation will increase by about 3-6 mm, in some places by as much as 10-12 mm. On a seasonal basis, the greatest increases in precipitation are expected during the winter and spring seasons, so that the risk of flash flooding increases significantly during the cool season, when evapotranspiration is not intense. Periods of high rainfall will alternate with prolonged droughts, which will have a particular impact on heavy rainfall events, increasing the frequency of flash floods. During heavy rainfall, short, localised flooding can be observed in both larger and smaller towns, as well as in flat rural areas.

One of the activities in Zemgale in the IMPETUS project is the improvement of the Flood Early Warning System using the HEC-RAS 2D model. This model simulates water flow in two dimensions, which is particularly useful for flood modelling and forecasting. The HEC-RAS 2D model uses two-dimensional Diffusion Wave Equations to calculate the water flow. The developed model performs 2D

Key Benefits of Using Such a Hydraulic Model

  1. Accuracy and Detail: The HEC-RAS 2D model provides high accuracy and detail, which is essential for flood risk assessment and management.
  2. Integration: The HEC-RAS 2D model can be integrated with other geographic information systems (GIS), facilitating data processing and visualization.
  3. Early Warning Systems: The model is crucial for the development of early warning systems, as it allows for the prediction of flood spread and impact, thereby helping to timely warn residents and take necessary measures.
  4. This solution automatically reads hydrological forecast data from the forecast system of the Latvian Environment, Geology and Meteorology Centre.

These model results are crucial for the operation of the Early Warning System, which uses this data to identify potential flood areas and prepare warnings at the property (cadastral unit) level.

icon_heat

High temperatures

Record-breaking summertime temperatures have been recorded in the Netherlands in recent years. With global temperatures rising, such extreme weather events will occur more often, and for longer periods. Prolonged high temperatures, with warm nights as well as hot days, can cause heat stress* and related health issues, particularly among city populations.

*Heat stress occurs when the human body cannot get rid of excess heat and can impact wellbeing through conditions such as heat stroke, exhaustion, cramps and rashes.

"We want to enable municipality decision makers who are working on spatial developments to identify heat stress 'hot spots' and cool areas, analyse the future effects of climate change, and model the effect of different heat stress-reducing measures. The tool must provide them with an easy starting point to integrate heat stress risks in their projects."

Issue

Despite the cooling effect of the sea in the region of Zeeland, the growing risk of heat stress has become a concern.

Elderly and other vulnerable people are more impacted by the effects of prolonged heat, which can cause headaches, dizziness, insomnia and other health issues – even death. Excess temperatures also affect general comfort and liveability of cities. Water quality can be reduced, both for drinking and swimming, and infrastructure can be affected. Buildings and concrete surfaces trap heat, potentially leading to damage, and release it during the night, keeping temperatures warm.

During heat waves, it is important that everyone has access to a cool and comfortable place. Appropriate spatial planning can help to decrease and deal with heat stress. Environmental factors like water bodies, trees, and shade have a major impact on stress caused by high temperatures. Therefore, planting trees, removing concrete surfaces, creating green roofs and cool spaces can improve our comfort and health. The IMPETUS Atlantic team is developing a digital tool to support regional decision making for city planning to address these needs.

icon_flood

Flood risk

By 2050, sea-level within this region is predicted to rise by 15-40 cm, with more frequent extreme weather and more (severe) storms triggered by climate change. These changes will exacerbate the natural risk of flooding in the IMPETUS ‘Atlantic’ region, because it is surrounded by rivers and the sea, and is below sea level.

*Risk takes into account two aspects; the chance that an event will occur and the negative impact of such an event once it occurs. When there is a low chance that an event will occur, but its impacts are huge, the risk is still significant.

“In the Netherlands, an extensive system of dikes protects us against sea and river flooding. We have always put our faith in this defence and focused almost solely on flood prevention. However, pressure on our system will increase with climate change and rising sea levels. To adapt and maintain a safe living environment, we should develop other safety measures, like more robust spatial planning and contingency plans."

Issue

Rotterdam city, is located in Rijnmond – ‘mouth of the Rhine’. The Rhine river flows through this densely populated area and characterises the region. Protections such as sea dikes and storm surge barriers have been constructed to protect the region, but flooding still occurs.

People living in the city are accustomed to seeing smaller floods. The changing climate affects the interplay between rainfall, river levels and sea storms, increasing the flooding risk. Water levels could rise by a few metres, even in populated areas, with potentially massive impacts. 

Mitigation measures such as storm surge barriers reduce the chance that high water reaches the city, but to minimise the impact of floods when they do occur, adaptation strategies are also needed. A city that can adapt to be safe from floods must be carefully designed. How best to design such an adaptive city?

Critical infrastructure, such as hospitals and evacuation routes, must be accessible at all times. Planning how to best protect them, homes and lives is complex. Flood water behaves in a complex way and flood risks show strong spatial variations. The IMPETUS Atlantic team is developing a digital tool to support regional decision making for adaptive city planning. 

icon_factory

Energy and waste water

To become climate-neutral by 2050, climate mitigation* efforts are crucial in our strategy for how to deal with climate change. Reducing our energy consumption is a significant mitigation step. In the Netherlands, 15% of energy is consumed in the Rijnmond area around the port of Rotterdam, in large part by a major petrochemical industry cluster.

*Climate mitigation encompasses measures such as technologies, processes, or practices that reduce carbon emissions or enhance the sinks of greenhouse gases.

Issue

The Rotterdam port petrochemical industry cluster is Europe’s largest. It consumes 70% of the Rijnmond region’s energy. A large part of this energy is wasted (64%, 203 petajoules). More than half of that energy is lost with wastewater. In addition, most energy processes within these industries rely on fossil fuels, which has a significant impact on the climate.

Energy use must be minimised and fossil fuels should be replaced by renewable sources if climate change is to be mitigated. Electrification of processes opens up the possibility to use more renewable energy and can greatly impact decarbonisation. Recovering wasted heat would significantly reduce energy consumption and is a first step towards a more circular industry. 

Supporting industries in a transition towards climate-neutrality depends on identifying how best to reduce their carbon footprint without sacrificing production or performance. The IMPETUS Atlantic team is creating a digital tool that supports decision making about pathways towards an effective energy transition for EU industry.

icon_fertilizer

Eutrophication

Due to its fertile soils, Zemgale region in Latvia is characterised by an intensive agriculture where large-scale farming dominates. Agricultural activities are well developed and focus on the cultivation of crops.

During the last decade, the area of croplands in the region has increased along with application of high amounts of mineral fertilisers. Excessive loading of nutrients (nitrogen and phosphorus) lead to eutrophication of water bodies e.g., causing overgrowing of rivers, and thus putting a pressure on biodiversity and natural habitats.

Issue

Municipal wastewater effluent is another source of eutrophication in the region. Quite often performance of wastewater treatment facilities is not sufficiently effective to ensure complete purification of waste waters causing water pollution with nutrients. As the result the ecological water quality of the rivers in Zemgale region is mostly moderate or bad.

According to water quality monitoring data of 88 waterbodies located within the Lielupe River basin district, there are 53 waterbodies having significant disperse pollution load and 14 water bodies where point source pollution load prevails (Source: LEGMC, 2024).

Climate change related increase of temperature catalyses eutrophication processes in water bodies. Climate models predict continuation of the increase of temperature thus intensifying the symptoms of eutrophication in freshwaters. Therefore, along with reduction of use of fertilisers, improvement of municipal wastewater treatment facilities, application of additional measures to prevent nutrient runoffs from agricultural land and urban environment to water bodies is of pivotal importance.

Together with regional and local stakeholders in Zemgale region, IMPETUS project partners in Latvia are developing Zemgale regional climate change adaptation plan, that will highlight the possibilities and intention of implementation of nature base solutions, e.g., constructed wetlands in Zemgale region to reduce the nutrient leakages/runoffs, reduce eutrophication intensity and improve the quality of surface waters.

icon_flood

Flooding and water management

Tromsø city is located on an island in Arctic Norway, with the center being built mostly along the shore. Tromsø has been a fast-growing city for many years, and new buildings and infrastructure are settled at water areas through land reclamation.

Issue

Increased precipitation, higher temperatures, and sea-level rise may affect urban water systems through more frequent storm surge and flooding. Other low-lying areas, such as the heritage district (“Gamlebyen”), built heritage sites, and commercial sites will be affected by flooding from extreme sea levels.

Tromsø is also affected by flooding due to sudden snow melting, occurring when temperature abruptly rises far above the melting point during winter, often associated with heavy rain. Such events are expected to increase with climate change.

These climate risks are challenging for the adaptation planning, both in a short and long-term perspective, as they are interdependent, complex, and affecting both public and private properties.

The Arctic Demo site is developing a digital twin as a tool to support municipal adaptive planning.

icon_landlise

Natural hazard risks increasing

Northern Norway is a unique landscape with mountains jetting up out of the sea and fjords. This provides a major challenge for the road network, power transmission lines, and other important infrastructure.

"Slushflows and wet snow avalanche occurrence will increase as rainfall in the Arctic increases by up to 40% with climate change. We must be prepared to adapt to these hazard events to ensure a safer society in the mountains, on roads and in settlements."

"The risk of landslides to society in the Arctic is increasing due to event frequency increase due to climate change and from urbanisation. We do not fully understand the links between event drivers such as rainfall and mountain slope collapse leading to landslides. This relationship must be investigated further to have reliable and robust early warning."

Issue

Many settlements and roads are built on the flatter terrain located at the bottom of a mountain slope near the coast or in valley bottoms. This leaves much of the infrastructure exposed to gravitational natural hazards such as snow avalanches, shallow landslides, and rockfalls.

With a warmer and wetter climate in northern Norway it is expected that the magnitude and frequency of gravitational natural hazards will change.

icon_salmon

Sustainable management of fishery and aquaculture

Rising sea temperatures, ocean acidification, rising sea levels, along with more frequent and severe extreme weather events, significantly impact fish habitats, migration patterns, and reproduction cycles.

"As marine environments are put under stress by increasing temperatures and a higher demand for space in the coastal zone, we hope to see that the integration of the Marine spatial planning framework leads to better informed decision-making and climate adaption in the region."

Issue

Global warming and the resulting consequences influence fishery productivity, fish reproduction and health, as well as aquatic habitats. This leads to shifts in the distribution and abundance of fish stocks, affecting fishery, and in the suitability of sites for sustainable aquaculture. The climate change-related increase in extreme weather events further worsens these issues and enhances biological risks such as harmful algal blooms. These climate-related challenges necessitate adaptive planning strategies for both the short and long term.

To address this, the Arctic Demo site is developing a Geographic Information System (GIS)-based visualization tool to support the co-design of Marine Spatial Planning decisions between planners and stakeholders, for better planning for fishery, aquaculture, and other marine sectors.