een analyse van waterecosysteemdiensten in vlaanderen: wat kunnen
advertisement
EEN ANALYSE VAN WATERECOSYSTEEMDIENSTEN IN VLAANDEREN: WAT KUNNEN WE WINNEN DOOR EEN GEPAST BELEID INZAKE INFILTRATIE EN RETENTIE? Jan Staes, Dirk Vrebos, Katrien Van der Biest & Patrick Meire Universiteit Antwerpen, Departement Biologie Effecten op Ecosysteemdiensten (veranderend) WATERSYSTEEM (veranderend) KLIMAAT Bodemafdichting (verstedelijking) Run-off, overstromingen Interceptie ((naald)bossen) Laagwater episodes Grondwateronttrekking (drinkwater, industrie) (lokale) grondwaterpeildalingen Verlies aan bodemorganische koolstof Drainage (landbouw & verstedelijking) Verlies aan nutrientenretentie en verwijdering Water is een drijvende kracht achter vele processen en mechanismen die ten grondslag liggen aan ecosysteemdiensten. Bijdrage aan eutrofiëring Verlies aan biodiversiteit Klimaatverandering kan een katalysator zijn voor een beleid richting hydrologisch herstel 2 Ingrepen land => ingrepen op hydrologie Verhoogde gevoeligheid voor meteorologische extremen Indicatoren oorzaken? • • • Verlies aan infiltratie? Verlies aan retentie? Grondwater onttrekkingen? INFILTRATIE Infiltreren van hemelwater Verlies aan infiltratie? Potentiële infiltratie HOOG LAAG Potentiële infiltratie - bodemkundig Interceptie en verdichting http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/13_1_1 Actuele infiltratie – bodem + landgebruik http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/13_2_3 Actuele infiltratie http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/13_3_1 HOOG LAAG Maximale interceptieverliezen Rel. Interceptieverliezen Hoog Laag http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/13_2_2 Bosomvorming van naaldbossen en heideherstel zullen positieve effecten hebben. Een groot aandeel naaldbos bevindt zich op zeer droge zandgronden in de Kempen. Interceptie Intensere, maar minder frequente neerslag kan positief zijn voor grondwateraanvulling omdat het interceptieverliezen vermindert Cijfers verschillen tussen studies: Interceptie is enerzijds afhankelijk van de demorfologie morfologievan vandedeboomsoort boomsoortenende dedichtheid dichtheidvan vandedestand. stand.Anderzijds Anderzijds speelt de spreiding van de neerslag neerslag een belangrijke rol (IDF) Maximale afstromingsverliezen => actuele bodembedekking en waterzuiveringsinfrastructuur Maximale afstromingsverliezen => actuele bodembedekking en waterzuiveringsinfrastructuur Verharde oppervlakte (%) http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/13_2_1 Hoog Laag Totale infiltratieverliezen t.o.v. Bodemkundig potentieel Verschil absoluut (mm/j) HOOG LAAG mm/jaar 13_4_2 Verschil relatief (%) HOOG LAAG 13_4_1 http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/13_4_1 http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/13_4_2 WATERRETENTIE Vasthouden van ondiep grondwater Versterken van basisdebieten? Mitigeren impact onttrekkingen? Verlies aan waterretentie? Potentiële retentie HOOG HOOG LAAG LAAG Potentieël - bodemhydrologisch Drainage en freatische winningen http://www.ecosysteemdiensten.be /cms/indicator/14_1 8 Actuele retentie (enkel imp. drainage) Actuele retentie http://www.ecosysteemdiensten.be /cms/indicator/14_3_4 HOOG LAAG => Begroten van de acute waterstock in de bodem => Verliezen door drainage http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/14_4_4 m³/Are verlies aan waterstock Gebaseerd Vaak beperkt optot algemene peildalingen aannames van enkele waarbij 10-tallen drainage cm, ingeschat maar welwordt van o.b.v. landgebruik toepassing op envele waterlopendensiteit kleine gebiedjes (10 (aannames cm = approx. zijn aanpasbaar). 5 m³) Detailbeeld voet Kempense Heuvelrug m³/Are verlies aan waterstock Historische grondwaterpeilen http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/14_4_4 Verliezen door drainage => in rekening brengen van grondwateraanvoer http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/16_1_2 Liter/m²*dag Maximale (of relatieve) inschatting op basis van topografische en bodemkundige indices. Gaat uit van een permanente drainage. Onttrekking freatisch grondwater Som maximaal vergund jaardebiet binnen blok van 10 km* 10 km ten opzichte van de infiltratie binnen datzelfde blok. Vergund volume (m³/year) http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/04_6_1 Relatieve winningsdruk (% inf/jaar) Onttrekkingsgraad (% inf.) HOOG LAAG Ten opzichte van een historisch referentiebeeld is er een algemeen verlies aan retentiecapaciteit door grondwaterpeildalingen... Verschil actuele/potentiële retentie HOOG LAAG Potentiële retentie HOOG LAAG Actuele retentie Implicaties voor waterlopen: • Verminderde waterkwaliteit door lagere basisdebieten • Verminderde nutrientenverwijdering door verlies aan plas-dras zones en kwelgebied • Vrijstelling nutrienten door verdroging van organisch rijke (natte) bodems • Impact op biodiversiteit (door verdroging en interne eutrofiëring) HOOG LAAG Keren van trends is mogelijk Integraal waterbeheer = herstelbeheer Infiltreren, vasthouden, bergen en afvoeren Complementariteit met herstel ESD Ruimte Vlaanderen Voldoende visie & expertise Maar gebrek aan slagkracht? Semi-artificiële oplossingen Afstroming => infiltratie? Doorgedreven implementatie hemelwaterverordening in de komende decennia. Verharde Iedere vierkante oppervlakte meterisverhard nog grotendeels oppervlakaangesloten aangeslotenop ophemelwaterafvoer infiltratievoorzieningen naar staat Lokaal geconcentreerde = vrijwel geen waterzuiveringstations ongeveer gelijk met 2 m²infiltratie natuurlijke infiltratie (opinterceptie grasland).of evapotranspiratie http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/13_2_1 65kan Wat % verhard dit betekenen oppervlak op niveau heeft voldoende Vlaanderen? diepe grondwatertafel 15 % verhard oppervlak heeft onvoldoende diepe grondwatertafel Een oefening met de volgende randvoorwaarden: Grondwaterstand (> 1m) en Doorlaatbaarheid bodem (> 10 mm/u) Algemene efficientie = 75 % (612 mm/j) Haalbaarheid afhankelijk van verhardingsgraad in omgeving (R 250 m) • Bvb 90 % verhard => 10 % infiltreert; 30 % verhard => 70 % infiltreert Resterende infiltratie(%) verliezen naar RWZI Totale haalbaarheid obv grondwaterdiepte, doorlaatbaarheid en verstedelijkingsgraad Verhardingsgraad binnen straal 150 m Resultaat: Voldoende bijkomende infiltratie om in alle bekkens de resterende aangesloten verharding te compenseren. Ijzerbekken Leiebekken Boven-Scheldebekken Demerbekken Netebekken Bekken Brugse polders Bekken Gentse kanalen Beneden-Scheldebekken Denderbekken Dijlebekken Maasbekken Potentieel (mm/jaar) 208 (100 %) 243 (100 %) 216 (100 %) 243 (100 %) 312 (100 %) 257 (100 %) 289 (100 %) 261 (100 %) 198 (100 %) 223 (100 %) 303 (100 %) Actueel (mm/jaar) 205 (98%) 234 (96%) 212 (98%) 233 (96%) 291 (93%) 249 (96%) 277 (96%) 245 (94%) 194 (97%) 213 (95%) 287 (94%) Na herstelscenario (mm/jaar) 212 (101%) 255 (104%) 219 (101%) 245 (100%) 309 (99%) 262 (101%) 292 (101%) 269 (103%) 203 (102%) 226 (101%) 302 (99%) Maar welke (lokale) implicaties brengt dit met zich mee? Grondwateroverlast (woonwijken, landbouw)? Afstroming op vernatte/verzadigde bodems? Grondwaterkwaliteit? Gevolgen van ruimtelijk sterk geconcentreerde infiltratie zit (nog) niet in modellen vervat Maar ook de meer natuurlijke oplossingen... Green Infrastructure - Ecosysteemdiensten? Maatregelen die tot doel hebben de stockage en infiltratiecapaciteit van het landschap te verbeteren door ecosystemen te herstellen en gebruik te maken van natuurlijke processen. Bovenstroomse systemen met tijdelijke hoge grondwaterstanden Bronbeek systemen Bovenstroomse valleisystemen Benedenstroomse valleisystemen Grondwater fluctueert sterk Ondiep in voorjaar, diep in najaar Grotendeels verloren Estuariene systemen Slecht gedraineerde, gegaan“waterzieke” gronden A A B A A A A Aangepassing van (Fan & Miguez-Macho, 2011) Bovenstroomse systemen met tijdelijke hoge grondwaterstanden Bronbeek systemen Bovenstroomse valleisystemen Benedenstroomse valleisystemen Verlagen van voorjaars grondwaterstand Estuariene systemen Herstel? Aanleggen van drainage grachten A A B A A A A Aangepassing van (Fan & Miguez-Macho, 2011) • Ja, maar beleid ruimtelijk differentiëren Betere inzet van middelen, subsidies Belangrijke grondwatervoedingszones prioriteren • Herstel/herwaardering van NWRA’s Bij voorkeur bovenstrooms Landschapsvormen die mogelijkheden bieden voor uitgestelde infiltratie Topografische analyse infiltratie-kwel patronen Combineren van verschillende ruimtelijke (temporele) schaalniveau’s Tijdelijk nat in droog gebied Permanent nat Kleinschalig nat & Grootschalig droog Kleinschalig nat & Grootschalig nat Grootschalig (2 -10 km) Kleinschalig (< 2 km) Kleinschalig droog & Grootschalig droog Kleinschalig droog & Grootschalig nat Permanent droog Tijdelijk droog in nat gebied http://www.ecosysteemdiensten.be/cms/indicator/bl_tpi Retentie voor uitgestelde infiltratie (ondiepe GHG, diepe GLG) Grondwaterconservering (ondiepe GHG, ondiepe GLG) Directe infiltratie (diepe GHG, diepe GLG) Infiltratie en retentiebeleid = Beheersen van waterbalansen = Ecosysteemdiensten DIRECTE INFILTRATIE WATERVOORZIENING: GRONDWATER AANVULLING VERMEDEN OVERSTROMINGEN/HOOGWATER UITGESTELDE INFILTRATIE DOOR RETENTIE IN HOGER GELEGEN DEPRESSIES EN BRONGEBIEDEN VERMEDEN LAAGWATER EPISODES VERMEDEN BODEMEROSIE GRONDWATER (KWEL) VASTHOUDEN KOOLSTOFOPSLAG... NUTRIENTENVERWIJDERING ... Uitdagingen voor de toekomst Om de impact is van maatregelen inzake (uitgestelde) infiltratie in te schatten is het nodig om: Dergelijke maatregelen/ingrepen grondig te bestuderen Conceptuele modellen op te maken Dergelijke systemen te integreren in ruimtelijk expliciete hydrologische modellen Herstel scenario’s op te maken Bedankt voor uw aandacht! De meeste van de getoonde kaartlagen kan u raadplegen en downloaden op de site: www.ecosysteemdiensten.be Wij ontvangen graag uw feedback: [email protected]
