Troebel water verhelderd

Troebel water verhelderd
Ellis Penning
met dank aan o.a. Maarten Ouboter, Rob Uittenbogaard, Menno Gensebergen
Over meren en plassen…
Troebelheid vaak centrale problematiek
Waar komt troebelheid vandaan?
Wat draagt bij aan de troebelheid?
Wat kun je er aan doen?
19 maart 2015
KRW-doel / omslagen
Ecologische Sleutel Factoren
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Productiviteit water
Lichtklimaat
Productiviteit bodem
Habitatgeschiktheid
Verspreiding
Verwijdering
Organische belasting
Toxiciteit
Context
KEN EN BEGRIJP UW SYSTEEM!
Watersysteem-analyse
Bron: Stowa, 2014
19 maart 2015
Licht, zaadbank en kans op kieming
10
Propagule bank biomass (g m-2)
0.90
8
0.80
0.70
6
0.60
4
0.50
0.40
2
0.30
0
0.20
0
5
10
15
20
25
Light availability at sediment (% of surface light)
Bron: M. vd Berg (Waterdienst, unpubl. data)
19 maart 2015
Voldoende licht voor waterplanten?
ja
>4% licht op
de bodem?
nee
Licht =
OK
Hoe dragen
verschillende typen
zwevende deeltjes bij
aan uitdoving van
licht?
humus/
opgeloste
stoffen
Anorg.
zwevend
materiaal
Actief
detritus
Refractair
detritus
algen
19 maart 2015
Scheffer 1998 – ecology of shallow lakes
troebelheid
troebelheid
19 maart 2015
Hoe ver kan je uitdoving reduceren?
Lambert-Beer:
I
z
I (0) e
Licht uitdoving door:
kz
Waarin
I(z) = licht op diepte z (W m-2)
I(0) = licht aan het oppervlakte (W m-2)
k = extinctiecoëfficiënt (m-1)
z = diepte (m)
4% licht is GEMIDDELD nodig voor
kieming waterplanten*:
I( z)
I (0)
• humuszuren (DOC)
• Anorganisch zwevend stof (klei/silt deeltjes)
• Algen
• Actief Detritus (dode algen, snel omzettend)
• Refractair Organisch Detritus (veendeeltjes,
langzaam afbreekbaar.)
Expo = 5 – 7.2
(0.6 – 0.07%)
Expo = uitdoving * dipete
(% licht op de bodem)
Anorg. ZS &
Refr. Detritus
4%
Expo = 3.2 (4%)
Algen & Actief
Detritus
Chemisch
=>” Expo” = k (m-1) * z (m) = max. 3.2
* e.g: De Winton MD et al (2004) Aquatic Botany 79: 175-187
Dobberfuhl, DR (2007) Aquatic Botany 86 (4): 346-352.
19 maart 2015
Humuszuren
(0.9-1.6) Diepte
Oorsprong
Expo = 0 (100%)
Maatregelen grijpen in op processen
Chemisch
Mechanisch
Macro/meio
-fauna
(Scheffer, 1993)
Biologisch
19 maart 2015
Wat voor maatregelen?
1. Chemisch spoor:
• Brongerichte nutrienten-reductie (externe + interne belasting)
• toeslagstoffen waar nodig, flexibel peil, tijdelijke droogval
2. Mechanisch spoor:
• Luwtestructuren,
• Verdiepingen,
• Verondiepingen,
• Afdekken met zand
• Drijvende constructies (rijsmatten)
• Reguleringen vaartuigen
• Slimme oevers
• Bellenschermen
3. Biologisch spoor: Actief Biologisch Beheer:
• Ongewenste soorten bestrijden
• Gewenste soorten stimuleren (paaiplaatsen voor/ uitzetten van
gewenste soorten incl. roofvis, habitatverrijking, oogsten
19 maart
2015mosselen)
rivierkreeft, inzet
van
Over wind
Markermeer - houtribdijk
19 maart 2015
Relatie wind – opwervelend sediment
Wind (U) => Strijklengte (F) => Golven (Hs, ) => Bodemschuifspanning ( )
=> sedimentatie of resuspensie
Hs = 5.1 *10-4 * (0.71 U1.23)*F0.5
(Shorte Protection Manual, US Army Corps Eng. 1984)
Als waterdiepte 0.5* golflengte , dan is de orbitaalbeweging van de golf exponentieel
afgenomen tot minder dan 5% van de waarde aan het oppervlak.
sedimentatie
evenwicht
crit, sed
schuifspanning
19 maart 2015
opwerveling
crit, res
Wind en water beweging:
afhankelijk van strijklengte en diepte
Bft
wind gem.
snelheid over 10
minuten (m/s)
0
0 – 0.2
1
0.3 – 1.5
2
1.6 – 3.3
3
3.4 – 5.4
4
5.5 – 7.9
5
8.0 – 10.7
6
10.8 – 13.8
7
13.9 – 17.1
8
17.2 – 20.7
9
20.8 – 24.4
10
24.5 – 28.4
11
28.5 – 32.6
12
> 32,6
Hurdle D.P. & R.J.H. Stive 1989.
. Coastal Engineering (12), pp. 339-351.
19 maart 2015
Elke bodem is anders
Stage 1 = 30 rpm = 50 mm/s = 5 m/s wind = 3 Bft
Stage 2 = 60 rpm = 140 mm/s = 8 m/s wind = 5 Bft
Reeuwijk hoge erosiegevoeligheid, Nieuwkoop lage erosiegevoeligheid
Bodem consolidatie tijd tussen events beïnvloedt bodemstabiliteit
Dieper = minder events
(Penning et al, hydrobiologia 2012)
19 maart 2015
Luwtemaatregelen in Loosdrecht?
Gemiddelde diepte 1.77 m, golf lengte > 2*depth
huidige situatie
6.34 % gemiddeld
‘lichte’ optie
4.41 %gemiddeld
Afdekken met zand
3.41%
‘zware’ optie
0.95 % gemiddeld
19 maart 2015
Combinatie van maatregelen
Scenario Loosdrecht
Tau crit.
overschrijding
referentie (huidige situatie)
6.04 %
Lichte optie
3.72 %
Zware optie
1.05 %
Lichte optie #2
2.07 %
referentie + 15 cm peil fluctuatie winter
4.75 %
Lichte optie + 15 cm peil fluctuatie
winter
2.79 %
Lichte optie + strategisch bezanden
2.85 %
light optie + bezanden + 15 cm peil
fluctuatie winter
2.10 %
NB: 6% = 21 dagen / jaar
19 maart 2015
Verdiepingen ?
Overschrijdingskans op een bodemschuifspanning > 0.01 Pa
Huidige situatie
19 maart 2015
Met verdiepingen
1+1=3
Huidig
Alleen P
reductie
Alleen
verdiepen
verdiepen + P
reductie
Potentieel areaal
waterplanten (>4%) (ha)
111
282
210
502
detritus concentrati3
(mgC/l)
3.8
3.5
2.7
2.2
extinctiecoëfficiënt (m-1)
2.5
2.0
2.2
1.6
max. diepte
waterplanten (m)
1.3
1.6
1.5
2.0
(Penning et al, J. Limnol. 2010)
19 maart 2015
Stroken volgen historische indeling
Effectief alternatief
situatie 1935
3 februari 2011 - update van
20
Historisch alternatief
bevaarbaar alternatief zeilers
3 februari 2011 - update van
21
Conclusies voor mee naar huis
•
•
•
•
•
Ken UW systeem, ESF als hulp bij het nadenken hierover
Gebruik ervaringen van anderen, maar verwacht niet dat het per
definitie net zo werkt in uw systeem: uw systeem is net even anders
Een goede watersysteemanalyse is altijd nodig en nuttig
Alleen Secchi-schijf meten is meestal niet voldoende voor goed
begrip helderheid.
Meet ook extinctie en bijdragende stoffen (chl-a, zwevend stof,
gloeirest, achtergrondsextinctie – humus) en diepte
Maatregelen kiezen?
• Beslis welk spoor het meest effect heeft
• Plaats maatregelen in historisch landschappelijk perspectief
• En vergeet de bewoners niet!
19 maart 2015
Vragen?
19 maart 2015