Sturen op schoon water

Sturen op schoon water. Eindrapportage project Monitoring Stroomgebieden. Boek over het onderzoeksproject Monitoring Stroomgebieden van Alterra en Deltares, geschreven in samenwerking met Dorothée van Tol-Leenders van Alterra, november 2011.

Download de pdf: Woestenburg 2011 Sturen op schoon water.

Sturen op schoon water

 

Vijfentwintig tips voor het waterbeheer

Het project Monitoring Stroomgebieden heeft jaren gelopen. De metingen gecombineerd met modelleren heeft gezorgd voor inzicht in de vier gebieden. Deze systeemkennis heeft ervoor gezorgd dat er gericht sturingsmogelijkheden in beeld zijn gebracht (ref Boek en achtergrondrapporten). De metingen zijn hiervoor zorgvuldig geanalyseerd. Alle analyses van de metingen en de verkregen systeemkennis hebben geleid tot tips om zicht te krijgen op de nutriëntenkwaliteit in het oppervlaktewater. Hieronder volgen de 25 belangrijkste tips:

  1. Weet wat je meet

Een open deur maar na de zeven jaar dat het project Monitoring Stroomgebieden heeft gelopen nog steeds actueel. Zo bleek in de Drentse Aa een op voorhand geselecteerd natuurmeetpunt meer een landbouwmeetpunt te zijn. Qua omvang was het areaal landbouw niet groot, maar het areaal akkerbouw dat aanwezig was, had enorme impact op de waterkwaliteit. Ook was het lang onduidelijk of er in op bepaalde meetpunten in Quarles van Ufford en de Krimpenerwaard inlaatwater of water uit het gebied zelf werd bemeten.

  1. Zorg voor een lange meetreeks

De commissie Spiertz, aanleiding van het project Monitoring Stroomgebieden, heeft het al aangegeven. Uit de resultaten van Monitoring is dit wederom gebleken.  Om trends te kunnen bepalen en om effecten van maatregelen te kunnen beoordelen is een lange meetreeks essentieel.

  1. Analyseer regelmatig de meetgegevens

Om veranderingen in meetgegevens te kunnen verklaren is het noodzakelijk om regelmatig de meetgegevens te analyseren. In het project Monitoring Stroomgebieden werd er naar gestreefd om ieder kwartaal de metingen te ontvangen en te analyseren. Hierdoor kon meestal snel worden achterhaald waardoor er afwijkende waarnemingen waren. Zo bleek een plotselinge stijging van de ammoniumconcentraties in Schuitenbeek te zijn veroorzaakt door een illegale lozing van mest.

  1. Bewaar ruwe data

Na metingen van bijvoorbeeld draaiuren als het om debieten gaat of van concentraties in het  oppervlaktewater vindt er een bewerkingsslag plaats. Echter blijft het belangrijk om de ruwe data te bewaren. Ook bij de berekening van totaal-N en totaal-P is het belangrijk de berekeningsmethoden en de originele concentraties van de deelcomponenten te bewaren. Ruwe data kan het beste worden opgeslagen in een slimme database zodat bij grondige analyse van de metingen altijd terug kan worden gevallen op de oorspronkelijke metingen.

  1. Maak gebruik van een slimme database om de meetdata op te slaan

Gemeten nutriëntenconcentraties en waterafvoeren zijn gedurende de looptijd van het project Monitoring Stroomgebieden opgeslagen in een database. Deze database is voorzien van een functionaliteit die de invoer controleert op een groot aantal potentiële fouten. Hierdoor is veel foutieve invoer voorkomen. Tevens kan de database op basis van de opgeslagen gegevens afgeleide gegevens berekenen. Zo kon bijvoorbeeld het totale stikstofgehalte worden geschat op basis van afzonderlijke stikstofcomponenten.

  1. Maak gebruik van modellen naast de metingen voor extra inzicht

Om inzicht te krijgen in tijd en ruimte waar geen metingen van beschikbaar zijn, kunnen modellen goed van pas komen. Zo bleken er geen waterafvoergegevens van Quarles van Ufford en Krimpenewaard over enkele jaren beschikbaar. Met behulp van de modellen konden er toch uitspraken worden gedaan over het nutriëntentransport in die jaren. Daarnaast is uit het project Monitoring Stroomgebieden gebleken dat om de bijdrage van diverse bronnen en routes aan de oppervlaktewaterkwaliteit vast te stellen modelinformatie noodzakelijk is.

  1. Combineer afvoer- en kwaliteitsmeetpunten

Om te weten wat het nutriëntentransport in een watersysteem is, zijn naast concentratiemetingen ook afvoermetingen op dezelfde locatie noodzakelijk. In de vier gebieden van het project Monitoring Stroomgebieden blijkt dat dit namelijk vaak niet het geval is. Het combineren van afvoer- en kwaliteitsmeetpunten levert inzicht in de transportroutes en biedt de mogelijkheid om vrachten te berekenen en een nutriëntenbalans voor een gebied op te stellen.

  1. Gebruik vrachten voor vaststellen afwenteling en nemen van maatregelen

Vrachten zijn belangrijk voor stofbalansen en bronnenanalyses en daarmee voor de selectie van de meest kosteneffectieve maatregelen ter verbetering van de waterkwaliteit. Daarnaast zijn vrachten noodzakelijk om afwenteling tussen gebieden of naar benedenstrooms oppervlaktewater vast te stellen. Zo heeft het gebied Schuitenbeek te maken met droogval. Soms worden er hoge concentraties gemeten, maar vindt er nauwelijks watertransport plaats. In situaties met hoge neerslag is het net anders om dan wordt er vanuit Schuitenbeek afgewenteld op de randmeren.

  1. Ijk en controleer regelmatig debietmeters

In het project Monitoring Stroomgebieden is onderzocht wat de onzekerheden in debietmetingen zijn. Uit de inventarisatie in de vier proefgebieden vooraf bleek dat slechts enkele debietmeetlocaties behoren tot de ISO-standaarden en enkele meetlocaties (beperkt) geijkt zijn. Om betrouwbare vrachtberekening te kunnen uitvoeren is deze informatie belangrijk.

  1. Meet frequent in de tijd voor fosfor

Het gebied Schuitenbeek is een voorbeeld van een snel reagerend systeem. In snel reagerende systemen dient continue fosfor gemeten te worden om te weten wat het effect van een hevige regenbui op de oppervlaktewaterkwaliteit is. Ongeveer 40% van de gemiddelde totale jaarvracht voor fosfor vond plaats tijdens een week in augustus 2010 door hevige regenbuien. Voor een goede vrachtbepaling moeten de concentraties tijdens deze piekafvoeren gemeten worden.

  1. Maandelijkse metingen is voldoende voor stikstof

Uit statistische analyse van de metingen voor de vier gebieden blijkt dat voor stikstof kan worden volstaan met een lagere waarnemingsfrequentie dan voor bijvoorbeeld fosfor. Dit komt doordat voor stikstof de variatie tussen zomer en winter veel bepalender is dan de concentratieverandering tijdens buien. Uit de analyse blijkt dat maandelijkse metingen voldoende zijn voor betrouwbare waarnemingen voor stikstof.

  1. Meet chlorofyl alleen in het voorjaar

Om het moment van algenbloei te kunnen bepalen, is in het project Monitoring Stroomgebieden een aantal jaar chlorofyl-A het gehele jaar gemeten in plaats van alleen in het zomerseizoen. Uit deze metingen bleek dat voor met name voor de zandgebieden Drentse Aa en Schuitenbeek de piek in chlorofyl-A in een korte periode werd waargenomen. Bemonstering van chlorofyl-A is zinvol in de maanden maart, april, mei en juni.

  1. Winterconcentraties geven de bijdragen de bronnen van het landsysteem aan

Voor de gebieden Schuitenbeek, Quarles van Ufford en Drentse Aa blijkt dat de zomerconcentraties weinig zegt over de bijdrage vanuit het landsysteem, zoals bijvoorbeeld de landbouw, aan de oppervlaktewaterkwaliteit. In de winter spoelt namelijk het water van het landsysteem af en uit. In de zomer is er een neerslagtekort en zijn andere bronnen en processen bepalend voor de oppervlaktewaterkwaliteit.

  1. Meet nitraat om inzicht te krijgen in de bijdrage van de landbouw

In het gebied Drentse Aa zijn er meetpunten die  hoofdzakelijk een beïnvloeding van de landbouw kennen of volledig als achterland natuur hebben. Uit analyses van de metingen blijkt dat een duidelijke relatie tussen landbouw en de hoeveelheid nitraat dat wordt gemeten in het oppervlaktewater. Ook voor de landbouwsloten in de andere gebieden geldt dat nitraat de enige nutriëntencomponent waarvoor met zekerheid kan worden gezegd dat landbouw de enige bron is. De andere stikstof- en fosforcomponenten kunnen ook via kwel of mineralisatie van de (water)bodem in het oppervlaktewater terecht komen.

  1. Meet gadolinium om te weten tot hoever het inlaatwater het gebied binnendringt

Gadolinium is voor het gebied Quarles van Ufford gebruikt als tracer voor inlaatwater. Op basis van gadoliniummetingen die zijn uitgevoerd voor het gebied Quarles van Ufford kon worden vastgesteld in hoeverre de verschillende monitoringslocaties door inlaatwater beïnvloedt worden. Anders dan vooraf gedacht drong het inlaatwater niet in alle haarvaten van het watersysteem door. Dit is belangrijk bij de interpretatie van de meetgegevens en het onderscheiden van de invloed van landbouw en inlaatwater op de waterkwaliteit.

  1. Gebruik het bodemmeetnet als earlywarning system

Veel nutriënten in de bodem spoelen via ondiepe stromingsroutes uit naar het oppervlaktewater. Beschikbare bodemmeetnetten kunnen daarom nuttige informatie opleveren over nutriëntenbijdragen die vanuit het landsysteem naar het oppervlaktewatersysteem spoelen. Dit blijkt bijvoorbeeld voor de Drentse Aa zeer belangrijk. De toename in nitraatconcentraties in het grondwater en fosfaatgehalte in de bodem voorspelt op de lange termijn ook een toename van nutriëntenconcentraties in het oppervlaktewater.

  1. Doel bepaalt hoeveelheid ortho-fosfaat

Bij analyse van meetdata in de Drentse Aa werden er verschillen in hoeveelheid ortho-fosfaat waargenomen in de meetreeksen van  het laboratorium van waterschap Hunze en Aa’s en het Waterlaboratorium Noord. Uit (ring)onderzoek tussen veldmedewerkers en laboratoria bleek dat het verschil werd veroorzaakt door aanzuring van het monster in het laboratorium of in het veld. De verklaring van dit verschil zit in het doel wat beide waterbeheerders hebben met data. Het waterschap gebruikt het om de kwaliteit van het oppervlaktewater vast te stellen en Waterlaboratorium Noord gebruikt voor controle van de inname kwaliteit van het drinkwater.

  1. Meet sulfaat als indicator voor fosfornalevering en landbouwinvloed

Voor de Krimpenerwaard is aangetoond dat sulfaat een goede indicator is voor de mate van nalevering van fosfor uit de waterbodem. Tegelijk met een toename van fosforconcentraties in het oppervlaktewater wordt een afname van sulfaat waargenomen. In gebieden met pyriet in de ondergrond duiden verhoogde sulfaatconcentraties op nitraatafbraak door pyrietoxidatie. In dit geval is sulfaat een indicatie voor landbouwinvloed.

  1. Meet bicarbonaat in het oppervlaktewater voor de bijdrage vanuit grondwater

Door in vrij afstromende gebieden bicarbonaat te meten wordt inzichtelijk wat de invloed van het grondwater op de kwaliteit van het oppervlaktewater is. In droge periodes voeren beken relatief schoon diep grondwater af met hoge bicarbonaatconcentraties. Door bicarbonaat te meten kan worden bepaald wat de basisafvoer condities in een gebied zijn.

  1. Meet ook in de haarvaten en bovenlopen

Uit het project Monitoring Stroomgebieden blijkt dat waterkwaliteitsmetingen in kleinere watergangen erg relevante informatie opleveren over de relatie tussen landgebruik en oppervlaktewaterkwaliteit. De kleinere sloten en de bovenlopen van beken worden immers het minste beïnvloed door andere bronnen van verontreiniging. De invloed van landbouw is het duidelijkst in kleinere landbouwsloten waar geen inlaatwater en/of rwzi-effluent kan komen.

  1. Meet drain- en greppelwater

Water dat via drains en greppels wordt afgevoerd naar het oppervlaktewater wordt zowel door de provincie als de waterschappen niet systematisch onderzocht. Toch zijn het juist deze snelle afvoercomponenten die voor de grootste belasting van het oppervlaktewater met meststoffen zorgen. Hiernaast geldt dat maatregelen die aan het oppervlak worden genomen in het greppel- en drainwater het eerst merkbaar zullen zijn. Binnen het project Monitoring Stroomgebieden zijn de modellen gevalideerd met behulp van oppervlaktewaterdata omdat meetdata van drain- en greppelwater voor de validatie ontbrak.

  1. Meet alle belangrijke water- en stoffluxen

Voor een sluitende water- en stoffenbalans is het van belang dat alle relevante in- en uitposten voor water en nutriënten bekend zijn. Daarvoor moeten stofvrachten worden bepaald op strategisch gekozen locaties zoals uitstroompunten van (deel)stroomgebieden en bij eventuele inlaten. Ook de bijdrage van de belangrijkste puntbronnen (lozingen) van verontreiniging moeten bekend zijn. Hiernaast zijn de fluxen en concentraties vanuit neerslag en kwel belangrijk om uiteindelijk te kunnen bepalen welke maatregelen het meest effectief zullen zijn.

  1. Meet gemiddelde concentraties

Steekmonsters geven slechts een momentopname van veelal zeer variabele concentraties in het oppervlaktewater. Gemiddelde concentratiemetingen leveren betere vrachtschattingen op. Gemiddelde concentraties kunnen gemeten worden met bijvoorbeeld automatische monstername-apparatuur. Het verschil tussen steekmonster en continue bemonstering is voor het gebied Schuitenbeek inzichtelijk gemaakt.

  1. Krijg zicht in veranderingen in het landgebruik

De uitspoeling van nutriënten is gerelateerd aan een teelt. Zo spoelt er meer nutriënten uit onder mais dan onder grasland. Veranderingen in teeltplan kan gevolgen hebben voor de waterkwaliteit. Zo is het areaal maïsland in de Drentse Aa in de afgelopen paar jaar toegenomen. Of dit effect heeft op de waterkwaliteit is nu nog niet te meten in het oppervlaktewater.

  1. Maak geen gebruik van biotische parameters als indicatoren voor het mestbeleid

Uit een literatuurstudie in het kader van het project Monitoring Stroomgebieden blijkt dat biotische parameters, zoals algen en waterplanten, door veel factoren worden beïnvloed en veranderingen niet direct aan een verandering in nutriëntentoestand kunnen worden gerelateerd. Daarnaast is de reactietermijn onvoorspelbaar. Omdat een reactie niet voor de hele range aan nutriëntenconcentraties optreedt, zijn biotische parameters geen geschikte indicatoren om in de huidige toestand veranderingen in de nutriëntenbelasting van beken en sloten als gevolg van bijvoorbeeld het mestbeleid te volgen.

 

0 antwoorden

Plaats een Reactie

Meepraten?
Draag gerust bij!

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Time limit is exhausted. Please reload the CAPTCHA.