Sediment en erosie Bronnen van sediment

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Sediment en erosie Bronnen van sediment"

Tessa de Meyer
5 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Sediment onderzoek WL Sediment en erosie Bronnen van sediment Jan de Schutter 1

2 sediment = Alle bodemdeeltjes die door erosie getransporteerd w(e)orden en ergens afgezet w(e)orden! Speciaal geval: authigeen sediment, wat lokaal is ontstaan (anorganisch, organisch ) 2

3 3

4 sediment, is er een probleem?? Sedimentatie dus baggeren (kost) Erosie: gevaar voor constructies (kost) Sedimentatie en erosie in overstromingsgebieden (GGG/GOG) Sediment bepaalt mee de kwaliteit van water (chemisch & biologisch, MORFOLOGIE): E-KRW! Nautische bodem, varen in sliblagen Specifieke problemen Scheldebekken: zand en slib, turbiditeitsmaxima in getijdengebieden, Antwerpen Haven (Deurganckdok, toegang sluizen), Efficiënt en effectief baggeren en storten (effecten) 4

5 1. MECHANISCHE EROSIE van bodem, rivierbedding en oevers 2. AFSPOELING van verharde oppervlakten (wegen, daken, ) 3. LOZINGEN huishoudens, bedrijven, riool(overstorten) 4. CHEMISCHE EROSIE van de ondergrond AUTHIGENE OORSPRONG o.m. vorming colloïden vlokken, (algen, planten (OS), ) 5

6 MECHANISCHE EROSIE van de bodem 6

7 AFSPOELING van verharde oppervlakten (wegen, daken, ) Kwaliteit van afstromend wegwater bij rijkswegen en provinciale en gemeentelijke wegen Autosnelweg Provinciale autoweg Gemeenteweg Regen Verontreiniging N-Z-Holland La Cabine Lelystad Breda DAB ZOAB DAB DAB DAB DAB Zwevend stof mg/l ( ) (2-70) (5-300) ( ) NOx-N mg/l 0,5 / 0,9 1 / ,9 (1-26) Kj-N mg/l 1 / 2 1 / 2 2,7 CZV mg/l 143 / / BZV mg/l ,7 (4,1-16) Cd μg/l 1 0,1 0,7 < 0,4 1,6 0,2 (1-5) (0,1-1) (0,1-6,5) (< 0,4-0,52) 10 0,5 Cr μg/l ,5 (3-26) (0,4-3) (1-47) (< 2-14,8) Cu μg/l ,2 2,0 (11-163) (14-107) (2-160) (22,8-140) Ni μg/l < 10 0,6 (4-15) (1-9) (1-21) (< 10 - < 10) Pb μg/l ,5 * 10 4,6 (51-195) (2-34) (5-110) (< ) 5-110) Zn μg/l , ( ) (18-133) (22-700) ( ) (52-900) Olie mg/l 4 < 0,1 0,5 1,0 4,1 0,58 < 0,1 (3-8) (< 0,1-0,2) (0,025-2,7) (0,55-1,2) (0,10-0,86) PAK(VROM) μg/l 3,7 / 4,3 < 0,2 / 0,2 0,9 0,8 2,5 0,4 (0,0-5,3) (0,43-1) (1,3-14) * Gemeten in 1980 toen nog loodhoudende benzine werd gebruikt. 7

8 CHEMISCHE EROSIE van de ondergrond 8

9 CHEMISCHE EROSIE van de ondergrond 9

10 CHEMISCHE EROSIE van de ondergrond 10

11 Bronnen van sediment AUTHIGEEN SEDIMENT diatomeeën in scheldeslib (t.h.v. Hamme) 11

12 AUTHIGEEN SEDIMENT diatomeeën in scheldeslib (t.h.v. Hamme) 12

13 13

14 OVERZICHTSTABEL SEDIMENTBRONNEN cf. BEKKENRAPPORTEN Enerzijds berekende waarden voor erosie (Soil Loss Equation), anderzijds meetwaarden voor lozingen (VMM) Bronnen sediment in Vlaanderen (gegevens uit Omgevingsanalyses Bekkenbeleidsplannen AMINAL afd. Water/ VMM) sedimentbronnen lozingen: jaar 2000 totale export (ton/jaar) bodemerosie huishoudens waterzuivering bedrijven overstorten (ton/jaar) % (ton/jaar) % (ton/jaar) % (ton/jaar) % (ton/jaar) % Netebekken 7316, niet gekend niet gekend Maasbekken niet gekend niet gekend opmerking: ongeveer 1/3 van de hoeveelheid sediment afkomstig van huishoudens en industrie komt via waterzuivering Dijle- Zennebekken , ,75 2 niet gekend opmerking: met het aandeel van het Brussels hoofdstedelijk Gewest wordt geen rekening gehouden voor de berekening van sedimentaanvoer Gentse Kanalen ton/jaar = 21% niet gekend Boven Schelde niet gekend niet gekend Ijzerbekken Demerbekken-scen Demerbekken-scen Leie Dender Beneden Schelde ? ? Brugse Polders totaal Vlaanderen totaal Scheldebekken

15 OVERZICHTSTABEL SEDIMENTBRONNEN cf. MONITORING WL Afgeleid uit meetwaarden Overzichtstabel fluviatiele sedimentfluxen berekend met gegevens sedimentmeetnet WL (ton/j) Leie Dender Dijle Demer Zenne Grote Nete Kleine Nete Jaar (Menen) (Overboelare) (Haacht) (Aarschot) (Eppegem) (Itegem) (Grobbendonk) Totale vracht % G e s u s p e n d e e r d e s e d i m e n t v r a c h t e n b e r e k e n d u i t g e g e v e n s W a t e r b o u w k u n d i g L a b o r a t o r i u m ( ) gesuspendeerde sedimentvracht (ton/j) ( M e n e n ) (O v e rb o e la re ) (H a a c h t) ( A a r s c h o t ) ( E p p e g e m ) (Ite g e m ) ( G r o b b e n d o n k ) ja a r 15

16 Conclusie: Grote discrepantie tussen berekende waarden en gemeten waarden Sedimentconcentraties komen voort uit verschillende bronnen, met eigen karakteristieken en dynamiek. Complexiteit: monitoren móet! 16

17 Sedimenttransport, ja maar: Wat is de sedimentbalans (erosie/sedimentatie)? Verblijftijd? Wat met bodemtransport?? en uiteindelijk de MORFOLOGIE van de rivier??! 17

18 Morfologische evolutie Westerschelde ( ) Natuurlijke sedimentatie, landwinning en baggeren 18

19 Morfologische evolutie slikken & schorren Schelde Marsh surface elevation / mean high water level (m TAW) year 19

20 ONDERZOEKSVRAGEN Hoeveel komt er binnen in het getijdengebied: via bovenlopen (fluviatiel) en vanuit zee(marien)? Wat komt er binnen (samenstelling, afkomst en kwaliteit) Wat gebeurt er met het sediment in het getijdengebied? (flocculatie, sedimentatie, transportpaden zand/slib, ) Hoe meten we dit best? (economisch verantwoord, wetenschappelijk correct) Welke parameters zijn nodig om tot modelleren te kunnen komen..? Als we het uiteindelijk begrijpen: hoe lossen we de problemen of beleidsvragen dan op? 20

21 BELEIDSVRAGEN worden onderzoeksvragen Hoeveel sediment komt er binnen in Vlaanderen: via bovenlopen (buitenland, Wallonië) en vanuit zee(marien)? Wat komt er binnen (kwaliteit)? Welke bronnen van sediment (slib) zijn belangrijk? Wanneer moet er gebaggerd/ geruimd worden? Afvoer! Nautische bodem! (SUP bagger- & ruimingspecie)? Hoe pakken we dit best aan? (economisch verantwoord, wetenschappelijk correct) Kunnen we ontwikkelingen voorspellen? Modelleren? Welke parameters zijn nodig om tot modelleren te kunnen komen..? Als we het uiteindelijk begrijpen: hoe lossen we de problemen of beleidsvragen dan op? 21

22 ONDERZOEKSVRAGEN worden beleidsvragen Momenteel ligt de klemtoon op MONITORING! Snelle indicatoren sedimenttransport door vereenvoudigde monstername en concentratiebepaling op vaste stations en vanop meetschepen Dertien uur metingen in getijdengebied (snelheden en afgeleide sedimenttransporten) (backscatter ADCP multiparametersonde Aanderaa) Cyclische morfologische monitoring (hydrografische technieken) in het getijdengebied (multibeam) Totaalstations in het opwaartse gedeelte van het Scheldebekken meten continu Fundamenteel- en toegepast onderzoek naar oorsprong sediment en flocculatie (case Nete) Opwaarts: fingerprinting: wat komt van waar en in welke omstandigheden (case Demer) 22

23 Monitoring: morfologie, zand- en slibtransport 23

24 Bepalen van de nautische bodem voor optimalisatie baggerwerken via densiteit Mud 24

25 FLUVIATIEL MEETNET: suspensietransport bovenlopen Schelde Start metingen:

26 FLUVIATIEL MEETNET: suspensietransport bovenlopen Schelde Multiparametermetingen Turbiditeit, conductiviteit, ph, redoxpotentiaal en temperatuur elke 15 minuten Omzetting van NTU naar mg/l Uitmiddelen naar uurlijkse en dagelijkse waarden Van puntwaarde naar waarde voor de natte doorsnede 7 uurlijkse staalname Concentratie bepaald door filtratie Debiet meting 26

27 FLUVIATIEL MEETNET: suspensietransport bovenlopen Schelde Berekening van de sedimentlading (uit ISO, 1977) onderste grens van de bemonsteringszone a) snelheidsprofiel b) verdeling van de sedimentconcentraties c) verdeling van het sedimenttransport 27

28 FLUVIATIEL MEETNET: suspensietransport bovenlopen Schelde Concentratie in functie van debiet Grobbendonk, Kleine Nete (data ) Conc (mg/ y = 4,3999x - 1,1221 R 2 = 0, Q (m³/s) 28

29 Bronnen van sediment FLUVIATIEL MEETNET: suspensietransport bovenlopen Schelde DEMER Aarschot: sedimentfluxen tijdstip 29 gemiddelde dagafvoer (m3/s) 1/01/ /04/ /07/ /10/1999 1/02/ /05/ /08/ /11/2000 3/03/ /06/ /09/ /12/2001 3/04/ /07/ /10/ /01/2003 4/05/ /08/ /11/ /02/2004 3/06/ /09/ /12/ /03/2005 4/07/ /10/2005 sedimentflux (kg/dag) Q (m3/s) gem. dagdebiet sedimentflux (kg/dag)

30 BESLUIT 1. SEDIMENT, bagger & ruimingsspecie hebben enorme impact op beheer waterwegen: kwantitatief maar ook kwalitatief (GEK/GEP) 2. Nog onvoldoende bekend en begroot: sedimentbalans! 3. Veel onderzoek nodig om tot (morfologische)modellering te komen! 4. SUP BRS: planmatige aanpak historische achterstand 5. Decreet IWB: waterbodemnormering! 1. Wat met suspensietransport (concentratie SS & kwaliteit)? 30

31 31

32 32

33 33

34 34

35 35

36 36

Vergelijkbare documenten

Suspensietransport in de waterloop

Suspensietransport in de waterloop Wat willen we weten? Elin Vanlierde Universiteit Gent Vakgroep Geologie en Bodemkunde Sedimentaire Geologie en Ingenieursgeologie Wat willen we weten? Doelstellingen