Sedimentexport door onbevaarbare waterlopen in Vlaanderen

Transcriptie

1 Sedimentexport door onbevaarbare waterlopen in Vlaanderen Metingen

2 Sedimentexport door onbevaarbare waterlopen in Vlaanderen Metingen Vlaamse Milieumaatschappij Afdeling Operationeel Waterbeheer

3 Documentbeschrijving ii Documentbeschrijving Titel Sedimentexport door onbevaarbare waterlopen in Vlaanderen Samenstellers Dit rapport werd opgemaakt door: Thomas Van Hoestenberghe In samenwerking met: Marcel Voet, Johan Eylenbosch, Pieter Cabus Afdeling Vlaamse Milieumaatschappij Afdeling Operationeel Waterbeheer Afdelingshoofd Paul Thomas Analyses uitgevoerd door Bodemkundige Dienst van België vzw Willem de Croylaan Leuven-Heverlee Samenvatting Dit rapport beschrijft de resultaten van het sedimentmeetnet van de VMM voor de jaren 2003 tot en met Uit analyse van bemeten sedimentexporten uit 18 stroomgebieden worden verklarende factoren gevonden voor regionale en seizoenale verschillen in sedimentexport in Vlaanderen. Daarnaast worden sedimentafzettingen in sedimentvangen en overstromingsgebieden besproken. Verantwoordelijke uitgever Philippe D Hondt Rapport te bestellen bij Infoloket VMM A. Van De Maelestraat Erembodegem Tel info@vmm.be Depotnummer D/2008/6871/021

4 Samenvatting iii Samenvatting In een periode van 5 jaar is een methode ontwikkeld om sedimentexporten (SE) in suspensie zeer nauwkeurig en continu te meten. De meetstations liggen in kleine hellende en erosiegevoelige stroomgebieden in de bekkens van Bovenschelde en Demer. Ruim 90% van de jaarlijkse sedimentvracht wordt in minder dan 5% van de tijd door de waterloop geëxporteerd, tijdens hoogwaterperiodes. De specifieke sedimentexport (d.i. sedimentexport per oppervlakte-eenheid van stroomgebied, SSE) is voor de bemeten stroomgebieden van de Bovenschelde voor de periode ,5 à 2,5 ton per hectare per jaar. De verdeling van de totale sedimentexport over zomer- en wintermaanden is ongeveer gelijk. De runoff uit het stroomgebied blijkt de meest verklarende parameter voor de variatie in specifieke sedimentexport. Correlatie van klassieke stroomgebiedkenmerken met sedimentexport levert niet het gewenste resultaat. Om de invloed van zowel neerslag, stroomgebiedkenmerken als hydrogramkenmerken op de sedimentexport nauwkeurig te begroten moet een ruimtelijk verdeeld sedimenttransportmodel gebruikt worden. De bestaande meetreeksen laten toe de voorspellingskracht van dergelijke modellen te beoordelen en de modellen te kalibreren. De specifieke sedimentexporten voor de bemeten stroomgebieden van het Demerbekken voor 2006 en 2007 zijn een fractie van de waarden in het Bovenscheldebekken nl. 0,2 à 0,4 ton per hectare per jaar. Verklarende factoren zijn verschillen in neerslag, stroomgebiedkenmerken en runoff. In 2006 en 2007 waren de neerslagintensiteiten in het Demerbekken kleiner dan in het Bovenscheldebekken. Verschillen in stroomgebiedkenmerken tussen Demerbekken en Bovenscheldebekken zoals kleinere hellingen verklaren de lagere erosiviteiten van het Demerbekken ten opzichte van het Bovenscheldebekken. Daarnaast kunnen de geringe sedimentexporten voor de bemeten gebieden van het Demerbekken maar verklaard worden door een lage sediment-doorvoerratio voor deze gebieden voor 2006 en Deze doorvoerratio van een stroomgebied is sterk gelinkt met de runoff en dichtheid van waterlopenstelsel van dit stroomgebied. Beide parameters zijn veel lager voor het Demerbekken dan voor het Bovenscheldebekken. Door de verschillen in specifieke sedimentexporten wordt verwacht dat het rendement van sedimentvangen minder groot zal zijn in de droge leemstreek (o.m. zuidelijk Demerbekken) dan in het hellende gebied van West- en Oost-Vlaanderen. In het Bovenscheldebekken zorgt de combinatie van een dicht waterlopenstelsel, een groot verhang van de waterlopen en lichte leemdeeltjes voor het doorspoelen van het sediment vanuit de brongebieden tot in de valleien. Dit is bij benadering geldig voor grote delen van het Bovenscheldebekken, voor het volledige Denderbekken, en voor de meest hellende delen van Leieen IJzerbekken. De inplanting van sedimentvangen gebeurt in deze gebieden best zo ver mogelijk afwaarts, doch opwaarts van vervuilingsbronnen. Als het sediment afgevangen wordt, vooraleer het vervuild wordt, kan de aanlegkost van de sedimentvang door het verschil in ruimingskost met traditionele ruimingen binnen middellange termijn (10-20 jaar) teruggewonnen zijn. De metingen in het gecontroleerd overstromingsgebied van Huise tonen een vangefficiëntie voor de periode aan van 40%. Gezien de fijnheid van het sediment (lichte leem) is dit een hoge vangefficiëntie wat aantoont dat het combineren van overstromingsgebieden met sedimentvangen mogelijkheden biedt voor sedimentbeheer in de waterlopen van het hellend gebied van Vlaanderen. Metingen in het Bovenscheldebekken geven aan dat grasbufferstroken op grote schaal een reductie in de sedimentexport kunnen teweegbrengen, maar dat deze reductie relatief beperkt is als deze stroken niet langs de waterloop gelegen zijn. Het is pas als in het volledige stroomgebied doorgedreven erosiebestrijdingsmaatregelen worden genomen dat belangrijke reducties van de sedimentexport worden gemeten, zoals in het stroomgebied van de Molenbeek te Velm (Demerbekken). Door de hoge sedimentlast in de waterlopen van het Bovenscheldebekken zou veel aandacht in deze regio moeten gaan naar maatregelen om sedimentexport door de waterlopen te verminderen. Langere meetreeksen moeten de gevonden trends bevestigen. Dit geldt zeker voor de bemeten stroomgebieden in het Demerbekken. Daarnaast moet een verdere uitbouw van het meetnet vooral een geografische spreiding over Vlaanderen nastreven, zodat de sedimentexporten door de onbevaarbare waterlopen van gans Vlaanderen met voldoende nauwkeurigheid kunnen worden begroot.

5 Inhoudstafel iv Inhoudstafel Documentbeschrijving...ii Samenvatting... iii Inhoudstafel...iv 1 Sedimentmeetnet Historiek en doelstellingen Overzicht meetplaatsen Situering en definities Stroomgebiedkenmerken Sedimentexport gemeten Bovenscheldebekken Demerbekken Sedimentexport verklaard Neerslag Stroomgebiedkenmerken Bovenscheldebekken Demerbekken Demer- en Bovenscheldebekken Erosiebestrijdingsmaatregelen Bovenscheldebekken Demerbekken Hydrogramkenmerken Variatie in jaarlijkse sedimentexport Variaties in sedimentexport per event Bestaande modellen RUSLE en de bodemerosiekaart WaTEM/SEDEM Sedimentafzetting in een gecontroleerd overstromingsgebied Opmetingen Kosten-baten analyse Besluit Sedimentafzetting verklaard Bovenscheldebekken Gecontroleerd overstromingsgebied te Huise Demerbekken Sedimentmeetnet - nieuwe acties Sedimentvangplan Uitbreiding van het sedimentmeetnet in het hellend gebied Sedimenttransport in zandgebieden Besluiten Referentielijst Bijlage 1 Stroomgebiedkenmerken Bijlage 2 Meetstations Bijlage 3 Meetprincipes Bijlage 4 Snelheidskrommen Bijlage 5 Sedimentprofielen Bijlage 6 Kalibratiecurves van turbiditeitssensoren in sedimentstations Bijlage 7 Regressiestudie: verklarende factoren sedimentexport

6 H1 Sedimentmeetnet 1 1 Sedimentmeetnet 1.1 Historiek en doelstellingen Metingen van sedimenttransport in waterlopen zijn in Vlaanderen pas echt in 2000 begonnen. Voordien waren er enkele meetcampagnes van overheidsinstellingen of onderzoeksgroepen op een aantal geïsoleerde plaatsen over een relatief beperkte tijdspanne en zonder duidelijk omschreven doelstellingen op lange termijn. De verontreiniging van veel waterbodems en het inspelen van de milieuregelgeving daarop hebben de uitvoering van bagger- en ruimingswerken aan waterlopen erg duur gemaakt. Vanuit die druk wordt er nu een beleid ontwikkeld dat meer de nadruk legt op preventie van aanslibbingen die moeten geruimd worden om hydraulische of nautische redenen. Daarnaast hebben een aantal overstromingen gepaard met modderoverlast wellicht de beslissing versneld om het erosieprobleem op een meer systematische manier aan te pakken. Een beleid dat de sedimentproblemen aan de bron aanpakt, is er enerzijds op gericht de bodemerosie te minimaliseren door de infiltratie van neerslag op perceelsniveau te bevorderen. Anderzijds moet depositie van losgeslagen gronddeeltjes binnen de perceelsgrenzen gestimuleerd worden. Dit is het bevoegdheidsterrein van de ALBON (Afdeling Land en Bodembescherming, Ondergrond en Natuurlijke Rijkdommen) van het Departement Leefmilieu, Natuur en Energie. De ALBON werkt samen met andere overheidsdiensten (provincies en gemeenten, Polders en Wateringen) voor het opmaken van erosiebestrijdingsplannen en voor het realiseren van erosiewerende maatregelen op het terrein. De beleidsvoorbereiding van de ALBON steunt vooral op de bodemerosiekaart (Van Rompaey et al, 2000), dit is een gebiedsdekkende kaart voor Vlaanderen met de erosiegevoeligheid op perceelsniveau. De opvolging van de resultaten van de erosiebestrijdingsmaatregelen is vooral belangrijk voor het deel van de sedimentstromen die de perceelsrand verlaten en via het waterlopennet worden afgevoerd. Het brongericht sedimentbeleid moet vooral rekening houden met de kleinste waterlopen. Deze meest opwaartse waterlopen vangen de sedimentdeeltjes op van de percelen en voeren ze af naar de grotere waterlopen. In weinig bebouwde gebieden is dit sediment in de regel nog niet vervuild en kan dus veelal na ruiming uit sedimentvangen worden hergebruikt als landbouwgrond. Het meten van de sedimentexport aan de oorsprong van het waterlopennet geeft basisinformatie over de te verwachten sedimenthoeveelheden in de grotere waterlopen. Het beleid moet erop gericht zijn de waterlopen met een belangrijke sedimentexport te identificeren, en de sedimentstromen waar nodig en mogelijk te beperken. Hiertoe kan gebruik gemaakt worden van sedimentvangen al dan niet gecombineerd met natuurlijke of gecontroleerde overstromingsgebieden, waarbij het sedimentatieproces in meer of mindere mate kan gestuurd worden. De afdeling Operationeel Waterbeheer kon niet steunen op gestructureerde sedimentmetingen voor een efficiënte aanpak van het sedimentvraagstuk in onbevaarbare waterlopen in Vlaanderen, en besliste in 2000 een meetnet voor sedimentdebieten op te richten. Met dit meetnet moesten tijdreeksen van sedimenten in waterlopen beschikbaar komen. De uitbouw van dit meetnet gebeurde weloverwogen en in een aantal stappen. In een eerste stap werden een aantal meetplaatsen opgericht in de Vlaamse Ardennen, een streek met een zeer hoge erosiegevoeligheid. De eerste stap moest duidelijkheid brengen over de keuze van geschikte meetapparatuur in kleine hellende stroomgebieden. De tijdreeksen moesten een zo hoog mogelijke kwaliteit krijgen, de meettechniek moest leiden tot reproduceerbare metingen met een grote nauwkeurigheid. Deze nauwkeurigheid is vereist bij discussies over de appreciatie van bepaalde erosiebestrijdingsmaatregelen op perceelsniveau, bij de beoordeling van de reductie van sedimentstromen in waterlopen met sedimentvangen, en bij de evaluatie van snellere en eenvoudiger vervangende meettechnieken. De uitbouw van het sedimentmeetnet startte met enkele kleine stroomgebieden van 2 à 3 km² in de bovenlopen van de Maarkebeek en de Zwalm, met een paar grotere stroomgebieden op de Maarkebeek en met 2 meetplaatsen nabij een gecontroleerd overstromingsgebied (GOG) op de Plankbeek. De meetplaatsen op kleinere stroomgebieden zouden toelaten de maximale sedimentexport te begroten vooraleer de intensiteit van de sedimentgolven afgezwakt werd bij het doorlopen van het waterlopennet tot de stroomafwaartse rand. Meerdere kleinere stroomgebieden zouden de variatie in sedimentexport begroten, afhankelijk van de gebieden en de geplande

7 H1 Sedimentmeetnet 2 erosiewerende maatregelen. Door de sedimentexport uit grotere stroomgebieden te bemeten, waarbij in dit stroomgebied kleine deelstroomgebiedjes bemeten worden, moest meer duidelijkheid komen over sedimentbewegingen binnen een groter stroomgebied. De metingen opwaarts en afwaarts van een GOG zouden een nauwkeurigheidstest voor de sedimentmetingen opleveren, gezien het verschil in gemeten sedimentinvoer en uitvoer van het GOG in de maaiveldverhoging van het GOG moet terug gevonden worden. Daarenboven verkrijgt men veldinformatie over de efficiëntie van het GOG om sediment af te vangen. De meetreeksen van sedimentdebieten moesten sedimentexporten opleveren met een precisie tot op het niveau van de hoogwatergolf, de nauwkeurigheid van de jaarvrachten is dan heel hoog. Alhoewel de tijdreeks anno 2007 slechts 5 jaar lang is, en de resultaten dus nog altijd met enig voorbehoud moeten benaderd worden, bieden deze metingen nu al een schat aan concrete doelgerichte informatie voor een actief sedimentbeheer. De aanleg van sedimentmeetplaatsen in de bovenlopen van het Demerbekken was een logische tweede stap nadat de meettechniek tot voldoening uitgetest werd in de stations van het Bovenscheldebekken. Het Demerbekken staat symbool voor de droge leemstreek en toont een afvoergedrag dat sterk verschilt van het hellende gebied in West- en Oost-Vlaanderen. Aannemend dat de waterhoeveelheden in hoogwaterperioden de motor vormen voor sedimentstromen, was de keuze van een tweede reeks meetplaatsen in de droge leemstreek een logische beslissing. In 2005 werden 10 sedimentposten bijgebouwd in het Demerbekken, waarvan een deel op kleinere stroomgebieden en een deel op grotere stroomgebieden. Deze tijdreeksen zijn amper twee jaar lang, en bijgevolg nog onzeker voor definitieve gevolgtrekkingen. De verwachting van aanzienlijk kleinere sedimentstromen in deze regio wordt echter zeker niet tegengesproken door de resultaten. Voor een verdere verspreiding van het sedimentmeetnet over de verschillende hydrologische regio s in Vlaanderen is een derde stap gezet met een pilootstation op waterlopen in de zandstreek, nl. de Kerkebeek in de Brugse Polders. Het reliëf van deze regio en de bodemtextuur in deze stroomgebieden verschilt grondig van de hellende en lemige stroomgebieden, en maakt een eigen meettechniek noodzakelijk. In tegenstelling tot de hellende gebieden met een nagenoeg uniforme verdeling van de concentratie over de natte sectie, gebeurt het sedimenttransport vooral in een laag nabij de bodem. Vooralsnog wordt gezocht naar meetapparatuur die toelaat met een voldoende nauwkeurigheid sedimentdebieten op continue basis te registreren. Resultaten van dit onderdeel zijn niet in dit verslag opgenomen. Omwille van pragmatische redenen zal een meer gebiedsdekkende verspreiding van het sedimentmeetnet over Vlaanderen samengaan met een vereenvoudiging van de meetmethode en een beperking van de nauwkeurigheid van de sedimentdebieten tot op het niveau van de jaarvrachten. Met de vereenvoudigde meetmethode kan de jaarlijkse evolutie van de sedimentexporten gevolgd worden en kan het effect van bepaalde maatregelen na langere tijd worden geëvalueerd. Het bestaande precisie-meetnet in het Bovenscheldebekken en het Demerbekken kan voor analoge gebieden nu reeds een indruk geven van de nauwkeurigheid van eenvoudiger meetmethoden, bv. sedimentmetingen die louter op stalen zijn gebaseerd.

8 H1 Sedimentmeetnet Overzicht meetplaatsen Situering en definities Het sedimentmeetnet van de afdeling Operationeel Waterbeheer (VMM) bestaat anno 2008 uit 18 meetstations gelegen in het zuidelijke deel van 2 Vlaamse bekkens, namelijk het Bovenscheldebekken en het Demerbekken. Beide bekkens behoren tot de meest erosiegevoelige van Vlaanderen (Van Rompaey et al, 2000). Sinds 2003 worden 8 stroomgebieden met stroomgebiedoppervlakten tussen ca. 200 en 5000 ha continu bemeten in het Bovenscheldebekken. Vijf meetstations zijn gelegen in het stroomgebied van de Maarkebeek, 1 station bemeet een bovenloop van de Zwalm en 2 stations bemeten de Plankbeek op- en afwaarts een gecontroleerd overstromingsgebied (GOG). Een overzicht van de locatie van deze stations is weergegeven in figuur 1.1. In de loop van 2005 en 2006 zijn 10 stations geïnstalleerd in de bovenlopen van het Demerbekken, met stroomgebiedoppervlakten tussen 200 en ha. Een overzicht van de ligging van deze stations is in figuur 1.2 weergegeven. De term stroomgebied van een bepaald punt in een waterloop (zoals een meetstation) is in dit rapport steeds het gebied vanaf waar al het over het oppervlak lopende water, met inbegrip van de eraan toegewezen grondwaterlichamen, een reeks stromen volgt, tot in dat punt van de waterloop. Meestal zijn de bemeten stroomgebieden een deel van één zone van de Vlaamse Hydrografische Atlas (VHA), enkel het grootste bemeten stroomgebied in het Demerbekken (station Wellen ) is groter dan één VHA-zone. Sediment kan zowel organisch als anorganisch zijn. Anorganisch sediment is alle sediment dat niet afkomstig is van levende organismen. In de bemeten stroomgebieden is het sediment in de waterkolom bijna uitsluitend anorganisch en vooral afkomstig van erosieprocessen in het stroomgebied. Het sediment in de bemeten stroomgebieden bestaat daarbij voornamelijk uit fijne leemdeeltjes, waardoor het voornamelijk zwevend of in suspensie door de waterloop wordt geëxporteerd. Met sediment wordt in dit verslag dan ook steeds anorganisch zwevend sediment bedoeld, tenzij anders vermeld. De term zwevende stof in een waterkolom slaat op het geheel van zwevende partikels in de waterkolom. Dit omvat zowel het organisch als het anorganisch zwevend sediment Stroomgebiedkenmerken De stations in het Bovenscheldebekken en het Demerbekken liggen in een verschillende hydrologische regio: de stations in het Bovenscheldebekken liggen in het hellende gebied van West- en Oost- Vlaanderen, de stations in het Demerbekken liggen in de droge leemstreek. Volgens de hydrologische indeling voor hoogwaterafvoeren (Voet, 1991) wordt het hellende gebied van West- en Oost-Vlaanderen gekenmerkt door lage basisafvoeren en hoge piekafvoeren, samen met een grote variatie in de piekdebieten. De droge leemstreek heeft een hoge basisafvoer; de piekdebieten zijn gemiddeld minder hoog maar kunnen door de hoge variatie in bepaalde hoogwaterperioden toch tot grote waarden uitgroeien. Bij de selectie van de stroomgebieden werd binnen eenzelfde hydrologische regio gezocht naar zeer erosiegevoelige stroomgebieden met een zo groot mogelijke verscheidenheid in stroomgebiedkenmerken. Bijlage 1 geeft een overzicht van de stroomgebiedkenmerken en de methode van berekening. Enkele verschillen in stroomgebiedkenmerken springen meteen in het oog. Zo bestaat een belangrijke fractie van het bodemgebruik in het merendeel van de stroomgebieden van het Bovenscheldebekken uit weilanden, in tegenstelling tot het Demerbekken. In het Demerbekken is echter veel meer bos dan in het Bovenscheldebekken, wat kan verklaard worden door de boomgaarden in de streek van de Haspengouw (fruitteelt). Wat de bodemtypes betreft, zijn de bodems in de bemeten stroomgebieden van het zuidelijke Demerbekken pure leembodems (A-bodems). In de bemeten stroomgebieden van het Bovenscheldebekken zijn meestal zowel zandleem- (type L) als leembodems aanwezig. Voor de verschillen in drainagedichtheden, gemiddelde helling van het stroomgebied, wordt verwezen naar bijlage 1.

9 H1 Sedimentmeetnet 4 Legende onbevaarbare waterloop sedimentstation stroomgebied sedimentstation Stroombekken in Vlaanderen Grens Wallonië Schelde Demer Boven-Scheldebekken Demerbekken Huise afw. GOG Plankbeek Kruishoutem Huise opw. GOG Schelde Oudenaarde Zwalm Leupegem Etikhove Broekbeek Maarke-Kerkem Maarkebeek Brakel Donderij Vaanbuikbeek Figuur 1.1. Situering van de sedimentmeetstations in het Bovenscheldebekken

10 H1 Sedimentmeetnet 5 Legende onbevaarbare waterloop sedimentstation stroomgebied sedimentstation Stroombekken in Vlaanderen Grens Wallonië Schelde Demer Boven-Scheldebekken Demerbekken elsterbeek Herk Wellen e Gete Mombeek Kleine Gete Molenbeek Cicindria Melsterbeek Herk Kerniel St-Annabeek Piringen Fonteinbeek Neerwinden Waarbeek Velm Molenbeek Muizen Mielen Cicindria Melsterbeek Herkebeek Heks Vechmaal Borlo Figuur 1.2. Situering van de sedimentmeetstations in het Demerbekken

11 H2 Sedimentexport gemeten 6 2 Sedimentexport gemeten De sedimentvracht of sedimentexport (SE) door een waterloop voor een bepaalde tijdsperiode is de som van de sedimentdebieten van de waterloop over deze periode. Het sedimentdebiet van een waterloop wordt bepaald door waterdebiet en sedimentconcentratie te vermenigvuldigen. De sedimentexport per oppervlakte-eenheid van stroomgebied wordt specifieke sedimentexport (SSE, eenheid ton/ha) genoemd. Het waterdebiet wordt bekomen door waterpeilmetingen aan een meetgoot of door een combinatie van waterpeil- en snelheidsmetingen in een meetkanaal. De waterpeilen zijn gemeten met een hoogtesensor, de snelheden met een snelheidssensor. De sensorsnelheden zijn geijkt met een precisie-snelheidsmeter. De sedimentconcentratie in een waterstroom kan gemeten worden met een turbiditeitsensor, die de relatieve helderheid van het water meet. De turbiditeit is een indirecte maat voor de sedimentconcentratie. Om de sedimentconcentratie uit de turbiditeit te kunnen afleiden, moet bijgevolg per meetlocatie de relatie tussen sedimentconcentratie en turbiditeit bepaald worden. Dit gebeurt door de sedimentconcentraties bepaald met geautomatiseerde staalnames te vergelijken met turbiditeiten op het moment van staalname. Het regressieverband tussen sedimentconcentratie en turbiditeit geldt dan als de kalibratiecurve van de sensor op die bepaalde meetplaats. Mits de turbiditeitsensor voldoende gekalibreerd is, kunnen jaarlijkse sedimentexporten met grote nauwkeurigheid worden begroot zonder staalnames. Controlestalen blijven echter nodig. Foto s van alle sedimentstations met aanduiding van de locaties van de meetapparatuur zijn in bijlage 2 weergegeven, de volgorde is per bekken in oplopende grootte van stroomgebied. De verschillende onderdelen en de betrouwbaaheid van het meetsysteem worden meer gedetailleerd besproken in bijlage 3. Ter illustratie wordt het debiet, de sedimentconcentratie en de cumulatieve SE voor de hoogwatergolf van 4 juli 2005 voor het station Leupegem (stroomgebied Maarkebeek, Bovenschelde) weergegeven in figuur 2.1. De totale SE voor dit event bedraagt ongeveer 5000 ton. De SSE voor het stroomgebied van de Maarkebeek (ongeveer 5000 ha) voor dit event bedraagt bijgevolg 1 ton/ha. Alle debieten, sedimentconcentraties en sedimentexporten zijn terug te vinden op de databank van de afdeling Operationeel Waterbeheer van de VMM waar de meetgegevens van oppervlaktewater van de afdeling worden verzameld. De volledige reeksen zijn te vinden onder de rubriek Raadplegen volledige databank en hebben de extensie Pv na de reeksnaam.

12 H2 Sedimentexport gemeten 7 SC [g/l] Figuur 2.1. Afvoerdebiet (Q, m³/s), sedimentconcentratie (SC, g/l) en cumulatieve sedimentexport (Q, kg) voor de hoogwatergolf van 4 juli 2005 voor het station Leupegem (stroomgebied Maarkebeek, Bovenscheldebekken). De totale sedimentexport (SE) voor dit event bedraagt ongeveer 5000 ton 2.1 Bovenscheldebekken Een overzicht van de jaarlijkse SSE (ton/ha.j) voor de jaren 2003 tot 2007 wordt voor de verschillende stations in figuur 2.2 weergegeven. In tabel 2.1 staat naast de gemiddelde jaarlijkse SSE voor de periode tevens het aandeel vermeld van de SE van het zomerseizoen (april tot en met september) in de totale SE, en dit zowel voor het jaar 2005 als voor de totale meetperiode Het jaar 2005 is een jaar met extreme zomerstormen*. Ook de top-3 van stormen van de afgelopen 5 jaar wordt in de tabel weergegeven, met het aandeel van de storm in de totale SE van het jaar waarin de storm zich voordoet. * De term storm slaat in dit verslag steeds op een neerslagevent

13 H2 Sedimentexport gemeten 8 Tabel 2.1. SSE-waarden voor de bemeten stroomgebieden van de Bovenschelde met de gemiddelde jaarlijkse SSE voor de periode (ton/ha.j), het aandeel van het zomerseizoen (april tot en met september) in de totale SE voor de periode en het aandeel van het zomerseizoen voor het jaar De 3 rechterkolommen geven de 3 stormen aan met het grootste aandeel in SE voor de periode (tussen haakjes: aandeel van de storm in de SE van het jaar waarin de storm voorkomt) Station Stroomgebied (ha) gemiddelde SSE (ton/ha.j) aandeel zomer in 2005 (%) gemiddeld aandeel zomer ( ) (%) storm 1 storm 2 storm 3 Broekbeek 223 1, /06/2003 (30%) Etikhove 281 1, /06/2003 (30%) Donderij 366 2, /05/2006 (39%) 21/01/2004 (30%) 08/06/2003 (20%) 20/08/2005 (32%) 4/07/2005 (29%) 14/01/2004 (32%) 03/01/2003 (35%) Huise opwaarts GOG 479 1, /06/2003 (46%) 20/08/2005 (27%) 03/05/2005 (20%) Huise afwaarts GOG 479 1, /06/2003 (29%) 03/06/2003 (16%) 30/01/2003 (15%) Maarke-Kerkem , /01/2004 (52%) Leupegem , /07/2005 (46%) 04/02/2003 (46%) 04/01/2003 (48%) 05/07/2005 (29%) 13/01/2004 (44%) Noot: Voor het meetstation Vaanbuikbeek zijn de resultaten onbruikbaar. In de periode werden zeer hoge SSE-waarden gemeten in dit station, tot 5 ton/ha.j. Omdat niet meteen duidelijk was wat de oorzaak kon zijn van de veel hogere sedimentexporten uit dit stroomgebied, werden in de loop van 2007 controlemetingen uitgevoerd van de geautomatiseerde staalnames. Hieruit bleek dat de werkelijke sedimentconcentraties bij enkele stormen sterk worden overschat door de geautomatiseerde staalnames. Waarschijnlijk is er dan lokaal aanslibbing op de bodem ter hoogte van de aanzuigplaats van de geautomatiseerde stalen. Enkel bij dit station is de aanzuighoogte van de stalen enkele cm boven de bodem, waardoor de aanslibbing in dit station kon opgezogen worden door het staalnametoestel. De SE van dit station voor zijn bijgevolg onbruikbaar. Dit toont aan hoe groot meetfouten bij SE-begroting kunnen zijn als er (te) weinig controlemetingen gebeuren.

14 SSE (ton/ha.j) 4,0 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Broekbeek Etikhove Donderij Huise opw. GOG gemiddelde Huise afw. GOG Maarke-Kerkem Figuur 2.2. Overzicht van de jaarlijkse en gemiddelde SSE (ton/ha.jaar) over de periode voor de verschillende stations in het Bovenscheldebekken. Vijf stations liggen in het stroomgebied van de Maarkebeek, de 2 stations in Huise liggen op- en afwaarts hetzelfde gecontroleerd overstromingsgebied (GOG) in het stroomgebied van de Plankbeek. De stations worden van links naar rechts afgebeeld volgens stroomgebiedgrootte van 223 ha (Broekbeek) tot 4947 ha (Leupegem) Leupegem H2 Sedimentexport gemeten 9

15 H2 Sedimentexport gemeten 10 Gesteld dat de bemeten periode representatief is voor waarden op lange termijn, leidt analyse van de SE van 2003 tot en met 2007 tot volgende besluiten. Ruimtelijke variatie De verschillen in jaarlijkse SSE tussen de stroomgebieden zijn relatief beperkt. De gemiddelde SSE voor de periode ligt voor de meeste stroomgebieden tussen 1,5 en 2 ton/ha.j. Het stroomgebied van het station Donderij geeft significant hogere SSE. Verklarende factoren hiervoor worden in hoofdstuk 3 onderzocht. De SSE van het station Huise afwaarts GOG mag niet met de overige stations vergeleken worden, omdat aanzienlijke hoeveelheden sediment in het GOG bezinken. Dit wordt meer in detail in hoofdstuk 4 besproken. Het is opvallend hoe de bemeten stroomgebieden onafhankelijk van elkaar reageren voor de hoogste sedimentdebieten, ondanks hun geografische nabijheid. Zowel het verschil in tijdstip van maximum sedimentgolven als hun relatieve bijdrage tot het jaartotaal bewijzen hun geringe onderlinge afhankelijkheid. Dit is deels te wijten aan het lokale karakter van de zomeronweders, deels aan verschillen in stroomgebiedkenmerken. In het stroomgebied van de Maarkebeek is er geen sprake van een afname van de SSE met toenemende stroomgebiedoppervlakte. Dit staat in tegenstelling met de bevindingen van andere studies naar sedimentexport in waterlopen (e.g. Verstraeten, 2000). Zo is er zelfs een toename van SSE van het station Maarke-Kerkem (ca. de helft van het stroomgebied van het station Leupegem) naar het station Leupegem (95% van het totale stroomgebied van de Maarkebeek). Dit is wellicht te verklaren door de uitmonding van een zijloop afkomstig van een zeer hellend gebied (o.a. stroomgebied meetstation Donderij) stroomafwaarts van het meetstation Maarke-Kerkem. Dit betekent dat er weinig sediment gestockeerd wordt in het stroomgebied van de Maarkebeek, wat kan verklaard worden door het grote verhang van de waterloop van minstens 3 à 4 m/km. Temporele variatie Variatie over de jaren De spreiding in jaarlijkse SSE-waarden is klein voor een aantal meetstations nl. Broekbeek, Maarke-Kerkem, Leupegem. Andere stations (Etikhove, Huise) vertonen echter variaties van 100% in jaarlijkse SSE. Deze variaties kunnen verklaard worden door lokale zomerstormen die niet in alle stroomgebieden voorkwamen, waardoor de evolutie van SSE verschilt van stroomgebied tot stroomgebied.

16 H2 Sedimentexport gemeten 11 Variatie over de seizoenen Tijdens de periode zijn de totale SE van de zomer- en wintermaanden ongeveer gelijk, behalve voor de 2 grootste stroomgebieden nl. Maarke-Kerkem en Leupegem (tabel 2.1, kolom 5). Gemiddeld genomen is de som van de SE van de winterstormen dus minstens even belangrijk als de som van de SE van de zomerstormen. Andere studies naar sedimentexport uit kleine stroomgebieden (Steegen, 2001) vonden voor het winterseizoen een aandeel in de jaarlijkse sedimentexport van slechts 25%. Zowel in de meetgegevens van deze studie als in de resultaten van Steegen treden de grootste sedimentconcentraties op tijdens de zomerstormen. In tegenstelling tot Steegen (2001) worden in deze studie de kleinere sedimentdebieten in de winter echter gecompenseerd door de hogere frequentie van voorkomen en de langere duur van de winterstormen. In tabel 2.1 worden in de kolommen 6 tot 8 de belangrijkste 3 stormen van de voorbije 5 jaar opgesomd (met aandeel van deze storm in de totale jaarvracht). De zomerstormen hebben over het algemeen een groter aandeel in de jaarlijkse SE en komen dan ook meer voor in deze top 3. Maar doordat er meer winterstormen voorkomen (met een kleinere SE) is de som van SE over de zomer- en winterstormen ongeveer gelijk. Erosiemodellering en erosiebestrijdingsmaatregelen moeten dus aan beide types stormen aandacht schenken in het Bovenscheldebekken. Het belang van tijdreeksen van meerdere jaren wordt duidelijk als men het aandeel in jaarlijkse SE van winter- en zomerseizoen vergelijkt voor het jaar 2005 met het gemiddeld aandeel in jaarlijkse SE van winter- en zomerseizoen (tabel 2.1, kolommen 4 en 5). In het jaar 2005 kwamen enkele zomerstormen voor; de extreme zomerstorm van 4 juli 2005 in het pluviograafstation aan de Broekbeek heeft een retourperiode van minstens 200 jaar volgens de IDF-curven van Melle (Delbeke, 2000). In 2005 was het aandeel van de SE van het zomerseizoen in de jaarlijkse SE dan ook minstens 71%. Gemiddeld over de voorbije 5 jaar is het aandeel van de SE van het zomerseizoen in de jaarlijkse SE echter slechts de helft. Jaren met én zonder extreme stormen zijn bijgevolg nodig om een representatief beeld te vormen van de verdeling van de sedimentexport over de seizoenen. Variatie binnen de seizoenen Tijdens de periode geldt voor alle meetstations dat ruim 90% van de jaarlijkse sedimentvracht tijdens minder dan 5% van de tijd door de waterloop wordt geëxporteerd, nl. bij hoogwaterperiodes. De jaarlijkse sedimentexport door een waterloop begroten kan dus maar gebeuren door alle hoogwaterperiodes te bemeten, wat enkel mogelijk is door continu te meten met geautomatiseerde meetstations.

17 H2 Sedimentexport gemeten Demerbekken Een overzicht van de SSE van 2006 en 2007 wordt voor de verschillende stations van het Demerbekken in tabel 2.2 en figuur 2.3 weergegeven. Naast de jaarlijkse SSE wordt in tabel 2.2 ook het aandeel van het zomerseizoen (april tot en met september) in de totale SE van gegeven. Ook het event met het grootste aandeel in de jaarlijkse SE voor de periode is weergegeven in de tabel. Voor de stations Vechmaal en Borlo zijn er nog geen bruikbare gegevens voorhanden. In het station Vechmaal zijn de afvoerdebieten voorlopig té onnauwkeurig om betrouwbare sedimentexporten te geven, voor het station Borlo zijn nog niet alle meetgegevens voor 2007 beschikbaar. De stations Mielen-boven-Aalst en Muizen werden pas opgestart in het voorjaar (maart respectievelijk april) van De SE van 2006 voor beide stations is lineair gecorrigeerd naar jaarlijkse SE-waarden. Tabel 2.2. Overzicht van de jaarlijkse SSE voor de bemeten stroomgebieden van het Demerbekken voor 2006 en Ook het aandeel van het zomerseizoen in de totale SE en de bijdrage door het topevent in de totale SE van het jaar waarin het event zich voordoet worden weergegeven Station waterloop stroomgebied (ha) SSE 2006 (ton/ha.jaar) SSE 2007 (ton/ha.jaar) Gemiddelde SSE (ton/ha.jaar) aandeel zomer (%) Topevent (aandeel) Kerniel Sint- Annabeek 171 / 0,70 Neerwinden Waarbeek 269 0,02 0,01 0,01 42 Mielen-b-Aalst Piringen Melsterbeek Fonteinbeek / ,22 0,22 0, ,45 0,39 0,42 42 Heks Herkebeek ,19 0,17 0,18 24 Muizen Cicindria ,27 0,26 0,26 72 Velm Molenbeek ,10 0,22 0,16 83 Wellen Herk ,18 0,28 0, /12/2007 (25%) 14/06/2006 (32%) 31/03/2006 (19%) 01/03/2007 (12%) 23/01/2007 (34%) 21/08/2006 (23%) 12/06/2007 (33%) 11/12/2007 (20%)

18 SSE (ton/ha.j) 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0,0 Kerniel Neerwinden Mielen-boven-Aalst Piringen gemiddelde Heks Muizen Velm Wellen Bovenschelde Figuur 2.3. Overzicht van de jaarlijkse en gemiddelde SSE (ton/ha.j) voor de jaren voor de bemeten stroomgebieden in het Demerbekken. De meetstations worden van links naar rechts afgebeeld volgens stroomgebiedgrootte: van 170 ha nl. Kerniel tot ha nl. Wellen. Voor Kerniel zijn er enkel gegevens van Ter vergelijking wordt de gemiddelde SSE voor voor de bemeten stroomgebieden van het Bovenscheldebekken helemaal rechts weergegeven H2 Sedimentexport gemeten 13

19 H2 Sedimentexport gemeten 14 De korte meetreeks van 2 jaar laat alleen voorlopige besluiten toe, die nog door langere tijdreeksen moeten bevestigd worden. Ruimtelijke variatie Voor de meeste stations in het Demerbekken is de gemiddelde sedimentvracht voor kleiner dan 0,3 ton/ha.j. Piringen en Kerniel geven iets grotere SSE-waarden (tot 0,7 ton/ha.j), hoewel voor Kerniel slechts metingen van 2007 beschikbaar zijn. In het station Neerwinden staat de bedding 95% van de tijd droog en werd praktisch geen SE gemeten in 2006 en Hoewel er net opwaarts het station te Heks een gecontroleerd overstromingsgebied (GOG) is gelegen, mag de SE van dit station bij benadering wel met de overige stations vergeleken worden, aangezien er (visueel) kon vastgesteld worden dat er praktisch geen sediment in het GOG werd afgezet in de jaren 2006 en Het verschil met de SSE van de bemeten stroomgebieden in het Bovenscheldebekken is groot. De SSE voor de periode van de stroomgebieden van het Demerbekken bedraagt maximaal 0,5 ton/ha.j, in het Bovenscheldebekken is dit minimaal 1,5 ton/ha.jaar. Eerder onderzoek in de droge leemstreek geeft aan dat sedimentexporten uit kleine stroomgebieden (tot 250 ha) rond Leuven tot ruim 6 ton/ha.j kan zijn (Steegen, 2001; Vandaele en Poesen, 1995). De grote export was vooral afkomstig van enkele extreme zomeronweders. De tijdstippen van de topevents (tabel 2.2) verschillen per stroomgebied. Ook in de bovenlopen van de Demer reageren de bemeten stroomgebieden onafhankelijk van elkaar, ondanks hun geografische nabijheid. Ook in het Demerbekken lijkt er weinig sprake van afname van de SSE met toenemende stroomgebiedoppervlakte. De SSE verschilt slechts weinig voor stroomgebieden van ca. 900 ha (Mielen-boven-Aalst, Piringen) tot ca ha (Wellen). Temporele variatie Variatie over de jaren Er is weinig variatie in jaarlijkse SSE vast te stellen tussen 2006 en Variatie over de seizoenen Voor de meetstations Muizen en Velm heeft het zomerseizoen (april t.e.m. september) duidelijk het grootste aandeel in jaarlijkse SE, maar voor de meeste stations komen de grootste sedimentvrachten voor tijdens de wintermaanden. Studies naar bodemerosie in de bemeten stroomgebieden geven aan dat tijdens zomerstormen zeer grote bodemerosie-intensiteiten met bijhorende sedimentvrachten kunnen voorkomen in deze Demerregio. In het stroomgebied van de Herkebeek (Heks) werd voor de extreme zomerstorm van juni 1996 een SSE-waarde groter dan 20 ton/ha afgeleid uit opgemeten bodemerosiehoeveelheden (Beuselinck, 2000). In het stroomgebied van de Molenbeek (Velm) werd in mei 2000 een bodemerosie-intensiteit gemeten van meer dan 40 ton/ha (Vandaele, 2000). Telkens was er sprake van extreme neerslagintensiteiten (> 60 mm/uur). Tijdens de jaren 2006 en 2007 zijn er geen dergelijke zomerstormen voorgekomen (zie hoofdstuk 3). Eén dergelijke storm kan echter zowel de gemiddelde SSE als de verdeling van de SSE over de seizoenen grondig veranderen (Steegen, 2001). Variatie binnen de seizoenen Zoals in het Bovenscheldebekken geldt ook voor alle meetstations van het Demerbekken dat ruim 90% van de jaarlijkse sedimentvracht in minder dan 5% van de tijd door de waterloop wordt geëxporteerd, nl. bij hoogwaterperiodes.

20 H3 Sedimentexport verklaard 15 3 Sedimentexport verklaard In dit hoofdstuk is gezocht naar de oorzaken voor de verschillen in jaarlijkse SSE tussen de bekkens (Bovenschelde en Demer) en tussen de bemeten stroomgebieden binnen de bekkens. De invloed van neerslag-, stroomgebied- en hydrogramkenmerken op de SSE is nagegaan. De gegevens van het station Huise afwaarts GOG worden niet in dit hoofdstuk behandeld, aangezien zij enkel verschillen met de gegevens van het station Huise opwaarts GOG door sedimentafzetting in het GOG te Huise. Met Huise is in dit hoofdstuk steeds Huise opwaarts GOG bedoeld. De sedimentexport uit een stroomgebied wordt bepaald door een combinatie van neerslagkarakteristieken en stroomgebiedkenmerken (gewasfactoren, ). Het heeft dan ook weinig zin om enkel de invloed van één van deze factoren op de SSE van een stroomgebied in detail te onderzoeken zonder verschillen in andere factoren in rekening te brengen. Enkel de meest opvallende trends worden bijgevolg weergegeven. 3.1 Neerslag De neerslagreeks van de pluviograaf te Maarke-Kerkem bepaalt de stroomgebiedneerslag voor alle sedimentstations binnen het Bovenscheldebekken. Voor de periode april 2004 is de neerslagreeks van Maarke-Kerkem opgebouwd aan de hand van een tipping-bucket -pluviograaf, vanaf april 2004 zijn Ott-pluviograafgegevens beschikbaar voor dezelfde locatie. De neerslagreeks van de Ott-pluviograaf te Niel-bij-Sint-Truiden bepaalt de stroomgebiedneerslag voor alle sedimentstations binnen het Demerbekken voor de periode Deze pluviograaf is op enkele km afstand van de stations Velm, Muizen en Borlo gelegen. In Landen (5 km ten westen van Niel-bij-Sint-Truiden en 3 km ten oosten van Neerwinden) is een tipping-bucket-pluviograaf aanwezig. De pluviograaf in Landen geeft gelijkaardige neerslaghoeveelheden als de Ott-pluviograaf van Niel-bij-Sint-Truiden voor de periode De neerslagen geregistreerd in Niel-bij-Sint- Truiden zijn bijgevolg betrouwbaar en bij benadering geldig voor alle bemeten stroomgebieden in het zuidelijke Demerbekken. De meest gebruikte parameter om de eroderende impact van neerslag op bodems weer te geven is de regenerosiviteitsfactor van het RUSLE-model. De erosiviteit van een regenbui kan gedefinieerd worden als het product van de totale kinetische energie van de regenbui en de maximale intensiteit in 30 minuten (Verstraeten et al, 2006). Onderzoek (Steegen, 2001) toonde reeds aan dat de regenerosiviteit het hoogst is voor de maanden mei tot en met september. In tabel 3.1 worden de jaarlijkse neerslag- en erosiviteitswaarden voor de bemeten stroomgebieden van de Bovenschelde ( ) en Demerbekken ( ) vergeleken.

21 H3 Sedimentexport verklaard 16 Tabel 3.1. Jaarlijkse neerslag- en erosiviteitswaarden voor de bemeten stroomgebieden van Bovenscheldebekken ( ) en Demerbekken ( ) Bekken Parameter Gemiddeld Gemiddeld Neerslagtotaal Bovenschelde (mm) neerslagerosiviteit (MJ.mm/ha.h.jaar) * Neerslagtotaal Demer (mm) / / / / 677 neerslagerosiviteit (MJ.mm/ha.h.jaar) / / / / 840 *Deze waarde is zeker een onderschatting van de werkelijke erosiviteit. De erosiviteit van de bui van 16 juli 2007 is immers niet meegerekend. Neerslagintensiteiten zijn echter vermoedelijk verkeerd geregistreerd door de Ottpluviograaf voor dit event In 2006 was de totale neerslaghoogte voor de stroomgebieden van het Demerbekken ongeveer 30% lager dan de neerslaghoogte voor het Bovenscheldebekken. In 2007 was het verschil in neerslaghoogte tussen beide bekkens veel kleiner. De gemiddelde waarde voor neerslagerosiviteit voor België voor de periode (gebaseerd op neerslagreeks te Ukkel) bedraagt 871 MJ.mm/ha.h.jaar (Verstraeten et al., 2006). Enkel in 2003 wordt een lagere erosiviteit gemeten in het Bovenscheldebekken. Voor 2006 is de erosiviteitswaarde van het Demerbekken minder dan de helft van het Bovenscheldebekken. De gemiddelde regenerosiviteit in ligt ongeveer 30% lager voor het Demerbekken dan voor het Bovenscheldebekken. Het verschil in neerslag in 2006 tussen Bovenscheldebekken en (zuidelijk) Demerbekken weerspiegelt zich in de maximum waterdebieten voor Voor Leupegem (Bovenschelde, 5000 ha) en Wellen (Demerbekken, ha) zijn gemiddelden beschikbaar voor de jaarmaxima van hoogwaterdebieten. In Leupegem en Wellen bedraagt het gemiddelde jaarlijkse maximumdebiet voor de periode respectievelijk 1,9 l/s.ha en 0,5 l/s.ha. In 2006 is het maximum debiet voorgekomen in Leupegem en Wellen respectievelijk 2,1 l/s.ha en 0,3 l/s.ha (bijlage 3, tabel B3.1). Het gemiddelde jaarmaximum-debiet wordt in 2006 dus wel bereikt in Leupegem (Bovenschelde) maar niet in Wellen (Demerbekken). Voor het zuidelijke Demerbekken was 2006 dus een relatief droog jaar, maar niet voor het Bovenscheldebekken. In 2007 was het verschil in neerslag tussen beide bekkens klein. Ook dit weerspiegelt zich in het afvoergedrag van beide stroomgebieden. Het maximum debiet voorgekomen in 2007 in Leupegem en Wellen is respectievelijk 1,6 l/s.ha en 0,4 l/s.ha. Het gemiddelde jaarmaximum-debiet wordt in beide bekkens net niet bereikt. In het Bovenscheldebekken kwamen in de periode enkele extreme events voor. Zo heeft de extreme zomerstorm van 4 juli 2005 (intensiteit van ongeveer 25 mm/h) een retourperiode van minstens 200 jaar volgens de IDF-curven van Melle (Delbeke, 2000). Ook in 2006 en 2007 werden er maximale intensiteiten van ongeveer 20 mm/h gemeten tijdens de stormen van 21 augustus 2006 en 20 juli 2007, maar in tegenstelling tot 4 juli 2005 waren dit lokale onweders. In het zuidelijke Demerbekken waren de maximaal geregistreerde intensiteiten een stuk lager dan in het Bovenscheldebekken. In 2006 bedroeg de maximale intensiteit volgens de Ott-Pluviograaf van Niel-bij-Sint-Truiden 11 mm/h op 21 augustus 2006, in 2007 was dit 12 mm/h (stormen van 11 juni 2007 en 10 juli 2007). Intensiteiten in tipping-bucketpluviografen (o.m. van de Watering Sint-Truiden) waren wel een stuk hoger, tot 43 mm/h (Evrard et al., 2008). Een mogelijke verklaring is dat er wel hevige zomeronweders voorkwamen in het Demerbekken, maar dan over zeer beperkte oppervlakten. De invloed van de regenerosiviteit op de SSE is niet voor alle stroomgebieden gelijk. Figuur 3.1 geeft het verloop weer van jaarlijkse regenerosiviteit en SSE voor de periode voor de bemeten stroomgebieden van het Bovenscheldebekken. Uit de figuur blijkt dat de SSE voor 4 van de 7 stations ongeveer hetzelfde patroon volgt over de jaren als de regenerosiviteit, maar dan sterk afgezwakt. Een verhoging in regenerosiviteit betekent voor deze stations een minder sterke verhoging in SSE. Drie stations volgen echter het patroon van regenerosiviteit niet, waaruit men kan afleiden dat in deze stroomgebieden stroomgebiedkenmerken minstens een even grote invloed uitoefenen op de SSE als de neerslag.

22 H3 Sedimentexport verklaard 17 4, SSE (ton/ha.j) 3,5 3,0 2,5 2,0 1,5 1,0 0,5 0, Regenerosiviteit (MJ.mm/ha.h) Broekbeek Etikhove Donderij Huise opw GOG Maarke-Kerkem Leupegem regenerosiveit Figuur 3.1. Evolutie van neerslagerosiviteit en SSE van 2003 tot 2007 voor de stations van het Bovenscheldebekken Besluiten uit 3.1 Neerslag - De kleinere neerslagsom voor de periode , alsook het niet-voorkomen van een extreem event in het Demerbekken en de minder uitgesproken regenintensiteiten in dit gebied, geven een eerste verklaring voor het verschil tussen SSE van het Demerbekken en het Bovenscheldebekken. - De verschillen in neerslag tussen beide bekkens kan echter de grote verschillen in SSE tussen beide regio s maar in beperkte mate verklaren. Zo is de totale regenerosiviteit voor 2007 gelijkaardig voor Bovenscheldebekken en Demerbekken. - De invloed van de regenerosiviteit op de SSE is niet voor alle stroomgebieden dezelfde.

23 H3 Sedimentexport verklaard Stroomgebiedkenmerken De bestudeerde stroomgebiedkenmerken staan vermeld in bijlage 1. Deze kenmerken worden, in tegenstelling tot neerslag- en hydrogramkenmerken, als constant beschouwd tijdens de meetperiode. Jaarlijkse variaties van SSE worden in dit onderdeel bijgevolg niet geanalyseerd. De analyse van SSE in functie van stroomgebiedkenmerken gebeurde met behulp van regressietechnieken. Voor de regressiestudie zijn gegevens van 6 stations voor het Bovenscheldebekken en 7 stations voor het Demerbekken gebruikt. Deze kleine dataset laat slechts een beperkt aantal parameters toe. Combinatie van stroomgebiedkenmerken met neerslagprofielen of hydrogrameigenschappen leidt wegens de beperkte dataset direct naar een overparametrisatie. In dit stadium kan bijgevolg enkel de correlatie onderzocht worden tussen de SSE met enkele stroomgebiedkenmerken met als doel de meest invloedrijke parameters te identificeren. De regressieanalyse levert nu meer kwalitatieve verwijzingen dan kwantitatieve benaderingen. De statistieken van de regressiemodellen (ANOVA-tabel, ) vindt u in bijlage Bovenscheldebekken Door het gemiddelde te nemen van de SSE over de jaren voor de 6 meetstations in het Bovenscheldebekken wordt verwacht dat verschillen in neerslag tussen de nabijgelegen stroomgebieden nog weinig effect zullen hebben op de (gemiddelde) SSE. De standaardafwijking (als maat voor de variatie) op de gemiddelde SSE is relatief gering voor de bemeten stroomgebieden nl. 0,41 ton/ha.j op een gemiddelde SSE van 1,94 ton/ha.j. Uit de regressieanalyse is gebleken dat geen enkel stroomgebiedkenmerk een significante parameter is voor de verklaring van de variatie in SSE. Bestaande regressievergelijkingen opgesteld met stroomgebiedkenmerken (Verstraeten, 2000) geven evenmin bruikbare resultaten. De evolutie in jaarlijkse SSE over de periode voor de stations in de Bovenschelde (figuur 2.2) toont nochtans duidelijk aan dat er systematische verschillen zijn in SSE tussen de stroomgebieden. De SSE voor de stations Donderij of Leupegem is elk jaar groter dan de SSE van Broekbeek en Maarke-Kerkem, wat niet kan verklaard worden door verschillen in neerslagkenmerken. De verschillen in stroomgebiedkenmerken tussen de stroomgebieden van de Bovenschelde zijn wellicht te klein om de variatie in SSE te verklaren. Meer gedetailleerde informatie op perceelsniveau (o.m. teeltrotatie) is nodig Demerbekken Voor de 7 meetstations in het Demerbekken met meetgegevens van 2 jaar werd de invloed van stroomgebiedkenmerken nagegaan op de gemiddelde SSE van de jaren Kerniel, met slechts gegevens voor 2007, werd niet in de regressie meegenomen. De standaardafwijking op de gemiddelde SSE is groot nl. 0,12 ton/ha.j op een gemiddelde SSE van 0,21 ton/ha.j. Binnen het Demerbekken kan de gemiddelde helling van het stroomgebied 76% van de variatie in de SSE van verklaren. Andere stroomgebiedkenmerken verklaren weinig extra. Dit is niet verwonderlijk aangezien het slechts gegevens van 2 meetjaren betreft. Zo kunnen verschillen in neerslagen tussen de stroomgebieden na 2 jaar nog niet uitgemiddeld zijn.

24 H3 Sedimentexport verklaard Demer- en Bovenscheldebekken Voor 2006 en 2007 werd de SSE voor alle stations in het Demer- en het Bovenscheldebekken geanalyseerd in functie van stroomgebiedkenmerken. Volgend model verklaart 94 % van de variatie in SSE: SSE = - 6,33 + 1,17 L tot + 0,06 Akker + 0,33 Helling (1) met: - L tot : de dichtheid van het afwateringsstelsel [km/km²], - Akker : het aandeel akker in het stroomgebied [%], en - Helling : de gemiddelde helling van het stroomgebied [%]. De gemiddelde fout op een schatting door het model (RMSE) bedraagt 0,3 ton/ha.j. Figuur 3.2 vergelijkt de geschatte waarden met dit model met de gemeten waarden. 4 1/1 Geschatte SSE met model 1 (ton/ha.j) Leupegem Etikhove Broekbeek Huise Maarke-Kerkem Donderij Velm Piringen Gemeten SSE (ton/ha.j) Figuur 3.2. Correlatie tussen de SSE geschat met model (1) en gemeten SSE voor alle bemeten stroomgebieden De parameter L tot verklaart een groot deel van de variatie in SSE nl. 79%. Zonder de gegevens van het stroomgebied van Heks is dit zelfs 85%. De grote verschillen tussen SSE in Bovenscheldebekken en Demerbekken (zie figuur 3.3) kunnen verklaard worden door verschillen in dichtheid van het waterlopenstelsel in het stroomgebied. Behalve het grote verschil tussen het stroomgebied van de Donderij en de overige stroomgebieden, worden de variaties in SSE binnen eenzelfde bekken slechts in geringe mate verklaard door verschillen in L tot. Met de stroomgebiedkenmerken Akker en Helling worden de verschillen in SSE binnen eenzelfde bekken al iets beter verklaard, maar de analyses van de SSE binnen eenzelfde bekken (zie en 3.2.2) toonden reeds aan dat met stroomgebiedkenmerken maar een beperkt deel van de variatie in SSE kan verklaard worden.

25 H3 Sedimentexport verklaard 20 3,0 Donderij 2,0 SSE (ton/ha.j) Huise Broekbeek Maarke-Kerkem Leupegem Etikhove 1,0 Piringen Bekken 0,0 0,0 Muizen Heks Mielenb.-Aalst Velm Neerwinden,5 Wellen 1,0 1,5 2,0 Demer Bovenschelde Dichtheid waterlopenstelsel 'Ltot' (km/km²) Figuur 3.3. Correlatie tussen SSE en dichtheid van het waterlopenstelsel ( L tot ) voor de periode De L tot alleen verklaart reeds 79% van de variatie in SSE Besluiten uit 3.2 Stroomgebiedkenmerken - Modellen gebaseerd op eenvoudige stroomgebiedkenmerken bieden weinig vooruitzichten op een accurate voorspelling van SSE. Enkel grote verschillen in SSE, zoals het verschil tussen Bovenscheldebekken en Demerbekken, kunnen verklaard worden met stroomgebiedkenmerken zoals de dichtheid van het waterlopenstelsel en de helling van het stroomgebied. - Meer gedetailleerde informatie op perceelsniveau (teeltrotaties, % OM, ) is nodig voor accurate voorspellingen van de SSE.

26 H3 Sedimentexport verklaard Erosiebestrijdingsmaatregelen Erosiebestrijdingsmaatregelen (EBM) zijn maatregelen die de erosie op een perceel moeten verminderen, maar ook de aanvoer van sediment naar de waterloop moeten beperken. Zij houden een wijziging in van de normale stroomgebiedkenmerken Bovenscheldebekken In een aantal bemeten stroomgebieden in het Bovenscheldebekken zijn in de loop van een aantal erosiebestrijdingsmaatregelen uitgevoerd. In het stroomgebied van Huise zijn in de loop van 2005 een zestal ha grasbufferstrook aangelegd, dit is ruim 1% van het stroomgebied (figuur 3.4). In het stroomgebied van Maarke-Kerkem (en Leupegem) zijn in de loop van 2005 eveneens enkele ha grasbufferstrook aangelegd, maar in totaal is dit minder dan 0,1% van de stroomgebiedoppervlakte. In het stroomgebied van Maarke-Kerkem (en Leupegem) zijn eveneens een drietal erosiepoelen en (sinds 2007) twee houthakseldammen aanwezig. Enkel het effect van de grasbufferstroken in het stroomgebied van Huise wordt hier geëvalueerd, omdat in dit stroomgebied in korte tijd veel maatregelen zijn genomen nadat de SSE al enkele jaren werd bemeten zonder implementatie van erosiebestrijdingsmaatregelen. Legende! meetstations O-Vl Stroomgebied Huise Grasbufferstroken GOG Plankbeek! Plankbeek! Huise afwaarts GOG Huise opwaarts GOG Figuur 3.4. In het stroomgebied van Huise zijn een groot aantal grasbufferstroken aangelegd met een totale oppervlakte van 6 ha Men kan de invloed van deze erosiebestrijdingsmaatregelen op de jaarlijkse SSE nagaan door de gemiddelde SSE van te vergelijken met de gemiddelde SSE van de periode , toen er nog nauwelijks erosiebestrijdingsmaatregelen waren genomen (tabel 3.2).

27 H3 Sedimentexport verklaard 22 Tabel 3.2. Vergelijking van de gemiddelde SSE van ten opzichte van de gemiddelde SSE van de periode SSE (ton/ha.j) afname in SSE tov station gemiddelde gemiddelde SSE (%) Broekbeek 1,52 1,59-4 Etikhove 2,05 1,46 29 Donderij 2,62 2,87-10 Huise opw. GOG 2,07 1,43 31 Maarke-Kerkem 1,77 1,69 5 Leupegem 2,28 1,61 29 Gemiddeld 13 De gemiddelde afname van SSE in ten opzichte van de SSE van is 13%. De afname is het grootst in Huise (31%). De extra afname in Huise ten opzichte van de andere stroomgebieden bedraagt bijgevolg ongeveer 20%. De afnames in Etikhove en Leupegem zijn echter van dezelfde grootteorde. Voor andere stations is er een geringe relatieve toename in SSE van (Donderij, Broekbeek). Deze resultaten vormen een eerste aanwijzing dat grasbufferstroken op stroomgebiedschaal effectief kunnen zijn in het reduceren van sedimenttoevoer naar waterlopen, maar dat de effectiviteit relatief beperkt is. Daarbij dient opgemerkt te worden dat de effectiviteit van deze stroken naar SE-reductie afhankelijk is van de locatie van de maatregelen. De meeste stroken in het stroomgebied van Huise zijn niet gelegen langs de waterloop, omdat zij in eerste instantie gericht zijn op erosiebestrijding op de akker zelf. Mogelijks is de SE-reductie groter voor bufferstroken gelegen naast de waterloop. Rekening houdend met de fout die op de metingen kan voorkomen en met variaties van neerslag en bodemgebruik, zijn in elk geval meer meetjaren nodig vóór én na implementatie van de maatregelen om de efficiëntie van erosiebestrijdingsmaatregelen naar SE-reductie met meer precisie en betrouwbaarheid te begroten. Wil men de effectiviteit van erosiebestrijdingsmaatregelen naar SE-reductie op stroomgebiedniveau terdege evalueren, dan kan men (naast de verdere monitoring van Huise) in één van de kleine bemeten stroomgebieden in het Bovenscheldebekken maatregelen toepassen over het volledige stroomgebied. Het station Broekbeek, als kleinste bemeten stroomgebied in de Bovenschelde (223 ha), leent zich hier uitstekend voor. De SSE in de periode is elk jaar ongeveer 1,5 ton/ha.j. en daarmee de laagste van alle bemeten stroomgebieden in de Bovenschelde. Een verklaring hiervoor is dat het merendeel van de waterlopen geflankeerd worden door weilanden. In totaal wordt 26% van het stroomgebied ingenomen door weilanden (tabel B1.4). Een deel van deze weilanden (7%) zijn daarbij vochtig weiland, en kunnen dus een bufferende rol vervullen in hoogwaterperioden. Aangezien al een belangrijk deel van het stroomgebied in grasland ligt en er al meer dan 5 jaar betrouwbare meetreeksen voorhanden zijn zónder erosiebestrijdingsmaatregelen, lijkt dit een ideaal stroomgebied om met beperkte ingrepen na te gaan wat de invloed is van bepaalde EBM op de SE op stroomgebiedniveau.

28 H3 Sedimentexport verklaard Demerbekken In alle bemeten stroomgebieden van het Demerbekken zijn erosiebestrijdingsmaatregelen genomen tussen 2002 en 2007 (tabel 3.3). Voor een aantal stroomgebieden is het aantal maatregelen nog zeer beperkt (Neerwinden, Mielen-boven-Aalst, Piringen), in andere stroomgebieden zijn reeds vele maatregelen genomen (Muizen, Velm). Zo is het aandeel van grasgangen in de totale stroomgebiedoppervlakte van Velm ongeveer even groot als in Huise nl. 1%. In Velm zijn naast de opgesomde maatregelen in tabel 3.3 eveneens een aantal bufferbekkens en één wachtbekken aanwezig (in opwaartse deel van het stroomgebied te Niel-bij-Sint-Truiden). Voor de stroomgebieden waar al vele maatregelen zijn genomen, zijn echter geen metingen van de SE beschikbaar vóór de implementatie van de maatregelen. Dit maakt een evaluatie van het effect van de erosiebestrijdingsmaatregelen op de SE complexer. Alle bemeten stroomgebieden van het Demerbekken, dus ook de stroomgebieden waar geen erosiebestrijdingsmaatregelen zijn genomen, hebben veel lagere SSE hebben dan de bemeten stroomgebieden van de Bovenschelde. De erosiebestrijdingsmaatregelen kunnen bijgevolg niet de enige verklaring zijn voor dit systematische verschil in SSE tussen beide regio s. Tabel 3.3. Erosiebestrijdingsmaatregelen uitgevoerd tussen 2002 en eind 2006 in de bemeten stroomgebieden in het Demerbekken Station Oppervlakte aan Aandeel percelen met grasbufferstrook/ niet-kerende Aantal erosiepoelen grasgang (m²/ha) bodembewerking ( %) Neerwinden 7 / / Mielen-b.-Aalst 6 / / Piringen 5 / / Heks 33 / 5 Muizen 42 3,0 / Velm 110 2,4 7* Wellen 21 0,1 5 *aarden dammen met knijpconstructie in deelstroomgebied Heulengracht Bij de regressiestudie tussen SSE en stroomgebiedkenmerken (3.2) zijn de EBM (zoals voorgesteld in tabel 3.3) niet significant. Zij kunnen dus geen verklaring geven voor variaties in SSE in de bemeten stroomgebieden. Mogelijks worden de maatregelen daarvoor niet nauwkeurig genoeg beschreven om een verklaring te kunnen geven voor de variatie in SSE. De invloed van de grasgangen en erosiepoelen zou bijvoorbeeld nauwkeuriger in beeld kunnen gebracht worden door de stroomgebiedoppervlakte te bepalen die afwatert naar een bepaalde grasgang of erosiepoel. Zo n gedetailleerde studie is echter pas zinvol éénmaal de meetreeksen langer zijn. Wel zijn er gemodelleerde SSE beschikbaar voor de stroomgebieden Mielen-boven-Aalst (Melsterbeek), Muizen (Cicindria) en Velm (Molenbeek). In het kader van het project Integraal landen waterbeheer in landelijke gebieden met het oog op het beperken van bodemverlies en modderoverlast (Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, 2001) werd de SSE voor deze gebieden in 2000 gemodelleerd met het WaTEM/SEDEM-model. Met dit model zijn zowel jaarlijkse SSE als SSE voor één extreem event begroot. De jaarlijkse SSE is daarbij een lange-termijns gemiddelde waarde. De gemodelleerde jaarlijkse SSE voor de stroomgebieden van de Melsterbeek, de Cicindria en de Molenbeek bedroegen respectievelijk 0,5; 0,6 en 1 ton/ha.j. De gemodelleerde SSE van een extreem event voor de stroomgebieden van de Melsterbeek, de Cicindria en de Molenbeek bedroegen respectievelijk 3,7; 4,0 en 6,8 ton/ha. Dit zijn telkens SSE-waarden voor stroomgebieden zonder implementatie van erosiebestrijdingsmaatregelen. Voor beide types modelleringen (lange-termijn en extreem event) is de SSE van de Molenbeek telkens veel hoger dan de SSE van de andere stroomgebieden. Zo is de gemodelleerde SSE van de Molenbeek telkens ongeveer het dubbele van de SSE van de Melsterbeek. De bemeten SSE van de stroomgebieden van Melsterbeek, Cicindria en Velm voor bedragen respectievelijk 0,22; 0,26 en 0,16 ton/ha.j (tabel 2.2). Dit kan enkel vergeleken worden met de jaarlijkse SSE, aangezien geen extreem event is voorgekomen tijdens de periode Voor alle stroomgebieden blijkt de gemeten SSE minder dan de helft te zijn van de gemodelleerde SSE. Meest waarschijnlijke oorzaken zijn de overschatting van het model en het effect van

29 H3 Sedimentexport verklaard 24 erosiebestrijdingsmaatregelen. Overschatting van het model kan onder meer een gevolg zijn van verschillen in neerslagen aangenomen door het model en werkelijke neerslagen gevallen in 2006 en Daarnaast spelen ook verschillen in landgebruik waarschijnlijk een rol. Voor de Molenbeek (Velm) is de overschatting van de SSE door het model echter veel groter dan voor de andere stroomgebieden: 0,16 ton/ha.j gemeten t.o.v. 1 ton/ha.j gemodelleerd. Dit kan wijzen op grotere reductie van de erosie en sedimentdoorvoer in het stroomgebied van de Molenbeek dan in de andere stroomgebieden. In Velm zijn dan ook ingrijpender maatregelen genomen dan waar ook in Vlaanderen. Zo zijn in het deelstroomgebied van de Heulengracht (300 ha) sinds 2002 naast grasgangen ook een zevental aarden dammen aangelegd (tabel 3.3). Stroomopwaarts van deze dammen, kan een belangrijk deel van het afvoervolume gebufferd worden. Volgens veldmetingen in het stroomgebied van de Heulengracht zouden de aarden dammen tot de helft van het afspoelende bodemmateriaal opvangen bij hoogwaterevents (Vandaele, 2004). Opwaarts de bufferdammen en grasbufferstroken in de Heulengracht bedroeg de SE volgens metingen van de Watering Sint-Truiden voor 2006 ongeveer 165 ton/jaar en voor 2007 ongeveer 209 ton/jaar voor een stroomgebied van ongeveer 250 ha (Evrard, 2008). Indien deze 374 ton voor beide jaren samen volledig zou getransporteerd zijn tot in de Molenbeek in Velm, dan zou de SE van de Heulengracht ongeveer 40% van de volledige SE van Velm voor 2006 en 2007 (nl. 971 ton) verklaren. Dit is weinig waarschijnlijk aangezien het aandeel van de Heulengracht in de totale stroomgebiedgrootte van de Molenbeek te Velm minder dan 10% is. De erosiebestrijdingsmaatregelen in de Heulengracht moeten dus wel een belangrijk deel van de SE vanuit de Heulengracht naar de Molenbeek (Velm) tegenhouden. Besluiten uit 3.3 Erosiebestrijdingsmaatregelen - De metingen in het Bovenscheldebekken tonen aan dat de implementatie van grasbufferstroken op grote schaal in een stroomgebied een SE-reductie kan teweegbrengen, maar dat deze SEreductie relatief beperkt blijft. - De vergelijking tussen de WaTEM/SEDEM-modelvoorspellingen en de SSE-metingen duiden op een significante SE-reductie in het stroomgebied van de Molenbeek te Velm (Demerbekken) waar op grote schaal verschillende types erosiebestrijdingsmaatregelen (grasbufferstroken, opvangbekkens, ) zijn genomen. De veldmetingen in dit stroomgebied bevestigen dit. - Voor beide bekkens geldt dat meer meetjaren nodig zijn om de efficiëntie van dergelijke maatregelen met grotere nauwkeurigheid te begroten.

30 H3 Sedimentexport verklaard Hydrogramkenmerken Een hydrogram geeft de evolutie weer van de afvoer in functie van de tijd in een punt van een stroomgebied. Het hydrogram wordt beïnvloed door zowel neerslaghoeveelheden en intensiteiten als stroomgebiedkenmerken. De relatie tussen hydrogramkenmerken en SSE is onderzocht voor de periode voor de bemeten stroomgebieden van de Bovenschelde en voor 2006 voor de stroomgebieden van het Demerbekken. De statistieken van de regressiemodellen (ANOVA-tabel, ) vindt u in bijlage Variatie in jaarlijkse SSE Uit het onderzoek naar mogelijke verklarende factoren voor jaarlijkse SSE kwam de parameter runoff naar voor. Sedimentgolven worden immers geassocieerd met hoogwatergolven, en dus met de runoff. De runoff is de hoeveelheid neerslag die via oppervlakkige afvoer uit het stroomgebied wordt gevoerd. Deze is gelinkt aan de neerslag en aan stroomgebiedkenmerken zoals helling en dichtheid van het afwateringsstelsel. De jaarlijkse runoff is berekend met het algoritme in de databank van de afdeling Operationeel Waterbeheer (VMM). De runoffwaarden voor de verschillende meetstations staan vermeld in bijlage 3 (tabel B3.1). De runoff van de bemeten stroomgebieden van het Demerbekken voor 2006 blijkt vele malen kleiner te zijn dan deze van het Bovenscheldebekken. Dit kan verklaard worden door verschillen in hydrologische eigenschappen van beide bekkens. Een grotere helling en minder permeabele ondergrond met als gevolg een dichter waterlopennetwerk liggen aan de basis van een grotere runoff in de stroomgebieden van het Bovenscheldebekken. Een significante (positieve) correlatie tussen SSE en dichtheid van het waterlopennetwerk bleek al uit vergelijking (1). Uit wat volgt blijkt dat er voor beide bekkens ook een duidelijke positieve relatie is tussen SSE en runoff. Voor de stroomgebieden in het Bovenscheldebekken wordt de SSE per eenheid [mm] runoff voorgesteld in figuur 3.5 voor de jaren 2003 tot Gemiddeld over de periode vindt men voor alle stations: SSE = 10 à 20 kg per mm runoff (2)

31 H3 Sedimentexport verklaard SSE per mm runoff (kg/ha.j.mm) Broekbeek 200 Etikhove Donderij 400 Huise Maarke-Kerkem 4000 Leupegem 6000 gemiddelde Stroomgebiedsgrootte (ha) Figuur 3.5. SSE per mm runoff voor de jaren voor de stroomgebieden in het Bovenscheldebekken Voor een aantal meetstations is de jaarlijkse variatie in SSE per mm runoff gering (Broekbeek, Donderij). In andere stations bedraagt de variatie echter bijna 100% (Etikhove, Leupegem). Oorzaken worden gezocht in verschillen in regenerosiviteit en stroomgebiedkenmerken. Alle stations hebben voor 2003 en 2004 een grotere SSE per eenheid runoff dan 2005 en In tabel 3.1 werd al aangetoond dat 2003 en 2004 de laagste waarden hebben wat jaarlijkse neerslaghoeveelheden en regenerosiviteiten betreft. Een negatieve correlatie is dus vast te stellen tussen de jaarlijkse neerslag (en regenerosiviteit) en de SSE per runoff. Bijgevolg kan gesteld worden dat een verhoging in neerslag of regenerosiviteit een verhoging in SE, maar verhoudingsgewijs nog meer runoff, teweegbrengt. De variatie in gemiddelde SSE ( ) voor het Bovenscheldebekken wordt voor 69% verklaard door volgend model: SSE = -1,7 + 0,03 RO (3) met RO = de gemiddelde jaarlijkse runoff voor de periode (mm). De gemiddelde fout (RMSE) bedraagt 0,3 ton/ha.j. In figuur 3.6 zijn de geschatte waarden met het model (3) vergeleken met de gemeten waarden.

32 H3 Sedimentexport verklaard 27 3 Donderij Geschatte SSE met model 3 (ton/ha.j) 2 1 Etikhove Maarke-Kerkem Leupegem Huise Broekbeek 1/ Gemeten SSE (ton/ha.j) Figuur 3.6. Vergelijking van schattingen met het model (3) en de gemeten waarden voor de gemiddelde SSE van in de meetstations van het Bovenscheldebekken Voor 2006 kan een regressie opgesteld worden voor de gegevens van het Bovenscheldebekken en Demerbekken samen. De variatie in jaarlijkse runoff-hoeveelheid verklaart 91% van de variatie in jaarlijkse SSE voor Het regressiemodel is: Log (SSE) = - 2,39 + 1,23 Log(RO) (4) met RO de jaarlijkse runoff (mm). Figuur 3.7 vergelijkt de geschatte waarden volgens model (4) met de gemeten waarden en toont de kracht van een hydrologische parameter als de runoff.

33 H3 Sedimentexport verklaard Etikhove Maarke-kerkem Leupegem Donderij Geschatte SSE met model 4 (ton/ha.j) 1,5,4,3,2,1,05,04,03 Neerwinden Piringen Wellen Mielen-boven-Aalst Muizen Velm Heks Huise Broekbeek,02,01,01 1/1,02,03,05,04,1,2,3,4, Gemeten SSE 2006 (ton/ha.j) Figuur 3.7. Vergelijking van de geschatte waarden met het model (4) en gemeten waarden voor de SSE van 2006 in de meetstations van het Bovenscheldebekken en Demerbekken In figuur 3.7 zijn de 2 bemeten regio s duidelijk te onderscheiden. Dat één relatie tussen SSE en runoff geldt voor beide bekkens ongeacht de stroomgebiedgrootte, is veelbelovend. De gemiddelde fout van het model (RMSE) is echter groot nl. 1,66 ton/ha.j, en belet vooralsnog een nauwkeurige voorspelling voor een individueel stroomgebied. Dit is normaal aangezien het model is opgemaakt met de meetgegevens van één jaar. Langere tijdreeksen, samen met de uitbreiding van het sedimentmeetnet, moeten de relatie verder onderbouwen Variaties in SE per event Voor de verklaring van variaties in SE per event, kunnen meer hydrogramkenmerken gebruikt worden als verklarende variabelen. Van zodra parameters eigen aan het hydrogram worden gebruikt zoals stijgsnelheid van debieten, zijn deze modellen niet meer extrapoleerbaar naar andere stroomgebieden. Als voorbeeld wordt de regressie berekend voor het station Leupegem voor alle (88) events binnen de periode De verklarende parameters zijn onder meer de tijdsbepaling in het jaar, de duur van het event, de gecumuleerde afvoer van het event en de maximum stijg- of daalsnelheid van het debiet. Het optimale regressiemodel is: Log (SV) = 0,29 + 2,1 Log(dQmax) + 0,66 Log(Q) (5) met: - SV de gecumuleerde SE van het event (ton), - dqmax de maximale stijg- of daalsnelheid van het debiet binnen het event - Q de gecumuleerde afvoer van het event.

34 H3 Sedimentexport verklaard 29 Figuur 3.8 vergelijkt de geschatte waarden volgens model (5) met de gemeten waarden. De voorspellingskracht van model (5) is zeer goed /1 SE geschat met model 5 (ton) Gemeten SE (ton) Figuur 3.8. Correlatie tussen SE per event geschat aan de hand van hydrogramkenmerken en gemeten SE voor alle 88 events voor het station Leupegem in de periode Men kan nog verder in detail gaan. Ook individuele sedimentconcentraties kunnen geschat worden aan de hand van hydrogramkenmerken. De eenvoudigste modellen zijn sedimentkrommes die het verband geven tussen sedimentconcentraties en debieten. De foutenmarge bij het gebruik van dergelijke sedimentkrommen kan echter zeer groot zijn. Het is pas als andere hydrogramkenmerken zoals piekdebiet van een event, stijg- en daalsnelheid van het waterpeil, enz. in de regressie worden betrokken, dat een bruikbaar regressiemodel kan worden opgesteld. Besluiten uit 3.4 Hydrogramkenmerken - Runoff is een veelbelovende parameter bij sedimentvoorspellingen. - Runoff-reeksen zijn op meer plaatsen beschikbaar dan sedimentreeksen, en reiken aldus de mogelijkheid aan om op vele locaties een eerste schatting te maken van sedimenthoeveelheden. - Met behulp van meer uitgebreide hydrogramkenmerken kan de SSE per event of individuele sedimentconcentraties voorspeld worden.

35 H3 Sedimentexport verklaard Bestaande modellen Uit het voorgaande blijkt dat verschillende factoren de SSE van een stroomgebied bepalen: neerslagen stroomgebiedkenmerken, runoff, Met eenvoudige regressievergelijkingen kan de SSE voor de bemeten stroomgebieden niet voldoende nauwkeurig bepaald worden. Indien men de SSE op schaal van een klein stroomgebied (bvb 1 e categorie waterlopen) voor gans Vlaanderen wil begroten, moet bijgevolg beroep worden gedaan op meer complexe modellen die alle verklarende factoren in rekening kunnen brengen. In wat volgt wordt voor enkele veel toegepaste modellen in Vlaanderen kort besproken in hoeverre zij bepaalde variaties in gemeten SE-waarden kunnen verklaren. Het RUSLE-model is een eenvoudig model dat de gemiddelde erosiewaarden voorspelt op basis van een aantal stroomgebiedkenmerken, landgebruikgegevens en neerslagkenmerken. Het WaTEM/SEDEM-model berekent naast de erosiewaarden eveneens het traject dat het geërodeerde materiaal aflegt in het stroomgebied en leidt zo de sedimentexport door de waterloop af die het stroomgebied verlaat RUSLE en de bodemerosiekaart De bodemerosiekaart (Van Rompaey et al, 2000) schat de (water)erosie op basis van het huidige landgebruik aan de hand van het RUSLE-model. Dit is een empirisch model dat steunt op méér dan proefperceel-jaar gegevens. Aan de hand van de geschatte erosiehoeveelheden met dit model en de gemeten sedimentvrachten (SSE) voor een stroomgebied kan de sedimentdoorvoerratio (SDR) van dit stroomgebied geschat worden. De SDR is de fractie van het geërodeerde materiaal dat de waterloop bereikt. Gemeten SSE-waarden, berekende erosiehoeveelheden (met de bodemerosiekaart) en SDR-waarden worden voor de onderzochte stroomgebieden in figuur 3.9 weergegeven. Geschatte (water-)erosiehoeveelheden met de bodemerosiekaart geven aan dat de bemeten stroomgebieden in het Bovenscheldebekken ongeveer dubbel zo erosief zijn als de bemeten gebieden in het Demerbekken. Huise vormt hierop een uitzondering met een erosiviteit die ongeveer even groot wordt ingeschat als de bemeten stroomgebieden in het Demerbekken. Aangezien de SSE van de stroomgebieden van de Bovenschelde echter veel meer dan het dubbele bedragen van de SSE in het Demerbekken, zijn de SDR-waarden van de stroomgebieden van het Bovenscheldebekken veel hoger dan deze van het Demerbekken, met een maximum voor het stroomgebied van Huise. Dit verschil in SDR-waarden tussen beide bekkens lijkt zeer aannemelijk gezien het verschil in runoff en dichtheid van het waterlopenstelsel tussen beide stroomgebieden. De veel hogere SSE-waarden voor de stroomgebieden van de Bovenschelde in vergelijking met de stroomgebieden van het Demerbekken zijn dan niet alleen het gevolg van hogere bodemerosie-intensiteiten, maar ook van hogere SDRwaarden voor deze stroomgebieden. De lage gemeten SSE-waarden in het zuidelijke Demerbekken staan in contrast met de modderellende die regelmatig terugkomt in dorpen gelegen in stroomgebieden in het zuidelijke Demerbekken. De lage SDR in vergelijking met de Bovenschelde kan dit voor een deel verklaren: veel van het geërodeerde materiaal in de stroomgebieden van het Demerbekken geraakt niet (direct) tot in een permanente waterloop, in tegenstelling tot de stroomgebieden van het Bovenscheldebekken. In het Demerbekken treedt er (onder meer) daardoor vaak modderellende op in dorpen gelegen in opwaartse stroomgebieden, maar is de sedimentlast (SSE) in drainerende waterlopen beperkt. In het Bovenscheldebekken daarentegen bereikt het geërodeerde materiaal veel sneller een permanente waterloop. Modderellende komt (onder meer) daardoor minder vaak voor in de opwaartse stroomgebieden van het Bovenscheldebekken, maar de SSE in de waterloop is veel hoger WaTEM/SEDEM Het WaTEM/SEDEM-model is een ruimtelijk verdeeld sedimenttransport-model ontwikkeld aan de KUL (Van Oost et al, 2000). Dergelijke modellen gaan na welk traject het geërodeerde sediment aflegt tot een waterloop bereikt wordt en kunnen een waardevol hulpmiddel zijn bij het begroten van de sedimentexporten uit een gebied. Het is reeds vele malen toegepast voor integraal land- en waterbeheer. Verstraeten (Verstraeten, 2006) schatte met het model de relatieve bijdrage van de belangrijkste zijrivieren op de SSE van de Schelde. Steegen (2001) voorspelde de sedimentexport uit een klein stroomgebied met het WaTEM/SEDEM-model.

36 H3 Sedimentexport verklaard 31 Zoals reeds aangehaald in Erosiebestrijdingsmaatregelen - Demerbekken, werd met het WaTEM/SEDEM-model de SSE voor enkele bemeten stroomgebieden in het zuidelijke Demerbekken gemodelleerd (Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, 2001). Ook de SDR voor de stroomgebieden werd gemodelleerd. De gemodelleerde lange-termijns SDR voor enkele stroomgebieden in het Demerbekken gaan van 10% (Melsterbeek, Cicindria) tot 16% (Velm), de SDRwaarden van een extreem event zijn iets hoger (13 tot 22%). Deze gemodelleerde SDR-waarden zijn veel hoger dan begroot via SSE-metingen en de bodemerosiekaart. De gemeten SDR voor Melsterbeek, Molenbeek en Cicindria zijn immers respectievelijk 3, 2 en 4% (figuur 3.9). De systematische overschatting van de SDR door het model doet vermoeden dat het model niet voldoende gekalibreerd is voor deze stroomgebieden. Enkele mogelijke oorzaken worden hier kort aangehaald. Uit de regressieanalyse van SSE met stroomgebiedkenmerken en hydrogramkenmerken blijkt dat verschillen in SSE tussen Demer- en Bovenscheldebekken in grote mate kunnen verklaard worden door verschillen in dichtheid van het waterlopenstelsel en runoff. Het WaTEM/SEDEM-model houdt echter met beide parameters slechts in beperkte mate rekening. Stroomgebiedkenmerken die de runoff bepalen van een stroomgebied zijn in het model verwerkt door rekening te houden met de helling van het stroomgebied, de textuur van de toplaag en gewasfactoren. Echter, voor stroomgebieden met gelijke helling, gelijke textuur van de toplaag maar een verschillende permeabiliteit van de ondergrond kan de runoff (en dus SSE) sterk verschillend zijn. Dit wordt geïllustreerd door de verschillen in runoff voor 2006 van Huise en Mielen-boven-Aalst (of Muizen, Velm). Beide stroomgebieden hebben eenzelfde gemiddelde helling van het stroomgebied nl. 4% en eenzelfde textuur van de toplaag nl. (zand-)leem. Toch verschilt de runoff voor 2006 met ruim een factor 5: 120 mm voor Huise t.o.v. 20 mm voor Mielen-boven-Aalst (of Muizen, Velm). Een verschillende permeabiliteit van ondergrond is hier zeer waarschijnlijk de oorzaak. In grote delen van het hellende gebied van West- en Oost-vlaanderen liggen kleilagen immers dicht onder de oppervlakte, in tegenstelling tot het zuidelijke Demerbekken waar de leempakketten veel dikker zijn. Doordat het WaTEM/SEDEM-model geen rekening houdt met deze hydrologische verschillen tussen stroomgebieden, kunnen mogelijks grote fouten worden gemaakt in SSE-voorspellingen. Dit is voornamelijk geldig voor events waar saturatie-excessen de runoff en SSE bepalen. Voor events waar de runoff door infiltratie-excessen wordt bepaald, speelt de ondergrond veel minder een rol in de bepaling van SSE. Het waterlopennetwerk is één van de layers waaruit het model is opgebouwd. Eens het sediment een waterloop bereikt, wordt het verondersteld door de waterloop te worden afgevoerd. Hierbij wordt door het WaTEM/SEDEM-model echter geen rekening gehouden met de verschillen in hydraulische ruwheden tussen waterlopen die permanent nat staan en waterlopen die overwegend droog staan. In een waterloop die overwegend droog staat, is de bedding meestal begroeid, waardoor veel van het afspoelend sediment tijdens hoogwaterevents kan afgezet worden in de waterloop. In een permanent natte waterloop is dit niet het geval. Bij het modelmatig begroten van de SSE voor stroomgebieden in de droge leemstreek (o.a. zuidelijk Demerbekken), waar stroomgebieden van ongeveer 300 ha meestal niet door een permanente waterloop worden gedraineerd, kunnen zo belangrijke fouten gemaakt worden. De bestaande tijdreeksen van sedimentdebieten laten toe sedimenttransport-modellen te beoordelen in kleinere stroomgebieden, zeker voor het Bovenscheldebekken waar reeds 5-jaarlijkse meetreeksen voorhanden zijn. De inspanningen die voor de opbouw van de modellen reeds geleverd zijn, mogen niet stoppen nu de meetreeksen een reële toets mogelijk maken. Een gekalibreerd model is immers noodzakelijk bij de begroting van sedimenttransport voor het hellende gebied van Vlaanderen. Hiervoor lijkt het WaTEM/SEDEM-model het meest aangewezen model in Vlaanderen. Een toetsing van het model aan de meetreeksen is een eerste noodzakelijke stap.

37 Erosie/SSE (ton/ha.j) Broekbeek Etikhove Donderij Huise Maarke-Kerkem Leupegem Kerniel Neerwinden Erosie-intensiteit SSE ( ) SDR Heks Piringen Mielen-boven-Aalst Figuur 3.9. Erosiehoeveelheden, SSE-waarden en SDR-waarden voor alle bemeten stroomgebieden. De (water-)erosiehoeveelheden zijn afgeleid uit de bodemerosiekaart, de SSE-waarden zijn gemiddelden voor de periode (Bovenschelde) en (Demerbekken). De SDR-waarde (%) voor een stroomgebied is de ratio van de SSE en de erosiehoeveelheid voor dit stroomgebied Muizen Velm Wellen SDR (%) H3 Sedimentexport verklaard 32

38 H4 Sedimentafzetting in een GOG 33 4 Sedimentafzetting in een GOG 4.1 Opmetingen Twee meetstations van het sedimentmeetnet zijn gelegen op- en afwaarts eenzelfde gecontroleerd overstromingsgebied (GOG) te Huise op de Plankbeek (Bovenscheldebekken, figuur 1.1), met de bedoeling de effectiviteit van sedimentvangen in het veld na te gaan. Het gecontroleerd overstromingsgebied had bij aanleg begin de jaren 90 een bergingsvolume van ongeveer m³ (of 4,4 mm berging over het stroomgebied). Het GOG heeft een trapeziumvorm met een lengte van 300 m en een breedte variërend van 100 m aan de afwaartse zijde tot 50 m aan de opwaartse zijde. Het GOG wordt doorsneden door de Plankbeek, en heeft een klepstuw als uitlaatkunstwerk. Figuur 4.1A geeft de topografie van het GOG bij de opmeting in maart 2005, figuur 4.1B is een beeld van de sedimentafzetting over de periode A Plankbeek B Figuur 4.1. A: Topografie van het gecontroleerd overstromingsgebied te Huise zoals opgemeten in maart B: Dikte van de sedimentafzetting in Huise tussen maart 2003 en november 2005, afgeleid uit topografische metingen Uit het verschil in SE tussen beide meetstations kan de sedimentafzetting in het GOG voor een bepaalde periode berekend worden. In figuur 4.2 wordt dit geïllustreerd voor een hoogwaterevent in december Als controle van deze begroting van sedimentafzetting is het gecontroleerd overstromingsgebied de voorbije 4 jaar 4 maal topografisch opgemeten volgens een raster van 25 m in de lengterichting en 5 m in de dwarsrichting van het GOG. Dit raster werd vervolgens geïnterpoleerd (Kriging) naar een 5x5 m grid met het softwarepakket SURFER. De topografische bepaling van de sedimentafzetting in een bepaalde periode bestaat uit een eenvoudige aftrekking van beide rasters. Het resultaat van de metingen en berekeningen is in tabel 4.1 samengevat. De aanslibbing van het gecontroleerd overstromingsgebied over een bepaalde periode is enerzijds berekend uit het verschil tussen de twee topografische opmetingen (kolom 3 en 4) en anderzijds uit het verschil in SE van de stations op- en afwaarts het GOG (kolommen 5 tot 7). De afwijking tussen beide berekeningsmethoden is gegeven in kolom 9 van de tabel. De vangefficiëntie VE s van het gecontroleerd overstromingsgebied is de fractie van het inkomende sediment dat in het GOG wordt afgezet. De VE s wordt berekend uit de SE van de meetstations op- en afwaarts van het GOG. In de tabel 4.1 wordt de VE s -waarde gegeven in kolom 8. Als omzetting van volume naar gewicht afgezet sediment is een droog volumegewicht van 1,3 ton/m³ gebruikt. Dit is de meest aangewezen waarde voor siltrijke sedimenten in GOG s die voornamelijk droog liggen (Verstraeten, 2000).

39 H4 Sedimentafzetting in een GOG 34 SC [g/l] A SC [g/l] B Figuur 4.2. Event van 17 december 2004 met aanduiding van debieten, sedimentconcentraties, cumulatieve sedimentvracht SE, waterstalen en peil van het gecontroleerd overstromingsgebied voor de stations op- (A) en afwaarts (B) het GOG. De duur van het event opwaarts het GOG is 6 uur (A), en stijgt tot 15 uur door de werking van het GOG (B)

40 H4 Sedimentafzetting in een GOG 35 Tabel 4.1. Berekeningsresultaten van de aanslibbing en de vangefficiëntie VE s van het gecontroleerd overstromingsgebied. De aanslibbing wordt enerzijds berekend uit het verschil tussen 2 topografische opmetingen, anderzijds uit het verschil tussen de SE van de stations op- en afwaarts van het GOG. Het verschil tussen de 2 berekeningsmethodes staat in de laatste kolom Datum topografische opmeting 1 Datum topografische opmeting 2 verschil topogr. opmetingen (m³) verschil topogr. opmetingen (m³) SE Huise opwaarts GOG (ton) SE Huise afwaarts GOG (ton) Verschil SE op - en afwaarts GOG (ton) VEs (%) afwijking SE tov topogr. opm. (%) 03/ / / / / / / /2006 / ( * ) / ( * ) / 01/ /2007 / ( * ) / ( * ) / 03/ / (1) 03/ /2007 / ( * ) / ( * ) (2) / ( * ) Geen topografische opmeting beschikbaar voor de periode 11/2005 tot 12/2007 De afwijking tussen de sedimentafzettingen berekend enerzijds via gemeten SE en anderzijds via opgemeten sedimentafzettingen, bedraagt 30% tot 60% voor de periodes tussen de verschillende topografische opmetingen. Deze afwijkingen kunnen voornamelijk toegeschreven worden aan onvoldoende nauwkeurigheid van de topografische metingen en het feit dat de absolute fout van de topografische opmeting bij geringe verschillen tussen de maaivelden op de 2 meettijdstippen kan uitgroeien tot een grote relatieve fout. Opeenvolgende metingen middelen deze fouten echter uit: het verschil tussen de berekende sedimentafzetting aan de hand van SE en topografisch opgemeten sedimentafzetting voor de periode van maart 2003 tot november 2005 bedraagt slechts 8% ( (1) in tabel). Deze geringe afwijking toont aan dat de meetmethode voor SE in de meetstations zeer betrouwbaar is. Volgens het verschil in de gemeten SE op- en afwaarts van het GOG is de berging van het GOG met ruim 1600 ton verminderd in de periode van maart 2003 tot december Dit is een gemiddelde jaarlijkse sedimentafzetting in het GOG van ongeveer 350 ton. Ruim 80% van deze sedimentafzetting gebeurt in een zone van 40 m aan weerszijden van de Plankbeek (figuur 4.1B). De gemiddelde vangefficiëntie van het GOG voor de periode maart 2003 tot december 2007 is 40% ( (2) in tabel), jaarlijks variërend van 30 tot 50%. Rekening houdend met het feit dat het sediment voornamelijk bestaat uit lichte leem (mediaan korreldiameter 10 tot 15 µm), is 40% een verassend hoge gemiddelde vangefficiëntie voor dergelijke lichte sedimenten met een lange bezinkingstijd. Ook andere GOG s in het hellende gebied van Vlaanderen hebben een hoge vangefficiëntie. Verstraeten (2000) bekwam typische vangefficiënties van 50 tot 60% voor GOG s met gelijkaardige kenmerken als het GOG van Huise, de sedimentaan- en uitvoer werd in deze studie evenwel niet geregistreerd.

41 H4 Sedimentafzetting in een GOG Kosten-baten analyse Door de hoge vangefficiëntie van het gecontroleerd overstromingsgebied (GOG) moet regelmatig geruimd worden om de overstromingsbeveiliging te blijven verzekeren in het stroomgebied. Bij de ruiming van het najaar 2006 werd ongeveer m³ sediment afkomstig van aanslibbing verwijderd uit het GOG. De ruimingskost hiervan bedroeg ongeveer Door de geringe vervuilingsgraad kon de grond herbruikt worden als landbouwgrond (bestemmingstype II tot V). Per m³ uitgegraven grond betekent dit een kost van ongeveer 9 (tabel 4.2). Stel dat het sediment niet wordt afgezet in het GOG en verder afwaarts wordt getransporteerd tot in de Schelde, dan zullen de ruimingskosten sterk stijgen. De kans is zeer groot dat door verontreiniging het sediment niet meer herbruikbaar is als landbouwgrond, dan wel als bouwstof, en de ruimingskost (inclusief verwerkingskost) oploopt tot 50 /m³. Voor de ruiming van dezelfde 6000 m³ betekent dit een bedrag van De voorbije 4 jaar werd jaarlijks ongeveer 350 ton of 270 m³ afgezet in het GOG (droog volumegewicht van 1,3 ton/m³). Jaarlijks betekent de verwerking van niet-vervuild sediment in het GOG een besparing van 41 x 270 = Grasbufferstroken verminderen aanslibbingen van waterlopen en GOG s en bestendigen zo de overstromingsbeveiliging. Daarbij wordt bodemverlies op de akker vermeden. De efficiëntie van de reductie in sedimentaanvoer door de grasbufferstroken is afhankelijk van diverse factoren zoals lengte en breedte van de strook. De bergingscapaciteit van grasstroken en bijgevolg ook de vangefficiëntie is echter beperkt omdat grasbufferstroken zich onvoldoende kunnen herstellen bij extreme of langdurige regenbuien (Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, 2001b). De metingen in het stroomgebied van Huise geven een vangefficiëntie van de grasbufferstroken van 20% aan in het stroomgebied van Huise (3.3). Rekening houdend met een gemiddelde SE van ongeveer 900 ton/jaar voor het station Huise opwaarts GOG tijdens de periode (tabel 4.1), bekomen we een jaarlijkse reductie van 180 ton of 140 m³. De kost voor het onderhoud van een grasbufferstrook (via beheersovereenkomsten met landbouwers) bedraagt ongeveer 0,13 /m². Voor de 6 ha bufferstroken aangelegd in het stroomgebied van Huise bedraagt de jaarlijkse kost Per m³ sedimentreductie is de kost bijgevolg 55. De resultaten van de berekeningen staan samengevat in tabel 4.2. De kost voor het reduceren van één m³ sediment in de waterloop is voor een grasbufferstrook een veelvoud van de ruimingskost in het GOG. Dit pleit voor het gebruik van bestaande GOG s als sedimentopslag, mits het sediment in het GOG niet is vervuild en regelmatig wordt geruimd. Sturing van GOG s in sedimentgevoelige gebieden op hoogwaterbescherming én sedimentbeheersing moet mits bepaalde voorwaarden (bvb voldoende ruimen) mogelijk zijn. Tabel 4.2. Afweging van de kosten van verschillende maatregelen om de sedimentexport door de Plankbeek te beperken Maatregel Extra Extra baten Kost ( ) kost/m³ ( ) Reductie (m³) VEs (%)* kosten Ruimen GOG bouw (hergebruik bodem) GOG / Ruimen waterloop (geen hergebruik) / / Grasbufferstrook / *VEs = vangefficiëntie van het GOG bodembehoud/ overstromingsbeveiliging GOG De kost voor de bouw van het GOG is niet in rekening gebracht, aangezien het GOG is aangelegd voor hoogwaterbescherming. Indien sediment- of zandvangen worden aangelegd voor sedimentberging, kan de constructiekost volledig worden meegerekend. Stel dat een sedimentvang wordt aangelegd met eenzelfde vangefficiëntie als het GOG nl. 40%, dan wordt jaarlijks uitgespaard. Op middellange termijn, dit is 10 tot 20 jaar, zal de kost voor de aanleg van de sedimentvang al teruggewonnen zijn.

42 H4 Sedimentafzetting in een GOG Besluit Aan de hand van topografische metingen in het gecontroleerd overstromingsgebied van Huise werd de begroting van de sedimentafzetting in het GOG met SE-metingen op- en afwaarts het GOG gecontroleerd. De geringe afwijking tussen beide begrotingen toont aan dat de meetmethode voor SE in de meetstations voldoende betrouwbaar is. De gemiddelde vangefficiëntie voor de periode bedraagt 40% voor het GOG te Huise. Dit betekent dat zeer fijn sediment (mediaan korreldiameter 10 tot 15 µm) ook kan afgevangen worden in GOG s of sedimentvangen op voorwaarde dat de bezinkingstijd lang genoeg is. Wat betreft de reductie van de SSE in de waterloop is het GOG van Huise veel kosteneffectiever dan grasbufferstroken indien de constructiekost van het GOG niet wordt meegerekend. Ook zonder bestaand GOG zou de bouw van een sedimentvang verantwoord zijn: de stijging van de ruimingskosten door mogelijke vervuiling van het sediment verder stroomafwaarts rechtvaardigt de bouw van een sedimentvang. In tegenstelling tot een sedimentvang, gaat een grasbufferstrook echter eveneens modderproblemen in het stroomgebied remediëren. Daarnaast heeft de berging van sediment in een GOG nadelige gevolgen voor de waterberging in het GOG, tenzij frequent kan worden geruimd. Daarom lijkt voor waterlopen met een grote sedimentlast (zoals Huise) een combinatie van maatregelen in de waterloop (zoals een sedimentvang of sedimentberging in een GOG) met erosiebestrijdingsmaatregelen aangewezen.

43 H5 Sedimentafzetting verklaard 38 5 Sedimentafzetting verklaard Indien men de sedimentafzetting wilt begroten in een gecontroleerd overstromingsgebied of sedimentvang volstaan SE-gegevens niet. Ook de korrelgrootte van het sediment moet gekend zijn. Weinig gegevens zijn echter voorhanden over de ruimtelijke en temporele variaties van korrelgroottes in een stroomgebied. Deze variaties kunnen belangrijk zijn voor de verklaring van sedimentafzettingen. Daarom werd zowel in de bemeten stroomgebieden van de Bovenschelde en Demerbekken als in het GOG van Huise de korrelgrootteverdeling van water-sedimentstalen voor vele afvoerevents onderzocht. 5.1 Bovenscheldebekken De korrelgrootteverdeling van het sediment beïnvloedt de fractie van het sediment dat kan bezinken in GOG s of sedimentvangen. Van 2001 tot en met 2004 werd de korrelgrootteverdeling van alle watersedimentstalen van de verschillende meetstations in het Bovenscheldebekken bepaald met behulp van de laserdiffractiemeter (Coulter LS-100) van het Hydrologisch Informatiecentrum (HIC) in Borgerhout. De stalen werden nat geanalyseerd zonder extra behandeling, om zoveel mogelijk de effectieve (= in situ) korrelgrootteverdeling te bekomen van het sediment in de waterloop. De invloed van peptisatie (met natriumpolyfosfaat) op de korrelgrootteverdeling van de stalen bleek echter gering. De stalen bleven enkele dagen tot weken staan vóór analyse, waardoor het sediment zou kunnen aggregeren en niet meer de effectieve korrelgrootteverdeling wordt bekomen (Philips en Walling, 1995). De korrelgrootte-analyses van stalen die achtereenvolgens na 1 dag, 1 week en 1 maand na monstername onderzocht werden, verschilden echter weinig. De aggregatiegraad van de natte stalen wordt bijgevolg weinig beïnvloed door stockage. Om praktische redenen werden de stalen voor een bepaald station per concentratieklasse samengebracht in een bepaald trimester (bvb mengstaal van alle stalen in concentratieklasse 0-2 g/l voor de maanden januari/februari/maart 2003 van het station Broekbeek). In totaal werd van 185 mengstalen de korrelgrootteverdeling bepaald. In figuur 5.1 worden de (geometrisch) gemiddelde korreldiameters voor een bepaalde concentratieklasse per station weergegeven. 25 Gemiddelde korreldiameter (µm) vaanbuikbeek maarke-kerkem leupegem huise etikhove donderij 10 broekbeek Concentratie (g/l) Figuur 5.1. Gemiddelde korreldiameter per concentratie voor de meetstations van het Bovenscheldebekken. De concentratie is de maximum concentratie van de klasse (bvb concentratieklasse 0-2 g/l wordt weergegeven door een concentratie van 2 g/l)

44 H5 Sedimentafzetting verklaard 39 Uit figuur 5.1 blijkt dat de gemiddelde korreldiameter slechts weinig varieert tussen de stations nl. van 10 tot ruim 20 µm. Over het algemeen stijgt de gemiddelde korreldiameter naarmate de concentratie toeneemt, doch ook deze verschillen zijn relatief gering. Enkel voor de stroomgebieden van de Broekbeek en de Donderij is de correlatie tussen korreldiameter en sedimentconcentratie duidelijk. Over het algemeen blijkt er voor eenzelfde stroomgebied binnen een hoogwaterevent relatief weinig verschil in korrelgrootteverdeling te zijn. Voor enkele extreme afvoerevents zoals 4 juli 2005 is de korreldiameter van de stijgende tak van het limnigram wel duidelijk zwaarder dan de diameter van de dalende tak. Omdat zowel de verschillen in granulometrie tussen stroomgebieden als de verschillen binnen eenzelfde event voor één stroomgebied klein zijn, werd de analyse van de korrelgrootteverdeling voor het Bovenscheldebekken stopgezet eind Gecontroleerd overstromingsgebied te Huise Voor het gecontroleerd overstromingsgebied (GOG) van Huise werd voor een aantal hoogwaterevents de korrelgroottes van de individuele stalen van de meetstations op- en afwaarts vergeleken. Zo kon de vangefficiëntie van het GOG voor verschillende fracties van het sediment worden bepaald. Drie winterevents - 19 november 2004, 18 december 2004 en 25 december en één zomerevent 4 juli werden onderzocht. De resultaten werden gecontroleerd door de korrelgrootte te bepalen van sediment afgezet in het GOG na de events. In totaal werd van 98 stalen de korrelgrootteverdeling geanalyseerd: 59 stalen van Huise opwaarts GOG, 21 stalen van Huise afwaarts GOG en 18 stalen van sediment afgezet in het GOG. De analyses gebeurden op natte stalen zonder extra behandeling. Figuur 5.2 toont de individuele korrelverdelingen van de verschillende stalen van het station Huise afwaarts GOG voor het hoogwaterevent van 17 december Het moment van staalname is aangeduid in figuur 4.2B ( sedimentconcentratie waterstaal ). De korrelverdeling van de stalen van het station Huise opwaarts GOG (figuur 4.2A) verschillen onderling weinig. De gemiddelde korrelverdeling doorheen de golf van de stalen van het station Huise opwaarts GOG is in figuur 5.2 aangeduid. Ruim 70% van het sediment opwaarts het GOG is kleiner dan 20 µm. Tot 2 uur na het begin van de vulling van het GOG, is er weinig verschil tussen de korrelverdeling van de stalen van het station Huise afwaarts GOG en de gemiddelde korrelverdeling van de stalen van het station Huise opwaarts GOG. Vanaf een vullingsduur van 2 uur wijkt de korrelgrootte van het staal van het afwaartse station meer en meer af van de gemiddelde korrelgrootte van de stalen van het opwaartse station. Het sediment dat uit het gevulde GOG wordt geëxporteerd, wordt fijner naargelang de vullingsduur toeneemt. Enkel voor het laatste staal wordt de korrelverdeling terug wat zwaarder, wellicht doordat grover materiaal (dat zich voor de klep heeft verzameld) bij het neerlaten van de klep uit het GOG wordt geëxporteerd.

45 H5 Sedimentafzetting verklaard 40 volume% 5,5 4,5 3,5 2,5 1,5 Huise afw, 0h15 Huise afw, 0h30 Huise afw, 1h00 Huise afw, 2h00 Huise afw, 9h15 Huise afw, 11h00 Huise afw, 12h00 Huise opw gemiddeld 0,5 0, ,5 korreldiameter (um) Figuur 5.2. Korrelverdeling van de verschillende stalen van station Huise afwaarts GOG voor het hoogwaterevent 17/12/2004. De stalen zijn benoemd volgens de vullingstijd van het GOG. Ook de gemiddelde korrelverdeling van de stalen van het station Huise opwaarts GOG is gegeven Voor de 4 events werd de sedimentexport per korrelfractie per meetstation berekend. Het verschil in sedimentexport tussen de meetstations op- en afwaarts van het GOG resulteert in de sedimentafzetting per korrelfractie in het GOG. Hoge vangefficiënties worden gevonden voor de kleinere fracties. Zo bezinkt minstens 20% van de fracties µm van het sediment dat in het GOG wordt aangevoerd. Dergelijke hoge vangefficiënties voor kleine fracties blijken echter niet ongewoon voor sedimentvangen (Greb, 1997). Bekijkt men het aandeel van elke fractie in de totale afzetting in het GOG, dan blijkt ongeveer 50% te bestaan uit de fractie kleiner dan 20 µm (figuur 5.3). Het gemiddelde van de korrelgrootte-analyses van stalen van afgezet sediment in het GOG geeft eenzelfde beeld. De stalen werden in het voorjaar van 2005 genomen van afgezet sediment in het GOG wat kan beschouwd worden als gemiddelde van de berekende granulometrie van de sedimentafzettingen voor de 3 winterevents van Het grote aandeel van de fractie kleiner dan 20 µm in de sedimentafzetting in het GOG is te verklaren door het grote aandeel van de fractie kleiner dan 20 µm van het sediment opwaarts GOG en het niet te verwaarlozen bezinkingspercentage voor de kleinste fracties.

46 H5 Sedimentafzetting verklaard volume% /11/ /12/ /12/ /07/2005 stalen GOG Korreldiameter (µm) Figuur 5.3. Cumulatieve voorstelling van het aandeel van een korrelfractie in de totale afzetting in het gecontroleerd overstromingsgebied voor de verschillende hoogwaterevents. De fracties worden weergegeven door de bovengrens van de fractie (bvb fractie µm wordt weergegeven als x = 80). De gemiddelde korrelverdeling van de handmatig genomen stalen van afgezet sediment in het GOG is op dezelfde manier voorgesteld

47 H5 Sedimentafzetting verklaard Demerbekken Van april tot en met september 2006 werd de korrelgrootteverdeling van de stalen van de stations in het Demerbekken bepaald. Dit gebeurde op dezelfde manier als voor de stalen van de Bovenschelde, nl. met laserdiffractie op natte stalen zonder voorbehandeling. De stalen werden gemengd volgens concentratieklasse en trimester. In tegenstelling tot het Bovenscheldebekken, bevatten de stalen van een aantal stations van het Demerbekken soms hoge concentraties (>10 volume%) organisch materiaal. Dit wordt veroorzaakt door de geringe aansluitingsgraad op een RWZI voor een aantal stroomgebieden (VMM, 2005). Het organische materiaal zorgt voor aggregatie van de oorspronkelijke sedimentpartikels, waardoor de korrelgrootteverdeling van de stalen verschilt van de in situ-verdeling. Door peptisant (natrium-polyfosfaat) toe te voegen, wordt verondersteld dat de korrelgrootteverdeling beter de in situ-verdeling weergeeft. In totaal werd de korrelgrootteverdeling bepaald van 47 mengstalen. In figuur 5.4 is de gemiddelde korreldiameter per concentratieklasse van alle stations weergegeven. 55 Gemiddelde korreldiameter (µm) wellen velm vechmaal piringen muizen mielen-boven-aalst Concentratie (g/l) 30 heks Figuur 5.4. Gemiddelde korreldiameter per concentratie voor alle stations van het Demerbekken. De concentratie is de maximum concentratie van de klasse (bvb concentratieklasse 0-2 g/l wordt weergegeven door een concentratie van 2 g/l) Op basis van de uitgevoerde analyses is het sediment van de meetstations in het Demerbekken een stuk grover dan het sediment van de stations in het Bovenscheldebekken. Dit bevordert de mogelijke afzetting van het sediment in sedimentvangen of GOG s. Meer analyses voor de stations in het Demerbekken moeten dit bevestigen. De variatie in gemiddelde korreldiameter is een stuk groter dan de variatie voor de Bovenschelde nl. tussen 10 en 50 µm. Er is geen correlatie tussen korreldiameter en concentratie.

48 H6. Sedimentmeetnet nieuwe acties 43 6 Sedimentmeetnet - nieuwe acties 6.1 Sedimentvangplan Een sedimentvang laat een fractie van het getransporteerde sediment in de waterloop bezinken. De afdeling Operationeel Waterbeheer van de VMM wil de jaarlijks terugkerende kosten van sedimentruimingen stelselmatig verminderen door op de meest geschikte plaatsen in Vlaanderen sedimentvangen ter voorzien. Het doel is lokaal zoveel mogelijk sediment zo weinig mogelijk vervuild te kunnen ruimen. Als alternatief voor een sedimentvang kan sediment opgevangen worden in natuurlijke overstromingsgebieden. Met de kostenbesparing (op Vlaams niveau) als belangrijkste criterium, kunnen sedimentvangen voorzien worden: - op sedimentrijke waterlopen; - op gemakkelijk te ruimen plaatsen opwaarts van vervuilingsbronnen van het sediment; - opwaarts van moeilijk te ruimen waterloopgedeelten; - opwaarts van regelmatig te ruimen waterloopgedeelten; - in combinatie met bestaande GOG s of overstromingsgebieden. Verschillende informatie moet leiden tot het opstellen van een plan met de meest aangewezen locaties voor sedimentvangen, een sedimentvangplan : - overzicht sedimentexport van onbevaarbare waterlopen; - inventarisatie regelmatig te ruimen waterloopgedeelten (frequentie, hoeveelheid); - overgangszones van hellende naar vlakke gebieden; - inventarisatie bestaande sedimentvangen; - inventarisatie bestaande en geplande GOG s; - inventarisatie lozingspunten. Met een gekalibreerd sedimenttransportmodel kan een overzicht van de sedimentexporten voor de hellende gebieden van Vlaanderen gerealiseerd worden. Mits een uitbreiding van het meetnet (6.2), zal het overzicht nauwkeuriger worden naarmate de lengte van de meetreeksen toeneemt. Voor het hellende gebied van West- en Oost-Vlaanderen kan al een wetenschappelijk onderbouwd sedimentvangplan opgemaakt worden. Voor dit gebied kan men immers steunen op relatief lange meetreeksen van het bestaande sedimentmeetnet, waaruit onder meer volgt dat mits voldoende helling van de waterloop alle sedimenten tot aan de vallei van de grotere rivieren wordt gevoerd. Mits koppeling aan informatie van ruimingen, vervuilingsbronnen, enz kunnen een aantal verantwoorde locaties voor sedimentvangen worden geselecteerd binnen dit gebied. In de droge leemstreek van Vlaams-Brabant en Limburg zullen de sedimentopbrengsten van sedimentvangen wellicht kleiner zijn dan in het hellende gebied van West- en Oost-Vlaanderen. Langere meetreeksen en een uitbreiding van het meetnet moeten dit bevestigen. Ook de transportcapaciteit van waterlopen en af te vangen fracties moeten bemeten worden vooraleer een verantwoord sedimentvangplan kan opgesteld worden voor dit gebied. Ondertussen kunnen lokale overwegingen zoals (te) frequente ruimingen de inplanting van een sedimentvang rechtvaardigen. Voor waterlopen in de Vlaamse zandstreek zijn de meettechnieken voor sedimenttransport zo complex dat een correcte begroting van sedimentexporten nog veraf is. De keuze voor zandvanglocaties dient voorlopig gebaseerd te worden op ruimingen, hydrografische eigenschappen van de waterloop, enz. Tijdelijke meetstations ter hoogte van sedimentvangen kunnen de sedimentreductie monitoren. Daarnaast kan de sedimentgolf voorspeld worden aan de hand van waterdebieten. Dit kan gebeuren door het inzetten van technieken als neurale netwerken of in een eenvoudiger scenario door een correlatiestudie met hydrogramkenmerken (3.4). Redelijke resultaten worden verwacht na een meetperiode van 3 jaar, mits een normaal aantal hoogwaterevents. Voor een voorspeld hydrogram kan direct een schatting van de sedimentinhoud berekend worden. In de gevallen waar een sedimentvang wordt gecombineerd met een GOG geeft dit aanleiding tot een sturingsstrategie die meer en langer gebruik maakt van de beschikbare inhoud van het bekken dan een sturing die louter een overstromingsbescherming beoogt.

49 H6. Sedimentmeetnet nieuwe acties Uitbreiding van het sedimentmeetnet in het hellend gebied Het bestaande meetnet heeft als doel: - het opstellen van een meetmethodiek voor supensietransport; - het continu bemeten van sedimentexporten met een zeer hoge nauwkeurigheid per hoogwatergolf; - het verkrijgen van inzicht in sedimentdynamiek van stroomgebieden en GOG s; - het aanleveren van de basisdata voor het opstellen of kalibreren van modellen die de sedimentdebieten continu voorspellen; - het evalueren van erosiewerende maatregelen in kleinere stroomgebieden. Begin 2008 zijn al verschillende doelstellingen bereikt. De gevolgde meetmethodiek leidt in kleine stroomgebieden tot 100 km² tot nauwkeurige continue sedimentdebietreeksen. Deze tijdreeksen zijn nu ruim 5 jaar lang en laten toe sedimenttransportmodellen te kalibreren en te evalueren. Langere meetreeksen in het Demerbekken vervolledigen de beoogde doelstellingen. Het ontwerp Sectoraal Uitvoeringsplan Bagger- en Ruimingsspecie voorziet als streefdoel 60% van de jaarlijkse aangroei van sediment in de waterloop als gevolg van bodemerosie te verminderen tegen 2025 (Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, 2007). Een objectieve beoordeling van dit streefdoel veronderstelt een gebiedsdekkend sedimentmeetnet dat in staat is de huidige sedimentstromen in kaart te brengen en de reductie op te volgen. Het huidige sedimentmeetnet maakt immers duidelijk dat de bodemerosiekaart slechts een eerste indicatie van mogelijke sedimenttransporten in waterlopen kan geven. Het is niet realistisch de sedimentexport voor elke waterloop nauwkeurig te meten. Een groepering van meerdere waterlopen, met voor elke groep een modelstation, is nodig. Bestaande sedimenttransportmodellen zoals WaTEM/SEDEM moeten het nodige aantal meetstations kunnen reduceren. Om een dergelijk model te kalibreren en/of valideren zijn echter eveneens meetstations nodig. De opgedane kennis rond sedimenttransport kan helpen bij het opstellen van een gebiedsdekkend meetnet in het hellende gebied van Vlaanderen. De uitbreiding van het meetnet moet volgend schema doorlopen. - Op basis van de resultaten van het huidige meetnet kunnen stroomgebied- en hydrogramkenmerken gebruikt worden om regio s met een vergelijkbaar sedimenttransport te groeperen. Het zuidelijke Demerbekken is bijvoorbeeld een aparte regio. - Binnen elke groep gebeurt een schatting van de jaarlijkse sedimentexport voor elke waterloop. Dit moet een eerste idee geven van de hot spots voor sedimenttransport. De schatting kan gebeuren aan de hand van de runoff gemeten in bestaande limnimetrische stations, of met een sedimenttransportmodel zoals WaTEM/SEDEM. - Voor iedere regio wordt minstens één waterloop gekozen die wordt bemeten. De keuze van een site met meetinfrastructuur kan bepaald worden door: o de instroom van waterlopen met een mogelijks grote sedimentexport bij het binnenkomen in Vlaanderen vanuit Wallonië, zoals de Dijle, de Grote en de Kleine o Gete, of de Mark in Herne; de overgang naar een andere waterbeheerder, b.v. de Dijle bij het binnenkomen in Vlaanderen, of de uitmonding van een onbevaarbare waterloop in een bevaarbare waterweg; o de overgang van hellend naar vlakker gebied, met corresponderende transportcapaciteit voor sediment, voor de vrijwaring van de waterafvoercapaciteit van het afwaartse deel; o de mogelijke vervuiling van sediment door verder afwaarts gelegen vervuilingsbronnen. De meetinfrastructuur voor deze stations kan in een eerste fase bestaan uit een vereenvoudigde versie van de huidige meetopstellingen. Indien een staalnametoestel wordt gekoppeld aan bestaande limnigrafen op de onbevaarbare waterlopen, worden met een minimale inspanning sedimentexporten met een aanvaardbare betrouwbaarheid bekomen na een (relatief korte) tijdspanne. Dergelijke stations kunnen gemakkelijk verplaatst worden indien de locatie niet voldoet aan de verwachtingen of indien voldoende meetgegevens zijn verzameld. De meetposten leveren tijdreeksen van waterdebieten aangevuld met puntwaarnemingen van sedimentconcentraties en hun granulometrie.

50 H6. Sedimentmeetnet nieuwe acties 45 Eenmaal in de eerste fase voldoende meetgegevens zijn verzameld, kunnen in een volgende fase uit alle bemeten locaties een beperkt aantal meetplaatsen worden gekozen waar sedimentdebieten met een grotere nauwkeurigheid (met turbiditeitsmeters) worden gemeten gedurende een lange tijd. Deze nauwkeurige meetreeksen zullen toelaten de kalibratie van sedimenttransportmodellen te verbeteren, waarmee het overzicht van de sedimentexport voor alle waterlopen in het hellend gebied van Vlaanderen kan worden verfijnd. In beide fasen kan de kwaliteit van het sediment worden gemeten. Aangezien stalen worden genomen voor de bepaling van de hoeveelheid sediment, zijn enkel extra labo-analyses nodig voor de bepaling van de gewenste kwaliteitsparameters. Koppeling van kwantiteit met kwaliteit van het sediment zal uitwijzen waar de vervuiling van waterbodems ontstaat en in welke mate de vervuiling kan toenemen. Granulometrische analyses zullen duidelijkheid geven over de mogelijk af te vangen fracties. Voor de grotere onbevaarbare waterlopen (Dijle, Zenne, Mark, ) zal de huidige meetmethode voor suspensietransport wellicht niet volstaan door de aanwezigheid van sedimentgradiënten. Extra ijkingen zijn noodzakelijk om puntmetingen te correleren met profielgemiddelden. 6.3 Sedimenttransport in zandgebieden Sedimenttransport in zandgebieden is in dit verslag niet aan bod gekomen. Het sedimenttransport bestaat in deze gebieden immers voor een groot deel uit bodemtransport wat totaal andere meettechnieken vereist dan het bemeten van suspensietransport. Bodemtransportprocessen komen immers slechts in een zeer beperkt deel van de waterloop voor nl. net boven de waterbodem. Metingen voor dit type sedimenttransport zitten voorlopig in de onderzoeksfase. In het stroomgebied van de Kerkebeek (Brugge) startte een pilootproject dat meer inzicht moet geven in de complexe dynamiek van bodemtransport. De studie die in februari 2008 is aangevat moet een meetmethode helpen ontwikkelen om bodemtransport continu te bemeten.

51 H7 Besluiten 46 7 Besluiten De resultaten van het sedimentmeetnet van de afdeling Operationeel Waterbeheer van de VMM, hoewel nog maar beschikbaar over een relatief beperkte meetperiode van 5 jaar, geven nu reeds aanleiding tot een aantal praktisch bruikbare conclusies over: 1. de meest geschikte methode voor het bemeten van sedimentexport door waterlopen; 2. de regionale verschillen in sedimentexport; 3. de temporele verschillen in sedimentexport; 4. de efficiëntie van sedimentvangen; 5. de effecten van erosiebestrijdingsmaatregelen op de sedimentexport; 6. de uitbreiding van het meetnet tot een gebiedsdekkend meetnet; 7. de planning van sedimentvangen in Vlaanderen. Hieronder worden deze conclusies nader toegelicht. 1. Meetmethode - Aan de hand van een meetperiode van 5 jaar is een methode opgesteld om gesuspendeerde sedimentexporten (SE) zeer nauwkeurig en continu te meten. De meetstations liggen in kleine hellende en erosiegevoelige stroomgebieden in de bekkens van de Bovenschelde en de Demer. - Een vereenvoudigde uitvoering van een sedimentstation is zonder turbiditeitssensor. De niet te onderschatten inspanningen om de sensor te kalibreren zijn overbodig als de meetpost een tijdelijke functie is toebedeeld of als de nauwkeurigheid van begroting van de SE minder belangrijk is. Zonder turbiditeitssensor moet echter rekening worden gehouden met een hoge staalnamefrequentie om betrouwbare sedimentexporten te bekomen. - De huidige meetmethode is gericht op suspensietransport van sediment. In de kleinere stroomgebieden van de leemstreek levert dit zeer betrouwbare resultaten op. In waterlopen van de zand- en zandleemstreek waar het sediment in de waterloop is samengesteld uit een combinatie van zand en leem, is de huidige meetmethode niet geschikt. In die gebieden is aanvullend onderzoek naar het continu bemeten van bodemtransport noodzakelijk. 2. Sedimentexporten en regionale verschillen: - In het Bovenscheldebekken is de variatie in gemiddelde SSE (specifieke sedimentexport, d.i. SE per stroomgebiedoppervlakte) voor relatief beperkt. Voor de meeste stroomgebieden ligt deze SSE tussen 1,5 en 2 ton/ha.j. Het stroomgebied van de Donderij heeft significant hogere SSE, wat onder meer kan verklaard worden door een dichter net van waterlopen en bijgevolg een grotere runoff uit dit stroomgebied. Lokale onweders kunnen slechts gedeeltelijk de onderlinge verschillen verklaren. Runoff blijkt voorlopig de meest geschikte parameter voor het verklaren van de variatie in sedimentexport. Correlatie van sedimentexport met klassieke stroomgebiedkenmerken levert niet het gewenste resultaat. Meer gedetailleerde parameters op perceelsniveau zoals teeltrotaties, bodembedekkingsgraad tijdens de hoogwatergolven en humusgehalte van de teeltlaag kunnen de correlatie mogelijks verbeteren. - In het stroomgebied van de Maarkebeek is er geen reductie van specifieke sedimentexporten met toenemende stroomgebiedsgrootte. De combinatie van een dicht waterlopenstelsel, een groot verhang van de waterlopen en lichte leemdeeltjes in suspensie zorgt voor een doorspoelen van het sediment van de brongebieden tot in de Scheldevallei. Dit besluit kan bij benadering geëxtrapoleerd worden naar alle gebieden waarvoor deze voorwaarden gelden. Dit zijn het gehele Denderbekken, grote delen van het Bovenscheldebekken en waarschijnlijk andere delen van het hellend gebied van West- en Oost-Vlaanderen met een iets kleinere helling (Leiebekken en IJzerbekken). Dit besluit is belangrijk bij het plannen van sedimentvangen. De inplanting van sedimentvangen kan gebeuren op de waterbouwkundig meest geschikte plaatsen. Dit is bij de overgang van de hellende stroomgebieddelen naar de vallei van de grotere rivieren, maar opwaarts van de vervuilingsbronnen van het meegevoerde sediment. Uiteraard kunnen gecontroleerde overstromingsgebieden onder de beter geschikte plaatsen gerekend worden,

52 H7 Besluiten 47 gelet op de aanwezige infrastructuur en de bijkomende mogelijkheden voor sturing van de sedimentstroom. - Voor 2006 en 2007 zijn de specifieke sedimentexporten van het Demerbekken een fractie van de SSE-waarden van het Bovenscheldebekken. Een eerste verklarende factor is het verschil in neerslag: in het Demerbekken zijn de maximale regenintensiteiten kleiner dan in het Bovenscheldebekken. Voor een aantal stroomgebieden in het Demerbekken is de implementatie van erosiebestrijdingsmaatregelen een tweede verklarende factor voor de lage SSE-waarden. Deze 2 factoren volstaan echter niet: de verschillen in neerslag zijn relatief beperkt en niet in alle bemeten stroomgebieden van het Demerbekken zijn op grote schaal erosiebestrijdingsmaatregelen genomen. Naast deze factoren wordt de SSE ook bepaald door stroomgebiedkenmerken die de runoff van een stroomgebied bepalen zoals de dichtheid van het waterlopenstelsel en de permeabiliteit van de ondergrond. Dezelfde hydrologische parameters beïnvloeden eveneens de sediment-doorvoerratio van een stroomgebied. Voor 2006 en 2007 zijn de jaarlijkse SDR-waarden voor de bemeten stroomgebieden van het Demerbekken lager dan de SDR-waarden voor de bemeten stroomgebieden van het Bovenscheldebekken. - In het zuidelijke Demerbekken kunnen ook grote erosiewaarden voorkomen. In het Demerbekken is de lage sediment-doorvoerratio wellicht één van de redenen waarom er vaak modderellende optreedt in de stroomopwaartse stroomgebieden. De sedimentlast in de drainerende waterlopen in de Demerregio is echter beperkt. In het Bovenscheldebekken bereikt het geërodeerde materiaal veel sneller een permanente waterloop dan in het Demerbekken, wat één van de redenen is waarom modderellende minder vaak voorkomt in de opwaartse stroomgebieden van het Bovenscheldebekken. De SSE in de waterloop is er wel veel hoger. - Voor het nauwkeurig begroten van de sedimentexport van alle onbevaarbare waterlopen voor heel het hellend gebied van Vlaanderen, is een ruimtelijk verdeeld sedimenttransportmodel zoals het WaTEM/SEDEM-model nodig. De bestaande meetreeksen moeten toelaten de voorspellingskracht van dergelijke modellen te beoordelen. Met meetreeksen kan het model gekalibreerd worden voor de schaal van de bemeten stroomgebieden, dit is tot ha. 3. Temporele verschillen in de sedimentexport - Voor alle meetstations geldt dat ruim 90% van de jaarlijkse sedimentvracht tijdens minder dan 5% van de tijd door de waterloop wordt geëxporteerd, bij hoogwaterperiodes. - In het Bovenscheldebekken is de verdeling van de totale sedimentexport over zomer seizoen en winter seizoen ongeveer gelijk voor de periode De som van de sedimentexporten van de zomer- en winterevents is dus ongeveer gelijk. - In het Bovenscheldebekken worden grote verschillen in jaarlijkse sedimentexporten voor eenzelfde station dikwijls veroorzaakt door lokale zomeronweders. De invloed van de neerslag op de SE kan echter sterk variëren tussen de stroomgebieden. Voor sommige stroomgebieden is de jaarlijkse variatie zeer klein, voor andere stations zijn er variaties tot 100%. - Een extreme storm die over grote delen van het stroomgebied voorkomt zoals die van 4 juli 2005 is in niet voorgekomen in het Demerbekken. Zo n extreme storm kan de gemiddelde jaarlijkse SSE over de meetperiode sterk doen toenemen. De jaarlijkse sedimentexporten zijn dus niet steeds zo laag in het Demerbekken als degene gemeten in 2006 & De minimum jaarlijkse sedimentexport in het Demerbekken is echter veel lager dan in het Bovenscheldebekken. Op langere termijn is in het Demerbekken het aandeel van het zomerseizoen in de jaarlijkse sedimentexport wellicht veel belangrijker dan het aandeel van het winter seizoen. De gemiddelde jaarlijkse sedimentexport in het Demerbekken is dan ook sterk afhankelijk van het al dan niet voorkomen van hevige onweders. Dit is minder het geval voor het Bovenscheldebekken.

53 H7 Besluiten Sedimentvangen - Uit de metingen van SSE blijkt dat het rendement van sedimentvangen in de droge leemstreek (zuidelijk Demerbekken) minder groot zal zijn dan in het hellende gebied van West- en Oost-Vlaanderen. Sedimentvangen kunnen dus in eerste plaats in het hellende gebied van West- en Oost-Vlaanderen ingeplant worden, tenminste als sedimentopbrengst als enige criterium gesteld wordt. Vervuiling van het sediment, lokale belangen, enz. kunnen deze regel doorkruisen. - De metingen in het GOG van Huise tonen een gemiddelde vangefficiëntie van 40% aan voor de periode Gezien de fijnheid van het sediment (lichte leem) is dit een hoge vangefficiëntie. In erosieve regio s van Vlaanderen zouden overstromingsgebieden waar mogelijk zowel een waterbergingsfunctie als een sedimentvangfunctie moet krijgen. De vooruitzichten op een nog betere vangefficiëntie door het sedimentatieproces te sturen in GOG s verantwoorden een meer complexe sturingstrategie. Combinatie van de waterbergingsfunctie met een sedimentvangfunctie vergt een overdimensionering van de GOG s t.o.v. de klassieke ontwerpcriteria voor hoogwaterbeheer. - Extrapolatie van de resultaten van Huise is aanneembaar voor alle gebieden waar lemig suspensietransport overheerst. Dit is over het hele hellende gebied in Vlaanderen. Gelijkaardige metingen in een overstromingsgebied in het Demerbekken (GOG Heks) moeten deze aanname bevestigen. - Als de sedimentvang het sediment afvangt vooraleer het vervuild wordt, zal de aanlegkost van de sedimentvang door het verschil in ruimingskost met traditionele ruimingen binnen middellange termijn teruggewonnen zijn. Dit moet een aansporing zijn om sedimentvangen als een essentieel onderdeel in de waterlopenstructuur te integreren. - De vangefficiëntie van sedimentvangen is functie van de granulometrie van het getransporteerde sediment. Gemiddeld genomen is het getransporteerde sediment in de bestudeerde stroomgebieden in het Bovenscheldebekken fijner dan in het Demerbekken. De granulometrie verschilt weinig tussen de bemeten stroomgebieden van de Bovenschelde. Ook tijdens een event variëert de granulometrie slechts in beperkte mate. 5. Erosiebestrijdingsmaatregelen - In het Bovenscheldebekken geven de metingen in het stroomgebied van de Plankbeek aan dat de aanleg van grasbufferstroken op grote schaal in een stroomgebied een SE-reductie kan teweegbrengen, maar dat deze SE-reductie relatief beperkt blijft als deze stroken niet langs de waterloop gelegen zijn. - De sedimentlast in de bemeten waterlopen van het Bovenscheldebekken is veel hoger dan in de bemeten waterlopen van het Demerbekken. In het Bovenscheldebekken zou dan ook minstens evenveel aandacht moeten gaan naar maatregelen om de SE te verminderen als in het Demerbekken. Kleine bemeten stroomgebieden in het Bovenscheldebekken zijn ideaal om de invloed van deze maatregelen op de SE uit dit stroomgebied na te gaan. - De vergelijking tussen de WaTEM/SEDEM-modelvoorspellingen en de SSE-metingen in het Demerbekken duiden op een significante SE-reductie voor stroomgebieden waar op grote schaal verschillende types erosiebestrijdingsmaatregelen (grasbufferstroken, opvangbekkens) zijn genomen. Veldmetingen ter hoogte van de erosiebestrijdingsmaatregelen bevestigen dit.

54 H7 Besluiten Uitbreiding van het meetnet - Om het streefdoel van het ontwerp Sectoraal Uitvoeringsplan Bagger- en Ruimingsspecie (d.i. 60% van de jaarlijkse aangroei van sediment in de waterlopen als gevolg van bodemerosie te verminderen tegen 2025) objectief te beoordelen is een gebiedsdekkend sedimentmeetnet nodig dat in staat is de huidige sedimentexporten door de onbevaarbare waterlopen in kaart te brengen en de reductie op te volgen. - Met de resultaten van het huidige meetnet kan een sedimenttransport-model gekalibreerd worden, om zo een eerste ruw overzicht van de sedimentexporten door de onbevaarbare waterlopen van het hellende gebied van Vlaanderen te bekomen. Op basis van dit overzicht, kunnen waterlopen met een vergelijkbaar sedimenttransport in Vlaanderen worden gegroepeerd. Voor iedere groep wordt één waterloop gekozen die bemeten zal worden. De meetgegevens van de gekozen waterlopen zullen toelaten de kalibratie van het sedimenttransportmodel te verbeteren, en zo het overzicht van de sedimentexport door alle waterlopen in het hellend gebied in Vlaanderen te verfijnen. - De meetinfrastructuur voor nieuwe stations kan in een eerste fase bestaan uit de koppeling van een staalnametoestel aan bestaande limnigrafen op de onbevaarbare waterlopen. Met een minimale inspanning worden zo sedimentexporten met een aanvaardbare betrouwbaarheid na een korte tijd verkregen. In een volgende fase kunnen - uit alle bemeten locaties - meetplaatsen worden gekozen waar sedimentdebieten met een grotere nauwkeurigheid gedurende langere tijd worden gemeten. - Koppeling van sedimentdebieten met kwaliteitsparameters voor het sediment kan uitwijzen waar de vervuiling van de waterbodems ontstaat en in welke mate de vervuiling zal af- of toenemen. - Voor het continu bemeten van bodemtransport van zandig sediment moeten bijkomende inspanningen gebeuren vooraleer men naar een gebiedsdekkend meetnet voor (het niethellende gebied van) Vlaanderen kan toewerken. 7. Sedimentvangplan - Het opmaken van een een sedimentvangplan in het hellende gebied van West- en Oost- Vlaanderen kan op een verantwoorde manier gebeuren. De gedachtengang achter de planning kan steunen op o de resultaten van het al bestaande sedimentmeetnet; o de terreinkennis en de ervaring van de huidige ruimingen; o de bestaande of in de nabije toekomst verwachte GOG s waarin een sedimentvang kan geïntegreerd worden; o de locaties van de vervuilingsbronnen. - Een sedimentvangplan in de droge leemstreek van Vlaams-Brabant en Limburg zal niet leiden tot dezelfde sedimentopbrengsten als in West- en Oost-Vlaanderen. De uitbreiding van het sedimentmeetnet in die gebieden zou dus als minder dringend kunnen beschouwd worden. Wel zou de transportcapaciteit van het waterlopenstelsel moeten bestudeerd worden, zodat de planning van sedimentvangen op een even beredeneerde wijze zou kunnen verlopen als in het hellende gebied van West- en Oost-Vlaanderen. - Een plan van zandvangen in de vlakkere en zandige gebieden van Vlaanderen kan voorlopig niet steunen op resultaten uit het sedimentmeetnet. Veel inspanningen zijn nodig opdat de meettechniek dezelfde betrouwbaarheid zou hebben als de suspensiemetingen in het hellende gebied. De planning van sedimentvangen zal op korte termijn moeten gebaseerd worden op lokale overwegingen zoals ruimingshoeveelheden en frequenties en hydrografische eigenschappen van de waterloop.

55 Referentielijst 50 Referentielijst Beuselinck, L Sediment deposition by overland flow. Niet-gepubliceerde doctoraatsthesis, Leuven, 293 p. Delbeke, L Extreme Neerslag in Vlaanderen, Nieuwe IDF-curven gebaseerd op langdurige meetreeksen van neerslag. KMI, Koninklijk Meteorologisch Instituut van België, en afdeling Water van het Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap Evrard, O., Vandaele, K., van Wesemael, B., Bielders, C.L, A grassed waterway and earthen dams to control muddy floods from a cultivated catchment of the Belgian loess belt. Geomorphology, in press. Govers, G Spatial and temporal variation in rill development processes at the Huldenberg experimental site. In: Bryan, R. (ed.) Rill erosion: processes and significance, Catena Supplement, 8: Greb and Bannerman, Influence of particle size on wet pond effectiveness. Water environment research, 69, 6. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Integraal land-en waterbeheer in landelijke gebieden met het oog op het beperken van bodemverlies en modderoverlast (proefproject gemeente Gingelom): eindrapport juli Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, 2001b. PBO 99: Sedimentaanvoer naar waterlopen vanuit landelijke gebieden: tussentijds rapport, 126 p. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Ontwerp Uitvoeringsplan Bagger- en ruimingsspecie. Phillips en Walling, An assessment of the effects of sample collection, storage and resuspension on the representativeness of measurements of the effective particle size distribution of fluvial suspended sediment. Water Research, Vol. 29, No. 11, pp Steegen, A Sediment deposition in and export from small agricultural catchments. Nietgepubliceerde doctoraatsthesis, Leuven, 220p. Vandaele, K. & Poesen, J. Spatial and temporal patterns of soil erosion rates in an agricultural catchment, central Belgium. Catena 25, Vandaele, K Modderoverlast door bodemerosie. Case-study te Velm. Polders en Wateringen, Informatieblad van de Vereniging van Vlaamse Polders en Wateringen vzw, 37: Vandaele, K Beperken van water- en modderoverlast door aanleg kleine dammen in landbouwgebied. Tijdschrift Water, maart/april Van Oost, K., Govers, G. and Desmet, P., Evaluating the effects of changes in landscape structure on soil erosion by water and tillage. In: Landscape Ecology 15 (6), Van Ranst, E Eenvoudige legende voor de digitale bodemkaart van Vlaanderen. Universiteit Gent, Laboratorium voor Bodemkunde. Van Rompaey, A., G. Govers, K. Van Oost, W. van Muysen en J.Poesen, Bodemerosiesnelheden op landbouwpercelen in Vlaanderen. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, Departement Leefmilieu en Infrastructuur, AMINAL, Afdeling Land, Brussel, 18 pp. Verstraeten, G Modderoverlast, sedimentatie in wachtbekkens en begroting van de sedimentexport naar waterlopen in Midden-België. Niet-gepubliceerde doctoraatsthesis, Leuven, 251 p.

56 Referentielijst 51 Verstraeten, G., Poesen, J., Demareé, G. en Salles, C., Long term (105 years) variability in rain erosivity as derived from 10-min rainfall depth data for Ukkel (Brussels, Belgium): Implications for assessing soil erosion rates. Journal of geophysical research, 111, D Verstraeten, G Regional scale modelling of hillslope sediment delivery with SRTM elevation data. Geomorphology, 81: VMM, Jaarraport water- en waterbodemkwaliteit - Lozingen in het water Evaluatie saneringsinfrastructuur Voet, M Frequentie-analyse van de hoogwaterafvoeren in het limnimetrisch net van de Afdeling Water. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, afdeling Water. Voet, M Analyse van hoogwaterafvoeren. Stroomgebieden van Demer-Dijle-Jeker. Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, afdeling Water. Wiltshire, S.E Identification of homogeneous regions for flood frequency analysis. Journal of hydrology, 84:

57 Bijlage 1 Stroomgebiedskenmerken 52 Bijlage 1 Stroomgebiedkenmerken Deze bijlage geeft een overzicht van de parameters die mogelijks een bijdrage geven voor de waargenomen verschillen in de hoogwaterafvoeren en sedimentexporten. - De afwaterende oppervlakte naar een meetstation is bepaald met behulp van ARCGIS (tool watershed ). De bekomen stroomgebieden werden waar nodig gecorrigeerd met behulp van terreinkennis. - De bodemgebruiksklassen zijn bepaald aan de hand van de bodemgebruikskaart 2002 (opname 2001) van het Agentschap voor Geografische Informatie Vlaanderen (AGIV). Daarbij zijn de oorspronkelijke klassen vereenvoudigd tot 7 klassen, zoals in tabel B1.1 is aangegeven. Tabel B1.1. Vereenvoudiging klassen bodemgebruikskaart 2002 Vereenvoudigde klassen voor studie Originele klassen bodemgebruikskaart 2002 Akker 21 akkerbouw 27 mais en knolgewas Weiland 23 weiland (+ rest akkergewas) Bos 29 boomgaard 31 loofbos 32 naaldbos 33 gemengd bos Bebouwde oppervlakte 2 bebouwing 3 industrie 201 autosnelweg 202 gewestweg - De textuurklassen werden bekomen aan de hand van de digitale bodemkaart (AGIV). Het betreft de grondsoort van het bovenste deel van het bodemprofiel volgens het Belgische bodemklassificatiesysteem (Van Ranst, 2000). In tabel B1.2 worden de voorkomende textuurklassen uitgelegd. Tabel B1.2. Textuurklassen Code Textuurklasse Z zand S lemig zand P licht zandleem L zandleem A leem E klei U zware klei O antropogene bodems - De soil-index van een stroomgebied is een maat voor de runoff van het gebied (Wiltshire, 1986). Deze index wordt bekomen door de runoffindex van een gebied (Ci) proportioneel te wegen met de oppervlakte van het gebied. De runoffindex variëert van zeer kleine runoff (Ci = 0,15) tot zeer grote runoff (Ci = 0,50). De SOIL-index wordt dan bepaald door: SOIL = A i C i (1) A i met A I : deeloppervlak met runoffindex C i C i : runoff-index Σ :som over alle deeloppervlakken van het stroomgebied, de verharde gebieden uitgezonderd. De runoff-index van een gebied is bepaald aan de hand van de textuur, de drainageklasse en de substraatsoort (tabel B1.3).

58 Bijlage 1 Stroomgebiedskenmerken 53 Tabel B1.3. Klassering naar runoffindex Ci Drainag Substraten e-klasse Texturen Z, S, P A, L E, U Geen 0,15 0,3 0,3 a,b,c d,d (w), (u), l 0,3 0,3 0,4 w, u, w-, u Geen 0,4 0,4 0,45 (w), (u), l 0,4 0,45 0,45 Natter dan d w, u, w-, u- 0,45 0,45 0,45 Geen 0,5 0,5 0,5 (w), (u), l 0,5 0,5 0,5 w, u, w-, u- 0,5 0,5 0,5 Drainageklassen a, b, en c verwijzen naar droge gronden, de klassen d en D verwijzen naar gronden met een grondwatertafel tussen de droge en de natte gronden. De ligging van de grondwatertafel is namelijk van belang voor de mogelijke grondwaterberging, een grootheid die een effect kan hebben op de hoogwatergolf. De aanwezigheid en de diepteligging van minder goed doorlatende (klei-) substraten beïnvloedt eveneens de mogelijke grondwaterberging. - De lengte van de waterloop Lwtl werd afgeleid uit de Vlaamse Hydrografische Atlas (AGIV). Gegevens over de lengte van waterlopen zijn beperkt tot de waterlopen opgenomen in deze atlas. Het totaal aantal m waterloop per oppervlakte-eenheid van het stroomgebied Ltot is een mogelijke parameter voor de snelheid waarmee het water van het perceel tot in de hoofdwaterloop terecht komt. - De gemiddelde helling van het stroomgebied werd bepaald aan de hand van het DTM- Vlaanderen 5x5 (AGIV). Voor de stroomgebieden die deels in Wallonië zijn gelegen werd de helling van het Waalse gedeelte van het stroomgebied bepaald met het Waalse DTM 30x30. Omdat algemeen wordt aangenomen dat vanaf een helling van 4-5% belangrijke geulerosie kan optreden (Govers, 1987), werd aan de hand van dezelfde rasterbeelden eveneens het percentage van het stroomgebied met een helling groter dan 5% ( helling>5% ) bepaald. - De minimale ( Hmin ), maximale ( Hmax ) en gemiddelde ( Hmean ) hoogte van het stroomgebied van een meetstation werd eveneens bepaald met het DTM-Vlaanderen 5x5. Voor de Waalse delen van de stroomgebieden werd terug het Waalse DTM 30x30 gebruikt. De Lmax is de maximale afstand tussen uitlaat van het stroomgebied en het verst verwijderde punt in het stroomgebied. De reliëfratio RR wordt bekomen uit de voorgaande parameters via: (H max H min ) RR = (2) Lmax De hypsometrische integraal (HI) van een stroomgebied geeft de mate aan waarin een stroomgebied is ingesneden en wordt bekomen via: ( H mean H min ) (3) HI = ( H max H min )

59 Tabel B1.4. Stroomgebiedkenmerken voor de onderzochte stroomgebieden Naam station Oppervlakte Bodemgebruiksklasse Textuurklasse Soil akker weiland bos bebouwd (verhard) O Z/S/P A L E/U (ha) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (%) (-) Bovenscheldebekken Broekbeek* ,26 Vaanbuikbeek ,33 Etikhove ,36 Donderij ,33 Huise ,35 Maarke-Kerkem ,33 Leupegem ,34 Demerbekken Kerniel ,29 Neerwinden ,28 Borlo ,30 Mielen-boven-Aalst ,29 Piringen ,26 Vechmaal ,29 Heks ,29 Muizen ,28 Velm ,29 Wellen ,30 *Het station Broekbeek heeft als enig stroomgebied een niet-verwaarloosbaar percentage vochtig weiland nl. 7%. Deze weilanden kunnen een bufferende rol vervullen in hoogwaterperioden. In vele gevallen zullen deze gronden in de nabijheid van waterlopen gelegen zijn. Bijlage 1 Stroomgebiedkenmerken 54

60 Tabel B1.4 (vervolg). Stroomgebiedkenmerken voor de onderzochte stroomgebieden Naam Lwtl Ltot Helling Helling>5% Hmin Hmax Hmean Lmax RR HI (m) (m/m²) (%) (%) (m) (m) (m) (m) (m/m) (-) Bovenscheldebekken Broekbeek ,2 7, ,038 0,64 Vaanbuikbeek ,0 6, ,023 0,58 Etikhove ,5 6, ,032 0,43 Donderij ,9 7, ,025 0,45 Huise ,0 3, ,013 0,45 Maarke-Kerkem ,4 7, ,021 0,39 Leupegem ,4 7, ,016 0,39 Demerbekken Kerniel ,8 5, ,023 0,62 Neer-winden ,4 2, ,014 0,51 Borlo ,9 3, ,015 0,46 Mielen-b.-Aalst ,6 3, ,011 0,45 Piringen ,8 6, ,014 0,52 Vechmaal ,1 4, ,016 0,47 Heks ,3 4, ,015 0,49 Muizen ,7 4, ,011 0,51 Velm ,6 4, ,013 0,39 Wellen ,9 4, ,005 0,58 Bijlage 1 Stroomgebiedskenmerken 55

61 Bijlage 2 Foto s meetstations 56 Bijlage 2 Meetstations De verschillende sedimentmeetstations, geordend per bekken in oplopende grootte van het stroomgebied met aanduiding van de locaties van de meetapparatuur. B2.1 Bovenscheldebekken, station Broekbeek -Foto naar opwaarts, event 4/7/2005 hoogtesensor -Foto naar afwaarts, event 4/7/2005 Locatie turbiditeitssensor & staalname (onder water)

62 Bijlage 2 Foto s meetstations 57 B2.2 Bovenscheldebekken, station Vaanbuikbeek -Foto naar opwaarts, laagwater hoogtesensor snelheidsmeter turbiditeitssensor -Foto naar afwaarts, event 13/1/2003 staalname

63 Bijlage 2 Foto s meetstations 58 B2.3 Bovenscheldebekken, station Etikhove -Foto naar opwaarts, laagwater Foto naar afwaarts, event 23/08/2007 locatie turbiditeitssensor & staalname (onder water)

64 Bijlage 2 Foto s meetstations 59 B2.4 Bovenscheldebekken, station Donderij -Foto naar opwaarts, event 13/1/2004 hoogtesensor locatie snelheidsmeter (onder water) -Foto naar afwaarts, bij laagwater staalname turbiditeitssensor

65 Bijlage 2 Foto s meetstations 60 B2.5 Bovenscheldebekken, station Huise opwaarts GOG -Foto naar opwaarts, bij laagwater turbiditeitssensor -Foto naar opwaarts, event 13/1/2004 staalnamedarm

66 Bijlage 2 Foto s meetstations 61 B2.6 Bovenscheldebekken, station Huise afwaarts GOG -Foto naar opwaarts, gevuld wachtbekken tijdens event 3/1/2003 hoogtesensor - Foto naar opwaarts, zelfde wachtbekken tijdens laagwater

67 Bijlage 2 Foto s meetstations 62 B2.7 Bovenscheldebekken, station Maarke-Kerkem -Foto 50 m opwaarts meetplaats, ter hoogte van Romansmolen, event 3/1/2003 -Foto naar afwaarts, event 23/8/2007 hoogtesensor locatie turbiditeitssensor & staalname (onder water) locatie snelheidsmeter (onder water)

68 Bijlage 2 Foto s meetstations 63 B2.8 Bovenscheldebekken, station Leupegem -Foto naar afwaarts, bij laagwater hoogtesensor locatie turbiditeits sensor (onder water) -Foto naar opwaarts, event 23/8/2007 staalnamedarm

69 Bijlage 2 Foto s meetstations 64 B2.9 Demerbekken, station Kerniel -Foto naar afwaarts, event 9/8/20007 hoogtesensor turbiditeitssensor -Foto naar opwaarts, event 9/8/2007 staalnamedarm

70 Bijlage 2 Foto s meetstations 65 B2.10 Demer bekken, station Neerwinden -Foto naar opwaarts, bij laagwater staalnamedarm -Foto naar opwaarts, bij laagwater turbiditeitssensor

71 Bijlage 2 Foto s meetstations 66 B2.11 Demerbekken, station Borlo -Foto naar afwaarts, event 9/8/2007 hoogtesensor -Foto naar opwaarts, event 9/8/2007 turbiditeitssensor & staalname

72 Bijlage 2 Foto s meetstations 67 B2.12 Demerbekken, station Mielen-boven-Aalst -Foto naar afwaarts, bij laagwater hoogtesensor turbiditeitssensor -Foto naar opwaarts, bij laagwater staalname

73 Bijlage 2 Foto s meetstations 68 B2.13 Demerbekken, station Piringen -Foto naar afwaarts, event 9/8/2007 Meetkast met elektronica, compressor, staalnametoestel, hoogtesensor locatie snelheidsmeter (onder water) -Foto naar afwaarts, bij laagwater turbiditeitssensor & staalname

74 Bijlage 2 Foto s meetstations 69 B2.14 Demerbekken, station Vechmaal -Foto naar afwaarts, event 9/8/2007 locatie turbiditeitssensor & staalname hoogtesensor -Foto naar opwaarts, bij laagwater locatie snelheidsmeter (onder water)

75 Bijlage 2 Foto s meetstations 70 B2.15 Demerbekken, station Heks -Foto naar afwaarts, bij laagwater -Foto naar opwaarts, event 9/8/2007 hoogtesensor staalnamedarm turbiditeitssensor

76 Bijlage 2 Foto s meetstations 71 B2.16 Demerbekken, station Muizen -Foto naar afwaarts, event 9/8/2007 hoogte sensor turbiditeitssensor & staalname -Foto naar opwaarts, event 9/8/2007

77 Bijlage 2 Foto s meetstations 72 B2.17 Demerbekken, station Velm -Foto naar afwaarts, event 9/8/2007 turbiditeitssensor & staalname -Foto naar opwaarts, event 9/8/2007 hoogtemeter locatie snelheidssensor

78 Bijlage 2 Foto s meetstations 73 B2.18 Demerbekken, station Wellen -Foto naar opwaarts, event 19/1/2007 locatie snelheidssensor staalnamedarm -Foto naar opwaarts, bij laagwater turbiditeitssensor

79 Bijlage 3 Meetprincipes 74 Bijlage 3 Meetprincipes De sedimentvracht of sedimentexport (SE) van een waterloop in een bepaalde tijdsperiode is de som van de sedimentdebieten over deze periode. Het sedimentdebiet van een waterloop wordt bepaald als het product van waterdebiet en sedimentconcentratie. De methodes en resultaten van het bemeten van waterdebiet en sedimentconcentratie in een sedimentstation worden hieronder in detail uiteengezet. 1.Waterdebieten Meetmethode Een meetgoot is een structuur die toelaat debieten te berekenen uit de afmetingen van de structuur wanneer alleen de opwaartse hoogten gekend zijn. IJkingsmetingen zoals bij een klassieke limnigraafopstelling of bij een meetkanaal zijn bij een meetgoot niet absoluut nodig. Meetgoten zijn dan ook bijzonder geschikt als meetinstrument voor hoogwaterafvoeren in kleinere stroomgebieden die snel op neerslag reageren. Voor 5 (van de 8) stations in het Bovenscheldebekken en 6 (van de 10) sedimentstations in het Demerbekken is een meetgoot aanwezig. De opwaartse hoogte wordt gemeten door een ultrasone hoogtesensor Probe van het merk Milltronics (Siemens). Een meetgoot impliceert voldoende verval over de meetplaats, zoniet moet een meetkanaal voorzien worden. De meetkanalen zijn gebouwd in harde materialen zodat een vaste sectie bekomen wordt. De lengte van het meetkanaal moet voldoende zijn om een uniforme snelheidsverdeling te garanderen ter hoogte van de meetplaats. De watersnelheid in de vaste sectie wordt gemeten met een snelheidssensor. Voor 3 (van de 8) meetstations in het Bovenscheldebekken en 4 (van de 10) stations in het Demerbekken is een meetkanaal met snelheidssensor gebouwd. Als snelheidssensor wordt de ultrasone doppler-sensor VS100 van het merk Milltronics (figuur B3.1) gebruikt. controle-eenheid sensor Figuur B3.1. Ultrasone snelheidssensor VS100 van het merk Milttronics. De sensor is slechts enkele cm² groot en wordt in het water geplaatst, de controle-eenheid wordt in de meetkast geplaatst De snelheidssensor VS100 meet een gemiddelde snelheid in zijn meetbundel. Voor smalle meetsecties, zoals het merendeel van de sedimentstations, bestrijkt deze meetbundel bij benadering de volledige natte sectie ter hoogte van de snelheidsmeting. Voorwaarden voor het verkrijgen van goede metingen met een VS100-snelheidssensor zijn: - de sensor heeft een minimum waterdiepte nodig (10 tot 20 cm) vooraleer representatieve metingen worden bekomen; - de aanstroom naar de meetsectie moet zo uniform mogelijk zijn, turbulenties moeten vermeden worden; - de sensor moet sedimentvrij gehouden worden - er moet een zekere concentratie aan deeltjes (luchtbellen, sediment, ) in de waterloop aanwezig zijn. In 2 (van de 7) stations nl. Maarke-Kerkem en Vechmaal is aan minstens één voorwaarde niet voldaan. Het station Maarke-Kerkem in het Bovenscheldebekken heeft een aanstroom die niet

80 Bijlage 3 Meetprincipes 75 uniform genoeg is om correcte snelheden te meten. In het station Vechmaal verhindert de aanslibbing van de meetsectie correcte snelheidsmetingen. De debieten in Maarke-Kerkem zijn proportioneel met het stroomgebied bekomen uit de debieten in Leupegem, in Vechmaal zijn de debieten (en bijgevolg de sedimentvrachten) voorlopig niet te berekenen. De afijking van de sensorsnelheden aan de profielgemiddelde snelheden moet gebeuren over het volledige snelheidsbereik. De ijkingsmetingen zijn uitgevoerd met een elektromagnetische puntsnelheidssensor van het merk Marsh McBirney, model 201D. In figuur B3.2 zijn de beschikbare ijkingen bij een waterdiepte van minstens 20 cm voorgesteld. Voor de meeste stations geeft de sensorsnelheid de profielgemiddelde snelheid correct weer. In het station Velm wordt de profielgemiddelde snelheid lichtjes onderschat door de VS100, in het station Vaanbuikbeek is deze onderschatting groter. Op basis van de snelheidsmetingen, zonodig gecorrigeerd met ijkingsmetingen, wordt een snelheidskromme, dit is het verband tussen hoogte en snelheid voor een station, opgesteld. Het gebruik van een snelheidskromme bij de berekening van het debiet (in plaats van de gemeten snelheden) vermijdt outliers, bvb wanneer de sensor tijdelijk verstoord wordt (fouling, aanslibbing, ). In bijlage 4 zijn de snelheidskrommen en de bijhorende specificaties weergegeven voor de verschillende stations met een snelheidssensor. 2,5 Profielgemiddelde snelheid ijking (m/s) 2,0 1,5 1,0,5 Wellen Piringen Velm Vaanbuikbeek 0,0 0,0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 Donderij Snelheid Vs100 (m/s) Figuur B3.2. Correlatie tussen profielgemiddelde ijkingssnelheden en ultrasone sensorsnelheden VS100 voor stations met snelheidsmeters. Voor de meeste stations liggen de puntenkoppels op de 1/1-lijn en geeft de sensorsnelheid bijgevolg correct de profielgemiddelde snelheid weer Resultaten Tabel B3.1 groepeert een aantal kenmerken van hoogwaterafvoeren in de sedimentstations. De runoff is de fractie van de neerslag die via oppervlakkige afvoer in de waterloop terechtkomt. Hiertoe is het basisdebiet van het totale debiet afgetrokken. Het basisdebiet wordt berekend volgens het algoritme in de WISKI-databank van de afdeling Operationeel Waterbeheer uit de lokale minima voor perioden van vijf (niet overlappende) dagen.

81 Tabel B3.1. Kenmerken van hoogwatergolven in de sedimentstations. Runoff is de fractie van de neerslag die via oppervlakkige afvoer in de waterloop terechtkomt. Het (specifiek) piekdebiet is het maximum voorgekomen debiet voor de vermelde periode. Het gemiddelde piekdebiet is het gemiddelde van de jaarlijkse piekdebieten (voor de periode ) Station Oppervlakte (ha) Meetperiode Meetstructuur Runoff (mm) Piekdebiet (l/s.ha) Gemidd. piekdebiet (l/s.ha) Broekbeek meetgoot ,1 3,6 4,1 Vaanbuikbeek kanaal + sensor ,4 7,0 6,9 Etikhove meetgoot ,0 3,7 4,5 Donderij kanaal + sensor ,0 7,0 5,9 Huise meetgoot ,7 4,8 5,1 Leupegem* meetgoot ,8 2,1 2,5 Neerwinden meetgoot 4 0,3 Mielen-b.-Aalst /3/ /3/2007 meetgoot 23 1,3 Piringen kanaal + sensor 80 1,2 Heks meetgoot 11 0,6 Muizen /4/ /4/2007 meetgoot 16 0,7 Velm kanaal + sensor 13 0,5 Wellen kanaal + sensor 31 0,3 *debietreeks van Maarke-Kerkem is lineair met de stroomgebiedoppervlakte afgeleid van de debietreeks van Leupegem, kenmerken zijn bijgevolg identiek Bijlage 3 Meetprincipes 76

82 Bijlage 3 Meetprincipes 77 Vaststelling voor beide bekkens: - De runoff-percentages zijn weinig beïnvloed door de stroomgebiedgrootte. - Specifieke piekdebieten in een bepaald stroomgebied nemen normaal af met toenemende stroomgebiedgrootte. Vergelijkingen van specifieke afvoeren tussen stroomgebieden onderling moeten rekening houden met de verschillen in stroomgebiedkenmerken, bvb Waarbeek in Neerwinden is eerder een droge vallei dan een waterloop Vergelijking tussen de bekkens toont de verschillen in afvoergedrag voor hoogwater: - De runoff in beide bekkens voor 2006 is totaal verschillend. De runoff in het Bovenscheldebekken is een veelvoud van de waarde uit het Demerbekken, station Piringen uitgezonderd. (Piringen is een zeer hellend gebied met een groot percentage bebouwde oppervlakte, en verschilt als dusdanig van het streekgemiddelde). - Ook het specifiek piekdebiet van de stations in het Demerbekken in 2006 is een fractie van deze in het Bovenscheldebekken 2.Sedimentdebieten Staalnames en sedimentprofielen De sedimentconcentratie in een bepaald punt van een waterloop kan continu gemeten worden met een turbiditeitssensor. In het ideale geval is de concentratie uniform verdeeld over de natte sectie, en volstaat dus een puntmeting. Materiaal in suspensie vertoont echter steeds een concentratiegradiënt die belangrijker wordt naarmate de korrelgrootte toeneemt. In ieder concreet geval kan de verticale gradiënt ook nog veranderen met de breedte en in de lengterichting van de waterloop. In de sedimentstations is de locatie van de staalname steeds zo gekozen dat er een intense menging gebeurt van het sediment in de waterkolom, bij voorkeur na een bodemval. Op dergelijke plaatsen kan een staal verwacht worden dat de gemiddelde concentratie van het profiel weergeeft. Om de mogelijke foutenmarge van een aanname van een uniforme verdeling te begroten, zijn extra staalnamen tijdens hoogwaterperioden uitgevoerd. Op plaatsen waar de staalname gebeurt in de uitstroom d.i. na een bodemval, werd de gradiënt zowel opwaarts de uitstroom (in de keel) als in de uitstroom gemeten. Bijlage 5 detailleert de sedimentgradiënten van 7 sedimentprofielen die voor dit doel werden gemeten. Tabel B5.1 (bijlage 5) geeft een samenvatting van de sedimentgradiënten, afgeleid uit de sedimentprofielen. De verticale gradiënt geeft de verschillen in sedimentconcentratie weer in de waterkolom. De horizontale gradiënt wordt berekend uit de verschillen in linker- en rechteroever. De lengtegradiënt volgt uit de concentratieverschillen tussen keel en uitstroom. Verticale gradiënt Over het algemeen is de gemiddelde concentratie in de waterkolom hoger dan de concentratie net onder het wateroppervlak, wat logisch is. Gemiddeld voor alle profielen per locatie is de concentratie in de waterkolom maximaal 6% hoger dan de concentratie net onder het wateroppervlak, wat verwaarloosbaar is. Per profiel zijn individueel grotere afwijkingen mogelijk. Zo is voor één profiel de concentratie net onder het wateroppervlak bijna 20% hoger dan de concentratie net boven de bodem. Deze vreemde afwijking is echter niet systematisch: voor het profiel in de keel van de Donderij op juli 2005 is de gradiënt omgekeerd (figuur B5.18). Horizontale gradiënt De horizontale gradiënt is volgens de uitgevoerde metingen verwaarloosbaar. Lengtegradiënt In de uitstroom zijn de concentraties gemiddeld gezien 7% groter dan de concentraties in de keel. Dit kan verklaard worden door een betere bemonstering van de zwaardere fractie (evt. bodemtransport) in de uitstroom dan in de keel en door de betere menging na de bodemval. Per profiel is een groter verschil tussen keel en uitstroom vast te stellen (23%). Voor een representatieve staalname moeten de verticale en de horizontale gradiënt in een dwarsdoorsnede beperkt zijn, de uitgevoerde metingen bevestigen deze voorwaarde. Ook de lengtegradiënt is beperkt. Plaatsen met een intense woeling bewerkstelligen een goede menging, en verdienen de voorkeur als locaties voor staalname. De fout door de staalnameplaats opwaarts de uitstroom te situeren, zal echter beperkt zijn.

83 Bijlage 3 Meetprincipes 78 Automatisatie Stalen zijn in het sedimentmeetnet essentieel over het volledige bereik van turbiditeiten en sedimentconcentraties. De grotere waarden van turbiditeiten en sedimentconcentraties komen enkel voor bij hoogwater en zijn daarom schaars. Ze vertegenwoordigen niettemin de belangrijkste kalibratiepunten. Om zoveel mogelijk stalen te verkrijgen over het volledige bereik van turbiditeiten en sedimentconcentraties, verloopt de staalname in de meetstations geautomatiseerd in functie van de waterpeilen. De keuze van de drempelwaarden van waterpeilen waarbij stalen worden genomen, laat toe een extreme hoogwatergolf volledig te bemonsteren met 1 ISCO-staalbak van 24 flessen (figuur B3.3). Voor de stations in het Bovenscheldebekken zijn in de periode gemiddeld meer dan 500 stalen per meetpunt beschikbaar, voor de 8 stations in werking loopt het totaal op tot Deze aantallen geven een beeld van de meetinspanningen en de betrachting naar betrouwbare kalibratiekrommen en sedimentdebieten. Voor het Demerbekken zijn anno stalen beschikbaar. Tabel B3.3 vermeldt het aantal automatisch genomen stalen sinds het begin van de metingen voor alle stations. Kleinere hoogwatergolven komen veel frequenter voor dan meer extreme golven, en leveren na de inloopfase (te) veel stalen bij kleine turbiditeiten. Het nut van dergelijke stalen vermindert naarmate het aantal ervan stijgt. Daarom worden sinds januari 2007 in een aantal stations de staalnames genomen in functie van veranderende turbiditeit. Op die manier worden enkel stalen genomen als de turbiditeiten (en sedimentconcentraties) hoog zijn, dit betekent een bemonstering van de turbiditeitsgolf en niet langer van de hoogwatergolf. In figuur B3.4 is een bemonstering van een dergelijke turbiditeitsgolf zichtbaar voor een event gelijkaardig aan dit van figuur B3.3. Stalen bij lage concentraties worden op die manier vermeden zonder de kwaliteit van de metingen in gevaar te brengen. De turbiditeitsmetingen moeten echter van goede kwaliteit zijn vooraleer dit mogelijk is (weinig outliers, geen fouling, ) Water-sedimentstalen zijn in eerste orde bedoeld om de gemeten turbiditeiten om te zetten naar concentraties met een kalibratiekromme. Ervaring bij het nazicht van tijdreeksen leert dat de stalen ook nuttig zijn in noodsituaties zoals bij defect van de turbiditeitsensor of onrealistische waarden in de turbiditeitsreeks. In de beginfase, als de kalibratiecurve nog lijdt onder een gebrek aan kalibratiestalen (Demerbekken), worden de sedimentvrachten vooral bepaald met de staalnameconcentraties. Figuur B3.3. Volledige bemonstering van een hoogwatergolf in het station Broekbeek met 10 stalen. De stalen worden genomen op basis van een verandering van waterpeil van 10 cm

84 Bijlage 3 Meetprincipes 79 Figuur B3.4. Bemonstering van een turbiditeitsgolf door middel van 5 stalen voor het station Broekbeek. De stalen worden genomen op basis van een verandering van turbiditeit van 5 g/l (vanaf een drempel van 10 g/l). Door de reeds beschikbare stalen bij lagere concentraties kon de drempel ingesteld worden op 10 g/l

85 Bijlage 3 Meetprincipes 80 3.Turbiditeitsmetingen Meetprincipe De sedimentconcentratie in een waterstroom kan voor het gedeelte suspensie indirect bepaald worden door een turbiditeitsensor, die de relatieve helderheid van het water meet. De turbiditeit is een indirecte maat of proxy voor de sedimentconcentratie. De turbiditeit van het water is naast de sedimentconcentratie immers eveneens afhankelijk van andere parameters van het sediment zoals de korrelgrootte, de kleur, het gehalte aan organisch materiaal, e.a. Om de sedimentconcentratie uit de turbiditeit te kunnen afleiden, moet bijgevolg per meetlocatie de relatie tussen sedimentconcentratie en turbiditeit bepaald worden. Dit gebeurt door de sedimentconcentraties afkomstig van geautomatiseerde staalnames te vergelijken met turbiditeiten op het moment van staalname. Het regressieverband tussen sedimentconcentratie en turbiditeit geldt dan als de kalibratiecurve van de sensor op die bepaalde meetplaats. Door het gebruik van een turbiditeitsensor komen continu meetwaarden beschikbaar. In kleine hellende stroomgebieden kan de sedimentconcentratie zeer snel veranderen, en kunnen zelfs frequente staalnamen de sedimentgolf onvoldoende nauwkeurig beschrijven. Daarom is elke meetplaats uitgerust met een turbiditeitsmeter, en wordt om de 15 minuten een turbiditeitswaarde gelogd als gemiddelde van 3-seconden scans. Het sedimentmeetnet maakt gebruik van verschillende types optische turbiditeitsensoren, afhankelijk van de maximum sedimentconcentratie of andere eigenschappen van het sediment in de waterloop (figuur B3.5 en tabel B3.3): - type CUS65A van het merk Endress&Hauser. De sensor werkt met infrarood licht volgens de absorptiemethode ( 4-beam pulsed light ): hoe meer het licht tussen de emittoren en de receptoren van de sensor wordt geabsorbeerd, hoe groter de turbiditeit. Dit is de meest nauwkeurige sensor in de huidige stations. Helaas is de sensor niet voor alle stations geschikt. Zeer hoge concentraties van licht lemig sediment vallen buiten het meetbereik. Anno 2007 zijn er 8 sedimentstations met dit type uitgerust (tabel B3.3). - type CUS41 van het merk Endress&Hauser. De sensor werkt met infrarood licht volgens de 90 scattered light methode. De ratio van de reflectie van het licht gemeten door 2 receptoren op een verschillende afstand van de emittor is een maat voor de turbiditeit. Hoewel veel gevoeliger voor spikes en veranderingen in sedimenteigenschappen (bvb korrelgrootteverdeling), kan dit type sensor hogere concentraties aan dan de CUS65A. Er zijn 9 stations met dit type uitgerust. - type Solitax sc van het merk Hach Lange. Hoewel het meetprincipe hetzelfde is als de CUS41 - sensor van Endress&Hauser, lijkt deze sensor minder gevoelig aan spikes dan de CUS41. Wellicht ligt dit aan een ander verwerkingsalgoritme in de sensor van de ruwe data, maar verdere metingen moeten dit bevestigen. Dit type is ingezet in het station Velm, waar de andere sensors faalden door o.m. verstoring van de sensor door vervuild water. Door de uniforme verdeling van het sediment in de natte sectie (bijlage 5) kan de puntmeting van de turbiditeitsensor als representatief voor het volledige dwarsprofiel aangenomen worden. Voorwaarden voor correcte turbiditeitsmetingen zijn onder meer: - een beschermkap zodat de sensor niet verstopt geraakt - een uurlijkse reiniging van de sensor om fouling te voorkomen. Een wissersysteem werkt enkel indien de algenbloei beperkt is. Periodiek reiniging met perslucht (8 bar) werkt correct, maar is onderhoudsintensief - Verticale plaatsing van de sensor vermijdt bedekking (met sediment of grind) - Plaatsing van de sensor in weinig turbulent water vermijdt verstoring door luchtbellen

86 Bijlage 3 Meetprincipes 81 Figuur B3.5. Types turbiditeitssensoren gebruikt in het sedimentmeetnet. Links de CUS65A, midden de CUS41, rechts de Solitax sc Kalibratiecurves De stations in het Bovenscheldebekken beschikken over een meetperiode van minstens 4 jaar (tabel B3.3) en over honderden stalen voor de kalibratie van de turbiditeitsensor ten behoeve van de sedimentvrachtberekening. De maximum gemeten sedimentconcentratie in elk station is groter dan 25 g/l. Tijdens de meetperiode gebeurden verschillende wijzigingen aan de meetopstelling of sensorconfiguratie. De sensorconfiguratie is een primaire ijking van de sensor die bepaalt welke turbiditeitswaarde wordt gegeven aan een bepaalde helderheidsgraad. Voor elke sensor zijn een aantal configuraties mogelijk. De datum van de laatste wijziging van de sensorconfiguratie is in tabel B3.3 weergegeven. Voor elke sensorconfiguratie moet een aparte kalibratiecurve opgesteld worden, aangezien de turbiditeiten voor eenzelfde sedimentconcentratie veranderen. Voor de kalibratie van de sensor met de huidige sensorconfiguratie kunnen enkel de stalen gebruikt worden die genomen zijn sinds de laatste configuratiewijziging. Voor het station Broekbeek zijn zo 216 stalen genomen sinds de laatste wijziging van de sensorconfiguratie in maart 2005 tot eind Met die 216 stalen is een kalibratiecurve opgesteld met een RMSE of gemiddelde fout van 1,95 g/l. Deze curve is geldig voor de omzetting van turbiditeiten naar sedimentconcentraties vanaf maart Voor de stations in het Demerbekken is de meetperiode en bijgevolg het aantal stalen en de maximum sedimentconcentratie beperkt. De kalibratiecurve is voor de meeste stations nog onzeker. Voor de bepaling van de sedimentvracht wordt voorlopig in eerste plaats beroep gedaan op de staalconcentraties. De kalibratiecurves voor de turbiditeitssensoren worden opgesteld via lineaire regressie op de beschikbare ijkingskoppels staalconcentratie-turbiditeit. Extra hydrogramkenmerken zoals waterpeil of seizoen werden niet in de regressie betrokken omdat deze slechts in enkele gevallen een beperkt deel van de variatie konden verklaren. De kalibratiecurves worden weergegeven in bijlage 6 en tabel B3.3.

87 Bijlage 3 Meetprincipes 82 Tabel B3.3. Meetperiode, type sensor, aantal stalen en kalibratiegegevens van de turbiditeitsensoren voor de verschillende stations in het Bovenscheldebekken en het Demerbekken Station Type sensor Start metingen Totaal aantal stalen Laatste wijziging sensorconfiguratie Aantal stalen sinds laatste wijziging sensor-configuratie RMSE kalibratie-curve (g/l) Maximale concentratie (g/l) Broekbeek CUS65A 07/ mrt/ ,95 27 Vaanbuikbeek CUS41 12/ dec/ , Etikhove CUS65A 07/ aug/ ,73 85 Donderij CUS41 10/ jul/ ,65 46 Huise opwaarts CUS41 06/ dec/ ,97 58 Huise afwaarts CUS65A 06/ dec/ , Maarke-Kerkem CUS65A 01/ jan/ , Leupegem CUS65A 11/ aug/ ,43 29 Kerniel CUS41 12/ geen wijziging 13 2,85 25 Neer-winden CUS41 10/ geen wijziging 18 0,56 4 Montenaken CUS41 10/ geen wijziging / / 1 Mielen b.-aalst CUS41 03/ geen wijziging 184 1,14 28 Piringen CUS65A 10/ okt/ ,4 8 Vechmaal CUS41 06/ geen wijziging 84 1,55 24 Heks CUS65A 10/ okt/ / 5 Muizen CUS41 10/ okt/ ,04 22 Velm Lange 01/ jan/ ,53 16 Wellen CUS65A 06/ geen wijziging 71 0,21 2 Voor een aantal stations is de sensorconfiguratie identiek: Etikhove, Huise afwaarts GOG, Maarke- Kerkem en Leupegem. Indien het sediment in de bemeten waterlopen van deze stations gelijke eigenschappen heeft, zouden de kalibratiekrommen van de sensoren gelijk zijn. Eén enkele kalibratiecurve zou dan volstaan voor de verschillende stations. Figuur B3.6 toont alle kalibratiecurven. Hoewel meerdere krommen gelijklopend zijn (bvb Etikhove en Huise afwaarts GOG), veroorzaken de verschillen in sedimenteigenschappen relatief grote verschillen in de kalibratiecurve. Eén enkele curve voor meerdere stations volstaat dus niet.

88 Bijlage 3 Meetprincipes Staalconcentratie (g/l) Huise afwaarts GOG Leupegem Maarke-Kerkem curve van T=3.5 g/l Maarke-Kerkem curve tot T=3.5 g/l Etikhove Turbiditeit (g/l) Figuur B3.6. Kalibratiecurves van de stations Etikhove, Huise afwaarts GOG, Maarkekerkem en Leupegem samen Accuraatheid turbiditeitsmetingen Met de kalibratiecurve zijn turbiditeiten om te zetten in sedimentconcentraties, die in dit rapport als ruw betiteld worden. De best beschikbare sedimentconcentraties worden verkregen door de ruwe sedimentconcentraties te corrigeren ingeval van te grote afwijkingen met de concentraties van de stalen, bvb bij verstoring van de sensor door vuil (figuur B3.7). De grote hoeveelheid stalen tijdens bijna alle hoogwaterevents geeft aan de best beschikbare sediment-concentraties een niet verder te verbeteren kwaliteit en betrouwbaarheid. Een voldoende gekalibreerde turbiditeitsensor laat toe de frequentie van staalname tijdens hoogwaterevents te beperken tot controlestalen, gesteld dat de kalibratiecurve steunt op stalen over het volledige bereik van waargenomen turbiditeiten in een station.

89 Bijlage 3 Meetprincipes 84 Periode met te verbeteren ruwe concentraties Figuur B3.7. Correctie van ruwe sedimentconcentratie (d.i. turbiditeitsmeting omgezet met kalibratiecurve) voor het hoogwaterevent van 4 juli 2005 voor het meetstation Huise opwaarts GOG. Tussen 4 uur en 6 uur is er een groot verschil tussen ruwe sedimentconcentratie en staalnameconcentratie, mogelijks door vuil op de sensor. Voor de berekening van best beschikbare sedimentconcentraties werden de ruwe sedimentconcentraties tussen 4 uur en 6 uur herschaald totdat een betere overeenkomst met staalnameconcentraties werd verkregen Met de beschikbare koppels van sedimentconcentratie uit de waterstalen met bijhorende turbiditeitswaarden kan middels lineaire regressie een kalibratiekromme opgesteld worden. De kwaliteit van deze regressie en bijgevolg de mate van kalibratie van de sensor kan geëvalueerd worden aan de hand van statistische parameters zoals RMSE, breedte van het betrouwbaarheidsinterval,. De lineaire regressie van staalconcentraties met turbiditeiten is een bewuste keuze bij het sedimentonderzoek. De lineaire regressie biedt echter nog geen garantie voor nauwkeurige sedimentvrachten. De sedimentvracht wordt immers niet alleen bepaald door de sedimentconcentratie, maar ook door het debiet in de waterloop. Om dit na te gaan, worden de ongecorrigeerde, ruwe sedimentvrachten (of ruwe sedimentconcentraties vermenigvuldigd met debieten) vergeleken met de best beschikbare sedimentvrachten (namelijk de best beschikbare sedimentconcentraties vermenigvuldigd met debieten) voor eenzelfde periode. De afwijking tussen beide sedimentvrachten is een maat voor de betrouwbaarheid van de kalibratie. Deze berekening gebeurde voor de periode vanaf de laatste wijziging aan de sensorconfiguratie tot eind 2006 voor de stations van de Bovenschelde (tabel B3.3). Voor de stations in het Demerbekken is de kalibratiecurve voorlopig te onzeker voor deze evaluatie. In figuur B3.8 wordt de afwijking van de ruwe sedimentvracht ten opzichte van de best beschikbare sedimentvracht weergegeven ( best beschikbare sedimentvracht = 100%). Het station Donderij staat niet vermeld in figuur B3.8, aangezien de afwijking meer dan 100% bedraagt. Voor een groot aantal stormen blijkt de kalibratiecurve van de turbiditeitssensor voor dit station de concentratie te overschatten (bijlage 6, figuur B6.4). Voor de overige stations bedraagt de afwijking maximaal 12%.

90 Bijlage 3 Meetprincipes Afwijking tov 'best beschikbare sedimentvrachten' (%) verschil met ruwe berekening Best beschikbare sedimentvracht = 100% Sedimentvracht ahv bovengrens BBHI Sedimentvracht ahv ondergrens BBHI Sedimentvracht ahv 60 calibratiecurve Broekbeek Etikhove Vaanbuikbeek Leupegem Maarke-Kerkem Huise afw GOG Huise opw GOG Figuur B3.8. Vergelijking van 1) ruwe sedimentvrachten (d.i. sedimentvracht bekomen door rechtstreekse omrekening van de turbiditeiten met de kalibratiecurve) en 2) sedimentvrachten bekomen door toepassing van het 95% betrouwbaarheidsinterval van de kalibratiecurve met 3) best beschikbare sedimentvrachten ( best beschikbare sedimentvrachten = 100%) De sedimentvracht werd eveneens berekend met boven- en ondergrens van het 95% betrouwbaarheidsinterval van de kalibratiecurve (figuur B3.8), en voegt aldus een betrouwbaarheidsinterval toe aan de ruwe sedimentvrachten. De grootte van dit interval geeft de mogelijke fout op de sedimentvracht bij het gebruik van de kalibratiecurve. Uit vergelijking tussen ruwe en best beschikbare sedimentvrachten volgen 2 criteria voor de beoordeling van de kalibratie van de sensoren: - het verschil tussen de ruwe sedimentvrachten en de best beschikbare sedimentvrachten en - de grootte van het betrouwbaarheidsinterval van de ruwe sedimentvracht. De verbetering van de ruwe sedimentvrachten naar de best beschikbare vrachten is marginaal bij 5 van de 8 stations (verschil kleiner dan 10%). De turbiditeitsensor is dus voor de meeste stations in staat om met grote nauwkeurigheid de sedimentvrachten te voorspellen. Deze nauwkeurigheid geldt enkel voor schattingen van sedimentvrachten van langere periodes. Door de kalibratiecurve van de turbiditeitssensor te gebruiken wordt de spreiding in sedimentconcentratie voor eenzelfde turbiditeit immers uitgemiddeld. Bij schatting van sedimentvrachten voor aparte stormen kan de fout oplopen tot meer dan 10%. Voor 4 van de 7 hierboven vermelde stations is het 95% betrouwbaarheidsinterval van de ruwe sedimentvracht opvallend smal nl. kleiner dan 20%. Voor deze stations kan de staalname beperkt worden tot controlestalen. Controlestalen moeten wijzigingen in sedimentkenmerken of sensorinstellingen (bvb drift van meetsignaal door veroudering toestel) aantonen. Indien de kalibratiecurve significant verschilt bij het in rekening brengen van de controlestalen, dient de

91 Bijlage 3 Meetprincipes 86 kalibratiecurve aangepast te worden. Als frequentie van controlestaalname kan bvb. bemonsteren van 1 storm per seizoen én alle extreme stormen gekozen worden. Voor de stations Broekbeek, Maarke-Kerkem en Huise afw GOG is het 95% betrouwbaarheidsinterval groter dan 20%. Het verloop van de kalibratiecurve lijkt voor deze stations nog te onzeker om sedimentvrachten enkel te voorspellen op basis van turbiditeitsmetingen. Extra stalen bij hoogwatercondities blijven vooralsnog noodzakelijk voor deze stations. Voor het station Donderij is de kalibratie niet geslaagd. Intensieve staalnames blijven nodig om de SSE verder te bepalen.

92 Bijlage 4 Snelheidskrommen 87 Bijlage 4 Snelheidskrommen Bij de opstelling van de snelheidskromme zijn alle beschikbare data gebruikt tot eind augustus Voor de stations waar de sensorsnelheid correct de profielgemiddelde snelheid weergeeft, kan de snelheidskromme opgesteld worden via eenvoudige lineaire regressie met de puntenkoppels sensorsnelheid-peil. Voor de stations Vaanbuikbeek en Velm, wijkt de sensorsnelheid af van de profiel-gemiddelde snelheid, en is nagegaan of de afwijkingen een systematisch karakter hebben. Bij systematische afwijkingen moet de ijkingskromme bekomen via regressie van de puntenkoppels gecorrigeerd worden tot ze maximaal de ijkingspunten volgt. B4.1 Vaanbuikbeek Figuur B4.1. Snelheidskromme Vaanbuikbeek. Lineaire regressie op de puntenkoppels sensorsnelheid-waterpeil resulteert in een snelheidskromme. De omcirkelde punten behoren tot eenzelfde periode en zijn niet bij de regressieberekeningen opgenomen. Wellicht is een slechte plaatsing van de sensor tijdens deze periode (nl. schuin op de stromingsrichting) verantwoordelijk voor de afwijking De puntenwolk van sensorsnelheden VS100 met de waterdiepte is typisch voor nagenoeg alle ultrasone snelheidsmeters van het eenvoudiger type: in meerdere gevallen worden voor eenzelfde hoogte snelheden gelogd die te laag zijn, de betere waarden voor een bepaalde hoogte, bevinden zich in de bovenste laag van de puntenwolk. De beschikbare ijkingskoppels waterdiepte-profielgemiddelde snelheid bevestigen het verwachte verband uit de puntenkoppels waterdiepte-sensorsnelheid uit de VS100 van de volledige tijdreeks. De discordantie tussen de profielgemiddelde ijkingssnelheid en de sensorsnelheid op het ogenblik van de ijking op 25/08/2006 (zoals in figuur B3.2 is getekend) is dus niet systematisch, en de snelheidskromme bekomen via eenvoudige regressie hoeft geen correctie.

93 Bijlage 4 Snelheidskrommen 88 B4.2 Donderij snelheid (m/s) waterdiepte (m) snelheid VS100 snelheidskromme ijkkoppel Figuur B4.2. Snelheidskromme Donderij. Via lineaire regressie op de puntenkoppels sensorsnelheden-waterpeilen is bovenstaande snelheidskromme berekend. Vanaf een waterpeil van ongeveer 0,6 m zijn er voor bepaalde events opstuwingsverschijnselen aanwezig: de snelheid daalt bij stijgende waterpeilen (omcirkelde punten). De lage ijkingssnelheid voor een peil van 0,7 m bevestigt dit. Vanaf een peil van 0,6 m worden dan ook de sensorsnelheden gebruikt bij de berekening van de debieten in plaats van de snelheden afgeleid uit de snelheidskromme In figuur B4.3 wordt de opstuwing in het station Donderij voor peilen groter dan 0,6 m geïllustreerd voor het event van 4/7/2005. De sensorsnelheden geven een snelheid aan die significant lager is dan de snelheid bekomen met de snelheidskromme van figuur B4.2, indien deze kromme zou geëxtrapoleerd worden naar peilen groter dan 0,6 m.

94 Bijlage 4 Snelheidskrommen 89 Figuur B4.3. Opstuwingsverschijnselen in het station Donderij voor het event van 4/7/2005. Voor peilen groter dan 0,6 m is de sensorsnelheid lager dan de snelheid bekomen met de snelheidskromme van figuur B4.2, indien deze kromme zou geëxtrapoleerd worden naar peilen groter dan 0,6 m B4.3 Maarke-Kerkem Sensorsnelheden voor dit station zijn niet representatief, door de slechte meetomstandigheden (zie bijlage 3). De debieten voor dit station werden bekomen uit de debieten van Leupegem. Beide stations zijn immers gelegen op de Maarkebeek op enkele km afstand van elkaar. Het stroomgebied van Maarke-Kerkem is echter slechts 2638 ha, tegenover 4947 ha voor het stroomgebied van het station Leupegem. De aanpassing gebeurde door de debieten van Leupegem lineair te vermenigvuldigen met de ratio 2638/4947. Vervolgens werden de debieten met 1 uur verschoven, dit is het waargenomen tijdsverschil tussen het piekdebiet van Leupegem en van Maarke-Kerkem. Het is duidelijk dat de berekende sedimentdebieten voor Maarke-Kerkem minder nauwkeurig zijn dan deze van de overige sedimentstations. De sedimentdebieten maken gebruik van de waterdebieten, en de hoogwaterdebieten veranderen niet evenredig met het afwaterende oppervlak, zoals nu aangenomen wordt. Naar alle waarschijnlijkheid worden de sedimenthoeveelheden in Maarke-Kerkem hierdoor onderschat. B4.4 Vechmaal Sensorsnelheden voor dit station zijn niet representatief, door de slechte meetomstandigheden (zie bijlage 3). Sedimentdebieten zijn dan ook niet berekend voor dit station.

95 Bijlage 4 Snelheidskrommen 90 B4.5 Piringen Figuur B4.4. Snelheidskromme Piringen. Via lineaire regressieberekeningen op de puntenkoppels sensorsnelheden-waterpeilen is bovenstaande snelheidskromme bepaald. De omcirkelde punten, gemeten tijdens de periode juni-augustus 2007, werden niet bij de regressie betrokken. Nochtans geeft de ijkingssnelheid (ijking van 9/8/2007) aan dat er toen wel degelijk grotere snelheden voorkwamen. Het is niet duidelijk wat de toename in snelheid veroorzaakt ten opzichte van de andere puntenkoppels. Voor de berekening van de debieten vanaf juni 2007 is een aparte snelheidskromme opgesteld en gebruikt

96 Bijlage 4 Snelheidskrommen 91 B4.6.Velm Figuur B4.5. Snelheidskromme Velm De snelheidskromme bekomen via lineaire regressie op de puntenkoppels werd gecorrigeerd totdat de overeenkomst van de snelheidskromme met de ijkingsnelheden optimaal is. De omcirkelde punten voor peilen groter dan 0,4 m, gemeten tijdens de events 14/6/2006, 21/8/2006 en 12/6/2007, zijn niet bij de regressie betrokken. Mogelijks zijn de lage snelheden bij de hoogste peilen veroorzaakt door opstuwing. Onmiddellijk afwaarts het meetstation mondt immers een collector in de Molenbeek uit. Meer ijkingsmetingen bij hoogwaterevents moeten dit uitwijzen. Aangezien opstuwing echter weinig waarschijnlijk is op deze meetplaats, wordt voorlopig de snelheidskromme geëxtrapoleerd naar peilen groter dan 0,4 m. In figuur B4.6 wordt het verschil tussen sensorsnelheden en snelheden bekomen met de snelheidskromme geïllustreerd voor het event van 11/6/2007. De sensorsnelheden geven een snelheid aan die significant lager is dan de snelheid bekomen met de snelheidskromme van figuur B4.5.

97 Bijlage 4 Snelheidskrommen 92 Figuur B4.6. Peil en snelheden voor het event van 11/6/2007. De sensorsnelheden zijn significant lager dan de snelheid bekomen met de snelheidskromme van figuur B4.5

98 Bijlage 4 Snelheidskrommen 93 B4.7 Wellen Figuur B4.7. Snelheidskrommen Wellen In Wellen kan een onderscheid gemaakt worden tussen snelheden bekomen in de maanden oktobermaart ( wintermaanden ) en de maanden april-september ( zomermaanden ). Via regressietechnieken worden 2 snelheidskrommes bekomen, die een constant peilverschil van een vijftal cm aangeven tussen zomer en winter voor een eenzelfde snelheid. De verklaring ligt in een wierlaag van enkele cm die zich over de bodem ontwikkelt tijdens de zomermaanden. De ijkingssnelheden bevestigen dit slechts gedeeltelijk: de ijkingssnelheid van de zomer lijkt beter overeen te komen met de sensorsnelheden tijdens de winter en omgekeerd. Eén en ander kan te maken hebben met het ontbreken van de geschikte ijkingsapparatuur voor dit station. Een puntsnelheidsmeter zoals het model 201D van Marsh McBirney is uiterst geschikt voor ijkingsmetingen voor de kleinere waterlopen, maar minder voor waterlopen zoals de Herk waar grote snelheden gepaard gaan met grotere waterdieptes. Een puntsnelheidsmeter in dergelijke hoogwateromstandigheden correct gebruiken is met handkracht niet mogelijk.

99 Bijlage 5 Sedimentprofielen 94 Bijlage 5 Sedimentprofielen Op zeven locaties werden sedimentprofielen genomen met behulp van een automatisch staalnametoestel ISCO 6712C. De staalnamedarm van het toestel werd met de opening naar de stroming gericht op vaste plaatsen in het dwarsprofiel. Per profiel werd de aanwezigheid van zowel een horizontale als een verticale gradiënt gecontroleerd. In de stations Vaanbuikbeek en Donderij werden zowel in de keel als in de uitstroom van de meetsectie profielen opgemeten. Zo werd ook de aanwezigheid van een gradiënt in de lengterichting van de meetsectie gecontroleerd. De profielen werden steeds tweemaal opgemeten, behalve het profiel van Leupegem van Vermelde staalconcentraties in de profielen zijn bijgevolg steeds gemiddelden van 2 stalen. Een staalname door het ISCO-toestel duurt ongeveer 1 minuut, waardoor de tijdsduur voor het nemen van 2 profielen kan oplopen tot meer dan een uur. De staalnameconcentratie kan in de studiegebieden echter zeer snel veranderen. In een aantal gevallen werd dan ook een systematische afname of toename in sedimentconcentratie vastgesteld tijdens de meting. Voor deze profielen werd elke staalconcentratie gecorrigeerd met de gemiddelde afname/toename (per tijdseenheid) tijdens de volledige duur van de meting (figuur B5.1). Profielen Donderij juli ,0 Ongecorrigeerd Gecorrigeerd 5,0 Staalconcentratie (g/l) 4,0 3,0 2,0 Profiel 1 in keel Profiel 1 en 2 in uitstroom Profiel 2 in keel 1,0 0, staaln Figuur B5.1. De concentratie van de stalen genomen in juli 2005 voor het station Donderij vertonen een systematische afname met de tijd. In drie kwartier is de werkelijke concentratie meer dan gehalveerd. Voor het analyseren van de sedimentgradiënten werden de oorspronkelijke staalconcentraties gecorrigeerd volgens de gemiddelde afname (per tijdseenheid) tijdens de volledige duur van de meting

100 Bijlage 5 Sedimentprofielen 95 Tabel B5.1 geeft een samenvatting van de sedimentgradiënten, afgeleid uit alle sedimentprofielen. Voor de verticale gradiënt wordt de concentratie op een bepaalde hoogte boven de bodem vergeleken met de concentratie 10 cm onder het wateroppervlak. Voor de horizontale gradiënt worden concentraties aan linker- en rechteroever vergeleken. Voor de lengtegradiënt worden keel en uitstroom vergeleken. Per locatie worden het gemiddelde, minimum en maximum van alle profielen gegeven. Tabel B5.1. Gemiddelde sedimentgradiënten afgeleid uit de sedimentprofielen. Gradïent Locatie Referentie Extra concentratie locatie tov referentie (%) gemiddeld minimum maximum Verticaal Keel: bodem + 10 cm Keel: 10 cm onder wateroppervlak Verticaal Keel: onderste helft Keel: 10 cm onder waterkolom wateroppervlak Verticaal Keel: bovenste helft Keel: 10 cm onder waterkolom wateroppervlak Verticaal Uitstroom: bodem + 10 Uitstroom: 10 cm onder cm wateroppervlak Verticaal Uitstroom: onderste Uitstroom: 10 cm onder helft waterkolom wateroppervlak 3 - ( * ) - ( * ) Verticaal Uitstroom: bovenste Uitstroom: 10 cm onder helft waterkolom wateroppervlak Horizontaal Keel: linkeroever Keel: rechteroever Horizontaal Uitstroom: linkeroever Uitstroom: rechteroever Lengte Keel Uitstroom ( * ) slechts 1 profiel

101 Bijlage 5 Sedimentprofielen Leupegem a. Profiel 2003 Het staalnametijdstip wordt in figuur B5.2 weergegeven, het sedimentprofiel in figuur B5.3. Figuur B5.2. Situering van monsternametijdstip in event 3/1/2003 voor het station Leupegem. De staalconcentratie aangeduid in de figuur is gebaseerd op automatische stalen en turbiditeiten Figuur B5.3. Sedimentprofiel in event van 3/1/2003 voor het station Leupegem. Sedimentconcentraties variëren van 0,95 g/l (licht oranje) tot 1,03 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie 0.96

102 Bijlage 5 Sedimentprofielen 97 b. Profiel 2005 Het staalnametijdstip wordt in figuur B5.4 weergegeven, het sedimentprofiel in figuur B5.5. Figuur B5.4. Situering van monsternametijdstip in event 4/7/2005 voor het station Leupegem. De staalconcentratie aangeduid in de figuur is gebaseerd op automatische stalen en turbiditeiten Figuur B5.5. Sedimentprofiel in event van 4/7/2005 voor het station Leupegem. Sedimentconcentraties variëren van 2,1 g/l (licht oranje) tot 2,6 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie 2.1

103 Bijlage 5 Sedimentprofielen 98 c. Profiel 2007 Het staalnametijdstip wordt in figuur B5.6 weergegeven, het sedimentprofiel in figuur B5.7 Figuur B5.6. Situering van monsternametijdstip in event 1/3/2007 voor het station Leupegem. De staalconcentratie aangeduid in de figuur is gebaseerd op automatische stalen en turbiditeiten Figuur B5.7. Sedimentprofiel in event van 1/3/2007 voor het station Leupegem. Sedimentconcentraties variëren van 1,9 g/l (licht oranje) tot 2,55 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie 2 1.9

104 Bijlage 5 Sedimentprofielen 99 2.Vaanbuikbeek a. profiel 2004 Het staalnametijdstip wordt in figuur B5.8 weergegeven, de sedimentprofielen van keel en uitstroom in figuur B5.9 en B5.10 Figuur B5.8. Situering van monsternametijdstip in event 13/1/2004 voor het station Vaanbuikbeek. De staalconcentratie aangeduid in de figuur is gebaseerd op automatische staalconcentraties en turbiditeiten

105 Bijlage 5 Sedimentprofielen 100 KEEL: Figuur B5.9. Sedimentprofiel voor event van 13/1/2004 voor de keel van het station Vaanbuikbeek. Sedimentconcentraties variëren van 3,3 g/l (licht oranje) tot 3.6 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie 3.35 UITSTROOM: Figuur B5.10. Sedimentprofiel in event van 13/1/2004 voor de uitstroom van het station Vaanbuikbeek. Sedimentconcentraties variëren van 3,5 g/l (licht oranje) tot 3,6 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie

106 Bijlage 5 Sedimentprofielen 101 b. profiel 2005 Het staalnametijdstip wordt in figuur B5.11 weergegeven, de sedimentprofielen van keel en uitstroom in figuren B5.12 en B5.13 Figuur B5.11. Situering van monsternametijdstip in event 4/7/2005 voor het station Vaanbuikbeek. De staalconcentratie aangeduid in de figuur is gebaseerd op automatische staalconcentraties en turbiditeiten

107 Bijlage 5 Sedimentprofielen 102 KEEL: Figuur B5.12. Sedimentprofiel in event van 4/7/2005 voor de keel van het station Vaanbuikbeek. Sedimentconcentraties variëren van 12,1 g/l (licht oranje) tot 14,4 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie UITSTROOM: Figuur B5.13. Sedimentprofiel in event van 4/7/2005 voor de uitstroom van het station Vaanbuikbeek. Sedimentconcentraties variëren van 12,2 g/l (licht oranje) tot 13,3 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie

108 Bijlage 5 Sedimentprofielen Donderij a. Profiel 2004 Het staalnametijdstip wordt in figuur B5.14 weergegeven, de sedimentprofielen van keel en uitstroom in figuren B5.15 en B5.16 Figuur B5.14. Situering van monsternametijdstip in event 12/1/2004 voor het station Donderij. De staalconcentratie aangeduid in de figuur is gebaseerd op turbiditeiten

109 Bijlage 5 Sedimentprofielen 104 KEEL: Figuur B5.15. Sedimentprofiel in event van 12/1/2004 voor de keel van het station Donderij. Sedimentconcentraties variëren van 5 g/l (licht oranje) tot 7,5 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie UITSTROOM: Figuur B5.16. Sedimentprofiel in event van 12/1/2004 voor de uitstroom van het station Donderij. Sedimentconcentraties variëren van 6 g/l (licht oranje) tot 20 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie

110 Bijlage 5 Sedimentprofielen 105 b.profiel 2005 Het staalnametijdstip wordt in figuur B5.17 weergegeven, de sedimentprofielen van keel en uitstroom in figuren B5.18 en B5.19. Figuur B5.17. Situering van monsternametijdstip in event 4/7/2005 voor het station Donderij. De staalconcentratie aangeduid in de figuur is gebaseerd op staalconcentraties en turbiditeiten

111 Bijlage 5 Sedimentprofielen 106 KEEL: Figuur B5.18. Sedimentprofiel in event van 4/7/2005 voor de keel van het station Donderij. Sedimentconcentraties variëren van 4,1 g/l (licht oranje) tot 4,4 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie UITSTROOM: Figuur B5.19. Sedimentprofiel in event van 4/7/2005 voor de uitstroom van het station Donderij. Sedimentconcentraties variëren van 4,2 g/l (licht oranje) tot 4,5 g/l (donker oranje). De symboolgrootte in het profiel is proportioneel met de sedimentconcentratie