Uitdagingen bij de opbouw van massabalansen voor het beheer van ecosysteemdiensten. Dirk Vrebos, Jan Staes & Patrick Meire

Transcriptie

1 Uitdagingen bij de opbouw van massabalansen voor het beheer van ecosysteemdiensten. Dirk Vrebos, Jan Staes & Patrick Meire

2 Inleiding De vraag naar waterkwaliteitsverbetering in Vlaanderen blijft hoog. Hoge kosten Trage, maar gestage verbeteringen Diffuse verontreiniging blijft vaak een uitdaging. Specifieke ecosysteemdiensten* (ESD) kunnen hierbij een hulpmiddel zijn: Denitrificatie, N-opslag etc. * De voordelen die we als individu en maatschappij van ecosystemen ontvangen.

3 Inleiding Inrichting en verbetering van specifieke ESD vraagt om gerichte ingrepen. Waar? Hoeveel? Hoe kan dit worden ingevuld op bekkenschaal? Landgebruiken en processen stellen vuilvrachten vrij doorheen het bekken. ESD processen komen niet overal voor en/of kunnen niet overal worden ingericht. Specifieke zones en gebieden halen bepaalde normen niet. 3

4 Inleiding Hoe kunnen we dit beantwoorden? Noodzakelijk voor een betrouwbare evaluatie: Een goed begrip van de complexiteit van het bekkensysteem. Betrouwbare debieten om vuilvrachten en massabalansen te berekenen voor elke beek. Een systeem dat analyses voor de lokalisatie van ESDs mogelijk maakt. Bovenstrooms-benedenstroomse evaluatie In deze presentatie: Overzicht van resultaten binnen Grote en Kleine Netebekken 1. Ruimtelijke complexiteit en debieten (incl. RWZIs) 2. Vuilvrachten en evaluatie ecosysteemdiensten

5 Landgebruik en waterkwaliteit in Netebekken NO 2 -N Relaties tussen bovenstrooms landgebruik en waterkwaliteit? Verschillende relatie zijn duidelijk aanwezig. Impact van landgebruiken verandert: Tussen jaren Tussen seizoenen NO 3 -N Vrebos, D., Staes, J., Struyf, E., Van Der Biest, K., & Meire, P. (2015). Water displacement by sewer infrastructure and its effect on the water quality in rivers. Ecological Indicators, 48(0), 22-30

6 Ruimtelijke statistische analyse Kleine Netebekken Meer gedetailleerde studie in Kleine Netebekken: 67 meetpunten 26 parameters, 2 jaar metingen Welke parameters worden bepaald door welke landgebruiken? Zijn bovenstrooms-benedenstroomse relaties zichtbaar in de dataset? Multi-directionele vs. unidirectionel structuren. Multi-directioneel Uni-directioneel

7 Ruimtelijke statistische analyse Kleine Netebekken 30% van de variatie word verklaard door landgebruik. Winter

8 Ruimtelijke statistische analyse Kleine Netebekken Zijn er specifieke ruimtelijke structuren aanwezig in de Kleine Nete? Besluit Waterkwaliteitsparameters variëren over verschillende schaalniveaus. Geen bovenstrooms-benedenstroomse structuur aanwezig.

9 Debieten Infrastructuur heeft een grote impact op flowpaths en debieten Correcte weergave bij modelleringen blijft een uitdaging Vrebos, D., Vansteenkiste, T., Staes, J., Willems, P., & Meire, P. (2014). Water displacement by sewer infrastructure in the Grote Nete catchment, Belgium, and its hydrological regime effects. Hydrology and Earth System Sciences, 18(3),

10 Ruimtelijke complexiteit en debieten Dus Zowel debieten als concentraties zijn sterk variabel: Temporeel Ruimtelijk Impact landgebruik aanzienlijk, maar variabel Complexiteit limiteert modellering van vuilvrachten op bekkenniveau. Het berekenen van vuilvrachten lijkt niet vanzelfsprekend. Massabalansen opstellen langsheen een riviertraject is een uitdaging. 10

11 Vuilvrachten Netebekken Een voorbeeld: Debieten werden afgeleid van de Wetspass kaarten Berekening gemiddeld debiet op basis van bovenstrooms gebied. Dagdebiet doormiddel van HIC meetpunt. Concentraties op basis van de vorige dataset. Berekeningen van veranderingen langsheen transecten in Kleine Nete Vuilvrachten Lokale concentraties = concentraties die worden vrijgesteld tussen 2 meetpunten. 11

12 Concentraties en Vuilvrachten Ammonium Concentratie Debiet Vuilvracht X 12

13 Lokale concentraties Per deelzone kan lokaal debiet, de vuil en dus concentratie berekend worden. Ammonium Chloride 13

14 Besluit vuilvrachten Berekening van vuilvrachten lijkt mogelijk. Maar de betrouwbaarheid van de resultaten is onzeker. De variabiliteit in concentraties en debieten ligt te hoog om betrouwbare massabalansen op te stellen. Berekening via Wetspass is enkel mogelijk op deelbekkenniveau.

15 Selectie ES gebieden - Alternatieve methode Selectie van gebieden op basis van verandering in concentraties WQ analysis WQ normen WQ metingen RES Maps Bodemgebruik Geofysisch systeem Evaluatie van bovenstrooms gebied Evaluatie van deelbekkens Huidige ES levering Potentiële ES levering Selectie van gebieden voor ES herstel binnen deelbekkens 15

16 Selectie ES gebieden - Alternatieve methode Evaluatie van Totale stikstof: Veranderingen in totale concentraties en verhoudingen. Upstream SP Downstream SP Δ SP1 SP2 NO 3 NO 2 NH 4 KjN-NH 4 16

17 Selectie ES gebieden - Alternatieve methode Verschillende methodes nodig afhankelijk van aantal meetpunten. 0, 1 of meer bovenstroomse meetpunten bepalen mee methode. 17

18 Selectie ES gebieden - Alternatieve methode Resultaten voor

19 Selectie ES gebieden - Alternatieve methode Denitrificatie N-Opslag Actueel Potentieel 19

20 Voorbeeld deelresultaat WQ analysis RES Hoe beide analyses samenbrengen? Kwalitatieve waterkwaliteitsindicator versus kwantitatieve ES kaarten Hoeveel oppervlakte is nodig? Hoe in-stream processen meenemen? 20

21 Algemeen besluit Huidige hydrologie en waterkwaliteit is erg complex. Lokale variabiliteit ligt erg hoog. Dit limiteert de mogelijkheden voor het berekenen van vuilvrachten en het opstellen van massabalansen. Het combineren van ES kaarten met de vraag vanuit het waterbeheer blijft hierdoor een uitdaging. 21