Integraal Natuurherstel in Beekdalen Diffuse / gedempte / vertraagde afvoer Piet Verdonschot piet.verdonschot@wur.nl Freshwater Ecology Group Wageningen Environmental Research (Alterra)
afvoer (m 3 /s) mm afvoer afvoer (m 3 /s) Verloop afvoer na een regenbui versnelde piekopbouw 0.8 0.4 0 Multifunctioneel stroomgebied hogere piek Oorspronkelijk stroomgebied verlaging basisafvoer neerslag tijd 0.1 0.05 0
Hoe komt dat zo? Stabiele gedempte afvoer Waterstromen verdamping neerslag interceptie oppervlakkige afstroming infiltratie inundatie kwel kwel percolatie kwel grondwater opslag diepe kwel Blauwe en groene stromen
De veranderingen Instabiele dynamische afvoer Bruine waterstromen neerslag bewoning industrie watergebruik overstroming irrigatie & drainage drinkwater onttrekking opslag
De veranderingen: bovengronds Bovenlopen van de Beerze en de Reusel Beken en beekdalen op basis geomorfologie en bodemtype Alle huidige watergangen
De veranderingen: ondergronds +NAP (m) 3 2 1 Grondwaterstand Utrechtse heuvelrug 66 64 56 77 66 56 64 77 0 Laag-nat Hoog-droog Laag-nat Hoog-droog West Oost West Oost Augustus December Al in de eind 70-tiger jaren 1 m daling
Hoe herstellen we de hydrologie? Hoe kunnen we afvoerdynamiek verminderen? Mogelijke maatregelen: Aanleg doorstroommoeras, beekmoeras, verkleind profiel 1. Ontwikkelen van doorstroommoerassen: o Hoe functioneren ze en waar zijn mogelijkheden ze te ontwikkelen? 2. Het dempen van de afvoerdynamiek: o Welke rol kunnen doorstroommoerassen en beekmoerassen spelen? o Welke technieken zijn het meest geschikt om beken te verondiepen en te versmallen (herprofileren) i.s.m. inunderen (beekmoeras)?
Ontwikkelingen in beek hermeanderen Genormaliseerde beek Vormverandering of NVO Overstromingszone Accoladeprofiel Overstromingszone Beekmoeras Beekmoeras peildynamiek Onze beken meanderen niet => Gebruik kortere weglengte voor stroming bij lage afvoeren (zomer)!
Dempen van de afvoerdynamiek Creeer ruimte voor inundatie/ontwikkel beekmoeras Door verkleinen profielen (brede 2-fasen, oeverwal, verondieping) accolade, smal zomerbed Peel en Maasvallei Tungelroyse beek Vallei & Veluwe Grift De Dommel Kleine Aa ondergedimensioneerd, zeer breed zomerbed Aa en Maas Hoge Raam Vechtstromen Hagmolenbeek en Geeserstroom
Wat zijn doorstroom- en beekmoerassen? Beekmoeras gw Overstromingszone gw gw gw o gw gw o o o gw Doorstroommoeras o o o oppervlaktewaterwater gw grondwater
Wat zijn doorstroom- en beekmoerassen? Doorstroommoeras (bovenloop) Rand beekdal (gem. hoogwaterlijn) Rand doorstroommoeras (gem. laagwaterlijn) Waterbeweging grond- en oppervlaktewater Open water Spons Permanent waterafvoerend Stabiele afvoer Beekmoeras (middenloop) Inundatie overstromingszone bij hoge afvoer Wateruitwisseling moeras-loop Grondwatervoeding moeras en loop
Voorbeeld: Geeserstroom Stromingsenergie (stroomsnelheid/afvoer) > vegetatieontwikkeling Loop continu Overstromingszone Beekmoeras Loop gem. laagwaterlijn gem. hoogwaterlijn
Om welke natuur gaat het?... en welke indicatoren? Ralf Verdonschot Geeserstroom Peize Holmers Aquatische macrofauna Semi-aquatische macrofauna Vegetatie Han Runhaar Holmers Halkenbroek Overstromingszone Beekmoeras
Tijd Aquatische macrofauna Waarom? 3000 2500 Londo 1988 jaar 10 5 waterplanten segment / deelsysteem 2000 1500 1000 10 3 10 1 (micro-) habitat algen locatie traject vissen 500 10 0 0 10-1 macrofauna Frissell et al 1986 10-1 10 0 10 1 10 2 10 3 m 2 Ruimte Combinatie van aantal en schaal van respons
Wat is sturend? 7x basisafvoer Afvoer Stroming gedempt dynamisch gevarieerd in ruimte >6mg/l O 2 -huishouding Houtige oeverbegroeiing Habitat heterogeniteit Substraat, schuil-, paar- en leefplekken / voedsel veel variatie Levenscyclus kokerjuffer Voedsel (Matig) eutroof Regen- en grondwater
Zuurstof 18 zuurstof Strabekervloedgraaf 16 14 12 10 8 6 Verdwijnen stromingsminnende soorten 4 2 0 9-5-2003 29-4-2003 19-4-2003 9-4-2003 30-3-2003 20-3-2003 10-3-2003 28-2-2003 18-2-2003 8-2-2003 29-1-2003 19-1-2003 9-1-2003 30-12-2002 20-12-2002
Hydrologische effecten: Casus Geeserstroom Brede overstromings- en bergingsvlakten Afvoergolf Hvh berging Waterhoogte in berging
Hydrologische effecten: Meetresultaten afvoer Casussen Holmers, Gees, Peize Stroomgebied basisafvoer (Q95) lage afvoer (Q75) hoge afvoer (Q25) piekafvoer (Q5) BFI* afvoerdynamiek Holmers + ++ 0 0 + afname Geeserstroom stuw droog -- ++ ++ stuw droog te weinig data** Peize -- - -- - -- toename *BFI index voor het aandeel van de basisafvoer berekend voor ieder jaar met afvoermetingen (Q95/Qgmiddeld) ** Na maatregelen geen inundaties meer benedenstrooms plangebied Noodzaak zorgvuldige monitoring!
Graven is vaak niet nodig! Zand suppletie + Dood hout inbrengen Habitastructuren Dood hout (CPOM) => extra habitat in 3-D heterogeen stromingsprofiel veel habitats groot habitat oppervlak goede O 2 huishouding Profielverkleining Zandsuppletie Hierdense beek
Baisafvoer Gedrag dood hout pakket In de stroming stromingsvariatie lokale erosie-sedimentatie Piekafvoer Houtpakket wordt samengedrukt Vrije over stroming
Graven is vaak niet nodig! Op plekken waar het zandfront gepasseerd is, komt meer stromingsminnende macrofauna voor Ondiep, hoge stroomsnelheid en heterogeen habitat Kruskal Wallis non parametric ANOVA: X 2 24,4 = 15.7, P = 0.003
Onvoldoende ruimte langs de beek? Casus Oostrumse beek Houtinbreng
Oostrumsche beek Afdammen huidige loop Eerste water in bos Eerste water in bos Uitstroom
Voorbeeld: Gelders-Nierskanaal Wat weten we al? Laaglandbeken meanderen niet! Sinuositeit Externe factoren zoals kwel ( ) of oeverbanken en ingevallen bomen verleggen de weg Eekhout et al. 2012 Onze beken meanderen niet => Gebruik kortere weglengte voor stroming bij lage afvoeren (zomer)!
Ontwikkelen beekmoeras Casus Geeserstroom Kenmerken verval: 0.45 m/km afvoer: bovenstrooms landbouw trofie: hoog Maatregelen dempen bestaande drainage graven slenken zwak meanderend ondiep profiel waterberging Huidige situatie dichtgroeien beekloop moerasontwikkeling sterkere peilstijging Doel: van beek naar (beek)moeras
Grondwater Geeserstroom Voorspelling moerasbosontwikkeling Sleutelfactoren moerasbossen: Bodem, Grondwaterstand, Voedselrijkdom Laag Voedselrijkdom Hoog Inundatie Geoorde wilg Grauwe wilg Oppervlaktewater Maaiveld Gagel Licht RG Moeraszegge -9-2 Moerasvaren- Elzenbroek typicum sa Zompzegge typicum [Berkenbroek] -4-29 (bovenloop) sa Zomprus 4-58 RG Hennegras 6-44 sa typische vorm (-11-32) middenloop sa Zwarte bes (-9-36) benedenloop RG Braam (1-27) RG Brandnetel 6-57 Ruigte- Elzenbroek = Brandnetel [Kalk-Essenbos] Verdroging sa Frambozen 2-78 Wegzakkend sa Veldkers -5-70
Geeserstroom Voorspelling moerasbosontwikkeling Elzenbroek op veen Overgang Elzenbroek/Berken-Zomereik Berken-Zomereik Elzenbroek op beekeerd geen bomen of wilgenstruweel Overgang Berken-Zomereik/Eiken-Berk