UITGANGSPUNTEN EN RANDVOORWAARDEN MODELSTUDIE

Met behulp van modelberekeningen voor waterbeweging, waterkwaliteit en ecologie is de effectiviteit van de alternatieven nader onderzocht. Op basis van parameters als onder andere watertoevoer, hoeveelheid nutriënten, zoutgehalten, lichtinval en temperatuur zijn met deze modellen o.a. de veranderingen in de algenbloei (omvang en soorten) berekend.

De modellering van de alternatieven is uitgevoerd met behulp van twee modellen. De uitkomsten van het hydrodynamische model vormen input voor het waterkwaliteitsmodel.

De watertemperatuur en de berekende zoutgehalten worden uit het hydrodynamisch model overgenomen.

In figuur 5.1 wordt het modelgebied weergegeven, met daarin aangegeven de uitvoerlocaties. Op die locaties kunnen berekeningsresultaten uit het model gehaald worden. In dit hoofdstuk wordt naar deze locaties verwezen.

Hydrodynamica

Voor deze studie is gebruik gemaakt van 3D modeltoepassing (gebaseerd op Delft3D) van het Volkerak-Zoommeer (Boderie et al., 2006; Meijers et al., 2008). Het model bevat ongeveer 11000 rekensegmenten. In de verticaal worden 10 lagen beschouwd. Het model is een zogenaamd sigma-lagen model, waarbij er wordt gewerkt met een vast aantal verticale lagen die een variabele dikte hebben.

De waterbeweging is doorgerekend met een tijdstap van 2 minuten. De simulatieperiode beslaat een jaar. De hydrodynamica wordt op 1 november 1999 gestart om het model twee maanden te kunnen laten inspelen en de begintoestand geen merkbare invloed meer heeft op het berekeningsresultaat voor een specifiek jaar. De berekeningsresultaten van de periode 1 januari 2000 tot 31 december 2000 worden vervolgens gebruikt voor de berekeningen met het waterkwaliteitsmodel.

In dit model is dus gerekend met de aan- en afvoer van water, opgetreden het jaar 2000. De gehanteerde debieten kunnen daarom enigszins afwijken van de meerjarige gemiddelden.

Waterkwaliteit

Het waterkwaliteitsmodel maakt gebruik van een gedetailleerde beschrijving van de waterkwaliteitsprocessen uit de WAQ procesbibliotheek van Delft3D, beter bekend onder de naam Delwaq-Bloom. In deze waterkwaliteitsprocesbeschrijving zijn de belangrijkste nutriënten opgenomen en worden diverse soorten algen beschouwd. Tevens is in het waterkwaliteitsmodel de invloed van de waterbodem opgenomen (Meijers et al, 2008).

Graas

Mariene bodemdieren zoals mosselen, oesters en zakpijpen voeden zich door water door hun filterapparaat te pompen en de daarin aanwezige partikels (algen, sedimentkorrels) af te filtreren. In ondiepe wateren als het Veerse Meer, de Grevelingen, de Oosterschelde en bijvoorbeeld ook de Limfjord (Denemarken) kunnen deze bodemdieren binnen enkele dagen het gehele watervolume doorpompen en affilteren. Door deze ‘begrazing’ blijft de algenconcentratie laag en het water helder. Tevens worden de nutriënten snel hergebruikt wat kan leiden tot een hogere productie. In een gezond zoutwater ecosysteem zorgen bodemdieren op deze manier zelf voor een goede waterkwaliteit. De sleutelfactor daarvoor is het zoutgehalte. Voor ontwikkeling en behoud van een vitale mariene

bodemfaunagemeenschap mag het zoutgehalte niet (langdurig) onder de 10-12 gCl/l zakken (Craeymeersch en de Vries, 2007).

In de genoemde deltawateren is de filtratietijd, de tijd waarin het gehele watervolume van het meer of estuarium wordt doorgepompt en afgefilterd, korter dan 5 dagen (uitgaande van een filtratiesnelheid van 3 liter per uur per volwassen schelpdier). De bijbehorende bodemfauna biomassa is minimaal 10-15 schelpdieren/m². De filtratiesnelheid is dan Figuur 5.1

Overzicht van het

waterbewegingsmodel met de uitvoerlocaties (Meijers et al, 2008)

ongeveer 1 m³/m²/dag, bij een gemiddelde waterdiepte van 5 m wordt de gehele waterkolom in 5 dagen doorgepompt.

Deze hoeveelheid bodemfauna is, gemiddeld over het gehele bodemoppervlak, minimaal nodig voor effectieve graascontrole. Vaak is de bodemfauna biomassa (veel) hoger, de filtratietijd navenant korter, en de algenconcentratie extreem laag. Er is dan sprake van overbegrazing, gunstig uit het oogpunt van waterkwaliteit, maar suboptimaal uit het oogpunt van opbrengst van schelpdieren.

Uit alle beschikbare gegevens blijkt dat de bodemdierengemeenschap in ondiepe deltawateren zich spontaan ontwikkelt, onder zeer diverse omstandigheden qua hydrodynamica (wel/geen getij, korte/lange verblijftijd), lichtklimaat (helder/troebel water) en nutriëntenconcentraties. Onder de voorwaarde dat het zoutgehalte niet langdurig onder de grens komt van 10-12 gCl/l, is de kans groot dat ook in een toekomstig zout VZM de ontwikkeling van een bodemdierengemeenschap en daarmee graascontrole ‘spontaan’

tot stand komt Naar analogie van het spectaculaire herstel van het Veerse Meer, waar de mosselen en Japanse oesters zich goed hebben ontwikkeld na de opening van de Katse Heule, zou dit ook wel eens heel snel kunnen gebeuren, binnen één tot enkele jaren (zie bijlage 5). In de evenwichtssituatie zal eerder sprake zijn van overbegrazing dan van te weinig graascontrole. Mede gezien de eutrofe condities zal de bodemfauna biomassa vrijwel zeker (veel) hoger zijn dan het genoemde minimum van 10-15 schelpdieren/m², gemiddeld over het gehele oppervlak. In het Veerse Meer was het minimale biomassaniveau van de bodemfauna vóór 2002, dat wil zeggen voordat de bodemfauna inzakte door te lage zoutgehaltes en de waterkwaliteit verslechterde, ongeveer 3 keer zo hoog(Craeymeersch en de Vries, 2007).

Alle zoute varianten zijn daarom doorgerekend met en zonder de invloed van grazers.

Zonder graas voorspelt het model een hogere algenbiomassa dan met graas. De verwachte invloed van graas in een zout Volkerak-Zoommeer is groot. De in het model gehanteerde graasdruk is ongeveer 2 m³/m²/dag. Dit is twee keer zo hoog als het genoemde minimum.

Bij de zoete alternatieven is in eerste instantie geen graasfunctie in rekening gebracht. Deze zou kunnen worden vervuld door zoöplankton en driehoeksmosselen. Uit de praktijk blijkt dat de effectiviteit hiervan gering is, met name wanneer er sprake is van monocultuur blauwalg.

De recente invasie en biomassa ontwikkeling van quaggamossel heeft deze verwachting doen bijstellen (paragraaf 4.2.2). Daarom is nu ook voor het zoete referentiealternatief een (nog ongekalibreerde) modelberekening uitgevoerd met graascontrole (in het vervolg wordt hiernaar verwezen onder de titel ‘aangepaste referentie’).

5.2.2

REFERENTIEALTERNATIEF

Naast alternatief Zoet en alternatief Zout is tevens het referentiealternatief geformuleerd. Dit beschrijft de huidige situatie van het Volkerak-Zoommeer met de autonome

ontwikkelingen. Het referentiealternatief geeft inzicht in het effect van autonome ontwikkelingen op de waterkwaliteit van het Volkerak-Zoommeer en van eventuele voorgenomen beheersmaatregelen.

Huidige situatie en autonome ontwikkeling

In het referentiealternatief wordt een minimale hoeveelheid zoet water (6 m³/s) ingelaten vanuit het Hollandsch Diep via de Volkeraksluizen. Inname vindt plaats om overschrijding

van de chloridenorm²³ in het Volkerak-Zoommeer te voorkomen en om het waterpeil²⁴ te handhaven. De aanvoer van zoet water vindt daarnaast plaats vanuit de Brabantse rivieren (13 m³/s). Door schutverliezen bij de Krammersluizen (9 m³/s) en het in overmaat terugpompen van het schutverlies bij de Kreekraksluizen (3,5 m³/s) wordt water afgevoerd naar de Oosterschelde, respectievelijk het Antwerps Kanaalpand. Indien noodzakelijk wordt via de Bathse Spuisluis gespuid op de Westerschelde (7 m³/s).

Alle vermelde debieten zijn etmaalgemiddelde waarden, die berekend zijn aan de hand van afvoergegevens voor de jaren 2001 – 2004. Figuur 5.2 geeft het referentiealternatief weer.

AFVOERGEGEVENS VAN HET VOLKERAK_ZOOMMEER IN DE PERIODE 2001-2004

De gemiddelde afvoer van de Brabantse rivieren naar het Volkerak-Zoommeer over de jaren 2001 t/m 2004 bedroeg 13 m³/s. De afvoer fluctueert van praktisch nul in droge zomermaanden tot maximaal circa 50 m³/s in de winter.

Over de jaren 2001 t/m 2004 is gemiddeld 6 m³/s van het Hollandsch Diep via de Volkeraksluizen naar het Volkerak-Zoommeer ingelaten. Dit is inclusief het daggemiddelde debiet van 2,5 m³/s dat als gevolg van het schutten naar het Volkerak-Zoommeer stroomt. Het debiet naar het Volkerak-Zoommeer via de Volkeraksluizen lag in deze periode in de range van 1,7 tot 15,5 m³/s.

Bij de Krammersluizen treedt een schutverlies op van gemiddeld 8,6 m³/s. Dit water stroomt het Volkerak-Zoommeer uit naar de Oosterschelde.

Om te verhinderen dat zout water uit het Antwerps Kanaalpand als gevolg van schutverliezen in het Volkerak-Zoommeer terecht komt, wordt zoet water uit het meer in overmaat naar dit kanaalpand gepompt. Hierdoor ontstaat een zoetwaterbuffer tussen de sluizen en het zoute water in het kanaalpand. Netto gaat er 3,5 m³/s naar het kanaalpand

Autonome ontwikkelingen

Aangenomen wordt dat onder invloed van de Europese Kaderrichtlijn Water de gehalten aan nutriënten in het water, dat naar het Volkerak-Zoommeer wordt aangevoerd, terug zijn gebracht tot het niveau van MTR (Maximaal Toelaatbaar Risico). Zie paragraaf 4.2.1.

Er wordt voor het referentiealternatief niet uitgegaan van extra beheersmaatregelen. Jaren achtereen zijn diverse biologische beheersmaatregelen zonder resultaat uitgevoerd.

Dergelijke maatregelen worden dan ook niet meer als onderdeel van dit alternatief in beschouwing genomen. Een toelichting hierop is opgenomen in bijlage 4.

23 Conform het Waterakkoord Volkerak-Zoommeer mag de chlorideconcentratie in de periode april – september niet meer bedragen dan 450 mg/l.

24 Conform het peilbesluit (op basis van een regenmodel) is de bandbreedte waarbinnen het peil mag variëren (min) NAP -0,10 m en (max) NAP +0,15 m.

VOORGENOMEN BEHEERSMAATREGELEN

Volkerak sluizen

In de referentiesituatie is het Volkerak-Zoommeer een watersysteem, waarin geringe peilfluctuaties optreden. In figuur 5.32 is de peilfluctuatie weergegeven die karakteristiek is voor de zomerperiode. Door de relatief geringe in- en uitstroom van water blijft de dagelijkse fluctuatie beperkt tot enkele centimeters. In de praktijk kunnen door opwaaiing schommelingen optreden in de peilfluctuatie.

Referentiealternatief (situatie 2000)

5-aug 6-aug 7-aug 8-aug 9-aug 10-aug

Waterhoogte [m +NAP]

Volkerak Zoommeer Figuur 5.2

Schematische weergave van de meerjarig gemiddelde aan- en afvoer in het referentiealternatief

Figuur 5.3

Fluctuatie van het waterpeil in de referentiesituatie (zomerperiode)

De verblijftijd in het Volkerak-Zoommeer is relatief lang en kan oplopen tot 100 dagen (ongeveer 14 weken). De algen (in de zomer en nazomer voornamelijk blauwalgen) hebben daardoor voldoende tijd om flinke biomassa’s te produceren en overmatige algenbloei te veroorzaken. Voor het referentie jaar 2000 is met het modelinstrumentarium de algenbloei gesimuleerd op basis van de voor dat jaar opgetreden meteorologische en hydrologische omstandigheden (Boderie et al., 2006). Het maximale algenniveau in de nazomer is 120-180 mg chlorofyl/l (figuur 5.4). De gehalten tijdens de nazomerbloei leiden tot klachten over stankoverlast.

Het Volkerak-Zoommeer is dus een hoogbelast en daardoor eutroof watersysteem, waarbij de beschikbare nutriënten niet beperkend zijn voor de groei van algen (zie ook paragraaf 4.2.3). In figuur 5.5 zijn de berekende nutrientenconcentraties en de berekende bijdrage van de verschillende algensoorten aan het chlorofyl gehalte gepresenteerd (Boderie et al., 2006).

In het voorjaar is voornamelijk sprake van dominantie van niet-giftige groenalgen. In de (na)zomer domineren de giftige blauwalgen (Microcystis).

De modelresultaten voor het referentiealternatief komen goed overeen met de metingen voor het jaar 2000 (zie 4.2.2 en 4. 2.3).

In document planstudie Waterkwaliteit (pagina 128-133)