EBEOSWA: Ecologische BEOordelingsmethode voor Stromend WAter
op basis van macrofauna
Inleiding
In de opeenvolgende IMP's-Water [1,2,3] is steeds meer aandacht gegeven aan 'het verschaffen van gunstige omstandigheden voor het instandhouden of verkrijgen van een zo natuurlijk mogelijke verscheiden-heid van soorten organismen in aquatische ecosystemen' [2], Naast de functiegerichte doelstellingen zijn daarom ook ecologische normdoelstellingen geformuleerd in een oplopende reeks van laagste via middelste naar hoogste niveau.
Inherent aan het formuleren van eco-logische doelstellingen is dat ook'andere
DRS. J. J. P. GARDENIERS Landbouwuniversiteit W'ageningen IR. E. T. H. M. PEETERS Landbouwuniversiteit W'ageningen DR. H. H. TOLKAMP Zuiveringschap Limburg
dan strikte waterkwaliteitsaspecten een rol gaan spelen. Tot de kenmerken van een water behoren namelijk ook factoren die samenhangen met geografische ligging, met fysische omstandigheden en met regulier onderhoud. Dit betekent dat bij het formuleren van kwaliteitsdoel-stellingen en van de daarbij voor ogen staande referentiewaarden rekening gehouden moet worden met (ecologische) verschillen tussen watertypen. Ook de door verstoring veroorzaakte degradatie-reeksen kunnen in verschillende water-typen een verschillend patroon vertonen. Een aanzet tot ecologische normstelling geschakeerd naar watertype is gegeven door de CUWVO [4] en is opgenomen in het 3e IMP-Water [3]. De hogere eco-logische doelstellingen worden in de Derde Nota Waterhuishouding [5] uit-gewerkt in zogenaamde streefbeelden. In 1985 is door de Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer (STOWA) het initiatief genomen om de ecologische normdoelstellingen voor de vijf belang-rijkste CUWVO-watertypen op een landelijk niveau nader uit te werken tot in de praktijk hanteerbare ecologische beoor-delingssystemen. Begonnen is met het deelproject 'stromende wateren', dat
Samenvatting
In opdracht van de Stichting Toegepast Onderzoek Waterbeheer is de toetsing van de ecologische normdoelstellingen nader uitgewerkt. Voor het CUWVO-type stromende wateren heeft dit geresulteerd in een ecologisch beoordelingssysteem dat bestaat uit een maatlat met toetsingskaarten voor zes onderscheiden beektypen. Het beoordelingssysteem is een diagnostisch systeem waarmee op basis van de samenstelling van de macrofauna de ecologische normdoelstellingen op het schaalniveau van beektrajecten getoetst kunnen worden. De uitkomst van de beoordeling geeft inzicht in de werking van de (beïnvloedings) factoren die bepalend zijn voor de samenstelling van de aquatische (macrofauna)levensge-meenschap. Herstelmaatregelen kunnen afgeleid worden uit het resultaat van de beoordeling.
De CUWVO-werkgroep V heeft inmiddels aanbevolen het systeem te gebruiken voor de landelijke rapportage ter voorbereiding van de Vierde Nota Water-huishouding.
Een geautomatiseerde versie van het beoordelingssysteem, het softwarepakket EBEOSWA, is beschikbaar.
inmiddels is afgerond en gerapporteerd [6,7].
Voor de ontwikkeling van het systeem is gebruik gemaakt van bij de regionale waterbeheerders beschikbare gegevens over de samenstelling van de levens-gemeenschappen - i.e. macrofauna - , over het abiotische milieu en over het gevoerde beheer.
In dit artikel wordt een samenvatting van het beoordelingssysteem voor stromende wateren gegeven met een voorbeeld van toepassing ervan. Voor de filosofie die ten grondslag ligt aan het project, voor de denkstappen en voor de gevolgde werk-wijze wordt verwezen naar eerdere publikaties [8,9,10],
Beekecosystemen en beïnvloeding ervan
Menselijke beïnvloeding van beken heeft betrekking zowel op de chemische als op de fysische kenmerken. De chemische kenmerken, de waterkwaliteit in strikte zin, worden veranderd door verrijking met organische materiaal (saprobiëring) en met nutriënten (eutrofiëring). De systeem-eigen fysische kenmerken van beken worden beïnvloed door werkzaamheden die samen te vatten zijn onder de noemer beeknormalisatie. Dit houdt in dat het profiel wordt verruimd, waardoor de samenstelling van het bodemmateriaal verandert en de voor beken kenmerkende stroomsnelheid lager wordt [11], In veel gevallen werken deze twee vormen van beïnvloeding gelijktijdig in op het beek-ecosysteem met een dubbel effect als gevolg.
De Nederlandse beken hebben van nature stromend, zuurstofrijk en betrekkelijk nutriëntenarm water. Het beekprofiel vertoont een variatie aan oevervormen, van vlak in binnenbochten tot steil en overhangend in buitenbochten. De
beek-bodem heeft een rijk geschakeerd patroon van verschillende korrelgroottes. De macrofaunalevensgemeenschap kent een diversiteit aan soorten, die kenmerkend is voor verschillende combinaties van fysische en chemische omstandigheden. Bij verandering van deze natuurlijke situatie door menselijke ingrepen verschuift de samenstelling van de levens-gemeenschap. De oorspronkelijke soorten verdwijnen en hun plaats wordt
in-genomen door meer algemene en tolerante soorten, die kenmerkend zijn voor stilstaand water en voor vervuilde en overmatig verrijkte omstandigheden. De macrofauna van beken biedt door zijn soortenrijkdom en zijn specifieke reactie op (veranderende) milieu-omstandigheden goede mogelijkheden om de toestand van beekecosystemen te beschrijven [12].
Het beoordelingssysteem De effecten van de verschillende beïnvloedingen op de levensgemeen-schap worden in het beoordelings-systeem in beeld gebracht door
zogenaamde karakteristieken. Binnen een (macrofauna)levensgemeenschap kunnen soorten onderscheiden worden die verwijzen naar de invloed van vooral één (beïnvloedings)factor. Zo zullen bij eutro-fiëring en daardoor vergrote waterplanten-groei de grazende slakken in aantal toenemen. Bij vermindering van de stroming en daardoor toename van de sliblaag zal er een toename van de
aantallen modderbewonende muggelarven zijn.
Iedere soort met een duidelijke verwijzing naar een bepaalde (beïnvloedings)factor wordt als een indicator beschouwd. De mate waarin de indicatoren in de levens-gemeenschap vertegenwoordigd zijn verwijst naar de mate waarin de
levens-H , 0 (29) 1996, nr. 13
379
gemeenschap beïnvloed wordt. Het aandeel indicatoren voor een bepaalde (beïnvloedings)factor wordt opgevat als een karakteristiek van die levensgemeen-schap. In het beoordelingssysteem wordt de (relatieve) abundantie van indicator-soorten daarbij als maatstaf gebruikt. Een karakteristiek beschrijft dus niet de (beïnvloedings) factor zelf, maar het effect ervan op de levensgemeenschap. Op basis van de analyse van de gegevens van de waterbeheerders worden tien karakteristieken onderscheiden, ver-wijzend naar de voor beken belangrijkste (beïnvloedings) factoren, zoals weer-gegeven in tabel I. Afbeelding IA geeft de grafische presentatie van de karakteris-tieken in de zogenaamde maatlat. Deze is zodanig van opzet dat het verloop van de karakteristieken (= de relatieve abundantie van de indicatoren) van links naar rechts overeenkomt met een beïnvloedingsreeks van dood water naar ideale situatie.
In het beoordelingssysteem wordt rekening gehouden met de natuurlijke
TABEL I - Overzicht van karakteristieken en de
factoren. Karakteristiek stroming blad zand plant slib saprobie trofie knipper vergaarder grazer Factor stroming substraat
rijkdom organisch materiaal mineralen rijkdom functionele opbouw van de macrofauna-levensgcmeenschap
Afb. 1 - De maatlat (A) en toetsingskaart (B) voor de laaglandserie middenlopen. S T R O M I N G 0 10 B L A D 3 ' D Z A N D 1GD 9 0 P L A N I 1 0 0 3 0 S L I B 1 3 0 3 D S A R R O E • " . T R Q F E 1 0 0 II i 2 0 2 D 8 0 i.'.'..: B ; i ' E S O 8 0 .: ' ; 11 ' I • ! R 0 10
. . ., ....
1 0 0 9 0 G R A Z E R 2 0 P D E BC 3 0 3 0 7 0 7 0 7 0 7 0 7 G 3 D R 7 0,
AQ •40 6 0 6 0 6 0 5 0 5 0 4 0 6 0 5 0 5 D 5 0 5 0 5 0 5 0 5 2 5 0 5 0 6 0 5 D 4 0 4 0 4 0 " O 4Q 6 0 4 0 7 0 7 0 3 0 3 0 3 D 3 0 3 0 7 0 3 0 8 0 B D 2 0 2 0 2 0 2 0 2 0 BO 2 0 9 0 9 0 I D 10 10 10 10 3 0 10' ..
I GO 0 D 0 0 I 0 • : " •verscheidenheid aan beektypen in Neder-land. Op basis van de uitkomsten van multivariate bewerkingen van vooral het biotische gegevensbestand worden de stromende wateren ingedeeld in twee series, de 'heuvellandserie' en de 'laaglandserie'. Per serie lieten de be-werkingen een onderscheid zien in boven-, midden- en benedenloop. In totaal worden zo zes beekvarianten onder-scheiden. In tabel II worden de criteria voor de afgrenzing ervan gegeven.
TABEL II •
raamwerk.
Criteria voor de plaatsing in typologisch
Heuvellandserie Laaglandserie * ten zuiden van Susteren
* de Swalm (Limburg) * de Roer (Limburg) * middenlopen van
snelstromende zandbeken in Limburg boven midden beneden < 2 m 2-8 m > 8 m
overige
boven midden beneden > 3 m 3-10 m < 10 m
Om uiteindelijk tot een normatief oordeel te komen wordt het bereik van de
karakteristieken verdeeld in een reeks van vijf opeenvolgende niveaus: beneden laagste, laagste, middelste, bijna hoogste en hoogste kwaliteitsniveau. Daarbij is aangesloten bij de opklimmende reeks ecologische normdoelstellingen van het 2e IMP-Water [2].
De begrenzing van de niveaus is voor ieder van de zes beekvarianten tot stand gekomen op basis van de aan- of afwezig-heid van specifieke en algemene soorten over de verschillende degradatiereeksen van die variant. Een overzicht van de gehanteerde criteria geeft tabel III. Per beekvariant zijn de gedefinieerde niveaus grafisch weergegeven op een
toetsingskaart. Als voorbeeld is de kaart van
de 'laaglandserie middenlopen' afgebeeld (aft. IB).
Het resultaat van de beoordeling wordt samengevat in een ecologisch profiel TABEL III - Definiëring van de ecologische kzcahteitsniveaus aan de hand van een viertal groepen van soorten. Kwaliteitsniveau Kritische stromend
water soorten
Algemene stromend Algemene soorten water soorten Tolerante soorten hoogste bijna hoogste middelste laagste beneden laagste XX X
-XX X XX XX x : enigermate aanwezig xx : in hoge mate aanwezig
| | H o o g s t e fcwaiiteitv iveau
I I B jna hoogste kwaliteitsniveau
l l l l l l Middelste k w a l i t e tsniveau | Laagste k w a l i t e i t s n i v e a u | Beneden laagste k w a l i t e i t s n i v e a u S T R O M I N G HlfïïïïïïT
IMIITII
HUI
E R G A A R D E Rmmm\
go eo -*a 60(afb. 2). In het profiel zijn opgenomen de karakteristieken stroming, saprobie en trofie en een samenvatting van de karakteristieken voor substraat en functionele opbouw (voedselstrategie). In de opbouw van het profiel is de eco-logische hiërarchie tussen de karakteris-tieken tot uiting gebracht door de meest bepalende aspecten onderaan te plaatsen met een groter oppervlak.
Afb. 2 - Hel ecologisch profiel.
V o e d s e l s t r a t e g i e
S u b s t r a a t
T r o f i e
S a p r o b i e
380
s t r o o m r i c h t ing =1 o p b o u w e c o i o g i g c h p r o f i e l L e q e n d a : | H o o g s t e t w a l l t e i t s n i v e a v o e d s e l s t r a t e g i e s u b s t r a a t t r o f i e s ap r o b ie s t r o m i ng E 3 BED"'
o g s t e k w a l i t e i t s n i v e a u d d e l s t e t w a I i t e i t s n i v e a u ( L a a g s t e t w a l i t e i t s n i v e a u [ B e n e d e n l a a g s t e k w a l i t e i t s n i v e a uAjh. 3 - Schematische weergave S)iijdersveerbeek.
TABEL IV
-in 1987.
Variabele
Geschematiseerd overzicht van de müieuvariabekn van 5 monsterpunten in de Snijdersveerbeek
Monsterpunt 1 2 3 4 5 stroming natuurlijke loop stuwing schaduw pH ijzer calcium sulfaat chloride BZV EGV kalium magnesium natrium ammonium N-Kjeldahl nitriet nitraat zuurstof zuurstof-% orthofosfaat totaalfosfaat + +
-+
*
+*
*
*
*
-+
*
*
*
*
-±
±
-+ +
-+
*
±
*
*
*
*
+ +*
*
*
-±
+ + +-±
+
±
Legenda: + = binnen meetreeks relatief hoog ± = binnen meetreeks intermediair
= binnen meetreeks relatief laag
* = binnen meetreeks geen relevante verschillen
Uitvoering beoordeling
Voor de beoordeling van een beektraject worden de relatieve abundanties van de daar gevonden aantallen indicator-organismen berekend (voor details zie STOWA rapport [6]). Deze abundanties worden vervolgens op de maatlat in-gevuld. Een vergelijking van deze uit-komsten met de voor de betreffende beek-variant van toepassing zijnde toetsings-kaart (volgens de criteria van tabel II) geeft de kwaliteitsniveaus voor de verschillende karakteristieken. Daartoe wordt een doorzichtige toetsingskaart op de ingevulde maatlat gelegd en voor iedere karakteristiek kan het kwaliteits-niveau afgelezen worden.
Voorbeeld van toepassing Aan de hand van de beoordeling van enkele trajecten van de Snijdersveerbeek (Achterhoek) wordt ingegaan op de inter-pretatie van de resultaten van de beoor-deling en daarmee op de praktische bruik-baarheid van het systeem.
De loop van de beek, een aantal om-gevingskenmerken en de monsterpunten zijn weergegeven in afbeelding 3. Het begintraject van de Snijdersveerbeek is sterk vergraven. Daarna heeft het boven-stroomse deel een (half)natuurlijke loop (monsterpunten 1 en 2), terwijl verder stroomafwaarts (monsterpunten 3, 4 en 5) de beek sterk gereguleerd is en stagnant water bevat of zelfs droogvalt [13]. Op vijf lokaties zijn in 1987 fysische, chemische en macrofauna gegevens verzameld. In tabel IV wordt het verloop van de belang-rijkste variabelen geschematiseerd. In afbeelding 4 is de uitkomst van de beoor-deling van deze lokaties met behulp van het STOWA-systeem weergegeven in de vorm van het samenvattende oordeel van de vijf ecologische profielen. Het verloop van de belangrijkste macrofaunasoorten is weergegeven in tabel V.
Uit de profielen blijkt dat de landschap-pelijk ogenschijnlijk op elkaar lijkende lokaties 1 en 2 ecologisch sterk ver-schillend zijn. Dit verschil is nauwelijks aanwezig in de beschikbare fysische en chemische gegevens (tabel IV). Lokatie 1 valt in het middelste kwaliteitsniveau voor saprobie, terwijl voor substraat zelfs het beneden-laagste niveau bereikt wordt. Deze uitkomsten wijzen op een situatie waarin naar verhouding te veel organisch materiaal op de bodem ligt.
Zowel lokatie 1 als 2 vertegenwoordigen een grotendeels ongestoorde (half)natuur-lijke bovenloop van een laaglandbeek. De ecologische profielen geven inzicht in verschillen die op rekening geschreven kunnen worden van de mate van onder-houd.
H , 0 (29) 1996, nr. 13
381
TABEL V
1987.
Tax on
- Geschematiseerd overzicht van de macrofauna-soorten van 5 monsterpunten m de Snijdersveerbeek in Monsterpunt 1 2 3 4 5 Asellus aquaticus Baetis sp Bereodes minutus C h i r o n o m u s sp Chactopteryx sp Cladotanytarsus sp G a m m a r u s pulex Macropelopia sp Micropsectra sp Micropterna sp Oligochaeta Planorbarius corneus Planorbis sp 1'latambus maculatus Plectrocnemia sp Prodiamesa olivacea Radix peregra Velia caprai
+
+
++
++
+
4+
++
+ +++
++
Legenda : - = afwezig ± = 0 - 1 0 individuen + = 1 0 - 5 0 individuen + + = 50 individuenIn tegenstelling tot de lokaties 1 en 2 liggen 3, 4 en 5 in genormaliseerde trajecten, waar lage stroomsnelheden voorkomen en waar het fosfaatgehalte hoger is (tabel IV). De ecologische
profielen weerspiegelen de veranderingen die de beeklevensgemeenschap daarbij ondergaat (tabel V). Het stromings-karakter neemt af en de hoeveelheid bodemslib neemt toe. De beek verschuift van een karakteristiek heterotroof systeem met bladeters naar een geëutrofieerd autotroof systeem met veel planten- en slibeters.
Literatuur
1. Ministerie van Verkeer en Waterstaat (1976).
Indicatief Meerjaren Programma Water 1975-1979.
Staatsuitgeverij, 's-Gravenhage.
2. Ministerie van Verkeer en Waterstaat (1981).
Indicatief Meerjaren Programma Water 1980-1984.
Staatsuitgeverij, 's-Gravenhage.
3. Ministeries van Verkeer en Waterstaat en Volkshuisvesting, Ruimtelijke O r d e n i n g en Milieu-beheer 1986;. Indicatief Meerjaren Programma
Water 1985-1989. Staatsuitgeverij, 's-Gravenhage.
4. CLIWVO (Coördinatiecommissie Uitvoering W e t Verontreiniging Oppervlaktewateren W e r k -groep V-l (1988). Ecologische normdoelstellingen voor
Nederlandse oppervlaktewateren.
5. Ministeries van Verkeer en Waterstaat en Volkshuisvesting, Ruimtelijke O r d e n i n g en Milieu-beheer en L a n d b o u w en Visserij (1989). Derde
Nota Waterhuishouding. Staatsuitgeverij,
's-Graven-hage.
6. S T O W A (Stichting Toegepast O n d e r z o e k Waterbeheer) (1992). Ecologische beoordeling en
beheer van oppervlaktewater. Beoordelingssysteem voor stromende wateren op basis van macrofauna.
No. 92-07.
7. S T O W A (Stichting Toegepast O n d e r z o e k Waterbeheer) ! 1992). Ecologische beoordeling en
beheer van oppervlaktewater. Wetenschappelijke verantwoording van het beoordelingssysteem voor stromende wateren. No. 92-08.
8. G a r d e n i e r s J . J. P. & Peeters, E. T. H. M. 1990). Ecologische beoordelingsmethoden: de
bruikbaarheid van het Gezondheidsraadadvies voor de Stichting Toegepast Onderzoek Reiniging Afvalwater. In: Strategieën voor ecologische normstelling, het spel en de knikkers. A.J. Murk, A. A. A. van de Schraaf, R. Cuperus en H. A. M de Kruijf (red.).
9. Gardenicrs, J. J. P., Klapwijk, S. P., Roijackers, R. M M. & Roos, C. (19915. Ontwikkelingvan
ecologische beoordelingsmethoden voor Nederlandse oppervlaktewateren. H20 24(4): 84-87,93. 10. Tolkamp, H. H., Gardeniers, J. J. 1'. & Peeters, E. T. H. M . (1992). Entwicklung der ökologischen
Gütebeurteilung aus der biologischen Gewässergüte-beurteilung in den Niederlanden. Limnologie aktuell
Band 3: 79-95.
11. Gardeniers, J. J. P. (1981). The impact of
regulation on the natural characteristics of Dutch lowland streams. Committee for Hydrological
Research T N O : Proceedings and Informations no. 2 7 : 9 9 - 1 0 7 .
12. I Iellawell, J. M . (1978). Biological surveillance of
rivers: a biological monitoring handbook: collaboration between Natural Environment Research Council,
Water Research Centre and Regional Water Authorities, NERC Stenenagc.
13. Tolkamp, H. II. (1980). Organism-substrate
relationships in lowland streams. Pudoc, Wageningen.
• • •
Vestiging
drinkwater-produktiebedrijf van PWN op
Hoogovensterrein definitief
Op 13 mei 1996 heeft de Raad van Bestuur van Koninklijke Hoogovens NV de over-eenkomst tussen de directies van de NV PWN Waterleidingbedrijf Noord-Holland en Hoogovens Staal BV betreffende de verkoop van een terrein voor het vestigen van een waterproduktiebedrijf aan PWN goedgekeurd. Omdat de Raad van Commissarissen van PWN 6 mei jl. alzijn instemming met de overeenkomst betuigde, kan PWN nu op korte termijn met de (Europese) aanbesteding van de bouw en installaties voor het water-produktiebedrijf 'Heemskerk' beginnen. Met de koop van de grond is een bedrag van f 22,5 miljoen gemoeid.
Ook planologisch zijn er geen belemme-ringen meer. De provincie Noord-Holland heeft een verklaring van geen bezwaar voor de bouw afgegeven. Dit betekent dat de plannen voor vestiging op de zgn. Driehoek van Boreel definitief van de baan zijn.
Heemskerk zal water verwerken dat afkomstig is van de Rijn en het IJsselmeer en dat gezuiverd wordt met een combinatie van membraansystemen, een unieke tech-nologie die door PWN de afgelopen jaren uitvoerig is getest in proefopstellingen te Andijk.
Dit waterproduktiebedrijf is een van de kernprojecten in het zogenaamde 'project Zuid' waarbij PWN naast het verhogen van de leveringszekerheid ook de voorziening van de Haarlemmermeer, Aalsmeer en Uithoorn met eigen drinkwater zeker stelt. Binnen het project Zuid zal ook binnen-kort met het aanbesteden van het nieuwe pompstation in Hoofddorp gestart worden. In het PWN informatiecentrum 'De Hoep' in Castricum zal vanaf oktober grote aandacht aan het project besteed worden. Maquettes, modellen en audio-visuele presentaties zullen daar een goede indruk geven van de nieuw te bouwen fabrieken en van de nieuwe technologieën die PWN gaat toepassen om de kwaliteit van het drinkwater optimaal te houden. Rond het jaar 2000 zal, mede door de modernisering van de twee andere pro-duktiebedrijven, Bergen en 'Wim Mensink' in Wijk aan Zee, in geheel het
voor-zieningsgebied door PWN onthard water geleverd worden. (Persbericht PWN)
DUFLOW-gebruikersbijeenkomst
EDS organiseert een DUFLOW-gebrui-kersdag op 20 juni 1996 in Leidschendam. DUFLOW is een PC programmapakket dat in gebruik is bij water(zuiverings)-schappen, ingenieursbureaus, instellingen en Rijkswaterstaat voor de niet-stationaire berekening van de stroming van opper-vlaktewater en het transport van in dat water opgeloste stoffen en slib. Het pakket wordt door EDS in opdracht van de STOWA beheerd en onderhouden. Nadere inlichtingen:EDS, Postbus 406, 2266 JV Leidschendam, telefoon 070-3014200.
