Schematisaties van oorzaakeffect. verschillende watertypen voor het identificeren van herstelmaatregelen

(1)

KIWK | Schematisatie oorzaak - gevolg netwerken voor verschillende watertypen

Schematisaties van oorzaak- effect netwerken voor verschillende watertypen voor

het identificeren van herstelmaatregelen

Auteurs: Gertjan Geerling & Tom Buijse (Deltares) Utrecht, november 2021

1

Deze powerpoint presentatie toont met een aantal visualisaties de ruimtelijke schaalniveau’s van drukken en herstelmaatregelen voor vijf verschillende watertypen (beken en kleine rivieren, meren, kanalen, sloten en grote rivieren) in de vorm van modelschema’s. Allereerst worden de onderlinge relaties binnen de grote stroomgebieden getoond en vervolgens worden de

watertypen individueel behandeld. Er wordt een relatie gelegd met de modelschematisatie en de stuurvariabelen in de KRW Verkenner zowel de landelijke versie als de uitwerking voor de Rijkswateren.

Het doel van deze presentatie is de dialoog tussen waterbeheerders, die data over de drukken, maatregelen en toestand van hun waterlichamen verzamelen en de wijze waarop de KRW Verkenner in het landelijk watermodel dit nu modelmatig schematiseert te faciliteren. De presentatie beoogt het karakter en het onderscheid tussen de verschillende watertypen te schetsen, maar streeft geen compleetheid na. De keuze van de genoemde maatregelen is gebaseerd op het overzicht dat de waterbeheerders begin 2020 hebben aangeleverd.

Colofon:

Geerling, G. & T. Buijse (2021) Schematisaties van oorzaak-effect netwerken voor verschillende watertypen voor het identificeren van herstelmaatregelen. Powerpoint presentatie Kennisimpuls Waterkwaliteit. Utrecht, november 2021

Leesgroep: Marjoke Muller (RWS), Arnold Osté (WS Rivierenland), Nikki Dijkstra (HH Stichtse Rijnlanden).

1

(2)

KIWK | Oorzaak - gevolg ne twe rke n voor versch illen de w ate rtype n

Sloten

Grote rivieren

Kanalen

Inhoudsopgave

1. Watertypen in NL | Schematisatie 2. Beken en kleine rivieren

3. Meren 4. Kanalen 5. Sloten

6. Grote rivieren

Beken en kleine rivieren

Sourc e: ht tps:/ /c ommons .wikimedia.org/wiki/ File:Tungelroyse_Beek_Swar tbroek.jpg KIWK | Oorzaak - gevolg ne twe rke n voor versch illen de w ate rtype n

Ruimtelijke verdeling van R en M watertypen in Nederland

•Waterkwantiteit & - kwaliteit

•Connectiviteit

•Maatregelen

•Puntbronnen

•Diffuse bronnen

•Waterverdeling

•Water vasthouden, bergen, afvoeren

•Migratievoorzieningen Beken en kleine rivieren Grote rivieren Meren, sloten en kanalen Grote meren

2

De ecologische kwaliteit van watersystemen (beken, rivieren, meren, sloten en kanalen) worden op verschillende schaalniveaus beïnvloed. De waterlichamen zijn gesitueerd binnen

stroomgebieden. De beïnvloeding vindt zowel van buiten als binnen het waterlichaam plaats.

Allereerst worden de stroomgebieden besproken en vervolgens vijf verschillende watertypen.

2

(3)

Grensoverschrijdende stroomgebieden

• Waterkwantiteit & - kwaliteit

• Connectiviteit

• Invasieve exoten

• Internationaal overleg

• Rijn, Maas en Scheldecommissies

• Maatregelen

• Bovenstrooms in het buitenland

• Benedenstrooms voor vismigratie

3

Beïnvloeding van het buitenland betreft vooral de waterkwaliteit en in een aantal gevallen de waterkwantiteit (bijv. de internationale afspraken over het minimum debiet van de Grensmaas).

Veel exoten komen o.a. ook via deze route naar Nederland. Verzoeken om bovenstroomse maatregelen lopen via het overleg in de internationale stroomgebiedscommissies. Daarna is er overleg van de waterschappen voor de kleinere stroomgebieden langs de zuiden oostgrens.

Naast waterkwaliteit en –kwantiteit is de connectiviteit van belang vooral in stroomopwaarts richting: zoet-zoutovergangen (bijv. Haringvlietsluizen, Afsluitdijk, Noordzeekanaal) en vervolgens via de grote rivieren en zijrivieren en beken. De Grensmaas kent een bijzondere situatie omdat de linkeroever op Belgisch en de rechteroever op Nederlands grondgebied ligt.

Daar speelt internationale samenwerking dus ook op een kleiner schaalniveau.

3

(4)

Ruimtelijke verdeling van R en M watertypen in Nederland

• Waterkwantiteit & - kwaliteit

• Connectiviteit

• Maatregelen

• Puntbronnen

• Diffuse bronnen

• Waterverdeling

• Water vasthouden, bergen, afvoeren

• Migratievoorzieningen Beken en kleine rivieren Grote rivieren

Meren, sloten en kanalen Grote meren

4

De verschillende clusters van watertypen kennen ruwweg deze geografische verdeling over Nederland. Beken en kleine rivieren langs de zuiden oostgrens en op de Hoge Veluwe. Deze monden dikwijls uit de grote rivieren en een aantal rechtstreeks in de Waddenzee en de Veluwerandmeren. Meren en sloten zijn er vooral in West-, Midden- en Noord-Nederland.

Kanalen komen eigenlijk in heel Nederland voor, maar de dichtheid is hoger in laag Nederland.

Deze geografische verdeling kenmerkt hiermee ook de routes waarlangs waterlichamen elkaar kunnen beïnvloeden. Dit is vooral vanaf bovenstrooms (waterkwaliteit en –kwantiteit), maar ook vanaf benedenstrooms (connectiviteit). De genoemde maatregelen liggen dus ook op deze terreinen.

4

(5)

Oppervlakte Waterlichamen

Schematisatie in 707 oppervlakte waterlichamen (OWL)

5

De oppervlaktewateren in Nederland waarvoor maatregelen worden gedefinieerd vallen onder de Kaderrichtlijn Water (KRW). Deze staan in de bovenstaande kaart weergegeven. De

technische term is oppervlakte waterlichaam (OWL). OWLs zijn als blauwe lijn of blauw vlak weergegeven. Voor het aggregeren van de consequenties van milieudrukken en

herstelmaatregelen wordt bovenstaande kaart gebruikt. Elk OWL is hierin hydrologisch verbonden met aanpalende OWL en afwateringsgebieden, een schematisatie van de werkelijkheid. Voor het schatten van de effecten van maatregelen wordt de wateren

stofstromen van en naar de OWLs berekend. Verder is elk OWL beschreven door kenmerkende toestanden (stuurvariabelen) die relevant zijn voor de ecologie. Er zijn in Nederland 707 OWL gedefinieerd.

5

(6)

Afwateringsgebieden

Afwateringsgebied

OWL

(oppervlakte water eenheid)

.

1Modellentrein KRW-verkenner: referentie Meer

(OWL)

6

De oppervlakte waterlichamen worden gevoed door hun omgeving via afwateringsgebieden. In de landelijke KRW-verkenner is dit geschematiseerd op basis van het nationale hydrologisch instrumentarium (NHI; https://www.nhi.nu). Hierbij zijn de oppervlakte waterlichamen (OWL) onderling aan elkaar en aan afwateringsgebieden gekoppeld. In de figuur staan in blauw twee typen OWL weergegeven, segmenten van een beeksysteem en een meer. De

afwateringsgebieden staan in geel weergegeven en hebben allemaal een afwatering richting een OWL ofwel een benedenstrooms gelegen afwateringsgebied.

Websites:

NHI: https://www.nhi.nu

KRW Verkenner: https://publicwiki.deltares.nl/display/KRWV/KRW-Verkenner

6

(7)

KIWK | Schematisatie oorzaak - gevolg netwerken voor verschillende watertypen Uitsnede schematisatie in afwaterings-

gebieden: grens afwatering (oranje); pijlen tonen hydrologische connectie (zwart)

Nederland in 8500 afwateringsgebieden

7

Voor het beoordeling van de waterkwaliteit in de vier stroomgebieden is Nederland geschematiseerd in 8500 afwateringsgebieden. Het effect van maatregelen, die de waterkwaliteit kunnen verbeteren wordt met deze schematisatie doorgerekend. Deze

schematisatie wordt gebruikt voor het berekenen van de basis hydrologie en het voorspellen van nutrienten, biologisch zuurstof verbruik (BZV, vaak ook BOD, Biological Oxygen Demand

genoemd) en chloride concentraties.

7

(8)

Modulentrein van het nationaal watermodel

8

Ter illustratie wordt hier de modulentrein van het nationaal watermodel getoond waarmee de kwaliteit van de oppervlaktelichamen berekend wordt. Deze is gebruikt voor de nationale analyse waterkwaliteit (van Gaalen et al. 2020). Het toont de wijze waarop maatregelen voor de waterkwaliteit en de ecologie in de verschillende modulen zijn berekend. De waterbeheerders hebben hiervoor gegevens aangeleverd over de KRW-doelen die zij voor de wateren stellen en welke maatregelpakketten ze voor ogen hebben. Wageningen Environmental Research (WEnR) en Deltares hebben met het Nationaal Watermodel berekend wat de effecten zijn van deze maatregelpakketten op nutriënten in en de biologische toestand van het oppervlaktewater.

Voor meer informatie Referentie:

Gaalen, F. van, L. Osté & E. van Boekel (2020), Nationale analyse waterkwaliteit. Onderdeel van de Delta-aanpak Waterkwaliteit, Den Haag: Planbureau voor de Leefomgeving

8

(9)

Verkenner

Watertype-

cluster KRWtype Oeverinrichting Peilbeheer Onderhoud Connectiviteit Beschaduwing Meandering*) Scheepvaart Verstuwing*) Doorzicht Chloride Fosfortotaal Stikstoftotaal Ammonium Toxiciteit BZV Beken &

kleine rivieren

R4 t/m R6, R12 t/m R15, R17 t/m R20

x x x x x x x x

Meren M11, M12, M14, M16, M20, M22, M23, M25 en M27

x x x x x x x

Kanalen M3, M4, M6a/b,

M7a/b en M10 x x x x x x x x x

Sloten M1a/b, M2 en M8 x x x x x x x

*) bevatten deels onderliggende variabelen, zie beken en kleine rivieren Nb. Grote rivieren worden apart behandeld, zie onderdeel grote rivieren

9

Per watertype cluster zijn er in de landelijke KRW Verkenner 7 – 9 stuurvariabelen. De stuurvariabelen worden uitgedrukt in een waarde voor een gradiënt van natuurlijk tot sterk beïnvloed (zie van der Linden et al. 2021). De naamgeving van de stuurvariabelen varieert in de terminologie van de DPSIR (driver – pressure – state – impact – response) tussen pressure (druk) en state (toestand). Sommige stuurvariabelen zijn feitelijk afgeleide variabelen. Zo is doorzicht onder andere het gevolg van de nutriëntenbelasting, onderhoud en scheepvaart. De waarden van de stuurvariabelen worden gerelateerd aan de ecologische toestand uitgedrukt in EKR’s.

De stuurvariabelen meandering en verstuwing zijn samengestelde variabelen (zie Rost et al.

2020). Hierdoor zijn ze minder eenduidig aan herstelmaatregelen en de ecologie te koppelen. De mate van meandering is bepaald op basis van de sinuositeit, stroomsnelheid, debietfluctuatie, profielvorm, stromingsvariatie en maai-intensiteit. Verstuwing op basis van opstuwing en passeerbaarheid.

Referenties:

Linden, A. van der , J.C. van den Roovaart, N. Evers, J. Rost, H. Visser, P. Vethman, A.C. de Niet, S.

Nieuwhof, R. Knoben, A. Bontsma & F. van Gaalen (2021) Update ecologische kennisregels KRW- Verkenner. Deltares rapport 11203728-008-BGS-0009

Rost, J., A. Bontsema & F. van Herpen (2020) Gevoeligheidsanalyse van de KRW-Verkenner voor Waterschap Aa en Maas. Royal Haskoning DHV referentie BG8941WATRP2004030912

9

(10)

Beken en kleine rivieren

Source: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Tungelroyse_Beek_Swartbroek.jpg

10

Beken en rivieren worden op verschillende ruimtelijke schaalniveau’s beïnvloed. Van de hydrologie en de waterkwaliteit in het stroomgebied tot op het lokale traject met de inrichting en het onderhoud. Deze interactie tussen schaalniveaus is van grote invloed op de ecologie.

10

(11)

KIWK | Schematisatie oorzaak - gevolg netwerken voor verschillende watertypen 11

Stromende wateren in Nederland, waaronder de verschillende type beken en rivieren. Beken en kleine rivieren zijn vooral te vinden in het midden, oosten en zuiden van Nederland en worden op hoofdlijnen onderscheiden in snel- en langzaamstromend.

11

(12)

Hier een voorbeeld van beken in de Achterhoek, de Veengoot, Van Heeckerenbeek en Baakse beek. Naast de lokale fysieke toestand, bepaalt de omgeving direct of indirect het ecologisch functioneren van de beek of kleine rivier via bijvoorbeeld begroeiing op de oever,

erodeerbaarheid van de oever, of toegankelijkheid voor de mens. De bovenstroomse toevoer van water maakt dat stromende wateren ook altijd worden beïnvloed door het landschap en landgebruik bovenstrooms, denk hierbij aan waterkwantiteit (debiet, kwel) en waterkwaliteit (diffuse emissies).

12

(13)

Afwateringsgebied (oranje omlijnd) Modelkoppelpunt voor Water- en stofstromen

Modelverbinding en richting van wateren stofstromen

Voorbeeld van afwateringsschematisatie

13

Het bekenlandschap is voor de KRW-verkenner geschematiseerd in afwateringsgebieden (oranje) en beeksegmenten (blauw tussen accolades). Deze elementen zijn in het model gekoppeld op basis van de hydrologische samenhang. Dat is hier aangegeven door de modelverbindingen inclusief de afwaterings-/stromingsrichting (witte pijlen).

13

(14)

Effect van drukken en maatregelen in een hypothetisch stroomgebied

14

Drukken (pressures uit DPSIR; P1 – P4) of maatregelen kunnen een lokaal effect of een effect op een hoger schaalniveau hebben. Denk hierbij aan stuwen, die lokaal een effect op de

stroomsnelheden en waterstanden hebben, maar ook tot ver benedenstrooms effecten laten zien. Voor transport van sediment en biota hebben stuwen ook effecten op hogere schalen. Een ander aspect van drukken is dat zij gecombineerd een ander effect kunnen hebben dan

individueel (additief, synergistisch of antagonistisch). Verder kunnen sommige drukken, vooral die op stroomgebiedsniveau effecten hebben, ook de effectiviteit van maatregelen beïnvloeden of verminderen. Voor een uitgebreidere toelichting zie Buijse & van Geest (2021).

Referentie:

Buijse, T. & van Geest, G. (2021) Evaluatie werkwijze ecologische prognose Nationale Analyse Waterkwaliteit. Notitie Kennisimpuls Waterkwaliteit.

14

(15)

Stuurvariabelen

KRW-verkenner Stuurvariabelen Segment¹ Stroomgebied¹

Beschaduwing % beschaduwing X

Meandering Gemiddelde zomer stroomsnelheid (juli-sept) Debietfluctuatie Max (T=1)/voorjaar (april-mei) Sinuositeit

Profielvorm

Actieve sedimentatie/erosie aanwezig over % van de lengte

Percentage van het natte profiel gemaaid in de meest intensieve maaiperiode

XX X² X²

X² X² X

Verstuwing % waterdeel onder invloed van verstuwing

Vispasseerbaarheid X

X X²

P, N Zomergemiddelde (april-september), maat voor eutrofiëring X X

Ammonium Maximale concentratie X X

BZV (BOD) Zomergemiddelde (april-september), maat voor organische belasting X X

Toxicologie (BZV) msPAF, fractie X

1Schaal waarop lokale status wordt beïnvloed, meestal alleen bovenstrooms, maar vispasseerbaarheid werkt 2 richtingen op.

2Nog niet zo opgenomen in de landelijke toepassing van de KRW-verkenner

15

De stuurvariabelen die voor beken zijn geselecteerd in de KRW-Verkenner staan hier beschreven in welke gradiënten ze uitgedrukt worden. Per stuurvariabele zijn verschillende beschreven toestanden gedefinieerd. Soms bevatten deze toegevoegde elementen, zoals ruigte bij beschaduwing. In een vervolgtraject binnen het project ecologie van de kennisimpuls waterkwaliteit worden deze stuurvariabelen voor beken nader onderzocht en

verbetervoorstellen gedaan om koppeling met de ecologie verder te verbeteren.

15

(16)

Ruimtelijk voorbeeld schematisatie

Neerslag Kwel

Drainage

Bescha- duwing RWZI (H2O + N, P, BOD)

Meandering

& profiel N, P, Cl,

BOD Afvoer H2O Afwateringsgebied Landgebruik

Afwateringsgebied

Beek segment

(= oppervlakte water eenheid) Verstuwing

& vistrappen

(OWL)Meer

16

Hydrologische verbindingen

Het beeklandschap is opgedeeld in afwateringsgebieden die de beek voeden met water en stoffen (N, P, Cl, BOD). Afwateringsgebieden kunnen afwateren naar een ander

afwateringsgebied of directnaar de beek. De beek is verdeeld in segmenten (oppervlakte water eenheid, OWL), elk segment is verbonden met het bovenstroomse beeksegment en een of meer afwateringsgebieden.

Afwateringsgebieden

Per afwateringsgebied worden op basis van neerslag, kwel, drainage en landgebruik (o.a.

bemesting) de afvoer van water en stoffen bepaald.

Beeksegment

Aan een beeksegment worden puntlozingen gekoppeld van RWZIs. Samen met bovenstroomse hydrologie wordt de totale afvoer (m3/s) en stoffenconcentraties bepaald. Verder zijn van beeksegmenten nog kenmerken beschreven zoals type profiel en mate van meandering, begroeiing op de oever en beschaduwing, verstuwing en aanwezigheid van vistrappen.

16

(17)

Beïnvloeding stuurvariabelen door maatregelen

Stuurvariabelen in de KRW Verkenner

Maatregel cluster

Beschaduwing Stroomsnelheid Debietfluctuatie Sinuositeit Profielvorm Morfologisch actief% Maaiennatprof. Verstuwing Vispasseerbaar Fosfortotaal Stikstoftotaal Ammonium Toxiciteit BZV

Oeverbeheer X X X

Onderhoud optimaliseren X X X X X X

Vispasseerbaar maken kunstwerken X

Habitatdiversiteit verbeteren X X X X X X

Puntbronnen verminderen belasting X X X X X

Stromingsvariatie X X X X

Natuurlijk profiel watergang X X X

Oeverinrichting X X X

Maaibeheer X X

Meander aankoppelen/ontwikkelen X X X X X X

Stoorobjecten X X X X

Nevengeul aanleggen X X X X X X

Connectiviteit verbeteren X X X X

Natuur(vriende)lijke oever X X X X

Bos/houtige vegetatie ontwikkelen X X

17

Binnen het KIWK ecologie is bij de waterbeheerders geïnventariseerd welke type maatregelen zij uitvoeren in verschillende watertypen (1. beken en kleine rivieren, 2. sloten, kanalen en vaarten, 3. meren en 4. grote rivieren). Dit overzicht geeft de koppeling tussen de meest genoemde maatregelen van beken en kleine rivieren en stuurvariabelen in de KRW Verkenner.

17

(18)

Meren

18

Meren liggen dikwijls in een hydrologische complexe omgeving. Ze hebben verbindingen in verschillende richtingen. De stromingsrichting is afhankelijk van peilbesluiten. Deze uitsnede van een aantal meren ligt in Friesland ten westen van Joure. Centraal ligt de Kufurd en linksonder een deel van het Slotermeer.

18

(19)

Schematisatie van de wateren

stofstromen in de KRW verkenner

19

Schematisatie van de wateren stofstromen in de KRW verkenner. Voor laag-Nederland waar meren, plassen, sloten en kanalen liggen is deze erg complex. De oranje randen geven de begrenzing aan van afwateringseenheden en oppervlakte waterlichamen (OWL). De witte lijnen met pijlen geven de richting aan van de wateren stofstromen. Een stip in het midden van een afwateringsgebied is de koppeling vanuit dat gebied. In de OWL kunnen meerdere

koppelingspunten liggen afhankelijk hoe de hydrologische complexiteit geschematiseerd is.

19

(20)

Meren

Hydrologie

• Peilbeheer

• Verblijftijd Waterkwaliteit

• Externe belasting nutriënten

• Toxiciteit

• Diffuse en puntbronnen

Morfologie

• Oeverinrichting

• % natuur(vriendelijk)

• Waterbodem

Connectiviteit

Biologie

• Oever- en waterplanten Onderhoud

• Maaibeheer

20

De ecologische kwaliteit van meren is voor een belangrijk deel afhankelijk van de aangevoerde kwaliteit van het water (externe belasting), maar ook van het peilbeheer, de verblijftijd en de oeverinrichting. De kwaliteit en omvang van de oeverzone is een combinatie van de

oeverinrichting en het peilbeheer. In het open water kan gemaaid worden of visstandbeheer plaatsvinden. Connectiviteit is ook voor meren van belang. De lijnvormige sloten en kanalen waarmee de meren in verbinding staan dragen bij aan de bereikbaarheid van verschillende habitats.

In meren worden voornamelijk de volgende typen maatregelen toegepast.

Beheer

• Waterbodem: baggeren/saneren waterbodem/fixeren fosfaat/terugzetten verlanding

• Biologie: actief biologische beheer, vegetatiebeheer, Brongericht / immissiereductie

• Puntbronnen: RWZI’s , overstorten, Waterregime:

• Hydrologisch isoleren, omleiden Inrichting

• Connectiviteit: vispasseerbaarheid,

• Morfologie: NVO’s

20

(21)

Beïnvloeding stuurvariabelen door maatregelen

Stuurvariabelen in de KRW Verkenner

Maatregelclusters

Oeverinrichting Peilbeheer Doorzicht Fosfortotaal Stikstoftotaal Ammonium Toxiciteit

actief visstandsbeheer X

vegetatiebeheer X X

paaigebieden X

vispasseerbaar maken kunstwerken

Fixeren fosfaat X X

baggeren X X

Waterlichaam beluchten X X X X

puntbronnen verminderen belasting X X X X X

diffuse bronnen verminderen belasting X X X X X

zuiveringsmoerassen X X X X X X

wateraanvoer aanpassen X X X X X X

wateronttrekking verminderen X X X X X X

Terugzetten verlanding X

oeverinrichting X

meander aankoppelen/ontwikkelen X

NVO X

21

Binnen het KIWK ecologie is bij de waterbeheerders geïnventariseerd welke type maatregelen zij uitvoeren in verschillende watertypen (1. beken en kleine rivieren, 2. sloten, kanalen en vaarten, 3. meren en 4. grote rivieren).

Dit overzicht geeft de koppeling tussen de meest genoemde maatregelen van meren en stuurvariabelen in de KRW Verkenner. Dit bleek niet voor alle maatregelen mogelijk.

Van de stuurvariabelen vormt peilbeheer een onderdeel van de hydrologie en oeverinrichting van de morfologie. De overige stuurvariabelen hebben betrekking op de waterkwaliteit. De set stuurvariabelen dekken nog niet alle aspecten, die de ecologie van meren beïnvloeden.

21

(22)

Kanalen

22

Kanalen doorsnijden het landschap en hebben over het algemeen veel minder interactie met de omgeving dan andere watertypen.

22

(23)

Het feit dat kanalen relatief weinig interactie met de directe omgeving hebben wordt duidelijk in de schematisatie van de KRW Verkenner. Het aantal koppelingspunten (blauwomrande witte stip) tussen afwateringsgebieden (oranje) en het kanaal (blauwe lijn) is veel minder dan in de hiervoor getoonde beken en meren.

23

(24)

Kanalen

Morfologie en biologie

• Oeverinrichting

• % natuur(vriendelijk)

• Baggeren & maaibeheer Scheepvaart

Hydrologie

• Peilbeheer

• Verblijftijd

Waterkwaliteit

• Bovenstroomse aanvoer nutriënten

• Toxiciteit

• Puntbronnen langs kanaal Stroming

24

Kanalen hebben meestal een zwakke interactie met het omliggende landgebruik. Het zijn relatief geïsoleerde landschapselementen. De waterkwaliteit wordt bepaald door de aanvoer. Er kunnen wel puntlozingen zijn. De ecologie wordt beïnvloed door het gebruik (wel / geen scheepvaart), de waterkwaliteit, de verblijftijd en de oeverinrichting. Vanwege de invloed van de scheepvaart worden er verschillende KRW typen onderscheiden. Kanalen zijn morfologisch veel eentoniger andere andere watertypen. Ze vervullen verschillende functies waar het peilbeheer op is afgestemd. Vanwege de steile – ook de natuuvriendelijke vanwege de beperkte ruimte - oevers levert variatie in peilbeheer nauwelijks ecologische winst op. In kanalen zijn ook stuwen en sluizen aanwezig, maar meestal zijn ze over grote afstanden passeerbaar. Ze kunnen wel een barrière in de dwarsrichting vormen vooral voor terrestrische fauna, maar ook voor de

aquatische fauna wanneer ze beken of rivieren kruisen, die dan onder het kanaal geleid worden.

Maatregelen, die worden toegepast in kanalen zijn Beheer

• Waterbodem: baggeren/saneren waterbodem

• Biologie: oeverbeheer, maaibeheer Brongericht / immissiereductie

• Puntbronnen: RWZI’s , overstorten, Waterregime:

• Peilbeheer, verblijftijd Inrichting

• Connectiviteit verbeteren: vispasseerbaarheid, fauna uittreedplaatsen

• Morfologie: NVO’s, oeverinrichting

24

(25)

Beïnvloeding stuurvariabelen door maatregelen in kanalen

Oeverinrichting Peilbeheer Onderhoud Scheepvaart Doorzicht Fosfortotaal Stikstoftotaal Ammonium Toxiciteit

oeverbeheer X

onderhoud optimaliseren X X

paaigebieden X

aanleg speciale leefgebieden X vispasseerbaar maken kunstwerken

baggeren X X

aanpassen streefpeil X

water vasthouden X

oeverinrichting X

maaibeheer X X

natuurlijk profiel watergang X bufferstrook aanleggen/ontwikkelen X connectiviteit verbeteren

NVO X

25

Binnen het KIWK ecologie is bij de waterbeheerders geïnventariseerd welke type inrichting- en onderhoudsmaatregelen zij uitvoeren in verschillende watertypen (1. beken en kleine rivieren, 2. sloten, kanalen en vaarten, 3. meren en 4. grote rivieren). Dit overzicht geeft de koppeling tussen de meest genoemde inrichtings- en beheermaatregelen van sloten, kanalen en vaarten en stuurvariabelen in de KRW Verkenner. Naast de genoemde maatregelen worden er ook maatregelen voor de verbetering van de waterkwaliteit genomen hetzij in het waterlichaam hetzij bovenstrooms. Voor kanalen zijn dat vooral puntlozingen. Connectiviteit ontbreekt op dit moment nog bij de stuurvariabelen.

25

(26)

Sloten

26

Sloten worden vooral beïnvloed door het beheer en onderhoud en het landgebruik in de direct omgeving.

26

(27)

Sloten zijn klein en daardoor deels wel en deels niet aangewezen als KRW waterlichaam of onderdeel daarvan. In dit voorbeeld dat gelegen is aan de zuidkant van de Nieuwkoopse plassen vormen de sloten linksboven (blauw omlijnd) wel onderdeel van een waterlichaam en

rechtsonder niet. Rechtsonder is tevens te zien wat als een afwateringsgebied is

geschematiseerd. Dit is een complex van sloten dat afwatert in een vaart (de Grecht; KRW type M10). De landelijke schematisatie van de KRW Verkenner kan begrijpelijkerwijs de situatie in de afzonderlijke sloten niet in beeld brengen.

27

(28)

Sloten

Morfologie en biologie

• Oeverinrichting

• % natuur(vriende)lijk

• Beschaduwing

• Onderhoud

• Maaibeheer

• Baggeren

Hydrologie

• Peilbeheer

• Verblijftijd Waterkwaliteit

• Bovenstroomse aanvoer nutriënten

• Toxiciteit

• Diffuse bronnen

Connectiviteit

• Peilbesluit

• Kleine stuwtjes

28

Sloten hebben een sterke locale interactie met het omringende landgebruik. Er is oppervlakkige afstroming van het omringende land. Het beheer van de oever (wel/geen beschaduwing) en het maai- en baggerbeheer zijn van grote invloed op de vegetatie zowel van de oever als in het water. De connectiviteit en de hydrologie worden sterk beïnvloed door peilbesluiten die geregeld worden met vele kleine stuwtjes en overlaten (rechtsonder iedere blauwe stip is een stuw in de Betuwe).

28

(29)

maatregelen in sloten

Oeverinrichting Peilbeheer Onderhoud Scheepvaart Doorzicht Fosfortotaal Stikstoftotaal Ammonium Toxiciteit

oeverbeheer X X

onderhoud optimaliseren X X

paaigebieden X

aanleg speciale leefgebieden X vispasseerbaar maken kunstwerken

baggeren X X

aanpassen streefpeil X

water vasthouden X

oeverinrichting X

maaibeheer X

natuurlijk profiel watergang X bufferstrook aanleggen/ontwikkelen X connectiviteit verbeteren

NVO X

29

Binnen het KIWK ecologie is bij de waterbeheerders geïnventariseerd welke type inrichting- en onderhoudsmaatregelen zij uitvoeren in verschillende watertypen (1. beken en kleine rivieren, 2. sloten, kanalen en vaarten, 3. meren en 4. grote rivieren). Dit overzicht geeft de koppeling tussen de meest genoemde maatregelen van sloten, kanalen en vaarten en stuurvariabelen in de KRW Verkenner. Connectiviteit ontbreekt op dit moment nog bij de stuurvariabelen.

Naast de genoemde maatregelen worden er ook maatregelen voor de verbetering van de

waterkwaliteit genomen hetzij in het waterlichaam hetzij bovenstrooms. Het zou beter zijn als er onderscheid gemaakt zou worden tussen de grotere kanalen en de kleine sloten en

slootcomplexen. Voor sloten zijn diffuse lozingen vanuit het omliggende landgebruik van invloed op de ecologie. Sloten zijn overigens binnen de KRW ruim gedefinieerd tot 8 m breed. De brede sloten voor wateraanvoer en – afvoer functioneren heel anders dan de smalle perceelsloten.

Zeker in kleigebieden zijn er relatief veel van deze brede wateraanvoer- en afvoersloten, die bijna meer als kanaal functioneren.

29

(30)

Grote rivieren

30

Luchtfoto van de Waal bij Gameren. In de Gamerensche waard liggen drie verschillende

nevengeulen, die een kraamfunctie voor riviervissen vervullen. Meestromende nevengeulen zijn een belangrijke herstelmaatregel in de vrijafstromende grote rivieren.

Referenties:

Buijse, T., S. van der Lubbe, T. Stoffers & L. Nagelkerke (2021) Nevengeulen zijn goede kraamkamers voor riviervissen, maar vragen wel om cyclisch beheer. Vakblad Natuur Bos Landschap 178: 16-19

Stoffers, T., L. Nagelkerke, T. Buijse, L. Jans & F. Collas (2021) Zorg om nevengeulen. Visionair 59:

12-15.

30

(31)

Grote rivieren

Hypothetische rivier met ‘functional sectors’

(bron: Petts & Amoros, 1996. Fluvial hydrosystems)

Delta/getijden Laagland/zandig Middenloop/grindig

31

Figuur links: Stroomgebieden bestaan uit onderdelen met een eigen ‘karakter’ (‘functional sectors’), grofweg een gelijke biogeografische setting, afvoer, sediment regime, en water kwaliteit. Vaak zichtbaar in onderscheidende stromingspatronen zoals vlechtend,

meanderend of een vertakte delta. En tegelijkertijd zichtbaar in sediment samenstelling van de rivierbodem zoals grindig, zandig, of kleiig / slibbig. De grote rivieren in Nederland liggen benedenstrooms: Grensmaas S4/S5 en de Maas grotendeels in S5 en de Rijntakken in S5 en S6.

Figuur rechts: Welke onderdelen komen voor in Nederland? De grote rivieren in Nederland zijn de benedenstroomse delen van Rijn, Maas, Schelde en Eems. Meanderend met overgangen van grind (KRW R16) naar zand (KRW R7), en zoetwatergetijdenrivieren in de delta (KRW R8) met overgangen van zand naar slib. De stroomgebieden liggen grotendeels buiten Nederland en daarmee is de invloed beperkt op stuurvariabelen op stroomgebiedsniveau zoals water afvoer, sedimentlast en chemische waterkwaliteit.

31

(32)

Ruimtelijke schaalniveaus

Stroomgebied

(Petts: watershed with functional sectors) Ecotopen

(Petts: functional units)

Eco-element

(Petts: meso-habitat)

Riviertak/traject

(Petts: functional sector)

32

Een ecologisch goed functionerende rivier is verbonden met zijn omgeving (lateraal, longitudinaal, verticaal, temporeel). Hierin spelen schalen een rol. Een lokaal habitat wordt beïnvloed door zijn ‘rivierkundige’ omgeving. Grofweg onderscheiden we bovenstaande ruimtelijke schaalniveau en deze komen terug in de schematisatie van de KRW-verkenner voor de grote rivieren.

32

(33)

Soorten hebben ecologische ranges binnen milieuvariabelen

33

Relatieschema van stuurvariabelen (milieufactoren) op ecotopenniveau en biota zoals die in de KRW-verkenner grote rivieren zijn opgenomen. Daarbij zijn de sturende factoren op het hogere schaalniveau weergegeven (N.B. de hogere schaalniveaus traject, riviertak en stroomgebied zijn gecombineerd). Er zijn binnen Nederland nauwelijks maatregelen - uitgezonderd voor de connectiviteit - denkbaar voor het schaalniveau ‘traject’ en hoger. Het leeuwendeel van de maatregelen betreft lokale inrichting, dus aanpassing van stuurvariabelen op ecotoopniveau.

Enkele maatregelen met effecten op hogere schaal zijn het passeerbaar maken van stuwen, sluizen en dijken (Haringvliet, Afsluitdijk) en het afvoerregime van de Grensmaas. De riviertakken en trajecten in NL hebben allen een eigen karakter. Dit komt binnen de KRW- verkenner tot uitdrukking in de aanwezige ecotopen en de waarden van stuurvariabelen, en verwachte biota. Voor beschrijvingen van de karakteristieken van de verschillende riviertakken en trajecten voor bijvoorbeeld het ontwerp van inrichtingsmaatregelen, is SMARTRIVERS een goede bron, zie http://www.smartrivers.nl/posters/

33

(34)

Relatie maatregelen & milieufactoren in grote rivieren

Maatregel Fysisch Chemie Morfologie Substraat Hydrologie Gebruik

golfslag_wind Isolatie Lichtopbode Alkaliniteit Ammonium Chloride Fosfaat Nitraat pH Diepte Oppervlakte hout klei zand grind stenen waterplanten Stroomsnelheid Droogval Kwel Scheepvaart

Oeverbeheer X X X

Paaigebieden X X X X X X X X X X X X X X

Vispasseerbaar maken kunstwerken X

Habitatdiversiteit X X X X X X X X X X X X X X X

Puntbronnen verminderen belasting X X X X X X

Nevengeul X X X X X X X X X X X X X X X

Stromingsvariatie X X X X X X X X X

Oeverinrichting X X X X X X X X X X X

Stoorobjecten1) X X X X X X X

Legenda X - relatie

blanco - geen relatie verwacht

34

De relaties tussen milieufactoren en de biota worden gebruikt om de aanwezigheid van de biota te voorspellen. Maatregelen beïnvloeden de lokale milieufactoren, waardoor een andere biota samenstelling wordt verwacht. Maatregelen voor de grote rivieren zijn minder gericht op de chemische parameters, maar meer het type fysieke inrichting en beheer. In de tabel een

overzicht van de meest toegepaste maatregelen in de grote rivieren en op welke stuurvariabele ze ter plaatse invloed hebben. Maatregelen op de vispasseerbaarheid en de puntbronnen zijn de enige typen die op een hoger schaalniveau effect hebben. Het overzicht van welke maatregelen in de grote rivieren worden uitgevoerd is verzameld in een KIWK workshop met

waterbeheerders begin 2020. De kleuren corresponderen met de vorige slide.

34

(35)

Lokale stuurvariabelen in een grote rivier

Winterdijk

Nevengeul Zomerbed

Zomerdijk Droogvallende zone

(peilfluctuatie)

Kwel

Stroomsnelheid (en variatie)

Sedimentgradiënt (substraat) Sedimentgradiënt (substraat)

Wateraanvoer, Peilfluctuatie, Sedimentbalans, Chemie worden gestuurd op hoger schaalniveau

Diepte

Hout (substraat + stoorobject)

35

De stuurfactoren van het ecotoopniveau geprojecteerd op een dwarsdoorsnede van de rivier. De aanvoer van water en sediment, peilfluctuaties en de chemische waterkwaliteit worden

grotendeels gestuurd door de rivier bovenstrooms en de eventuele drukken die daar aanwezig zijn, zoals bovenstroomse dammen die het debiet en sedimentbalans beïnvloeden. Kwel kan twee richtingen opwerken naar gelang de rivierwaterstanden hoger of lager zijn dan de buiten- en binnendijkse grondwaterstanden. Relaties tussen elkaar beïnvloedende stuurvariabelen zijn hier niet weergegeven; denk daarbij bijvoorbeeld aan stroomsnelheid die sedimentsortering bewerkstelligd.

35

(36)

Rivierbeheer

Afvoer

Stuwbeheer

Locatie

• Breedte zomerbed

• Binnen-/buitenbocht

• Afstand tot stuw

Waterstandsvariatie Stroomsnelheid

Oever

• substraat

• hoogte

Scheepvaart

• recreatie

• beroep

Oeverbescherming

• Stortsteen

• Vooroever

• Verwijdering (compleet, deels, jaar uitvoering)

Oevererosie

• snelheid

• omvang

Ecologische verbetering

• Habitatdiversiteit

• Successie

• Aquatisch

• Waterplanten

• Macrofauna

• Vissen

• Terrestrisch

• Stroomdalflora

• Vlinders

• Libellen

• Sprinkhanen

• Vogels

Uiterwaardenbeheer

Bronpopulaties

Conceptueel schema natuurvriendelijke oever in de Maas

Ontwerp van de oever Context

Bij het implementeren van maatregelen wordt meestal slechts een deel van de stuurvariabelen beïnvloed, zoals in een van de voorgaande slides is weergegeven. In dit figuur een andere weergave van de stuurfactoren en de relatie met de ecologische verbetering waarin de invloed van context en maatregel op de uiteindelijke ecologische verbetering goed zichtbaar is. Lokale omstandigheden kunnen het rendement van een maatregel negatief beïnvloeden. Dan kan het beter zijn een andere locatie te zoeken of als dat niet mogelijk is overwegen om de maatregel niet uit te voeren. Soms is de context over het gehele traject hetzelfde (scheepvaart,

stuwbeheer) en kunnen maatregelen maar tot op zekere hoogte de ecologie verbeteren. Dit wordt hier aan de hand van een voorbeeld de aanleg van vrij-eroderende en natuurvriendelijke oevers in de gestuwde Maas met scheepvaart geïllustreerd.

Bron: Buijse, T., G. Geerling, C. Chrzanowski, B. Peters & M. Dorenbosch (2019)

Natuurvriendelijke oevers langs de Maas: toestand en trend na 10 jaar ontwikkeling. Deltares rapport in opdracht van Rijkswaterstaat. Rapport 11201679-000-ZWS-0006

36

(37)

Schematisatie van een grote rivier in de landelijke KRW Verkenner

37

Schematisatie van een traject van de grote rivieren in de landelijke KRW Verkenner. Hier een deel van de Waal ter hoogte van de verbinding met het Amsterdam-Rijn kanaal. De witte pijlen in de landelijke schematisatie van de KRW Verkenner laten zien dat er weinig verbindingen zijn tussen de grote rivier en de directe omgeving. Vanwege het grote schaalniveau van de

Rijkswateren is er een meer gedetailleerde versie van de Verkenner gemaakt, die de volgende slides toegelicht wordt. Met de landelijke KRW Verkenner wordt uitsluitend de waterkwaliteit van de grote rivieren gemodelleerd.

37

(38)

Hiërarchie ruimtelijke eenheden in de Verkenner voor de Rijkswateren

Waterlichaam ^Deelgebied

Ecologische eenheid:

Uiterwaard

(met nevengeul) Ecotopen

Ecologische eenheid : zomerbed Ecologische eenheid :

Uiterwaard (met strang) Deelgebied

38

In de Verkenner voor de Rijkswateren worden binnen een waterlichaam verschillende

ruimtelijke schaalniveaus onderscheiden. Hier toegelicht voor de grote rivieren. Waterlichamen zijn opgedeeld in deelgebieden. Hiervoor zijn vooral stroming en peilvariatie van belang. Binnen deelgebied zijn er ecologische eenheden ter grootte van uiterwaarden. Hier spelen het beheer en de inrichting van de uiterwaard een rol en de overstromingsfrequentie. Het kleinste

schaalniveau vormen de ecotopen. De waarden van de milieufactoren kunnen per ruimtelijke schaalniveau gegeven worden.

38

(39)

Opzet methode van de Verkenner van de Rijkswateren

Toleranties:

Database met grenzen van voorkomen van

soorten i.r.t.

milieufactoren

Milieufactoren:

Eigenschappen van watersysteem (bouwstenen van Ecologische Sleutelfactoren) Confrontatie

van toleranties met waarden

van milieufactoren

Aan- en afwezigheid van soorten

EKR-score

Ecotoop 1 Elodea Mentha Potamogeton

Ecotoop 2 Ceratophyllum

Ecotoop 3 Potamogeton

Schaalniveau

Rekeneenheid

Ecologische eenheid

EcoEenheid 1 Elodea Ceratophyllum

Mentha Potamogeton

EcoEenheid 2 Glyceria Persicaria Rorippa

Deelgebied

EcoEenheid 1 EKR Gemiddelde bedekking

Deelgebied 1 EKR

EcoEenheid 2 EKR

Deelgebied 2 EKR

Waterlichaam Waterlichaam

EKR Gemiddelde van EKR’s

Gemiddelde van EKR’s

39

Links: De geschiktheid van de kleinste ruimtelijke eenheid (ecotoop) voor soorten wordt beoordeeld op basis van hun tolerantiegrenzen voor milieufactoren.

Rechts: Rekenmethode in de Verkenner voor de Rijkswateren van het kleinste schaalniveau (ecotoop) tot de aggregatie van een geheel waterlichaam toegelicht aan de hand van enkele soorten waterplanten.

39

(40)

Conclusies

40

• Het visualiseren van verschillende watertypen in hun context is een geschikt hulpmiddel om de ruimtelijke relaties tussen drukken en maatregelen te tonen.

• Het aantal relaties van stuurvariabelen naar maatregeltype verschilt tussen de watertypen.

Maatregelen in grote rivieren en beken zijn individueel met meer verschillende

stuurvariabelen verbonden dan de andere watertypen. Bij kanalen en sloten is het aantal maatregelen en stuurvariabelen beperkter.

• De visualisaties zijn gerelateerd aan de huidige modelschematisatie van de KRW Verkenner.

Dit kan bijdragen om zinvolle verbeteringen en uitbreidingen van de landelijke verkenner met gebruikers te bespreken.