Een verkenning ten aanzien van de waterkwaliteit van het toekomstige Markiezaatsmeer

I

I

I

I

I

I

I

Middelburg, 26 juni 1984 J.P.F. Pieters.

\"Z

\-\'-J Nota DDMI-84.16

het toekomstige Markiezaats-meer.

Een verkenning ten aanzien van de waterkwaliteit van

REF. NR. DATUM '~)iOY

\~.CJ-'90q

SIGN·

C

I _PRIJS L.-(l

y

6

I

_I

_{FL. oef:.)} I •..

_.

B·'~ ~i,",~ J>,~~.~, . ) . .'-,."~ ~;. j '. . . . ' \ ... ""

ti'

f

I , . .

_v.

d.

_Waterstaat

100 Gd.r2C :e Koningsk.:::lde

4

2596

AA

's-Gravenhage

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

INHOUD 1. INLEIDING 2. WATERKWALITEITSVOORSPELLINGEN 2.1. Algemeen 2.2. Gebruikte methodieken 2.2.1. De Vollenweiderbenadering 2.2.2. Statistische bepaling

2.2.3. Wiskundig modelmatige benadering

3. GEBRUIKTE GEGEVENS 3.1. Waterkwantiteit 3.2. Waterkwaliteit 3.3. Berekening waterbalans 3.3.1. Algemeen 3.3.2. Waterbalans '74 t/m '76 4. BEREKENINGSRESULTATEN 4.1. Vollenweiderbenadering 4.2. CUWVO-benadering 4.3. BLOOM II/CHARON 4 .3. 1. Algemeen

4.3.2. Bespreking diverse parameters 4.3.3. Conclusies t.a.v. BLOOM II/CHARON 4.3.4. Gevoeligheidsanalyse

5. DISCUSSIE VAN DE RESULTATEN

6. CONCLUSIE EN AANBEVELINGEN

I

I

I

I

I

I

I

I

I

1 • - 1 -INLEIDING

In 1983 is het in het kader van het WABASIM-project ontwikkelde eutro-fiëringsmodel BLOOM II/CHARON overgedragen aan DOM!. Om nu ervar ing met de wer king. van het model op te doen, is besloten enige berekenin-gen voor een zoetwaterbekken uit te voeren. On de hierboven vermelde reden is het nog niet bestaande nieuw te vormen Markiezaatsmeer geko-zen.

In de jaren 1977 - 1979 zijn er t.a.v. het Markiezaatsmeer reeds een aantal waterkwaliteitsvoorspellingen gedaan, die mede bepalend zijn geweest voor de inrichting van het gebied. Door de overdracht van het model BLOOM II/CHARON is er een nieuwe methodiek beschikbaar die als-nog tG>egepast wordt om de kwaliteit van het Markiezaatsmeer te voor-spellen. Bovendien zijn ook twee andere voorspellingsmethodieken (Vol-lenweider en CUWVO) uitgewerkt.

Fig. 1. Overzichtskaart van het Markiezaat van Bergen op Zoom.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

lEGENDA ~ ..., ... vana.,•••o~Zr..,. Zuid _ a.".hnd Noord ...

...

_---,."'''

- 2

-Na voltooiing van de Deltawerken zullen de door de Philips- en Oester-dam van de Oosterschelde afgesloten gedeelten samen met de Eendracht en het Bathse Spui kanaal een nieuw zoetwaterbekken gaan vormen. Het noordelijk deel hiervan zal Volkerakmeer genoemd gaan worden en het zuidelijk deel Zoommeer. Een deel van het ZOommeer, het Markiezaat van Bergen op Zoom (zie Fig. 1), is omkaad en heet het Markiezaatsmeer. In tegenstelling tot het Zoommeer zal het Mar kiezaatsmeer waarschij nlij k een variabel peil krijgen. Onder een variabel peil wordt hier verstaan een peil dat wisselt onder invloed van de klimatologische omstandighe-den tot een maximum van N.A.P. + 0,80 m.

In deze nota wordt een overzicht gegeven van de resultaten van de ver-schillende methodieken. In hoofdstuk 2 en 3 komen de gebruikte metho-den en gegevens aan de orde. De resultaten van de berekeningen en de discussie hiervan worden gepresenteerd in hoofdstuk 4 en 5. Het geheel wordt besloten met de conclusies en aanbevelingen in hoofdstuk 6.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

2.2.1. ~!_~~!!~~~~!~!E~!~~~!E!~2

Deze methode is voortgekomen uit het O.E.C.D.-rapport (1 it. 2) van Vollenweider en tracht via een eenvoudige massabalansvergelijking en statistische relaties tot een voorspelling van de algenbiomassa te ko-men. De gemiddelde concentratie van totaal fosfaat wordt als volgt be-rekend:

Pm

=

Pi/ (1+

Vr

w) waarin:

Pm

=

de gemiddelde concentratie van totaal fosfaat in het meer in

g P/m3 •

Pi = de debietgewogen gemiddelde concentratie van totaal fosfaat in het aangevoerde water in g P/m3 •

Z-w

=

de verblijf tijd in jaar.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

2. 2.1. 2.2. - 3 -WATERKWALITEITSVOORSPELLINGEN Algemeen

Waterkwalitei tsvoorspellingen m.b. t. eutrofiër ing zijn met name ge-richt op voorspellingen van fosfaat- en chlorofylconcentraties. Het verloop in de tijd van de algenbiomassa is het resultaat van enerzijds de pr irnaire produkt ie en anderzijds de processen die voor afname van de biomassa zorgen. De processen die voor afname zorgen kunnen

sterf-te, sedimentatie, graas door zoöplankton en uitspoeling zijn.

De lichtintensiteit onder water en de beschikbaarheid van nutriënten, waarvan fosfor, stikstof en silicium de belangrijkste zijn, bepalen de primaire produktie. Komen de nutriënten in geringe hoeveelheden voor dan bepaalt de nutriënt, welke relatief het minst aanwezig is, de al-genbiomassa. Komen de nutriënten in overmaat voor dan bepaalt de hoe-veelheid lichtenergie de bovengrens van de algenbiomassa. Sterfte van algen hangt waarschijnlij k samen met factoren als nutr iënten- en lichtlimitatie en een dalende watertemperatuur in het najaar. Graas kan de algenbiomassa op een laag niveau houden bij een relatief hoge primaire produktie. Uitspoeling is alleen van betekenis als de ver-blijf tijd kort is.

Gebruikte methodieken

om

de nutr iëntengehalten en de algenbiomassa te voorspellen zijn dr ie methoden toegepast.

- 4

-Voor de berekening van Pm is gebruik gemaakt van de Vollenweidermetho-de (zie 2.2.1).

vergelijking (1) is bepaald met gegevens van meren over de gehele we-reld. Vergelij king (2) is uit de CUWVO-gegevens afgeleid voor Neder-landse meren.

Wanneer Pm is berekend kan de zomerhalfjaargemiddelde concentratie van chlorofyl berekend worden. Hiervoor zijn de twee volgende vergelijkin-gen gebruikt:

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

(1) (2) Pm in g p/m3 Pm in g p/m3 chlor

₌

_{530/z - 40.4/So} chlor = -15.5 + _{776 Pm} chlor = -89.6 + _{89.6 Nm} Chlor (mg/m 3)

=

197.1 (Pm) 0.91 Chlor (mg/m 3)

=

_{177.8 (Pm)O.80} 2.2.2. ~~~~!~~!~~~~_~=~~~!~2

Bij deze methode worden een aantal relevante gegevens verzameld van een groot aantal meren. De diverse parameters worden paarsgewijs tegen elkaar uitgezet en met behulp van een regressiepakket wordt een even-tueel bestaand verband bepaald.

In de CUWVO-enquete (lit. 3) wordt voor Nederlandse zoetwaterbekkens de bovengrens van de zomerhalfjaargemiddelde concentratie van chloro-fyl berekend met behulp van relaties tussen enerzijds chlorochloro-fyl en an-derzijds lichtenergie, fosfaat en stikstof. De werkelijk optredende bovengrens is het minimum van de bovengrenzen bij respectievelij k licht-, fosfaat- en stikstofbeperking • De bij het minimum behorende factor (licht, fosfaat of stikstof) is dan de beperkende factor voor de algenbiomassa.

De in het CUWVO-rapport afgeleide relaties zijn: lichtbeperking

p-beper k ing N-beper king

waar in: chlor = bovengrens zomerhalfjaargemiddelde concentratie van chlorofyl in mg/m3

z

=

gemiddelde diepte van het meer in m

So = achtergrondszichtdiepte (= doorzicht bij afwezigheid van algen) in m

Pm

=

de gemiddelde concentratie aan totaal fosfaat in het meer in g p/m3

Nm = de gemiddelde concentratie aan totaal stikstof in het meer in g N/m 3 •

- 5

-=

Ni

r

1 + 0.2

\fï=;l

t

1

+Vrw

J

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

Voor de berekening van Nm is de volgende vergelij king gebruikt welke is afgeleid van de vergelijking van Fm, waarbij is aangenomen dat de retentie van stikstof 10 à 20% lager is dan die van fosfor (lit. 4). De vergelijking luidt:

waarin: Ni

=

de debietgewogen gemiddelde concentratie van totaal stik-stof in het aangevoerde water in g N/m 3 •

Z-w

=

de verblijf tijd in jaar.

2.2.3. ~!=~~~~!~_~~=~~~~~~=_~~~~=E~~2

Bij deze benader ing wordt aangenomen dat de relatie tussen input- en outputvar iabelen bekend zijn en bovendien mathematisch geformuleerd

kunnen worden.

Het model BLOOM II/CHARON (lit. 5) is in opdracht van de Deltadienst ontwikkeld door de afdeling MIHY van het waterloopkundig Laborator ium

in Delft.

Het biologisch gedeelte (BLOOM II) maakt gebruik van een optimalisa-tietechniek om het potentiële fytoplankton maximum te berekenen in overeenstemming met de heersende abiotische omstandigheden. De fyto-planktonbloei kan worden beperkt door de voedingsstoffen (stikstof, fosfor of silicium) en/of door de groeisnelheid en de beschikbare hoe-veelheid energie. Afhankelijk van de omstandigheden kiest het model uit tien potentiële fytoplanktonsoorten, die combinatie, die het meest efficiënt van de beschikbare hoeveelheden gebruikt maakt.

Het chemisch gedeelte (CHARON) maakt gebruik van twee basiswetten, te weten de wet van behoud van massa en de massa-actiewet. Het berekent de chemische samenstelling van oppervlaktewater als resultante van de belasting, de uitwisseling met de lucht en de bodem, interne processen en de afvoer.

Het model levert uitvoer in de vorm van:

de totaalconcentratie en afzonderlij ke concentratie van 10 algen-soorten

6

-de verdeling van de nutr iënten stikstof, fosfor en silicium over algen plus detritus en de overige fracties

de totale extinctie

de concentraties van alle gemodelleerde parameters (chemische wa-ter samenstelling) •

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

3.

I

3.1-I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

7 -GEBRUIKTE GEGEVENS Water kwantiteit

Ten behoeve van de waterbalans moet een inventarisatie gemaakt worden van de toevoer en de afvoer.

Toevoer naar het Markiezaatsmeer. neerslag.

Voor de neerslag zijn de KNMI decadecijfers voor district XI (Zee-land plus Goeree-Overflakkee) gebruikt.

Polderlozingen.

De maandafvoeren van polder de Blaffert zijn gelijk over de drie decaden verdeeld.

Afstroming.

Van het neerslagoverschot op de drooggevallen gronden in het Mar-kiezaatsmeer is aangenomen dat 75% in dezelfde decade tot afstro-ming komt naar het meer.

Kwel uit de hoge zandgronden van Brabant.

Door de RIJP is onderzoek uitgevoerd naar de kwel in het Markiezaat van Bergen op ZOom (lit. 8). Met behulp van een model zijn voor-spellende kwelberekeningen gedaan voor een toekomstig Markiezaats-meer. Bij een Markiezaatspeil van N.A.P. -0,50 m bedraagt de kwel 0,09 m3/s. Elk hoger peil veroorzaakt een vermindering van de kwel. Vanwege het variabele peil in het Markiezaatsmeer is een kwel aan-gehouden van 0,025 m3/s.

De volgende bromnen zullen water onttrekken aan het Markiezaatsmeer. Wegzijg ing.

Bij de berekening van de waterbalans is een wegzijgingsdebiet aan-gehouden van 0,25 m3/s bij een peilverschil van 1,00 m tussen Mar-kiezaatsmeer en Zoommeer. Dit debiet is afgeleid uit kwelberekenin-gen voor de Oesterdam.

Verdamping.

Voor de (open water) verdamping zijn de KNMI-decadecij fers voor Vlissingen gebruikt.

3.3. Berekening waterbalans 3 • 3 • 1. ~2~~~~~

Door bij het in het Markiezaatsmeer aanwezige volume de in een tijds-per iode aangevoerde en onttrokken hoeveelheden water op te tellen en af te trekken, kan het volume in het meer aan het einde van de be-schouwde periode bepaald worden. Met behulp van de kombergingsgrafiek kan vervolgens via het berekende volume het peil worden afgeleid. Wanneer in de berekeningen het maximum peil van N.A.P. +0,80 m wordt bereikt, wordt dit aangehouden en de hoeveelheid te lozen water bere-kend. Bij doorrekening van een langdurige reeks blijkt dat alleen tij-dens de wintermaanden het maximum peil van N.A.P. +0,80 m bereikt wordt, zodat alleen in deze maanden een afvoer plaatvindt. Onder ge-middelde klimatolog ische omstandigheden daalt het peil gedurende de zomermaanden met ca. 40 cm om tijdens het daaropvolgende winterhalf-jaar eenzelfde aantal cm te stijgen. In zomers met grote verdampings-overschotten kunnen grotere peildalingen voorkomen.

In de daaropvolgende winter zal een dergelij ke peildaling niet altijd worden gecompenseerd, zodat het peil zowel in de winter als in de daaropvolgende zomer lager is dan gemiddeld.

3.2.

8

-Waterkwaliteit

De concentraties van de diverse waterkwaliteitsvariabelen in het water dat via neerslag, afstroming oeverlanden en kwel naar het Markiezaats-meer stroomt, zijn constant verondersteld gedurende de gehele

doorge-rekende periode.

Bij de kwaliteit van het polderwater is onderscheid gemaakt naar jaar en maand (lit. 9).

Voor de kwaliteit van de neerslag is gebruik gemaakt van de door de Deltadienst in 1975-1977 verrichtte metingen (lit. 10).

Gegevens over de kwaliteit van het kwelwater zijn mondeling meegedeeld door de Waterleiding Maatschappij Zeeland.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

3.3.2. ~~!~E~~!~~~~~_:Z~_!~~_:Z~

De waterbalansen zij n opgesteld voor de jaren 1974, 1975 en 1976, om-dat deze representatief worden verondersteld voor respectievelijk een

I

I

I

I

9 -5 4 1976 6 2 4 7 1975 7 4 1974 = kwel 5 = verdamping 2 = afstroming 6 = wegzijging 3 = neerslag 7 = uitlaat 4 = polders

Fig. 2. Waterbalansen op jaarbasis.

nat, gemiddeld en een droog jaar. De berekeningen beginnen op 1 janu-ari 1974 met een peil van N.A.P. +0,80 m.

Uit fig. 2, die de waterbalansen weergeeft op jaarbasis, blijkt dat de neerslag en de afstroming de grootste belastingsbronnen zijn (ca. 90% van de totale belasting). De grootste onttrekkingen vormen de verdam-ping en de wegzijging (eveneens 90% van de totale onttrekkingen).

Tijdens de zomer van 1974 vindt tengevolge van de verdamping een peil-daling plaats van ca. 50 cm, die in de wintermaanden weer wordt gecom-penseerd. De daling van ca. 45 cm in de zomer van 1975 wordt tijdens de wintermaanden niet geheel aangevuld. Het peil stijgt tot ongeveer N.A.P. +0,60 m. Hierop volgt de warme droge zomer van 1976 en het peil daalt tot N.A.P. -0,10 m. Op 31 december is het peil gestegen tot N.A.P. +0,25 m.

1I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 10

-I

I

1.00

I

I

I

I

I

I

I

....

100 decod.n •

.

."

...

•

.

• 90 1978

.

_• 80 70

I

'

.

..

-

..

....

..

_.

.

..

_..

....

_...

'

...

50 80 1075 40 30

...

•

.

• •

-'.

_'..

.

_.

20 1974

...

10

.

_•

..

...

'.'

.

o

I

0.70 0.90 0.80 0.80 0.00 0.10 -0.10 -0.20 +----r---"T"---,r----..,.---or---'""T---.,...--...,---.,..---~--~ 0.30 E

"

Ö 0.40 .; i .. 0.20 ..: c: 0.50 Z

Fig. 3. het peilverloop als functie van de tijd.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

4. 4.1. 4.2. - 11 -BEREKENINGSRESULTATEN Vollenweiderbenadering

De waterverblij ftijd, de debietgewogen gemiddelde inlaatconcentratie Pi en de hiermee _{berekende gemiddelde concentratie Pm in het meer} staan voor de verschillende jaren vermeld in tabel 1, evenals de bere-kende zomerhalfjaargemiddelde concentratie van chlorofyl.

Tabel 1. Berekende concentratie totaal fosfaat en chlorofyl

zw

Pi Pm Chlor.

jaar g/m3 g/m3 mg/m3

1974 0,93 0,16 0,08 24

1975 1,28 0,16 0,08 24

1976 2,33 0,19 0,08 24

De chlorofylconcentratie is berekend met de formule voor de Nederland-se meren.

Door het werk van Reckhow (lit. 11) is het mogelijk de nauwkeurigheid van de berekeningen te bepalen. Na een foutenberekening blijkt de fout in de concentratie van totaalfosfaat 0,03 9 p/m 3 te zijn en daarmee de fout in de concentratie van chlorofyl 6 mg/m3 •

De zomerhalfjaargemiddelde concentratie van chlorofyl bedraagt 24 ± 6 mg/m3 en is voor alle drie de jaren gelijk.

CUWVO-benadering

De waterverblijftijd, de debietgewogen gemiddelde inlaatconcentraties Pi en Ni en de hiermee berekende gemiddelde concentraties Pm en Nm in het meer staan voor de verschillende jaren vermeld in tabel 2. De ach-tergrondszichtdiepte is gesteld op 2 m en de gemiddelde diepte van het Markiezaatsmeer is 1,5 m.

4.3.

12

-Tabel 2. Chlorofylverwachtingswaarden en concentraties P en N

Lw Fbsfaat Stikstof Licht Min. Beperkende factor

p. _{Pm Chlor. Ni Nm Chlor. Chlor. Chlor.}

l.

jaar jaar g/m 3 g/m3 mg/m3 g/m3 g/m3 mg/m3 mg/m3 mg/m3

1974 0,93 0,16 0,08 47 3,08 1 ,87 78 333 47 P 1975 1,28 0,16 0,08 47 3,05 1,75 67 333 47 P 1976 2,33 0,19 0,08 47 2,98 1 ,54 48 333 47 P

Met de concentraties van Pm en Nm uit tabel 2 zijn de bovengrenzen van de zomerhalfjaargemiddelde concentratie van chlorofyl bepaald bij licht-, fosfaat- en stikstofbeperking. De resultaten hiervan zijn eveneens in tabel 2 vermeld evenals het minimum hiervan en de beper-kende factor. uit de tabel volgt dat de verwachtingswaarde van de zo-mergemiddelde chlorofylconcentratie in het Markiezaatsmeer 47 mg/m3 bedraagt. De beperkende factor is fosfaat en de concentratie is voor alle jaren gelijk.

Het is duidelijk dat de berekende concentratie van chlorofyl voor een meer slechts juist is, als in dat meer licht, fosfaat of stikstof de beperkende factor is. In het CUWVO-rapport wordt een idee gegeven van de voorspellende waarde van deze methode.

Voor 50 Nederlandse meren zijn op bovenstaande wijze concentraties van chlorofyl berekend. Van 26 van de 50 meren kan de concentratie in re-delijke mate (afwijking kleiner dan 50%) voorspeld worden. In de ove-rige 24 meren bepalen andere limiterende factoren blij kbaar de algen-biomassa (meer graas, sterfte, een ander onderwaterlichtklimaat, ande-re temperatuur, minder micro-nutriënten of meer toxische stoffen dan gemiddeld in de Nederlandse meren).

BLOOM II/CHARON

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

4.3.1. ~~~~~==~

omdat het Markiezaatsmeer nog niet bestaat en er dus ook geen gegevens beschikbaar zij n voor verschillende modelparameters is het model niet

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 13

-gecalibreerd voor deze situatie. Voor de berekeningen is gebruik ge-maakt van de gecalibreerde versie van het model voor het IJsselmeer, wat ook gebruikt is voor het Volkerak- en Zbommeer. De systeemdefini-tie staat vermeld in het verslag over het Volkerak- en Zoommeer (lit. 6). Voor BLOOM II/CHARON zijn verder enige aanvullende gegevens (wa-tertemperatuur, instraling en windsnelheid) gebruikt die niet in hoofdstuk 3 vermeld staan. De achtergrondzichtdiepte is gesteld op

2 m.

Door zijn geringe afmetingen is het Markiezaatsmeer homogeen veronder-steld, zodat met een ongecompartimenteerd systeem is gerekend.

4.3.2. ~~~~=~~~2_~~~_~~~=~~~_~~~~=~=~~

Achtereenvolgens worden de berekeningsresultaten besproken van chlori-de, pH, zuurstofverzadiging , diverse nutr iëntenfracties, chlorofyl, algensoorten en doorzicht.

Een overzicht van deze variabelen geeft tabel 3. De tabel geeft de over 1974 t/m 1976 gemiddelde waarden met standaardafwij king. Verder in deze paragraaf zal het decadegemiddeld verloop over 1974 t/m 1976 van bovenstaande parameters gepresenteerd worden.

Tabel 3. Gemiddelde concentraties en standaardafwijking

Parameter eenheid gemiddelde stand .afv.

chloride g/m3 220 46 pH s.e 8,61 0,07 zuurstofverz. % 100,0 0,9 ammonium g/m3 0,09 0,05 nitraat g/m3 0,41 0,24 part. stikstof g/m3 0,64 0,18 totaal stikstof g/m3 1,20 0,20 orthofosfaat 1 mg/m3 3 1 orthofosfaat 2 mg/m3 5 2 part. fosfaat mg/m3 43 12 totaal fosfaat mg/m3 46 13 silicium mg/m3 0 chlorofyl mg/m3 98 26 doorzicht m 0,48 0,09

14 -- Chloride

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

1976

1975

Chlorfde in 9 Cl/m3

Fig. 4. Het chloridegehalte als functie van de tijd.

500

400

300

200

100

el

f

1974

De berekening is uitgevoerd voor het Markiezaatsmeer in de eindsitu-atie, wat wil zeggen, dat er geen nalevering van chloride uit de bo-dem plaatsvindt. Na de ontzilting zal het nog vele jaren duren voor deze situatie bereikt is.

Het verloop van de chlorideconcentratie is sterk gerelateerd aan het peilverloop. De peildaling in de zomer, die veroorzaakt wordt door de verdamping, heeft een stijging van het chloridegehalte tot ge-volg. Het neerslagoverschot tijdens de wintermaanden doet het volume van het meer toenemen, hetgeen weer een verzoeting tot gevolg heeft. Het gemiddelde chloridegehal te over 1974 t/rn 1976 bedraagt 220 g CI/m3 met een minimum en een maximum van resp. 158 en 314 g Cl/m3 •

- 15

-- pH

Fig. 5. Het verloop van de pH als functie van de tijd.

1976

1974

De pH wordt in hoge mate beïnvloed door de produktie, respiratie en afbraak van algen. In algenrij ke wateren is afhankelij k van onder-meer de waterdiepte en weersgesteldheid, sprake van een dag- en nachtcyclus • Behalve een dagelij kse cyclus kan een seizoensmatige cyclus optreden met in de zomermaanden hoge waarden als gevolg van de opname van koolzuur door algen en in de winter lage waarden als gevolg van het overheersen van afbraakprocessen waarbij koolzuur vrijkomt.

Het verloop van de pH wordt dan ook bepaald door de algenbiomassa. De gemiddelde waarde van de pH over de dr ie jaren is vr ij hoog (8,61) en constant, maar ook de gemiddelde chlorofylconcentratie is hoog. Ondat de door algen opgenomen C02 in het geheel ~rdt gecom-penseerd door afbraak van organisch materiaal op de bodem, heeft de pH een uiterst gedempt verloop.

7 • 5

+--+---f---f---1---f---f.----t---+---t---+---i-~

1975

pH

in s.e.

S . 5 , - - - ,

7.9

I

S.l

T

1

8. 7

I

8.3

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 16

-Zuurstofverzadiging.

Fig. 6. Zuurstofverzadigingswaarde als functie van de tijd.

De zuurstofverzadigingswaarde is berekend door de door het model berekende zuur stofconcentr atie te delen door de verzadig ingswaarde bij de temperatuur op dat tijdstip.

Evenals de pH is het zuurstofverzadigingspercentage afhankelijk van de algenbiomassa. Door deafhankelij kheid zou een seizoenscyclus verwacht mogen worden, maar de door de algen geproduceerde zuurstof wordt in zijn geheel door de bodem opgenomen. Hierdoor ontstaat een constant verloop en het meer blij ft verzadigd met zuurstof.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

1976

1976

1975

1975

1974

1974

Fig. 8. Het nitraatgehalte als functie van de tijd. Fig. 7. Het ammoniumgehalte als functie van de tijd.

0 .. 1

0 .. 3

Ammonium in

9

N/m3

0 .. 5 , . - - - ,

0 ..

4

- 17

-'3. 0

+--+--+--t---t---li---li----+---+--+--+--l--~

Het verloop van het ammoniumgehalte vertoont het klassieke patroon met hoge concentraties in de winter en lage in de zomer. Behalve door de algengroei wordt de afname van ammonium bepaald door een toenemende nitrificatie tengevolge van de stijging van de watertem-peratuur. De toename van ammonium in het najaar wordt veroorzaakt door de externe belasting (neerslag en polders) en een afnemende ni-trificatiesnelheid en mineralisatie van algenbiomassa.

0.2

- Nitraat

Nitraat in 9 N/m3

1 .0

...,..---.r---,

0 .. 0

+---+--+---+---+---+--+--+--+--+--+---+----1

0 .. 6

- Ammo ni um •

0.2

0.8

0 .. 4

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 18

-Evenals ammonium vertoont het nitraatgehalte het klassieke verloop met hoge concentraties in de winter en lage in de zomer. De denitri-ficatie, die temperatuur saf.hankelij k is, zorgt voor een daling in het voorjaar en in de zomer. In het najaar en de winter stijgt het gehalte weer door de toenemende neerslag en polderbelasting en door de ni tr ificatie. - Particulair stikstof

Particulafr stikstof

in

9 N/m3

1 .0

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

1974

1975

1976

Fig. 9. Het particulair stikstofgehalte als functie van de tijd. De concentratie van particulair stikstof is berekend door de hoe-veelheden stikstof in algen en detritus bij elkaar op te tellen. Het verloop van de concentratie in het jaar is identiek aan het verloop van de algenbiomassa. De concentratie van particulair stikstof neemt toe bij de produktie van biomassa. Door sedimentatie en afbraakpro-cessen neemt de concentr atie weer af.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 19 -- Totaal stikstof

1976

1975

Totaal stikstof in 9

N/m3

1974

2.5

- r - - - ,

1 .5

De concentratie van totaal stikstof is de som van de concentraties van ammoniwn, nitraat, nitriet, opgelost organisch en particulair stikstof. Het totaal stikstof bestaat 's winters grotendeels uit am-moniwn en nitraat en in de zomer meer uit particulair stikstof. Evenals bij de diverse fracties waaruit totaal stikstof is opgebouwd is sprake van een seizoenscyclus.

De totale stikstofbelasting op het Markiezaatsmeer bedraagt 10,86 9 N/m 2 j. Hiervan bedraagt de externe belasting 3,43 9 N/m 2 j en de nalever ing van de bodem 7,43 9 N/m2 j. De negatieve posten op de ba-lans zijn denitrificatie 4,28 9 N/m 2 j, sedimentatie van algengebon-den stikstof 6,74 9 N/m2 j.

1 .0

Fig. 10. Het totaal stikstofgehalte als functie van de tijd.

0. 0

+---+--+---+---+---f--~f____;~__;-__+-__+-_+-__i

2.0

0.5

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 20 -- Orthofosfaat

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

: : : 'O. . .: . ..'O• • .; ~ ~

..

~ "

..

, ...~ ~

...

+ particulier ijzerge-• ijzerge-• ijzerge-• ijzerge-• ijzerge-•ijzerge-• or thofosfaat 2.

1975

"

.

'

f ....

:

..

,: -'O.

.

.. .. .: ~!\ : 'O. .. _. : 'O.: .. .. " .. " ...

Orthofosfaat in mg P/m3

1974

- - - orthofosfaat 1

4

6

2

8

0+--+---+---+---+--1---+--+-'----t----t--I---I---t

1976

Fig. 11. Orthofosfaatconcentratie als functie van de tijd.

Er bestaat onzekerheid of de waarde van or thofosfaat die het model berekent overeenkomt met de analytische chemische bepaalde concen-traties.

om

die reden is niet alleen de concentratie van orthofos-faat 1 (P043- + HP042- + H2P04-) berekend en weergegeven in fig. 11,

10 ...- - - ,

maar ook de concentratie van orthofosfaat bonden fosfaat (orthofosfaat 2).

De toename van het orthofosfaatgehalte in het groeiseizoen is alleen te verklaren door het optreden van een grote interne belasting. Ver-geleken bij andere meren is de concentratie van fosfaat erg laag.

I

I

I

I

I

I

I

21 -- Totaalfosfaat

1976

1975

( I I

1974

80

80

60

Fig. 13. Het totaalfosfaatgehalte als functie van de tijd.

1974

1975

1976

Fig. 12. Particulair fosfaatconcentratie als functie van de tijd.

De concentratie van particulair fosfaat is berekend door de hoeveel-heden fosfor in algen en detritus op te tellen bij de hoeveelheid in de particulaire anorganische fractie. Van het particulair fosfaat is 95% algengebonden, zodat het verloop identiek is aan het chlorofyl-verloop.

Totaal fosraat in mg P/m3

100

~---,

Particulair fosfaat in mg

P/m3

100

~---... - Particulair fosfaat

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

22

-In BLOOM II/CHARON is de concentratie van totaal fosfaat in een aan-tal fracties opgesplitst. Dit is nodig om de concentratie van voor algen beschikbaar fosfaat te kunnen berekenen.

Er is onderscheid tussen orthofosfaat, particulair anorganisch- en particulair organisch fosfor. Orthosfosfaat is verder opgespl i tst voor de berekening van particulair anorganisch aan ij zerhydroxide gebonden fosfaat en particulair anorganisch aan calciumcarbonaat ge-bonden fosfaat.

Zoals reeds eerder vermeld is de concentratie aan fosfaat erg laag.

De gemiddelde concentratie totaalfosfaat bedraagt 46 mg/m 3• Omdat de concentratie totaalfosfaat voor ruim 90% bestaat uit particulair or-ganisch fosfor, verloopt deze dus vrijwel parallel aan de chorofyl-concen tr a tie.

De totale belasting op het Markiezaatsmeer bedraagt ca. 1 g p/m2 j. Hiervan bedraagt de externe belasting (neerslag, afstroming, polders enz.) 20%. De bodemflux draagt voor 80% bij in de totale belasting. Fosfaat kan vrijkomen uit het bodemslib door o.a. afbraak van orga-nische stof (mineralisatie). De negatieve posten op de balans zijn de sedimentatie van particulair anorganisch fosfaat (60%) en sedi-mentatie van algengebonden fosfaat (40%).· De sedimenatatie van par-ticulair anorganisch fosfaat is voornamelij k (75%) sedimentatie van ijzerhydroxyde gebonden fosfaat.

In een gemiddeld jaar bedraagt de netto accumulatie aan fosfaat 0,15

g p/m2 j .

- Silicium

Het extern en uit de bodem aangevoerde silicium wordt direct in dia-tomeeën omgezet. De hoeveelheden zijn zo gering (gemiddelde concen-tratie 0,00 mg/m 3 ) dat continue limitatie optreedt.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 23 -- Chlorofyl

Chlorofyl in mg/m3

250

,.---~

200

Fig. 14. Chlorofylconcentratie als functie van de tijd.

BLOOM IIjCHARON berekent de concentraties van tien algensoorten en de totale biomassa in mg Cjm3 • De algenbiomassa in mg Cjm 3 kan omge-rekend worden naar chlorofyl met de chlorofyl-jkoolstofverhoudingen van de tien algensoorten. Het verloop van de chlorofylconcentratie laat een patroon zien met hoge gehalten in de zomer en lagere in de winter.

De gemiddelde concentr atie ligt erg hoog, nl. 98 mgjm3 •

De chlorofylconcentratie is erg hoog t.o.v. de fosfaatconcentratie. De chlorofyl-jfosfaatverhouding is meer dan twee. Deze waarde is ex-treem hoog. De literatuur (lit. 3,12) geeft aan dat een verhouding kleiner dan veeleer de werkelij kheid benaderd. Nemen we een ver-houding van 1 dan resulteert dit in een chlorofylconcentratie van ca. 50 mgjm 3 •

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

150

1974

1975

1976

I

24 -- Algensoorten

I

I

- Limiterende factoren

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

1976

- - - percentage diatomeeën

Percentage blauwalgen en diatomeeen

1974

•••••• percentage blauwalgen

0+--+--+--+--+---t---t---t---t---+---t---f----i

1975

20

In BLOOM II/CHARON worden de concentraties van tien algensoorten be-rekend. De resultaten van de 10 afzonderlijke soorten worden geredu-ceerd tot 4 hoofdgroepen, te weten: diatomeeën, flagellaten , groen-algen en blauwgroen-algen. In het Markiezaatsmeer komen met name diato-meeën en blauwalgen voor.

Fig. 15 toont de seizoensvar iatie van het percentage blauwalgen en diatomeeën. In de winter neemt het percentage blauwalgen af en het percentage diatomeeën neemt toe.

Door siliciumlimitatie is het percentage diatomeeën slechts 10% van de totale biomassa en het percentage blauwalgen is 90% (anabaena en aphanizomenon) •

40

Fig. 15. Percentage blauwalgen en diatomeeën als functie van de tijd •

100

1

...,.

. I

I

80

{....

···1

60

! .

I

I I

!

I

Bij de berekeningen voor het Markiezaatsmeer traden alleen silicium en fosfaat limiterend op en wel tegelijkertijd over de gehele

door-gerekende periode van drie jaar.

I

I

I

I

- 25

-1.0

- r - - - ,

- DOorzicht

1976

1975

1974

Doorzicht in m

1.9 z

= - -__

2.0 + E

0.

el

+---+----1'----+--+--+---+--+--1----+--+--+----1

Fig. 16. Doorzicht als functie van de tijd.

0.4

waar in: z de berekende zichtdiepte in m, E de door het model bere-kende extinctie, 1.9 een constante en 2.0 de geschatte achtergrond-extinctie.

Het verloop van de doorzichtsdiepte over de tijd wordt geheel be-paald door het verloop van de algenbiomassa. Het permanent hoge chlorofylgehalte en de vrij hoge achtergrondsextinctie resulteren in

0.2

De helderheid van het water is een belangr ij ke ecologische factor. Vooral in ondiepe wateren bepaalt de lichtdoordringing in het water de mogelijkheden voor de ontwikkeling van bodemvegetatie en hiermee samenhangende bodemfauna.

Het doorzicht wordt bepaald door het gehalte aan zwevende stoffen en de optische eigenschappen hiervan (algen, detritus, opgewoeld bodem-slib, enz.). De doorzichtsdiepte is berekend m.b.v. de volgende for-mule:

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 26

-een continu weinig var iërend doorzichtsverloop van gemiddeld 48 cm. In werkelijkheid zal het verloop van de zichtdiepte wat kunnen af-wij ken, omdat de achtergrondszichtdiepte over het gehele jaar niet constant zal zijn, terwijl ook de waarde van de constante in de for-mule van meer tot meer kan variëren en dus voor het Markiezaatsmeer anders kan zijn.

4.3.3. Conclusies t.a.v. BLOOM II/CHARON

---Het Markiezaatsmeer is doorgerekend met het model BLOOM II/CHARON. Uit paragraaf 4.3.2., waarin de resultaten gepresenteerd zijn, kunnen de volgende conclusies getrokken worden.

- het chloridegehalte is sterk gerelateerd aan het peilverloop. - de gemiddelde pH-waarde is vrij hoog (8,61).

- het meer blijft verzadigd met zuurstof (gemiddeld 100%). - het ammonium- en nitraatgehalte volgen het normale patroon.

- de gemiddelde stikstofbelasting bedraagt ca. 11 g N/m2 j, waarvan 3,5 g N/m 2 j van de externe belasting en 7,5 g N/m 2 j van de bodem-flux • De gemiddelde concentratie aan totaalstikstof in het meer be-draagt 1,20 g/m 3 •

de gemiddelde fosfaatbelasting bedraagt 1 g p/m2 j, waarvan de ex-terne belasting en de bodemflux resp. 0,2 en 0,8 g p/m2 j aan bij-dragen. De gemiddelde concentratie aan totaal fosfaat in het meer be-draagt 46 mg p/m 3 , hetgeen erg laag is. De concentratie bestaat voor 93% uit particulair fosfaat. De opgeloste orthofosfaatconcentratie bedraagt 3 mg p/m 3 •

- de gemiddelde opgeloste siliciumconcentratie is nihil.

- de gehanteerde bodemfluxen van N en P zijn ten opzichte aan de ex-terne belasting belasting erg groot.

- de gemiddelde chlorofylconcentratie is erg hoog en bedraagt 98 mg/m3 •

- de totale biomassa bestaat voor 90% uit blauwalgen (anabaena en aphanizomenon) en voor 10% uit diatomeeën.

- over de gehele periode treedt silicium- en fosforlimitatie op. - het berekende doorzicht bedraagt gemiddeld ca. 50 cm.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

- 27 -4.3.4. ~~~~~!!~~~!~~~~~!~~~

uit de voorgaande paragraaf blijkt dat de bodemflux erg groot is t.o.v. de externe belasting. De bodemflux is afhankelijk van een van tevoren ingevoerde modelparameter • Daar het systeem fosforgelimiteerd is, zullen parameters betreffende de processen die de fosfaatkringloop bepalen van grote betekenis zij n. De in het model gebruikte waarden van diverse modelparameters zijn voornamelijk gebaseerd op berekenin-gen van het IJsselmeer. On enig inzicht te verkr ijgen in de invloed van diverse modelparameters zijn nog enkele aanvullende berekeningen

ui tgevoerd.

- Invloed bodemflux en stabiliteit CaP04-.

Wegens de fosforlimitatie is de biomassa erg gevoelig voor parame-terwaarden van de processen betreffende de fosfaatkr ingloop. Con-creet is er gekeken naar de bodemflux die een belangrijke rol speelt en naar de vorming van particulair organisch aan calcium gebonden fosfaat.

Afhankelijk van een bodemflux variërend van 0,005 tot 0,035 mol p/m2/dag berekent het model een gemiddelde chlorofylconcentratie van 14 tot 117 mg/m 3 • De berekeningen voor het Markiezaatsmeer zijn uit-gevoerd met een bodemflux van 0,015 mol p/m2/dag, wat resulteerde in een interne belasting van gemiddeld 0,8 g p/m 2 j en een gemiddeld chlorofylgehalte van 98 mg/m3 •

In het model verloopt de verwijdering van orthofosfaat uit de water-fase o.a. via anorganisch-particulair calcium gebonden fosfaat. De verwijdering is gemodelleerd als zijnde evenredig met de Cap04--concentratie en sedimentatie van Cap04-.

om

inzicht te verkrijgen of een verandering van de stabiliteit van CaP04- de concentratie van orthofosfaat verandert, is de Gibbsener-g ie van CaP04- verandert van -16,59 (IJsselmeerwaarde) in -18,89 KJ/(mol.oK). De waarde van -18,89 is gevonden voor de Grote Rug. In de berekening met de gewij zigde stabiliteit voor Cap04- neemt de concentratie van aan calcium gebonden fosfaat toe. Er komt nu minder fosfaat beschikbaar voor de algen en het chlorofylgehalte neemt af. Eenzelfde redenering geldt ook voor het ijzerhydroxyde gebonden fos-faat en de gekozen sedimentatiesnelheden.

- 28

-Mochten de waarden voor de Gibbsenerg ie van CaP04- in het Mar kie-zaatsmeer anders zijn dan waar nu mee gerekend is (IJsselmeerwaarde) dan heeft dat grote invloed op de chlorofylconcentr atie die 50 à 60 mg/m 3 zal bedragen.

- Invloed van autolyse.

Van de hoeveelheid algen welke sterft wordt een deel detritus dat langzaam wordt afgebroken, terwijl een ander deel onmidellijk geheel wordt afgebroken.

Dit laatste proces noemt men autolyse. In de berekening is aangeno-men dat 50% detritus wordt. De overige 50% komt direct weer beschik-baar voor de groei van nieuwe cellen.

on

de gevoeligheid van dit proces te onderzoeken is een berekening gemaakt met een autolyse-fractie van 25%, d.w.z. 75% wordt detritus. De concentraties van chlorofyl en totaalfosfaat bedragen nu resp. 70 en 37 mg/m 3 •

- Invloed van nitrificatie- en denitrificatiesnelheden.

Verandering van de denitrificatiesnelheid heeft alleen invloed op de nitraat- en stikstofconcentratie.

Wijziging van de nitrificatiesnelheid geeft verander ing in de annno-niumconcentratie en in mindere mate een verandering in de nitraat-en totaalstikstofconcnitraat-entratie.

Orndat stikstof niet beperkend is, blij ft de chlorofylconcentratie ongewijzigd.

- Invloed van de achtergrondextinctie •

Zoals verwacht mocht worden voor een P en Si gel imi teerd systeem, heeft verander ing van de achtergrondretinctie weinig invloed op de resultaten van de berekeningen.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

5.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

29

-DISCUSSIE VAN DE RESULTATEN

De dr ie gehanteerde methoden komen allen tot fosforlimitatie (Vollen-weider rekent alleen met fosfaat). Hoewel de resultaten onderling dus te vergelijken zijn, moeten ze toch met enige terughoudendheid bekeken worden.

De empir ische modellen geven een relatie tussen belasting en tratie zonder zich te bekommeren omtrent de processen die deze concen-tratie veroorzaken. In de Vollenweider relatie is de P-concentratie, die ook gebruikt wordt in de CUWVO-benadering, alleen afhankelijk van de verblij ftijd. Er wordt geen onderscheid gemaakt naar de diverse processen die de fosforconcentratie bepalen.

In BLOOM II/CHARON is de retentie van fosfor afhankelijk van zowel fy-toplankton sedimentatie als ook van anorganische sedimentatie.

Voor de helft van de Nederlandse meren waren de resultaten bij de CUWVo-enquete bevredigend hoewel dit met name kwam door de hoge toege-laten marges (50%).

Bij de Vollenweidermethode is de zomerperiode soms anders gedefinieerd want voor een aantal meren op de wereld waarmee de relatie is opge-steld, begint de zomer later vanwege bedekking met ijs. In veel Neder-landse meren verschilde de kwaliteit in het droge, warme jaar 1976 duidelijk van andere jaren, terwijl de berekeningen met CUWVO en Vol-lenweider voor dat jaar dezelfde resultaten leveren als 1974 en 1975. BLOOM II/CHARON berust op een aantal wiskundig geformuleerde relaties c.q. processen. De problemen daarbij betreffen enerzijds het aantal processen dat in het model is opgenomen en anderzijds de wijze waarop deze geformuleerd zijn. De uitkomsten van een model zijn slechts juist

als de processen juist zijn geformuleerd en als de waterkwaliteit in-derdaad ook bepaald wordt door die processen.

Bij de berekeningen van het Markiezaatsmeer is gewerkt met modelpara-meters voor BLOOM 11 uit de IJsselmeerversie. Er zijn geen wijzigingen aangebracht in de stochiometr ie van de algensoorten. Het model bere-kent die soort die het meest efficiënt gebruik maakt van de beschik-bare hoeveelheid nutriënten. Welke algensoort berekend wordt hangt dus geheel af van de gekozen stochiometrische coëfficiënten. Dus blauwal-gen worden alleen berekend omdat deze de laagste P-concentratie heb-ben.

I

- 30

-Tabel 4. TOtaal fosfaat en chlorofylconcentratie in mg/m 3

Ui t vorenstaande blij kt dat aan geen van de drie gebruikte methoden een absoluut gewicht toegekend kan worden.

Tabel 4 geeft de berekende totaal fosfaat- en chlorofylconcentratie van de drie berekeningsmethoden.

1974 1975 1976

P-tot. Chlorofyl P-tot. Chlorofyl P-tot. Chlorofyl Vollenw. 80 24::1: 6 (z) 80 24::1: 6 (z) 80 24::1: 6 (z) CUWVO 47::1:23 ( z) 47::1:23 ( z) 47::1:23 ( z) BL II/CH. 35 100 (z) 46 104 (z) 51 118 (z) 85 (j) 98 (j) 113 (j)

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

(j)

=

jaargemiddelde. (z)

=

zomergemiddelde

uit bovenstaande tabel blijkt een groot verschil tussen de drie metho-den. De Vollenweidermethode berekent met een p-totaalgehalte van 80 mg

p/m3 een chlorofylconcentratie van 24 mg/m 3 , terwijl de CUWVO-methode met deze zelfde P-totaalconcentratie een chlorofylconcentratie voor-spelt van 47 mg/m3 • BLOOM II/CHARON geeft met een lagere fosfaatcon-centratie van gemiddeld 46 mg p/m3 een hogere chlorofylconfosfaatcon-centratie. Ondanks een lage externe belasting wordt door BLOOM rr/CHARON een in-tensieve blauwalgengroei berekend. De gemiddelde chlorofylconcentratie is 98 mg/m3 en is over het gehele jaar erg hoog. De beschi kbaarheid van nutr iënten ten behoeve van de algen is voor een belangr ij k deel het gevolg van het vrijkomen van nutriënten uit de bodem, welke afhan-kelijk is van de gekozen modelparameter voor de bodemflux. Ervaringen in andere meren hebben geleerd dat in zachte winters de chlorofylge-halten zeer hoog kunnen blijven. Een aantal blauwalgensoorten heeft maar weinig energie nodig om zijn biomassa op peil te houden.

Gezien de resultaten van de gevoeligheidsanalyse op de BLOCM II/CHA-RON-methode zal het chlorofylgehalte van het Markiezaatsmeer vermoe-delijk liggen tussen de concentratie berekend met de CUWVO-methode en de concentratie berekend door BLOOM rr/CHARON.

In tabel 5 worden de door BLOOM II/CHARON berekende gehalten getoetst aan de normen voor de basiskwaliteit zoals deze in het IMP 80-84 wor-den gegeven. De normen staan vermeld in de tabel met daarachter het percentage van het jaar waaraan aan de norm voldaan wordt.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

31

-Tabel 5. Normen met percentage van de tijd waaraan aan de norm voldaan wordt voor de modelberekening met BLOOM II/CHARON.

Percentage Parameter 1974 1975 1976 doorzicht 0,5 m 50 36 22 zuurstof 5 mg 02/1 100 100 100 pH 6 - 9 s

.e..

100 100 100

totaal fosfaat 0,2 mg Pil 100 100 100 totaal stikstof 2 mg NII 100 100 100

ammonium 1 mg NII 100 100 100

chlorofyl 100 mg/m3 61 50 33

Aan de norm voor doorzicht en chlorofyl wordt niet steeds voldaan. Ook aan de koppeling in de normen (als aan de norm voor totaal fosfaat en aan totaal stikstof wordt voldaan, dan ook aan de norm voor chlorofyl) wordt niet voldaan.

Opmerking: Op grond van het fytoplanktononderzoek door de Universiteit van Amsterdam is het BLOOM II-gedeelte herzien (lit. 13). In de nieuwe versie zij n wij zig ingen aangebracht in de sto-chiometrie van de algensoorten en veranderingen m.b.t. het onderwaterlichtklimaat. Deze nieuwe versie berekent voor het Markiezaatsmeer een P-totaalgehalte van 48 mg P/m 3 en een gemiddelde chlorofylconcentratie van 122 mg/m3 • In re-centere publicaties wordt door Vollenweider een andere for-mule gebruikt om de totaal fosfaat- en chlorofylconcentra-tie te berekenen. De nieuwe Vollenweiderformules resulteren voor het Markiezaatsmeer in een totaal fosfaatconcentratie van 55 mg p/m3 _{en een chlorofylconcentratie van 13 mg/m3 •}

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

6. - 32 -CONCLUSIES EN AANBEVELINGEN

- Omdat er alleen uitgelaten wordt als het peil hoger wordt dan N.A.P. +0,80 m heeft het Markiezaatsmeer een lange verblijf tijd zo-dat bijna alle ingebrachte nutriënten in het meer blijven. De exter-ne belasting is laag en wordt bijna geheel bepaald door de exter-neerslag.

- In vroeger verschenen nota's (lit. 14,15) over het Markiezaatsmeer worden chlorofylconcentraties berekend van 14-30 mg/m 3 , terwijl in-cidenteel vermeld wordt dat deze waarden hoger kunnen zijn. Uitgaan-de van Uitgaan-de in Uitgaan-deze nota toegepaste voorspellingsmethodieken kan een chlorofylconcentratie verwacht worden die ligt tussen 50 en 100 mg/ m3 • De door BLOOM II/CHARON berekende algen bestaan voor 90% uit blauwalgen. Vele factoren zijn van invloed op de omvang van de bio-massa aan algen. Deze factoren, waaronder de wisselwerkingen tussen algen en nutriënten, tussen algen en zoöplankton en met name de in-vloed van de onderwaterbodem, zijn veelal alleen kwalitatief bekend, zodat bovengenoemde chlorofylverwachtingswaarden met enige voorzich-tigheid gehanteerd moeten worden. Het zal duidelijk zijn dat het van belang is inzicht te verkrijgen in de factoren die bepalend zijn voor de interne belasting met nutr iënten en in de chlorofyl/p-ver-houdingen van de diverse algensoorten.

- peilschommelingen, chlorofylconcentratie en waterdiepte zullen de toekomstige ontwikkeling van de water- en oevervegetatie en daarmee ook voor een groot deel van de rest van de levensgemeenschap bepa-len. De helderheid van het water die nauw samenhangt met de chloro-fylconcentratie bepaalt de diepte tot waar waterplanten kunnen groeien. De groei van de waterplanten op zich leidt weer tot een vermindering van de lichtinstraling die door het fosforgelimiteerd

zijn van de algengroei niet tot beperking van de algengroei leidt. De fauna van wateren met goed ontwikkelde vegetaties van hogere waterplanten is veel soortenrijker dan wanneer weinig watervegetatie aanwezig is. Niet alleen zijn de meeste diergroepen met meer soorten vertegenwoordigd, zelfs is het zo dat gehele diergroepen afwezig zijn bij geringe vegetatie of het ontbreken ervan. In het Markie-zaatsmeer zullen diverse vissoorten moeten worden uitgezet.

33

-- Door het uitzetten van roofvis kan de witvispopulatie klein worden gehouden, zodat het zoöplankton tot volle wasdom kan komen. Een goed ontwikkeld zoöplanktonbestand kan zeer goed regulerend werken op de mate van algenbloei. Een gericht visbeheer kan zodoende veel bijdra-gen aan het welslagen van het onderdrukken van excessieve algen-bloei •

De voorspellingsmethoden die bij dit onderzoek zijn gebruikt zijn in veel gevallen niet getoetst op hun betrouwbaarheid voor zeer ondiepe meren, zoals het Markiezaatsmeer.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

34

-LITERATUUR

5. Rooy, N.M. de, F.J. Los. Manual BLOOM II/CHARON. WABASIM Report: R1310-11.

Waterloopkundig Laboratorium Delft.

Grevelingenmeer, het Volkerak en het ZOommeer. Verslag onder R1644-R1645, dec. 1982.

Waterloopkundig Laboratorium Delft.

zoete het

van waterkwaliteit

toekomstige

1. Eek, G.T.M. van. Nutriëntengehalten en algenbiomassa in het toekomstig Volkerakmeer en Zoommeer.

Deltadienst Hoofdafdeling Milieu en Inrichting.

2. Vollenweider , R.A. Cooperative Programme on Monitoring of Inland Waters.

OECD, 1979 (Eutrophication control) •

3. CUWVO - Werkgroep IV. Ontwikkeling van grenswaarden voor doorzicht, chlorofyl, fosfaat en stikstof.

Rijks Instituut voor Zuivering van Afvalwater.

4. Meulen, J.H.M. v.d. Verwachtingswaarden voor chlorofyl en doorzicht in een zoet Grevelingenmeer bij verschillende beheers- en inrichtingsvarianten.

Deltadient Hoofdafdeling Milieu en Inrichting, notitie DDMI-81.314.

7. Waterkwaliteitsmodel IJsselmeer. Onderzoek naar de invloed van een aantal mogelijke beheersmaatregelen op de eutrofiëring van het IJsselmeer. Verslag onderzoek R1552, juni 1982.

Waterloopkundig Laboratorium Delft. 6. Berekeningen

8. Drost, H.J. De geohydrologie van het Markiezaat van Bergen op Zoom voor en na bedijking.

RIJP - rapport 1982 - 27 Abw.

I

I

I

7.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

35

-9. Water- en chloride-uitslag van diverse polders.

Deltadienst Hoofdafdeling Milieu en Inrichting, interne nota.

10. pieters, J.P.F. Kwaliteit regenwater in de jaren 1975-1977 in het Del-tagebied.

Deltadienst Hoofdafdeling Milieu en Inrichting, DDMI-81.05.

11. Reckhow, K.H. Uncertainty analysis applied to Vollenweiders's phospho-rus loading criterion.

J. Water Pol. Contr. Fed. 51,2123-2128, 1979.

12. Smits Val H. and Shapiro, Joseph. Chlorophyll-phosphorus relations in individual lakes. Their importance to lake restoration strategies. 1981 American Chemical Society.

13. Los, F.J. A major revision of BLOOM 11 Part 1 and 2. Memo M.L.-62-WABASIM.

Waterloopkundig Laboratorium Delft.

14. Referentieplan Markiezaat.

Deltadienst Hoofdafdeling Milieu en Inrichting, nota DDMI-81.10.

15. Een afgesloten Markiezaat van Bergen op ZOom.

Rapport Rijksinstituut voor Natuurbeheer en Deltadienst Milieu en In-richting, nota DDMI-80.04.

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I

I