AWaterlopen transporteren van nature sediment. Dat sediment zorgt er onder meer voor dat belangrijke biotopen, zoals slikken en schorren opgebouwd en in stand gehouden worden. Maar menselijke ingrepen hebben er voor gezorgd dat de sedimentlast van veel waterlopen in Vlaanden nu vele malen hoger is dan een natuurlijke achtergrondwaarde. Bovendien is het sediment dikwijls beladen met allerhande andere stoffen die niet in waterlopen thuishoren, zoals nutriënten, metalen en residu's van fytosanitaire producten. Een overmatige sedimentlast doet de waterkwaliteit dus verminderen. Verder maakt een overmatige sedimentlast kostelijk baggeren noodzakelijk om een goede waterafvoer te garanderen en het overstromingsrisico te beperken.

Bij het beheer van watersystemen dient het sedimentprobleem dus expliciet in beschouwing genomen te worden. Voor een degelijk beheer is het belangrijk dat men weet welke de belangrijke bronnen van sediment zijn, wat de kwaliteit van het sediment is dat in de waterlopen terecht komt en hoe dat sediment zich in de waterloop gedraagt. Beheer hangt ook af van normen en de efficiëntie van beheersmaatregelen: daarom moeten ook vragen over wat een aanvaardbare sedimentlast is en het relatieve nut van verschillende mogelijke beheersmaatregelen beantwoord worden.

Tijdens deze studiedag werd een overzicht gegeven van de in Vlaanderen beschikbare kennis i.v.m. dit beheer van waterbodems in onze waterlopen. Effecten van erosie en erosiebestrijdingsmiddelen op het aquatisch ecosysteem werden toegelicht. Recent onderzoek heeft aangetoond dat de reductie van piekafvoeren en landafvoer van sediment via verschillende middelen mogelijk is. Modellen om de impact van maatregelen te begroten zijn nu operationeel, al blijft er een belangrijke ruimte voor verbetering, vooral met betrekking tot het voorspellen van de sedimentkwaliteit. Anderzijds is het meten, karakteriseren en opvolgen van sedimenttransport in de waterlopen zelf een cruciaal element om de kwantiteit en het transport in de waterloop beter te begrijpen. In dit domein is er nog heel wat onderzoek noodzakelijk: er zijn weinig of geen gegevens m.b.t. verblijftijden van sediment en/of de evolutie van de sedimentkwaliteit door tijd en ruimte. Nochtans is de beweging en de afzetting van sediment, met eventueel opslibbing in estuariene gebieden als gevolg, van zwevende stoffen in een watersysteem zijn belangrijk omdat ze in aanzienlijke mate de onderhoudswerken op nadelige wijze beïnvloeden, maar ook bijdragen tot de instandhouding van het milieu.

Verder wordt heel wat studiewerk geleverd op gebied van het ontwikkelen van normen voor waterbodems om de kwaliteit, naast de kwantiteit van waterbodems in kaart te brengen. Het verder afstemmen van verschillende meetnetten is een must om beter zicht te krijgen op de verschillende karakteristieken van de waterloop en zijn bodem. De Kaderrichtlijn Water tracht hier vorm aan te geven. Hierbij wordt bv. gedacht aan bioaccumulatie of de hydromorfologishe kernmerken van een waterloop die een duidelijke rol spelen in het sedimentatieproces van al dan niet verontreinigde zwevende stoffen. Waterbodems zouden zelfs kunnen optreden als biobarière voor het grondwater en het oppervlaktewater: ook hier is echter verder onderzoek nodig om dit potentieel goed te begrijpen en in kaart te brengen, bv. m.b.t. de mobiliteit van zware metalen in en rond de waterbodem.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

De voorbije jaren heeft de Vlaamse overheid een aantal instrumenten ontwikkeld, specifiek voor de aanpak van bodemerosie en de eventueel daarmee gepaard gaande water- en modderoverlast. Via deze instrumenten kunnen gemeenten en/of landbouwers subsidies ontvangen voor het uitvoeren van klein-schalige erosiebeperkende of –bestrijdende maatregelen. Deze ingrepen moeten de schade voor de landbouwers, de water- en modderellende in de stroomafwaarts gelegen woonkernen, de verontreiniging van oppervlaktewater en de afzetting van groter hoeveelheden specie in de waterlopen beperken, of indien mogelijk, verhinderen.

De kennis met betrekking tot het effect van deze maatregelen op de afvoer van water en sediment in kleine landelijke stroomgebieden is in Vlaanderen zeer beperkt. Bovendien leveren diverse berekeningsmethoden en computersimulaties sterk uiteenlopende resultaten. Nochtans zijn accurate gegevens m.b.t. de efficientie & effectiviteit van erosiebeperkende en –bestrijdende maatregelen op schaal van een landelijk stroomgebied noodzakelijk om tot een verantwoorde keuze van de meest performante maatregelen voor het beperken of verhinderen van bodemerosie en de stroomafwaartse gevolgen ervan te komen.

Op het grondgebied van Gingelom en Sint-Truiden zijn sinds 2002 talrijke kleinschalige maatregelen uitgevoerd om de bodemerosie en de daarmee gepaarde gaande water- en modderoverlast te beperken. Dit gebied vormt dan ook het ideaal ‘proefterrein’ voor het meten van het effect van deze maatregelen. In samenwerking met de dienst Land en Bodembescherming van de Vlaamse overheid en het departement Geografie van de UCL, is de Watering van Sint-Truiden in 2002 gestart met een monitoringsprogramma voor het begroten van het effect van de uitgevoerde maatregelen op de sedimentuitvoer en wateruitvoer uit landelijke stroomgebieden. Dit gebeurt a.d.h.v. van terreinwaarnemingen (kwalitatieve beoordeling) en terreinmetingen (kwantitatieve beoordeling). Sedert april 2006 is er een sediment- en waterafvoermeetinstallatie operationeel in een stroomgebiedje van 300 ha. Op basis van de meetgegevens worden water- en sedimentbalansen opgemaakt voor het betreffende stroomgebied, en dit voor individuele evenementen. Bovendien laten de gegevens toe om het effect van de aanwezige erosiebeperkende of –bestrijdende maatregelen in het stroomgebiedje te begroten. Finaal worden de meetgegevens gebruikt voor de calibratie en validatie van bestaande afstromingsmodellen.

In de presentatie worden de resultaten van het monitoringsprogramma voorgesteld.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het sedimentmeetnet van de afdeling Water (VMM) beschikt over 6 meetstations in het hellend gebied van zuidelijk Oost-Vlaanderen die continu de sedimentvracht van het stroomgebied bemeten. Sinds 2003 zijn elke 15 minuten meetwaarden beschikbaar van het sedimentdebiet in de waterloop die het stroomgebied draineert. De stroomgebiedsoppervlakten variëren tussen ca. 200 en 5000 ha, vier meetstations zijn gesitueerd in het stroomgebied van de Maarkebeek. Een turbiditeitsensor in combinatie met automatische staalnames meet de sedimentconcentratie in de waterloop. Er wordt gebruik gemaakt van verschillende types optische turbiditeitsensoren, afhankelijk van de maximum sedimentconcentratie die in de waterloop voorkomt. De calibratie van de turbiditeitsensoren steunt op minstens 84 ijkingskoppels 'staalconcentratie-turbiditeit', de R² van de curves bedraagt minimaal 0.79, de RMSE maximaal 3.7 g/l. Voor sommige stations dienen voor 1 turbiditeitsensor verschillende calibratiecurves te worden gebruikt naargelang het seizoen. De maximum bemeten sedimentconcentratie is in elk station groter dan 25 g/l, in verschillende stations is dit meer dan 100 g/l.

Uit de sedimentconcentraties bekomen met de turbiditeitsensor, desgevallend gecorrigeerd met behulp van individuele staalconcentraties, werden voor de periode 2003-2006 (tem augustus) de 'best beschikbare' jaarlijkse sedimenttransporten per stroomgebiedsoppervlakte begroot. De jaargemiddelden voor de volledige meetperiode variëren van 1.5 tot 5.3 ton/ha, afhankelijk van het stroomgebied (figuur). Goede correlaties tussen sedimenttransporten en eenvoudige stroomgebieds- en hydrogramkenmerken zoals stroomgebiedsgrootte en debiet werden niet gevonden. Lente- of zomeronweders blijken zeer sedimentproductief: zo gebeurde 42% tot 70% van het jaarlijks sedimenttransport van 2005 tijdens 2 dergelijke onweders.

Voor de laatste 2 jaar is nagegaan wat de mogelijke fout is indien men enkel de turbiditeitsensor, gecalibreerd met alle beschikbare ijkingspunten, gebruikt ter begroting van het jaarlijks sedimenttransport. Voor 5 van de 6 stations bedraagt de gemiddelde afwijking op de 'best beschikbare' sedimenttransporten 3 tot 26%, met een gemiddelde over de 5 stations van 13%. Hieruit kan besloten worden dat, mits de calibratie van een geschikte turbiditeitsensor gesteund is op voldoende ijkingspunten, dergelijke sensoren met succes ingezet kunnen worden bij sedimenttransportmetingen in kleinere waterlopen in Vlaanderen. Staalnames zullen voor de 5 stations binnen afzienbare tijd overbodig zijn. Voor 1 station verloopt de ijking van de turbiditeitsensor moeizamer en zullen staalnames nog langere tijd noodzakelijk blijven.

In 2005 is het sedimentmeetnet uitgebreid met een tiental sedimentstations in het zuidoostelijk Demerbekken, met stroomgebiedsgroottes van 170 tot ruim 10 000 ha. De beperkte meetperiode en het ontbreken van hoogwaterevents laten nog geen uitspraken toe. Eens ook voor deze stations langere tijdreeksen beschikbaar zijn, zal vooral de vergelijking tussen sedimenttransporten voor verschillende hydrologische regio's binnen Vlaanderen interessante informatie opleveren.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het Waterbouwkundig Laboratorium van het MOW onderzoekt met partners uit de Vlaamse overheid, de universiteiten en de studiebureaus het sedimenttransport en de sedimentatie in de rivieren en kanalen, inclusief het getijdengebied. Onder meer volgende wetenschappelijke en beleidsmatige vragen stellen zich: hoeveel sediment bereikt het getijdengebied, wat zijn de kenmerken (kwaliteit, korrelverdeling, fysische en chemische kenmerken) van dit sediment en hoe variëren die parameters onder verschillende meteorologische omstandigheden. Wat gebeurt er met dit sediment in het getijdengebied. De hoeveelheid en kwaliteit van het sedimenttransport bepalen in belangrijke mate de baggerkosten, kan impact hebben op allerhande menselijke ingrepen en natuurlijke processen in het getijdensysteem. Sedimentatie en erosie beïnvloeden de maritieme toegang, dus de economie enerzijds, en tegelijk de waterkwaliteit, dus de ecologie.

Het WL volgt meerdere sporen voor de oplossing van dit probleem. Hydrologische parameters (debiet, waterstanden en watersnelheden), en suspensie sedimenttransport worden gemeten om voldoende watersysteemkennis op te bouwen om aldus numerieke hydrodynamische, sedimenttransport- en morfologische modellen te kunnen ontwikkelen.

Het WL beschikt over integrale meetstations opwaarts van het getijdengebied. Deze stations meten suspensietransport door akoestische methodes en door geavanceerde staalname met verwerking in het labo. Het meet ook door vereenvoudigde staalname op een 50 tal uitgekozen plaatsen. In sedimentologisch laboratorium van het WL dat voor alle partners open staat ondersteunt worden onder meer de concentratie gravimetrisch bepaald en de deeltjesgrootte bestudeerd.

Daarnaast worden regelmatig 13 uurs meetcampagnes in het getijdengebied uitgevoerd om voor een getijdencyculs de watersnelheid en de sedimentatieconcentratie af te leiden met akoestische methodes. Bodemstalen worden eveneens verzameld en geanalyseerd. Verder worden in specifieke zones geconcentreerde hydrografische ontwikkelingen ontplooid, waarbij de veranderingen van de morfologie en de bodemstructuren worden geanalyseerd om sedimentatie en erosie in kaart te kunnen brengen en in relatie te brengen met de hydrodynamische condities.

Veel problemen rond sedimenttransport kunnen pas verklaard worden als men inzicht heeft in het oorsprongsgebied en de oorzaken die het sediment in het watersysteem brengt. Hiertoe wordt in samenwerking met de Universiteiten, de VMM en buitenlandse partners de zogenaamde fingerprinting methode geïmplementeerd. De samenstelling van de sedimenten is als het ware een vingerafdruk van het oorsprongsgebied en gecombineerd met de meteorologische variaties en met de hierdoor beïnvloede hydraulische condities kan de hoeveelheid en de aard van het sediment dat op een bepaalde plaats wordt gemeten verklaard worden.

Nog meer fundamenteel is de problematiek rond flocculatie, vroeger vooral gelinkt aan zoet-zout overgang. Door onderzoek met de Universiteit Gent is grote vooruitgang geboekt in het begrijpen van het aandeel van flocs in zoetwater riviersystemen die gekenmerkt zijn door kwel van ijzerrijk grondwater zoals de Nete en de Demer. Het WL en de Universiteit ontwikkelden een numeriek voorspellingsmodel dat het aandeel van ijzerhoudend sedimenttransport kan voorspellen.

De bovenstroomse sedimentaanvoer in de estuaria van grote rivieren wordt grotendeels bepaald door het transport van erosiemateriaal vanuit de opwaartse, kleine en vaak steilere stroomgebieden.

In het kader van een studie rond deze problematiek is de sedimentdynamiek en –balans van het stroomgebied van de Zwalm in kaart gebracht. Tijdens intensieve meetcampagnes, voornamelijk gefocust op periodes van hoge afvoer is het transport op de Zwalm en de belangrijkste zijrivieren gemeten. Hieruit is een sedimentbalans afgeleid waaruit duidelijk blijkt dat bepaalde kleinere deelstroomgebieden een beduidend grotere bijdrage leveren dan het gemiddelde, dat er slechts weinig correlatie bestaat tussen de vaste afvoer en het debiet en dat de 10 % hoogste debieten verantwoordelijk zijn voor 90% van de totale sedimentlast. Het creëren van overstromingsvelden waarop een groot deel van het aangevoerde sediment wordt afgezet, in combinatie met een verstandig landgebruik en een milieubewust oeverbeheer kan leiden tot een belangrijke reductie van de totale sediment- en bijgevolg ook polluentenafvoer.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het estuarium van de Schelde heeft tijdens de laatste decennia belangrijke veranderingen ondergaan met betrekking tot de verbetering van de vaargeul en de bescherming tegen overstromingen. Kwantificeren van de estuariene energie toonde een significante stijging aan van het totale energieniveau tijdens de laatste decennia. Deze stijging is vooral toe te schrijven aan de stijging van het vloedvolume en aan veranderingen in de morfologie. De verdeling van hoge en lage estuariene energieniveaus heeft een onmiddellijk gevolg voor de positie van gebieden met preferentiële opwoeling en sedimentatie. Hieruit blijkt ook dat er in de Schelde meer dan één troebelheidsmaximum voorkomt waar hoge concentraties aan zwevende stof het sedimentbudget beïnvloeden. Onderzoek van het fluvio-mariene evenwicht van zwevende stof en van bodemsedimenten geeft het mogelijk effect aan van de verdieping van de vaargeul op het sedimenttransport en -evenwicht. De sedimentaccumulatie in intertidale gebieden (slikken en schorren) overtreft de gemiddelde zeespiegelstijging maar is wel van dezelfde grootteorde als de stijging van het tijverschil. Veldwaarnemingen en hydrologische analysen van sedimenteigenschappen en sedimentbeweging tonen dan weer het effect aan van vlokvorming en vlokontbinding op sedimentatie, erosie en opwoeling. Veranderingen in ruimte en tijd van de vlokvorming zijn vooral in verband te brengen met biogeochemische processen. De bevindingen van deze studie tenslotte wijzen er op dat het sedimentgedrag op lokale schaal het rechtstreeks gevolg is van grootschalige estuariene processen die geregeld worden door een combinatie van uitwendige krachten zoals tijactiviteit, morfologische veranderingen en onderhoudswerken van de vaarroute.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Schorren overstromen regelmatig door getijdenwerking, waarbij sedimenten worden geërodeerd en afgezet. In Vlaanderen komen schorren voor langs het estuarium van de Schelde (ca. 600 ha) en in beperktere omvang in de Ijzermonding en langs de kust. Bovendien is het huidige beleid gericht op uitbreiding van het schorareaal (orde 100-den tot 1000-den ha), hetzij door ontpoldering hetzij door aanleg van gecontroleerde overstromingsgebieden (GOGs) met gereduceerd getij (GGG).

Sedimentatie in schorren is vrij goed bestudeerd langs het Schelde-estuarium. Veldmetingen toonden aan dat sedimentatiesnelheden sterk variëren binnen een schorrengebied, op een kleine schaal van 10-tallen meters, en dat die variaties zijn gerelateerd aan topografische variabelen, nl. hoogteligging, afstand tot schorrengeulen en afstand tot de schorrand. Met een stromingsmodel en sediment transport model toonden we aan dat interacties tussen stroming en vegetatie cruciaal zijn om erosie- en sedimentatiepatronen in schorren goed te beschrijven en modelleren.

Op een grotere schaal van 10-tallen kilometers blijken variaties in sedimentatiesnelheden vooral bepaald te zijn door de ouderdom en hoogteligging van schorren, de snelheid waarmee het gemiddelde hoogwaterpeil (GWH) langs de Schelde stijgt, en de gesuspendeerde sedimentconcentratie (SSC) in het Scheldewater. Met veldgegevens en modellering toonden we aan dat de opslibbing van schorren in een delicaat evenwicht is met de snelheid van GHW stijging en SSC. Bepaalde ingrepen die kunnen leiden tot een toename van GHW stijging, zoals baggeren, en/of afname van SSC, zoals erosiebestrijdingsmaatregelen in het Scheldebekken, kunnen leiden tot ‘verdrinking’ en dus verdwijnen van schorren langs de Schelde.

Door overstromingsgebieden (GOG-GGGs) aan te leggen langs de Schelde, wil men enerzijds extra waterberging creëren, zodat de kans op overstromingen in woongebieden (bv. Antwerpen) afneemt, en anderzijds waardevolle estuariene habitats creëren. Beide doelstellingen worden sterk beïnvloed door erosie- en sedimentatieprocessen. Voorlopige modelresultaten suggereren dat overstromingsgebieden relatief snel opslibben, zodat de waterberging afneemt, en dat hoogteverschillen door sedimentatie verdwijnen, zodat de habitat diversiteit afneemt. Dit geeft de noodzaak aan van een grondige studie naar sedimentatie/erosie in overstromingsgebieden.

Tenslotte, de laterale erosie en aangroei van schorren en sedimentdynamiek van schorrengeulen werd in Vlaamse schorren nog weinig bestudeerd. Bv, de ontwikkeling van geulen in overstromingsgebieden is wellicht bepalend voor de intensiteit waarmee water, sedimenten en nutriënten worden uitgewisseld tussen overstromingsgebieden en het estuarium. Dit verdient bijzondere aandacht in toekomstige onderzoeksprogramma’s.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Deze presentatie belicht de aanpak van de afdeling Water bij de opmaak van het programma, de voorbereiding en uitvoering van de ruimingswerken op de onbevaarbare waterlopen van de eerste categorie. Het ruimingsprogramma wordt ingegeven door een hydraulische, ecologische of maatschappelijke noodzaak. Na de planning worden de voorbereidende onderzoeken aangevat. Deze voorbereiding heeft tot doel de te ruimen sedimenthoeveelheid en –kwaliteit nauwgezet in kaart te brengen teneinde het de aannemers mogelijk te maken een correcte prijs te geven voor het ruimingswerk. Na aanbesteding en uitvoering van de werken wordt geïllustreerd hoe de werken gecontroleerd en opgeleverd worden. Tot slot wordt ingegaan op één van de recente knelpunten die de afdeling Water ervaart als aanbestedende overheid van ruimingswerken. Meer bepaald worden de onvolkomenheden bij de analyse van minerale olie in sedimenten ter sprake gebracht.

Het Agentschap Waterwegen en Zeekanaal NV, Afdeling Bovenschelde beheert ca. 600 km bevaarbare waterlopen. Tevens is zij exploitant van diverse monostortplaatsen voor baggerspecie, waaronder de site te Sint Joris Beernem (ca. 50ha). De site is gelegen op een schiereiland, ontstaan bij de rechttrekking van het kanaal Gent-Oostende. Voor de creatie van bergingscapaciteit werd primair zand ontgonnen en werd de ontginningsput ingericht als monostortplaats voor baggerspecie (2001).

Met het oog op het optimaal gebruik van de gecreëerde bergingscapaciteit startte de afdeling Bovenschelde een uniek (qua type en schaalgrootte) pilootproject inzake zandafscheiding. Dit project is heden, gezien de op stapel staande nieuwe exploitatiefase, toe aan een evaluatie.

De specie wordt opgespoten in scheidingsbekkens, waarbij de zandfractie achterblijft in de zandbekkens, de leem/klei fractie in de kleibekkens. Het is duidelijk dat door verbeterde inrichting en exploitatie de efficiëntie van de zandafscheiding kan verhogen.

De in de zandbekkens achtergebleven specie komt in aanmerking voor hergebruik als niet-vormgegeven bouwstof. De specie in de kleibekkens daarentegen komt niet in aanmerking voor vrij hergebruik en dient te worden geborgen in de ontginningsput. Door de zandafscheiding dient slechts 47% van de totaal aangevoerde specie te worden geborgen.

Sediment hangt nauw samen met de hydrodynamiek en morfologie van estuaria, en speelt daarmee een belangrijke rol in estuariene systemen. Kwantiteit en kwaliteit van het sediment (bijvoorbeeld korrelgrootte-verdeling en slibgehalte) zijn relevant voor scheepvaart en kustveiligheid, maar ook voor organismen die in estuaria leven. In de Westerschelde leeft het grootste deel van de bodemdieren in de intergetijdengebieden die bij laag water droogvallen. Het macrozoöbenthos (schelp- en schaaldieren en wormen) van deze intergetijdengebieden vormt het voedsel voor vogels, vissen en de mens. De verspreiding van macrozoöbenthos is gekoppeld aan de samenstelling van het sediment. Enerzijds bepaalt de korrelgrootte-verdeling van het sediment voor een groot deel de leefomstandigheden van het macrozoöbenthos, en daarmee de verspreiding van soorten. Anderzijds kunnen bepaalde soorten de samenstelling van het sediment veranderen, en de sedimentatie- en erosieprocessen beïnvloeden.

In deze presentatie worden innovatieve methoden voorgesteld om intergetijdengebieden in kaart te brengen en efficiënt te monitoren. Met behulp van optische en radar remote sensing vanuit satellieten kunnen de korrelgrootte en het slibgehalte van het sediment in ruimte en tijd worden gevolgd. Vervolgens kan de ruimtelijke verspreiding van het macrozoöbenthos met remote sensing worden voorspeld. De methoden zijn toepasbaar voor het beheer van estuaria en het bepalen van effecten van ingrepen in estuariene ecosystemen, zoals (kokkel)visserij, eutrofiëring, zeespiegelstijging, en baggerwerkzaamheden.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het VMM waterbodemmeetnet monitort de waterbodem van 600 meetplaatsen in zowel bevaarbare als onbevaarbare waterlopen aan de hand van de Triade methode. De bodemkwaliteitsscore is een combinatie van chemische, biologische en ecotoxicologische parameters. Het INBO beheert het Vlaamse palingpolluentenmeetnet en volgt in 350 meetplaatsen op kanalen, rivieren en afgesloten waters de concentratie op in paling via een reeks van PCBs, zware metalen en pesticiden. Dit geeft ook de mate van biobeschikbaarheid van deze vervuilende stoffen aan. Via afstemming kunnen beide meetnetten een krachtiger beleidsinstrument betekenen voor de waterbodemsanering en het waterbeleid in brede zin. Er wordt nader ingegaan op de praktische implicaties van deze samenwerking rekening houdend met de historiek, eigenheid en complementariteit van beide meetnetten.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

In steden en industriegebieden kan vervuild grondwater een bron van verontreiniging vormen voor beken en rivieren. De toxische stoffen die vanuit het grondwater in de sedimentlaag van waterlopen infiltreren kunnen hierin echter biologische en fysisch-chemische veranderingen ondergaan voordat ze het oppervlaktewater bereiken. In deze studie werd onderzocht hoever deze natuurlijke afbraakcapaciteit reikt in riviersediment van de Zenne te Vilvoorde-Machelen, waar grondwater verontreinigd met gechloreerde alifatische koolwaterstoffen (‘Chlorinated Aliphatic Hydrocarbons’, CAHs) door de sedimentlaag stroomt. Door de in situ monitoring van fysisch-chemische parameters, de PCR detectie van CAH-afbrekende bacteriën en hun afbraakgenen en het uitvoeren van batch afbraaktesten, werd een hoge microbiële afbraakactiviteit in het Zenne sediment aangetoond. Dit afbraakpotentieel volstaat echter niet om op alle onderzochte locaties in de rivierbedding het oppervlaktewater te vrijwaren van contaminatie. De sedimentlaag van de Zenne kan bijgevolg enkel mits enige stimulatie als efficiënte ‘biobarrière’ fungeren en zo het risico op diffuse contaminatie van het oppervlaktewater volledig elimineren.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

De variatie in tijd en ruimte van de verschillende beddingvormen van waterlopen is een belangrijk gegeven binnen het integraal waterbeheer. De vorm van de bedding bepaalt immers de stromingsweerstand en de doorvoercapaciteit. Dit heeft niet alleen implicaties naar wateroverlastbeveiliging. De variatie in tijd en ruimte bepaalt ook de variatie in beschikbare habitats voor macrofyten en aquatische fauna. Verschillende soorten stellen verschillende biotoopeisen. Het biotoop dat een bepaalde soort gebruikt als voortplantingsgebied kan immers verschillen van het foerageergebied of de zone waar de nodige beschutting tegen predatoren gevonden wordt. Binnen de hydromorfologie oefent de beschibaarheid van voldoende 'riviereigen' sediment een sleutelrol in het behoud en de ontwikkeling van deze stromingsweerstand en habitatdiversiteit. De hydromorfologische processen die de bewegingen van sediment beschrijven, blijken in de literatuur uitgebreid beschreven voor zand- en grindrivieren. Het belangrijkste erosieproces is daar uitschuring wat ontstaat na het overschrijden van kritische schuifspanningen. Voor waterlopen in een leem- of kleibedding bestaat minder documentatie. Dit is deels te wijten aan het onvoorspelbare karakter van de belangrijkste erosievorm, namelijk afglijdingen ten gevolge van schommelende waterpeilen en niet ten gevolge van uitschuring. Nochthans ontwikkelden in Vlaanderen verschillende waterlopen in leemgebied een minstens even hoge historische sinuositeit als waterlopen met vergelijkbare debieten in zandgebied. Vlaamse bovenlopen in leemgebied worden bovendien gekenmerkt door aanzienlijke hogere hellingsgraden (0,35-0,4 %) ten opzichte van beken met een vergelijkbaar drainagegebied in de zandige kempen (0,1-0,15 %). Dit betekent op een recht traject een hogere gemiddelde stroomsnelheid voor een leembeek dan voor een zandbeek. Om een vergelijkbare erosieve werking te behouden, dient een leembeek dan ook een hogere ruwheid of een hogere hydraulische straal (hogere breedte-diepteverhouding) te creëren. In de praktijk zien we dat de rivierkanalen in de bovenlopen in Vlaams leemgebied doorgaans dieper zijn ingesneden dan deze in zandgebied. Vermoedelijk streven de waterloopsystemen in leemgebied naar een nieuw dynamisch evenwicht aangepast aan de huidige (verhoogde) afvoerpieken. Dit betekent uitdieping van het rivierkanaal in de bovenlopen en bodempeilverhoging en verbreding van het kanaal in de benedenloop. Op die manier daalt uiteindelijk de hellingsgraad en daarmee ook de stroomsnelheid en de erosiekracht.

Een goede kennis van deze processen is van belang voor eventuele toekomstige rivierherstelprojecten in Vlaanderen.

Eén van dergelijke morfologische onderzoeken vindt momenteel plaats in de Dijle. Zo'n 6-10 km ten zuiden van Leuven ligt een traject dat al sinds 1989 niet meer gemaaid of geruimd wordt. Sinds 1993 wordt een deel van dit traject opgemeten door het INBO. De ligging van de historische meanders werd uit de orthofoto's gehaald.

Binnen het opvolgingsgebied meandert de Dijle min of meer vrij door de 1 tot 1,5 kilometer brede vallei.

De basisafvoer van de Dijle bedraagt ca. 5 m³/sec. en het verhang bedraagt ca. 0,5 m/km

Het alluvium bestaat vnl. uit leem en zware leem.

Het meanderpatroon van de Dijle is te omschrijven als een combinatie van 2 types van meanders:
i. de rivier slingert van linker valleiflank over het centrum naar de rechter valleiflank en terug over een afstand van 3 kilometer (amplitude= 1km; golflengte = 3km)
ii. bovenop dat patroon is een patroon van "micromeanders" gesuperponeerd (amplitude= 110 m; golflengte is 150-170 m).

Een aantal conclusies voor de Dijle:

- De typische sinusoïteit van de Dijle tussen de taalgrens en Leuven bedraagt ongeveer 1,46.

- Over grote delen van het Dijletraject tussen de taalgrens en Leuven zijn de rivierkarakteristieken nog kleiner, dat wil zeggen dat de kans op toenemende meanderactiviteit reëel is.

- De piekigheid van de afvoeren lijkt de laatste decennia toe te nemen; er zal een nieuw dynamisch evenwicht ontwikkelen met een breder rivierkanaal en een toenemende golflengte.

- De meanderevolutie in riviertrajecten die in dynamisch evenwicht zijn, verloopt hier volgens een translatiebeweging, dat wil zeggen dat de meandertrein in een quasi ongewijzigd patroon stroomafwaarts schuift.

Het Port of Antwerp Expert Team (PAET) formuleerde in 2001 het idee om baggerspecie aan te wenden om het Schelde-estuarium morfologisch en ecologisch gezonder te maken. Als pilootproject binnen dit morfologische beheer voor het estuarium stelde PAET voor baggerspecie aan te brengen aan de rand van de plaat van Walsoorden in plaats van in de vloedgeul. Dit idee beoogt een aanpassing van het plaat- en geulenstelsel met als doel een betere splitsing van de vloedstroming (behoud meergeulsysteem) en op termijn een verbetering van de ecologische kwaliteit van de plaat van Walsoorden en mogelijk een afname van de baggerinspanning door een verhoogd zelf-eroderend vermogen van de stroming op de naastgelegen drempel. Hierdoor wordt pro-actief bijgedragen aan de doelstellingen van de Lange Termijn Visie voor het Schelde-estuarium. De haalbaarheid van dit idee werd in 2002 - 2003 in opdracht van ProSes door het Waterbouwkundig Laboratorium onderzocht.

Eind 2004 werd gedurende 1 maand 500.000 m³ zand met behulp van een sproeiponton aangebracht nabij de plaat van Walsoorden. De stortproef werd opgevolgd met een intensief monitoringprogramma, met zowel aandacht voor morfologische als ecologische ontwikkelingen. Op morfologisch gebied werd deze stortproef een succes: één jaar na uitvoering van de proef lag nog 85% van het materiaal ter plaatse. Ook de ecologische monitoring heeft een jaar na de proefstorting geen negatieve effecten getoond. Begin 2006 werd de stortproef verdergezet: opnieuw 500.000 m³ zand werd gestort. Deze nieuwe proefstorting wordt momenteel verder opgevolgd met het monitoringprogramma.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het sedimentmeetnet van de afdeling Water (VMM) beschikt over verschillende meetstations in het hellend gebied van zuidelijk Oost-Vlaanderen die continu het sedimenttransport uit het stroomgebied bemeten. Twee van deze stations bemeten eenzelfde agrarisch stroomgebied van ongeveer 550 ha, en zijn gelegen respectievelijk stroomop- en afwaarts eenzelfde wachtbekken (wachtbekken in gemeente Huise, inhoud ca. 20 000 m³). Het stroomgebied bestaat voor 95% uit leem- of zandleembodems. Sinds 2003 zijn 15 minuten-meetwaarden beschikbaar van het sedimentdebiet in de waterloop. Een turbiditeitsensor in combinatie met automatische staalnames meet de sedimentconcentratie in de waterloop. Uit de sedimentconcentraties bekomen met de turbiditeitsensor, desgevallend gecorrigeerd met behulp van individuele staalconcentraties, werden voor de periode 2003-2006 (tem augustus) de ‘best beschikbare’ jaarlijkse sedimenttransporten begroot zowel op- als afwaarts het wachtbekken. Hieruit kan de sedimentafzetting in het wachtbekken afgeleid worden. Deze begroting van aanslibbing wordt gecontroleerd door het wachtbekken regelmatig topografisch op te meten. Sinds 2003 is de berging van het wachtbekken met ongeveer 1000 m³ verminderd. De vangefficiëntie van het wachtbekken variëerde de laatste 4 jaar tussen 30 tot 50%.

Voor 4 hoogwaterevents in 2004 en 2005 werden naast de sedimentdebieten voor beide stations ook de in situ (of effectieve) korrelgrootteverdelingen bepaald van individuele stalen doorheen de hoogwatergolf. Door voor elke tijdstap het sedimentdebiet te beschouwen per korrelfractie, werd voor elk event de sedimenvracht-gewogen gemiddelde korrelgrootteverdeling bepaald voor het event. De gemiddelde korrelgrootte-verdeling van de 4 hoogwaterevents voor het meetstation opwaarts het wachtbekken blijkt zeer gelijkaardig. De fracties tot 20 µm vormen het hoofdaandeel van het sediment opwaarts het wachtbekken: gemiddeld 73%.

Uit de verschillen in sedimentvracht-gewogen gemiddelde korrelgrootteverdeling van beide stations per event kan het percentage sediment bezonken in het wachtbekken per fractie per event berekend worden. Dit blijkt sterk te verschillen per golf, maar gemiddeld voor de 4 events krijgt men verrassend hoge bezinkingspercentages van de kleinste fracties (< 10 µm): minstens 10%.

Bekijkt men het aandeel van elke fractie in de totale afzetting in het wachtbekken, dan blijkt minstens 50% te bestaan uit de fractie < 20 µm. Korrelgrootte-analyses van stalen van bezonken sediment in het wachtbekken na een hoogwaterevent bevestigen dit. Dit is te verklaren door het grote aandeel van de fractie < 20 µm van het sediment opwaarts het wachtbekken en het niet te verwaarlozen bezinkingspercentage voor de kleinste fracties (minstens 10%).

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Het sediment dat voorkomt in rivieren wordt vanuit verscheidene bronnen aangevoerd. Sommige bronnen zoals bodemerosie en industriële lozingen zijn goed gekend maar authigene sedimentvorming is weinig of niet bestudeerd.

Authigeen sediment ontstaat in de rivier zelf, door neerslaan van stoffen die in oplossing waren in het grondwater, maar die niet langer in evenwicht zijn in het fluviatiele milieu.

In het Netebekken slaan voornamelijk ijzermineralen neer. Ze vormen vlokken die erg veel contaminanten kunnen ad- en absorberen en een grote bijdrage leveren aan de totale sedimentlading die door de Nete getransporteerd wordt.

Het Waterbouwkundig Laboratorium heeft daarom in samenwerking met de Universiteit Gent het Model voor Authigeen Rivier Sediment (MARS) ontwikkeld. Dit heeft berekend dat over de periode 1999-2005 gemiddeld 65 % van het getransporteerde sediment van authigene oorsprong was.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Dit onderzoek beoogde het bepalen van de dominante sedimenteigenschappen voor rivierorganismen, door beslissingsbomen en artificiële neurale netwerken toe te passen op de VMM-databank van onbevaarbare waterlopen in Vlaanderen. De gebruikte modelleringstechnieken zijn beiden gegevensgebaseerd, waarbij tijdens het ontwikkelen van de modellen dus geen gebruik gemaakt van a priori en vaak vooringenomen kennis van ecologische experts. Bij de discussie werden de resultaten van de gegevensgebaseerde modellen echter wel meegeëvalueerd a.d.h.v. expertregels uit de literatuur. Deze benadering laat toe om nieuwe habitatrelaties af te leiden uit grote gegevensbanken, en op die manier een beter inzicht in rivierecosystemen te krijgen om het beheer van waterlopen te helpen ondersteunen.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Een slechte ecologische toestand en een gereduceerde biodiversiteit van zowel zoetwater- als mariene ecosystemen wordt mede veroorzaakt door chemische stress ten gevolge van contaminanten. In functie van de implementering van de Europese kader richtlijn water wordt de waterkwaliteitsbeoordeling gedaan op basis van traditionele hydromorfologische, fysisch-chemische, biologische parameters en de concentraties van een lijst van prioritaire contaminanten. Op basis hiervan kan men een goede indicatie van de kwaliteit krijgen. Maar voor het stellen van een betrouwbare diagnose en het voorspellen van de toxische impact op het aquatische ecosysteem is er nood voor een goede identificatie van de effectieve stress factoren en voor betrouwbare identificatie van de oorzaak-effect relaties tussen chemische verontreiniging en de afname van de biodiversiteit. Binnen Modelkey wordt er getracht om hierin meer inzicht te krijgen met behulp van bestaande en nieuw te ontwikkelen modellen.

De toetsing wordt gedaan zowel op bekkenniveau als op locatie niveau. Op bekkenniveau wordt er gekeken naar de Elbe, Llobregat en de Schelde. Hierbij wordt op basis van monitoringsgegevens een analyse gedaan van de belangrijkste karakteristieken op basis waarvan een eerste inschatting wordt gemaakt van het effect van contaminatie in vergelijking met het effect van andere stress factoren. Binnen de Schelde zijn er een beperkt aantal locaties gekozen waar er uitgebreid wordt gekeken naar het effect van verontreinigingen op de biota. Hierbij wordt er zowel gekeken naar de samenstelling van de biota, bioaccumulatie, toxicologische effecten als naar de analyse van de meest toxische component. De locaties die in de Schelde zijn gekozen liggen in de volgende waterlopen: het Schijn, de Schelde ter hoogte van Lippenbroek, de Westerschelde ter hoogte van Terneuzen, de Zenne en de Grote Nete. De eerste resultaten tonen aan dat er een duidelijke impact van contaminatie kan aangetoond worden op de betreffende locaties.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

Veel contaminanten zijn gebonden aan sedimentpartikels en stapelen zich op in de bodem op plaatsen waar sedimentatie kan voorkomen. Afhankelijk van het watergehalte, organisch stof gehalte, korrelgrootte en extracellulaire polymere substanties zal het gesedimenteerde materiaal een bepaalde sterkte hebben, de zogenaamde “shear strength”. Als de “shear stress”, ten gevolge van stroming, groter is dan de “shear strength” zal het gesedimenteerde materiaal resuspenderen en verder benedenstrooms getransporteerd worden. Naast de sedimentpartikels worden hierdoor ook de aan de partikels gehechte contaminanten benedenstrooms verspreid. Bij het maken van een risico-analyse van verontreinigde sedimenten op het ecosysteem is het essentieel om een idee te krijgen van het risico op de verdere verspreiding van de verontreiniging.

In getijdegebieden is er reeds veel aandacht besteed aan het meten van de sediment “shear strength” in functie van het modelleren van sedimenttransport, in rivieren is hier tot nog toe echter zeer weinig aandacht aan besteed. In het kader van een pilot study zijn er verschillende apparaten vergeleken voor het bepalen van de “shear strength”. Het betreft twee in-situ apparaten, namelijk een cohesive strength meter (CSM) en de EROMOB. Beiden zijn vergeleken met de resultaten van een laboratorium stroomgoot (SETEG). De drie apparaten zijn getest op verontreinigde sedimenten uit de Elbe en het Schijn en op twee artificiële sedimenten. De resultaten tonen aan dat de apparaten geschikt zijn om een significant onderscheid te maken in de “shear strength” van sedimenten van verschillende locaties. De sedimenten van het Schijn zijn veel gevoeliger voor erosie dan de sedimenten uit de Elbe. Bovendien zal er bij het overschrijden van de “shear strength” ook gelijk veel materiaal resuspenderen. Het risico op verspreiding van de gecontamineerde sedimenten is bij een gelijke “shear stress” dan ook groter in het Schijn dan in de Elbe.

In de toekomst zal er gekeken worden of het ook mogelijk is om op bekkenniveau hierin onderscheid te maken. Een koppeling met hydraulische modellen zal het dan mogelijk maken om de erosiegevoeligheid van sedimenten op bekkenniveau in te schatten.

De Schelde is een van de weinig West-Europese rivieren waar de getijdengolf nog ver landinwaarts kan doordringen. De ongestoorde gradiënt van zoet- over brak- naar zoutwatergetijdengebieden die hiervan een gevolg is maakt dit één van de meest waardevolle estuaria in Europa. Als overgang tussen land en zee herbergen deze gebieden specifieke en waardevolle ecosystemen en fungeren vaak als filter voor de door menselijke activiteiten verhoogde vracht van nutriënten en verontreinigende stoffen. Hierbij spelen intertidale gebieden een belangrijke rol. Door de geplande Gecontrolleerde OverstromingsGebieden (GOG) onder invloed van een Gecontroleerd Gereduceerd Getij (GGG) te plaatsen kan het areaal aan de natuurlijke intertidale gebieden uitgebreid worden.

Waar de morfologie van de Schelde nog een ecologische waarde heeft is het veel slechter gesteld met de water- en sedimentkwaliteit. De Schelde kent een geschiedenis van contaminatie met zware metalen. Er bestaat echter een dalende trend in metaalemissies naar lucht en water vanaf 1970, maar door jarenlange sedimentatie op slikken en schorren blijft het gecontamineerde verleden hier aanwezig. De vraag moet dan ook gesteld worden of de aanwezigheid van deze contaminanten een bedreiging vormt voor het voorbestaan en de verdere ontwikkeling van de intertidale gebieden.

De gehalten aan metalen in het sediment bereiken hoge waarden waarbij de gehalten aan As, Cd en Cr de toegelaten norm overschrijden. De verdeling van de metalen in de bodem lijkt een reflectie te zijn van de pollutie geschiedenis. Slechts een beperkte hoeveelheid van deze persistente contaminanten komt in het poriënwater terecht en wordt als plantbeschikbare fractie beschouwd. Een algemene trend van een grotere beschikbaarheid in omstandigheden met minder inundatie, beschreven in de literatuur, is aanwezig maar niet duidelijk. De redoxpotentiaal lijkt hierbij een determinerende rol te spelen.

Door de vorming van een metaalplaque rond de wortels en in mindere mate de rhizomen kunnen gehalten metalen rond deze organen zeer hoog oplopen. Toch zijn de gehalten metalen opgeslagen in het sediment van het schor gemiddeld een factor 1000 groter dan deze geassocieerd met wortels of rhizomen. Hierbij zijn de gehalten metalen geassocieerd met wortels en rhizomen hoger in het schorgedeelte met minder frequente inundatie. Ook dit kan worden verklaard door verschillen in redoxpotentiaal. Een kleine fractie van de zware metalen opgeslagen in de bodem van het schor wordt opgenomen door de rietplanten. Hierbij vervagen de verschillen tussen overstromingsregimes die in de bodem bestaan. Het gehalte aan metalen is algemeen het grootst in de pluim en het kleinst in de stengel. Atmosferische depositie kan een bijdrage leveren aan het gehalte metalen in de bovengrondse biomassa.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]

De huidige referentiewaarden voor waterbodems in Vlaanderen zijn niet voldoende onderbouwd. Referentiewaarden of kwaliteitsdoelstellingen die in functie van de Europose Kaderrichtlijn Water zeker vroeg of laat uitgewerkt moeten worden. Aangezien de hoeveelheid gegevens van de waterbodemkwaliteit jaarlijks toeneemt, gaf dit de mogelijkheid om op basis van deze gegevens is zowel ecologisch als ecotoxicologisch onderbouwde kwaliteitsdoelstellingen voor in situ waterbodems te bepalen. Hierbij wordt voor de ecologische onderbouwing gebruik gemaakt van Lowest Effect Level (LEL) en Severe Effect Level (SEL) als ’Sediment Effect Concentraties’ (SEC’s) berekend op basis van het voorkomen van macro-invertebraten in Vlaanderen. Voor de ecotoxicologische onderbouwing worden Treshold Effect Level (TEL) en Probable Effect Level (PEL) berekend op basis van de resultaten van ecotoxiciteitstesten (in het kader van TRIADE-bepalingen).

Met behulp van de waterbodemdatabank van de VMM werden LEL, SEL, TEL en PEL berekend voor individuele zware metalen, PAK’s, PCB’s, OCP’s, EOX en apolaire KWS.

Op basis van de ecologisch en ecotoxicologisch onderbouwde SEC’s werden tenslotte consensuswaarden berekend , ‘’consensuswaarde 1’’ zijnde het rekenkundig gemiddelde van LEL en TEL en ‘’consensuswaarde 2’’ het rekenkundig gemiddelde van PEL en SEL. Wanneer het hele meetnet bekeken werd bevonden op 16 van de 528 meetpunten de gehaltes van al de 31 onderzochte stoffen zich onder ‘’consensuswaarde 1’’. Op 1 meetpunt bevonden 27 van de 31 onderzochte stoffen zich boven ‘’consensuswaarde 2’’.

Uit deze studie blijkt dat de op basis van de gegevens uit een grote monitoringsset berekende LEL, SEL, TEL en PEL waarden een goede basis vormen voor het vastleggen van Sediment Effect Concentraties (SEC’s). Bij deze SEC’s kan nog een bepaalde macroinverterbraten gemeenschap voorkomen en treden geen zware toxische effecten op. Ze kunnen een basis vormen voor de formulering van kwaliteitsdoelstellingen voor waterbodems.

Klik hier voor volledig artikel [hoge resolutie] [lage resolutie]