Waarom dansen de muggen boven de Waal?

Directoraat-Generaal Rijkswaterstaat

Ministerie van Verkeer en Waterstaat

Dienst Weg- en Waterbouwkunde

Waarom dansen de muggen boven de Waal? Een onderzoek naar macrofauna bij verschillende kribvaktypen in de Waal. Delft, augustus 2003

DWW - 2003 - 090 Dienst Weg- en Waterbouwkunde (DWW), Delft W. Rozier

2 f NOV. 2003

B | D O C (bibliotheek en documentatie) J | ! | ^SC>

Dienst Weg- en Waterbouwkunde Postbus 5044. 2600 GA DELFT Tel. 015- 2518 363/364

Colofon Uitgegeven door:

Ministerie van Verkeer en Waterstaat Dienst Weg- en Waterbouwkunde Postbus 5044 2600 GA Delft

Informatie: Telefoon: Fax:

M. Soesbergen 015-251 85 31 015-251 85 55

Uitgevoerd door:

W. Rozier

Opmaak:

DWW

Datum:

Augustus 2003

Voorwoord Voor u ligt het rapport dat voor het afstuderen aan de opleiding Aquatische Ecotechnologie van de Hogeschool Zeeland is geschreven. Voor dit onderzoek heb ik de macrofauna bij verschillende kribvaktypen in de Waal beschreven. De opdracht hiervoor kwam vanuit de Dienst Weg- en Waterbouwkunde (DWW), waar van nature een intergratie plaatsvindt tussen waterbouw en ecologie. In dit afstudeerrapport komt deze intergratie ook weer terug. Voor het ecologische deel zijn macrofauna monsters genomen in de Waal dank hiervoor aan Chris Rozier en Fedde Jorritsma voor hun enthousiaste medewerking. Hierna zijn de monsters bij AquaSense in Amsterdam geanalyseerd en gedetermineerd. Hierbij heb ik veel hulp gekregen van Ton van Haaren, David Tempelman en Michiel Wilhelm die ik daarvoor hartelijk wil bedanken. Het technische deel en de intergratie zijn tot stand gekomen op de DWW. Daar werd ik gesteund door kritische blikken en adviezen van mijn twee begeleiders; Martine Graafland en Martin Soesbergen en van Jean-Marie Stam en Maarten van der Wal, ook hier gaat mijn dank naartoe. Als laatste wil ik Wim Rouffaer van de Hogeschool Zeeland en Nieky Klaus bedanken voor hun commentaar op afstand.

Wouter Rozier Augustus 2003

Samenvatting In dit rapport worden de resultaten beschreven van een onderzoek naar de macrofaunasamenstelling in verschillend ingerichte kribben en op de verschillende locaties binnen het kribvak. Het onderzoek is een afstudeeropdracht die is uitgevoerd in opdracht van Rijkswaterstaat, Dienst Weg - en Waterbouwkunde. Het onderzoek betreft een pilot-studie waarin een gewoon kribvak (nulsituatie op een plaats waarin de toekomst experimentele kribben worden aangelegd), afgesloten kribvakken en een locatie waar dode populieren als vooroeververdediging zijn gebruikt, zijn onderzocht op macrofaunasamenstelling

Probleemstelling Wat zijn de effecten van verschillen in inrichtingsvarianten op de samenstelling van de macrofauna binnen de kribvakken en op de kribben? Wat zijn de effecten van de verschillende inrichtingen op de samenstelling van de macrofauna? Doelstellingen -

Aantonen dat door de mate en manier van afsluiten er binnen de kribvakken verschillen optreden in de samenstelling (aantal soorten, voedselgilden) van de macrofauna; Aantonen dat door de mate en manier van afsluiten er tussen de kribvakken verschillen optreden in de samenstelling van de macrofauna; Aangeven wat de effecten zijn van het gebruik van hout in kribvakken op de samenstelling van de macrofauna.

Er zijn 5 kribvakken aan de noordoever van de Waal bemonsterd, namelijk bij: Lent, Slijk - Ewijk, Heesselt, Opijnen en Haaften. Deze kribbenvakken hebben alle 5 andere inrichtingsmaatregelen. Tevens is in de Vaalwaard een project met populieren als vooroeververdediging bemonsterd. Per kribvak zijn de 2 kribben bemonsterd, en zijn op 3 locaties in het kribvak bemonsteringen uitgevoerd. Resultaten Lent Het aantal soorten in het kribvak van Lent is niet hoog. Het aantal soorten in het kribvak ligt tussen de aantallen die zich op de kribben bevinden. Bij Lent is de dynamiek van grote invloed. Waarschijnlijk vooral in de periode tussen hoog en laag water wanneer in het bochtige gedeelte grote turbulenties ontstaan. Hierdoor heeft zich in het kribvak vooral grof sediment afgezet en ontbreekt het slib en leem. De harde oeververdediging draagt iets bij aan extra gradiënten waar zich macrofauna kan vestigen en heeft de meeste soorten. De diversiteit is er laag. Dit kribvak zal in de toekomst door de hoge dynamiek en locatie moeilijk aantrekkelijker gemaakt kunnen worden voor macrofauna. Slijk - Ewijk Het aantal soorten in het kribvak van Slijk - Ewijk is nog minder dan dat van Lent. De meeste soorten bevinden zich op de kribben in plaats van in het kribvak. Het kribvak heeft met zijn ligging op een recht traject van de Waal te maken met een grote invloed van de stroming, maar vooral van de

scheepvaart. De dynamiek is er erg hoog. De palenrij die is geplaatst heeft tegen deze invloeden geen, misschien dat zich nog een paar extra macrofauna soorten op hebben gevestigd. Heesselt De bovenstroomse afsluiting heeft effect. Door deze afsluiting, is het effect van de scheepvaart en de stroming afgenomen, wat resulteert in een enkele minder sterke neer in het benedenstroomse deel van het kribvak, en een stroomluwte in het bovenstroomse deel. Hierdoor kan in dit deel meer sedimentatie van fijn sediment plaatsvinden en is er minder erosie. Zowel de diversiteit als het aantal soorten zijn gemiddeld. Opijnen De ingrijpende maatregelen die bij Opijnen zijn genomen hebben geresulteerd in een "kribvak" waar weinig dynamiek heerst, maar toch genoeg om ook psammale soorten voor te laten komen. Door de geringe dynamiek vindt er een grote sedimentatie plaats van slib/ leem en fijn zand. Hierdoor kunnen veel soorten die dit preferen zich hier vestigen. Dit verklaart ook de hoge aantallen soorten ten opzicht van de andere kribvakken waar niet zo een sterke sedimentatie is. Dat de habitat van Opijnen bijna optimaal is, is te zien aan de hoge diversiteit en de verdeling van de voedselgilden. Deze verdeling is voor de verschillende locaties binnen het kribvak (met onderscheid tussen de kribben en het vak) zo goed als gelijk. Haaften Ondanks het feit dat het kribvak bij Haaften als referentie is genomen, is het toch een soortenrijk en divers kribvak (zij het in geringe mate). Dit komt vooral door de locatie in het kribvak aan de stromafwaartse kant (locatie 3). Deze locatie heeft twee maal zoveel soorten als de andere locaties binnen het vak, en heeft een hoge diversiteit. De dynamiek is niet zo hoog in het kribvak doordat het in een kleine binnenbocht ligt. Dit zou ook een reden kunnen zijn voor het hoger aantal soorten op locatie 3. Het kribvak is groot, daardoor bevindt zich een tweede neer dit bij de benedenstroomse krib rondjes draait. Deze neer is niet sterk en met scheepsinvloeden erbij vindt er nog geen erosie plaats. Hierdoor blijft het aanwezige slib op zijn plaats en erodeert niet. Een andere reden voor de hoge diversiteit zijn de hoge aantallen soorten, maar weinig individuen per soort. Bij de tellingen van soorten zijn ook de exuviae meegenomen deze kunnen door de stroming op die locatie zijn aangespoeld.

Bij een vergelijking tussen de inrichtingen van de kribvakken, speelt de dynamiek een grote rol, en zo ook de aanpassingen die deze dynamiek verminderen. Bij Slijk -Ewijk heeft een aanpassing, de palenrij niet geholpen. Het de bovenstroomse afsluiting van Heesselt laat een duidelijk effect zien tot vermindering van de dynamiek. En bij Opijnen is juist weer wat dynamiek terug gebracht door het openstellen van de nevengeul. Het verminderen van de dynamiek zorgt vooral voor grotere gradiënten in habitat, doordat het gesedimenteerde slib op meer plaatsen en in verschillende lagen blijft liggen. Door de aanleg van de hybride krib in de toekomst bij Haaften zullen de stromingen (waaronder de neer) die bij een normale krib ontstaan verminderen. Hierdoor keert het sedimentatie patroon in het kribvak terug naar een situatie die vergelijkbaar is met een natuurlijke rivier zonder kribben. Aan de oever vindt weer sedimentatie plaats van leem en slibfracties. En de fracties lopen langzaam op richting de hoofdgeul. De diversiteit aan gradiënten binnen het kribvak wordt dus vergroot. Conclusie Een inrichting die voor een verlaging van de dynamiek in een kribvak zorgt heeft een positief effect op de samenstelling van de macrofauna in dat kribvak.

De kribben zijn minder soortenrijk dan de kribvakken. In de kribvakken zijn de stroomopwaarts gelegen locaties minder soortenrijk dan de stroomafwaarts gelegen locaties. Hout heeft een positieve invloed op de macrofaunagemeenschap van een kribvak, want op/ bij het hout komen 6 soorten voor die niet in de kribvakken voorkomen. Aanbevelingen Het monitoren van macrofauna op de locatie bij de hybride kribben gedurende 1 jaar. 1 keer voor de kribben zijn aangepast en een keer nadat de kribben zijn aangepast. De effecten van dynamische processen op het substraat in het kribvak onderzoeken.

This report describes the results of a study into the macro faunal composition in different arranged groin fields and on the different locations within the groin field. The research is thesis which has been carried out for the Road and Water Management Institute (Dienst Weg- en Waterbouwkunde - DWW) of the Netherlands Ministry of Transport, Public Works and Watermanagment. The research concerns a pilot study in which an ordinary groin field (a prime situation at a place in which future experimental groins is laid out), closed groin fields and a location where dead trees have been used as bank protection works, has been examined on macro faunal composition. Questions What is the impact of differences in structural alternatives on the composition of the macro faunal life within the groin fields and on the groins? What is the impact of the different structures on the composition of the macro faunal life? Objectives Prove that the difference of closing the groin fields results in a difference of the macro faunal composition; Prove that by the degree and manner of closing a groin field result in difference in the macro faunal composition; Indicate what the effects are of the use of wood in the groin field to the macro faunal composition. Five of the groin fields to the north bank of the river Waal have been sampled, namely: Lent, Slijk - Ewijk, Heesselt, Opijnen and Haaften. These groins fields have all 5 different structures. Also has a project in the Vaalwaard with trees as a bank protection work been sampled. Of each groin field 2 of the groins have been sampled, and on 3 locations in the groin field also samples have been carried out.

Results Lent The number of species in the groin field of Lent is not high. The number of species in the groin field lies between the numbers of the species who live at the groins. At Lent the dynamics are of a large influence. Probably especially in the period between high and low water, when in the winding part large turbulences arise. Because of this, in the groin field especially big sediments have been settled and is there a lack of clay and silt. The hard bank defence contributes something to extra gradients where macro faunal life can establish itself therefore it has most of the species. The diversity is low in Lent. This groin field will, due to high dynamics in the future, not be more attractive to macro faunal life. Slijk - Ewijk The number of species in the groin field of Slijk - Ewijk are still less than those of Lent. Most of the species are themselves on the groins instead of in the groin field. The groin field has with its position on a right track of the river Waal, to cope with a big influence of streams, of the ships. The dynamics are very high. A line of wooden sticks that is placed to close the groin field is ineffective.

Heesselt The upper stream closing of the groin field has a positive effect. By this locking, the impact of ships and the currents has been decreased. It results in less currents in the groin field. Because of this there is less erosion and more

sedimentation in the groin field. Both the diversity and the number of species are average. Opijnen The serious measures which have been taken at Opijnen in the "groin field" have resulted in less dynamics, but nevertheless enough to allow to psammale species to live there. The small dynamics results in a large sedimentation of silt and course sand. Because of this many species that prefer this habitat can establish themselves here. This explains also the high numbers of species in comparison with the other groin fields where there is not that much sedimentation. That the habitat of Opijnen is almost at its optimum, is shown by the high diversity and the partitioning of the food guilds. This partitioning is for the different locations within the groin field (with distinction between the groins and the fields) as well as equal. Haaften In spite of the fact that the groin field of Haaften have been taken as a reference, it is nevertheless rich of species. This comes especially by the location in the groin field to the downstream site of the field (location 3). This location has two times as many species as the other locations within the field, and has a high diversity. The dynamics are not that high in the groin field because it lies in a small inner curve. Another reason for the high diversity is the high numbers of species, but few individuals by specie. At the counts of the species, the exuviae have been counted too, and it is possible that the current puts al lot of exiviae to that location in the field. At an comparison between the structure's of the groin fields, the dynamics play a large role, and this way also the adaptations which reduce these dynamics. At Slijk - Ewijk the adaptation, the wooden sticks, did not helped. The upper steam closing of Heesselt show a clear impact to reduction of the dynamics. And at Opijnen the dynamics have been replaced by opening the small stream. Reducing the dynamics ensures especially larger gradients in habitat, because the sedimentation of silt have been taken place at different locations, in different layers. The construction of the hybrid groin in the future at Haaften will affect the streams around the groin, and will reduce the steams in the groin field. Because of this the sedimentation pattern in the groin field return to a situation which is similar to a natural river without groins. Conclusions A structure which ensures a lowering of the dynamics in groin field has a positive impact on the composition of the macro faunal life in that groin field. The groins are less rich in species than the groin fields. In the groin fields the upstream locations has been lain less rich in species than the downstream locations. Wood has a positive influence on the macro faunal community of groin field, because of the occurrence on the wood of 6 species who do not occur in the groin fields. Recommendations Monitoring macro faunal life on the location at the hybrid groins during 1 year. 1 time before the groins are adapted and one time after the groins have been adapted. The impact of dynamic processes on the substrate in the groin field has to be analysed.

Inhoudsopgave

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5

Inleiding Aanleiding Achtergronden Probleemstelling Doelstelling Leeswijzer

1 1 1 2 2 2

2 2.1 2.2 2.3 2.4 2.5 2.6

Methode Keuze te bemonsteren kribvakken Bemonsteren macrofauna Uitzoeken monsters Determinatie macrofauna Verwerking van de resultaten Bewerken van gegevens

3 3 3 4 5 5 5

3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5

De kribvakken en hun kleine bewoners Een algemene beschrijving van de Waal Karakteristieken van de kribvakken Water- en sedimentbewegingen in kribvakken De effecten van aanpassingen aan het kribvak Macrofauna in de Waal

7 7 8 9 12 15

4 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.9

Resultaten Soortgroepen Taxa Substraat Voedselgilden Exoten Diversiteit Bijzondere soorten Verdeling macrofauna in de kribvakken Verdeling macrofauna tussen de kribvakken

21 21 21 24 24 27 28 30 31 38

5

Discussie

41

6 6.1 6.2

Conclusies & Aanbevelingen Conclusies Aanbevelingen

43 43 43

Nawoord

45

Literatuurlijst

47

Bijlagen

1 Inleiding 1.1 Aanleiding In dit rapport worden de resultaten beschreven van een onderzoek naar de macrofaunasamenstelling in verschillend ingerichte kribben en op de verschillende locaties binnen het kribvak. Het onderzoek is een afstudeeropdracht die is uitgevoerd in opdracht van Rijkswaterstaat, Dienst Weg - en Waterbouwkunde. De opdracht is ontstaan uit leemtes in kennis die naar voren kwamen in het rapport "Macrofaunasamenstelling van vier kribvakken in de Lek" door Hadel (2001). Hierin wordt de aanbeveling gedaan voor nader onderzoek naar de verschillen in aantallen soorten en dichtheden tussen de rivierzijde en de oeverzijde van de kribvakken bij andere kribconstructies. In het discussiestuk "Inventarisatie van de ecologische meerwaarde van innovatieve kribben in het Bovenrivierengebied" concept Graafland (2002) worden tevens als kennis leemtes aangegeven: In hoeverre en door welke soorten worden de luwe plekken in de kribvakken gebruikt. In hoeverre gaat dit veranderen door de aanleg van innovatieve kribben. Het onderzoeken van de effecten op de macrofauna van verschillende inrichtingen van kribben, werd als mogelijk onderwerp voor het afstuderen beschreven. Het onderzoek betreft een pilot-studie waarin een gewoon kribvak (nulsituatie op een plaats waarin de toekomst experimentele kribben worden aangelegd), afgesloten kribvakken en een locatie waar een kribvak is afgesloten met dode populieren zijn onderzocht. De verschillende kribvormen zullen worden vergeleken en er zullen conclusies worden getrokken over de effecten hiervan op de macrofauna.

1.2 Achtergronden In april 2001 is bij de Dienst Weg- en Waterbouwkunde het project "innovatieve kribben" gestart. In het kader van dit project is een hybride krib ontworpen. Dit kribtype zorgt ervoor dat bij laag water de hoofdstroom in de vaargeul behouden zal blijven, maar dat bij hoogwater het water door de krib kan stromen waardoor een snellere doorstroming plaats kan vinden. Verwacht wordt dat deze krib positieve ecologische effecten zal hebben. Een proefproject zal worden uitgevoerd bij drie kribvakken in de Waal bij Haaften. Om het beoogde effect van de krib te kunnen meten zal eerst de nul situatie moeten worden vastgesteld. Hierdoor is voor dit afstudeerproject de keuze op de Waal gevallen. In de Waal zijn naast dit toekomstige project in het verleden enkele pilot aanpassingen aan kribvakken uitgevoerd om de doorstroming te verbeteren. Doordat de rivier over een lang traject waar deze locaties zich bevinden nauwelijks wordt verstoord door de instroom van andere wateren, is de Waal geschikt om de macrofauna tussen de verschillende kribvakken te vergelijken. In de Vaalwaard is als proef gebruik gemaakt van populieren als alternatieve vooroeververdediging. Om te onderzoeken wat de effecten zijn van de populieren op de macrofaunasamenstelling is ook deze locatie in het onderzoek betrokken. De Vaalwaard ligt in de IJssel De IJssel is als zijarm van de Rijn qua macrofaunahabitat vergelijkbaar met de Waal.

Waarom dansen muggen boven de Waal?

1

De rivier de Waal is 92 km lang. De kilometering van de Waal loopt van 868 bij de Pannerdensche Kop tot en met 959 bij Werkendam. De Waal is een genormaliseerde laaglandrivier en is in 4 delen op opgesplitst, het eerste deel tot Nijmegen is sterk kronkelend, hierin ligt de kribvaklocatie Lent. Het tweede deel is zwak kronkelend tot bijna recht en stroomt tot voorbij Tiel, hierin bevindt zich de kribvaklocatie Slijk - Ewijk. Het derde deel Figuur 1.2 De Waal en de gekozen kribvakken

II

is weer sterk kronkelend en loopt tot voorbij Zaltbommel, in dit deel bevinden zich de kribvaklocaties Heesselt en Opijnen. Het vierde en laatste deel van de Waal is zwak kronkelend tot recht en bevat de laatste kribvaklocatie, Haatten (zie figuur 1.2). 1.3 Probleemstelling Wat zijn de effecten van verschillen in inrichtingsvarianten op de samenstelling van de macrofauna binnen de kribvakken en op de kribben? Wat zijn de effecten van de verschillende inrichtingen op de samenstelling van de macrofauna? 1.4 Doelstelling Het afstudeeronderzoek is een pilotstudie. Voor dit afstudeeronderzoek zijn de volgende doelstellingen gedefinieerd: Aantonen dat door de mate en manier van afsluiten er binnen de kribvakken verschillen optreden in de samenstelling (aantal soorten, voedselgilden) van de macrofauna; Aantonen dat door de mate en manier van afsluiten er tussen de kribvakken verschillen optreden in de samenstelling van de macrofauna; Aangeven wat de effecten zijn van het gebruik van hout in kribvakken op de samenstelling van de macrofauna. 1.5 Leeswijzer In het komende hoofdstuk zal allereerst worden ingegaan op de methode van het onderzoek (Hoofdstuk 2). Na de methode volgen de kribvakken en hun kleine bewoners (Hoofdstuk 3) waarin de effecten van de kribvakken en de voorkeuren van macrofauna worden beschreven, gevolgd door de resultaten van het onderzoek (Hoofdstuk 4). Daarna volgt de discussie (Hoofdstuk 5) met aansluitend de conclusies en aanbevelingen (Hoofdstuk 6). Het rapport wordt afgesloten meteen nawoord, een literatuurlijsten enkele bijlagen met het type oevers, de verschillende locaties en de aanvullende gegevens.


2

2 Methode 2.1 Keuze te bemonsteren kribvakken In de oriëntatie fase is door middel van een literatuurstudie in combinatie met gesprekken met deskundigen (Maarten van der Wal en Martin Soesbergen), een inventarisatie gemaakt van verschillende proefprojecten die in kribvakken in de Waal zijn uitgevoerd. Uit deze inventarisatie zijn 5 locaties gekozen die aan dezelfde oever van de Waal liggen (de noordoever). Elk van de 5 kribvakken heeft andere karakteristieken, welke zijn weergegeven in de bijlagen. Vervolgens zijn deze projecten bezocht, en is er per project één kribvak geselecteerd voor latere bemonstering. De betreffende kribvakken liggen tussen andere kribvakken van het project, zodat er geen pandverstoring is. Verder is het betreffende kribvak alleen verstoord door de projectspecifieke aanpassing en niet door andere kunstwerken en of grote natuurlijke variatie ten opzichte van de andere kribvakken. Ook is een locatie in de IJssel geselecteerd, waarin de stammen van populieren als vooroeververdediging zijn gebruikt (de Vaalwaard).

2.2 Bemonsteren macrofauna De bemonstering van de kribvakken op macrofauna is in 2003 uitgevoerd op 20 mei voor de locaties Haatten, Heesselt, Slijk-Ewijk en Lent, en op 23 mei voor de locaties Opijnen en Vaalwaard. De bemonsteringen van 20 mei werd begeleidt door Ton van Haaren van AquaSense. In het oorspronkelijke monsterplan zaten 2 bemonsteringen over de gehele lengte van de kribben, en 5 bemonsteringen in de kribvakken. De monsters van de 2 locaties aan de rivierzijde van de kribvakken zijn door omstandigheden niet genomen (no 2 en 4) (behalve in de nevengeul van Opijnen). De oorspronkelijke nummering is echter wel aangehouden (figuur 2.2.1).

:

iguur 2.2.1

vAonsterlocaties: Lent, ilijk-Ewijk, Heesselt en Haatten

In de kribvakken van Haatten, Heesselt, Slijk-Ewijk en Lent zijn 5 bemonsteringen uitgevoerd volgens het patroon zoals is weergegeven in figuur 2.2.1. Deze monsters bestaan uit 3 bodemmonsters (no. 1, 3 en 5) en 2 steenmonsters (A en B) van de kribben die het vak begrenzen (bij Lent is één bodemmonster (no.5) vervangen door een steenmonster aan de landzijde van het kribvak, genaamd C, dit doordat locatie 5 vanwege de grote hoeveelheid steen niet te bemonsteren was).

Per bodemmonster zijn 3 happen met een "Van Veen happer" met een oppervlakte van 225 cm2 genomen op een diepte van 120 cm (± 20 cm) Vervolgens is het monster gezeefd in m.b.v. een standaard macrofaunanet, maaswijdte 500 urn. De kribstenen zijn langs de gehele krib bemonsterd, door een steen op een zo groot mogelijke diepte te pakken en deze in een standaard macrofaunanet, met een standaard afwasborstel af te borstelen. Wanneer het oprapen niet mogelijk was is de steen onderwater afgeborsteid en is het schraapsel met het macrofaunanet opgevangen. Totaal is per krib een oppervlakte van 100 cm2 bemonsterd. De monsters zijn vervolgens levend meegenomen naar het


3

laboratorium van AquaSense. Op het laboratorium zijn de monsters gefixeerd met een formaline oplossing (4%) en bewaard tot verdere bewerking bij 4 °C. In het kribvak van Opijnen zijn 7 monsternames uitgevoerd. Deze bemonsteringen bestonden uit 5 bodemmonsters en 2 kribsteenmonsters. De bodembemonsteringen zijn uitgevoerd zoals is te zien in figuur 2.2.2 Er is een extra monstername (C) uitgevoerd van de bodem voor de strekdam. De monstername van locatie 3 is vervallen doordat dit stuk van het kribvak is verlandt. In de rest van dit rapport zullen de gegevens van locatie 4 voor locatie 3 doorgaan. De kribsteenmonsters zijn op de locatie A en B genomen. De bodemmonsters 1 en 5 zijn door middel van 3 happen met een Eckmann slibhapper met een oppervlakte van 256 cm2 genomen. Daarna zijn de monsters gezeefd in een standaard macrofaunanet. De overige monsters zijn volgens de eerdere beschrijving genomen. Hierna zijn de monsters in het veld gefixeerd door middel van een 4 % formaline oplossing. Op het laboratorium is de conservering gecontroleerd en zijn de monsters tot verdere bewerking bij 4 °C bewaard.

Figuur 2.2.2 Monsterlocaties Opijnen

Bij de Vaalwaard is een bemonstering op een in het waterliggende populier uitgevoerd en is een bodemmonster genomen van de bodem tussen de populier en de oever. Voor de bemonstering van de populier is een stuk schors dat zich ruim onderwater bevond losgehakt, waarbij de vrijgekomen schors en macrofauna met een standaard macrofaunanet is opgevangen. Vervolgens is het stuk stam met een afwasborstel af geschrobd, zodat de macrofauna die zich nog op de stam bevond ook kon worden verzameld. Hierna is de schors in hanteerbare brokjes gehakt en samen met de macrofauna gefixeerd door middel van een 4 % formaline oplossing (de oppervlakte van de schors is in het laboratorium bepaald op 30 x 35 cm2). De bodembemonstering is volgens eerder beschreven principe verzameld met een van Veen happer en gefixeerd met een 4 % formaline oplossing. Op het laboratorium is de conservering gecontroleerd en zijn de monsters tot verdere bewerking bij 4 °C bewaard.

2.3 Uitzoeken monsters Op het laboratorium is de macrofauna gescheiden van het overgebleven substraat. Dit is gedaan door middel van het afzwenk principe: het hele monster belandt in een emmer die wordt gevuld met water, het monster wordt geroerd en daarna afgegoten (afgezwenkt) waarbij het water wordt gefilterd door een zeef met een maaswijdte van 500um, een klein gedeelte van de sediment beland hierbij ook in de zeef. Dit proces wordt herhaald, tot het overgebleven sediment in de emmer het water niet meer vertroebelt. Dit sediment wordt in een fotobak uitgespreid en boven een lichtbak gecontroleerd op achtergebleven macrofauna. Wanneer er nog kleine macrofauna soorten (borstelwormen/dansmuggen) in het sediment zitten wordt het afzwenken voortgezet totdat ook deze beestjes in de zeef zijn beland. Uit het sediment worden dan de overgebleven mollusken geteld. Het macrofaunamonster wordt vervolgens uit de zeef in een fotobak geschept (wanneer het een groot monster betreft worden deelmonsters genomen, bijvoorbeeld VA van de zeef).


4

Per groep zijn vervolgens uit de fotobak 50 of 100 exemplaren (afhankelijk van het voorkomen per soort) verzameld en in afzonderlijke potjes geconserveerd in een 70% ethanol concentratie. De overige exemplaren zijn geteld. De borstelwormen zijn op microscopische objectglazen geprepareerd in levulose-siroop. 2.4 Determinatie macrofauna De determinaties zijn uitgevoerd met een Olympus SZ-STS zoomstereomicroscoop (vergroting 9 tot 110x). Preparaten van wormen en muggenlarven zijn bekeken met een Olympus microscoop (BH 2) bij een vergroting van 40 tot 400x. Waar mogelijk is tot op soortsniveau gedetermineerd. Na verwerking van de gedetermineerde soorten zijn de aantallen per soort omgerekend naar aantal per m2. Dit heeft ervoor gezorgd veel dezelfde getallen te zien zijn. Bij 1 gevonden individu komt het aantal dan op 13 of 14 per m2. 2.5 Verwerking van de resultaten De macrofauna gegevens zijn ingevoerd in het programma Ecolims, waarmee ook de Shannon-Weaver-index voor diversiteit is berekend. Vervolgens zijn ze als tabel in Excel weergegeven. Deze tabel is aangevuld met de volgende gegevens. De voedselgilden, substraatpreferenties en stromingspreferenties voor de betreffende macrofauna soorten zijn verzameld uit: Bayerisches Landersambt für Wasserwirtschaft (Duitsland, z.j.), habitatpreferenties en voedselgilden (Verdonschot, z.j.), Fauna Aquatica Austriaca (Moog, 1995), ecologische gegevens macrofauna van Van Haaren et.al. (2003) en mondelinge aanvullingen door Ton van Haaren en Michiel Wilhelm. De gegevens zijn in bovenstaande volgorde gebruikt en aangepast aan de Duitse indeling. Dit omdat de deze het meest compleet is, en de Duitse situatie het meest lijkt op de Nederlandse. De aanduiding of de soort een exoot is, is gebaseerd op een lijst met exoten van de Werkgroep Ecologisch Waterbeheer (W.E.W). De zeldzaamheid van de soorten komt van de een jaarlijkse publicatie "zeldzaamheidslijst macrofauna Nederland" door Alterra. Voor het weergeven en berekenen van de technische gegevens (kribafstand, diepte kribvak, strandbreedte, oriëntatie kribvak, diepte bemonstering, oevertype, bochttype) van de kribvakken is onder andere gebruik gemaakt van een dataset van Schans (1987). Aanvullingen op deze dataset met sedimentfracties in het kribvak van Slijk - Ewijk komen uit Van Beek en Munts (1998).

2.6 Bewerken van gegevens Er is voor de macrofauna aangenomen dat er geen onderscheid gemaakt hoeft te worden tussen de verschillende kenmerken (mannelijk, vrouwelijk, juveniel, larf, huid) van de individuen, daarom zijn de gevonden aantallen bij elkaar opgeteld. Door middel van een draaitabelrapport en een draaigrafiekrapport in Excel (Blatner & Ulrich, 2000), zijn resultaten gegenereerd in grafieken. Hiervoor zijn verschillende kolommen uit de hoofdtabel samengevoegd en zijn er berekeningen mee uitgevoerd. Uit deze berekeningen zijn cirkeldiagrammen gemaakt om het procentuele aandeel van de gevonden soorten voor bepaalde karakteristieken van de gevonden soortencombinatie weer te geven. Doorgerekende karakteristieken zijn het microhabitat/substraat, de voedingsstrategie, en de stromingspreferentie.

5

Op basis van ordening naar dynamiek in de kribvakken is getoetst of er een correlatie is tussen de dynamiek en: Het totaal aantal soorten Het aantal soorten in het kribvak Het aantal soorten op de kribben De gemiddelde dichtheid in het kribvak De gemiddelde dichtheid op de kribben Het aantal soorten op monsterpunt 1 Het aantal soorten op monsterpunt 3 Het aantal soorten op monsterpunt 5 Deze toetsing is uitgevoerd met de Spearman Rank Correlatie, omdat de dynamiek een ordinale schaal heeft (zie Buijs, 1999). Deze berekende correlatiecoëfficiënt loopt van - 1 tot +1. Bij - 1 is er een volledig negatieve correlatie. Bij +1 een volledig positieve correlatie. Met de rangcorrelatietoets (Bolle et .al., 1974) is de volgende nulhypothese getoetst:: Bij een afnemende dynamiek neemt het aantal soorten toe. Deze hypothese is getoetst bij een overschrijdingskans van oc < 0,05.


6

3 De kribvakken en hun kleine bewoners 3.1 Een algemene beschrijving van de Waal 3.1.1 De morfologische processen Van alle Rijntakken worden met name de oevers van de Waal gekenmerkt door het voorkomen van stranden in de vakken tussen de kribben. Deze stranden kunnen een breedte van meerdere tientallen meters hebben, afhankelijk van de lengte van de kribben en de positie van de kribvakken ten opzichte van de stroomnaad van de rivier. Met name in binnenbochten langs de Waal zijn de stranden tussen de kribben veelal zeer uitgestrekt en vullen ze, bij lage afvoeren, een groot deel van het vak. De rivier en de kribvakken wisselen onderling voortdurend zand uit. Deze zanduitwisseling is soms de kribvakken uit, en soms de kribvakken in gericht. Het vermoeden bestaat dat het zandtransport uit de vakken naar de rivier overheerst gedurende het grootste deel van de tijd, namelijk de periode dat de kribben boven water liggen en de kribvakken zelf niet direct worden beïnvloed door de rivierafvoer. Drijvende kracht achter dit zandverlies uit de kribvakken zou dan de scheepsgeïnduceerde waterbeweging moeten zijn, hierop wordt later in dit hoofdstuk teruggekomen. Een compensatie van dit zandverlies zou dan plaatsvinden bij hogere afvoeren als zand vanuit het zomerbed de kribvakken wordt ingevoerd, en deels op de oeverwallen wordt afgezet. Binnen een periode van hooguit enkele jaren zou er sprake kunnen zijn van een overheersing van het ene over het andere proces. Over een periode van meerdere jaren is er een balans tussen het resultaat van beide processen. Immers de kribvakstranden langs de grote rivieren weten zich al meer dan 100 jaar te handhaven (ten Brinke, 2003). 3.1.2 Scheepvaart op de Waal In de tweede helft van de vorige eeuw is de intensiteit van de scheepvaart op de Waal sterk toegenomen. Niet alleen het aantal scheepsbewegingen op de rivier, maar ook het volume van de schepen is sterk toegenomen. Het aantal kleine schepen is fors afgenomen en het aantal grote schepen is toegenomen. De afname van het aantal kleine schepen is aanmerkelijk groter dan de toename van het aantal grote schepen. Dit wil echter niet zeggen dat het op de rivier rustiger is geworden. De binnenvaart is, in vergelijking met 1970, veel meer een 24-uurs-gebeuren geworden. Met name de grote schepen zijn min of meer continu in de vaart. Dit betekent dat, hoewel het aantal (kleine) schepen is afgenomen, het aantal scheepspassages bij Lobith sterk is toegenomen (117.000 bij Lobith over 2002 (bron CBS)). De scheepvaart op de Waal betreft voor een groot deel transport van goederen tussen Rotterdam en Duisburg. Veel van de schepen gaan vol naar Duitsland en komen leeg terug. Dit geldt met name voor de duwvaart ( 1 - t/m 6-baksduwstellen) die het transport van bulkgoederen van de Maasvlakte naar het Duitse achterland verzorgt. Voor de wateren sedimentbeweging in kribvakken langs de Waal is dit verschil van groot belang omdat de opvaart veelal de zuidoever en de afvaart veelal de noordoever volgt (ten Brinke, 2003). Dit gegeven klopt niet helemaal want de stroomopwaarts varende schepen hebben de mogelijkheid om langs de 'verkeerde oever' te varen, met als voordeel dat ze minder last hebben van de stroming, het zogenaamde blauwe bord varen. Hierdoor heeft de binnenbocht van de noordoever meer last van extra waterbewegingen dan op rechte trajecten. Dit effect zal in de toekomst echter minder kunnen worden, doordat door het drukke scheepvaartverkeer het blauwe bord varen niet meer mogelijk zal zijn.


7

3.1.3 Het debiet De gemiddelde afvoer van de Rijn bedraagt bij Lobith zo'n 2200 mVs. Bij lage afvoeren is dat nog zo'n 800 m3/s en bij hoge afvoeren kan er meer dan 10.000 mVs door de rivier stromen. Het debiet bij Lobith tijdens de bemonsteringen was op 20 mei 1294 mVs met een waterstand bij Nijmegen Haven van 690 cm + NAP. Op 23 mei was het debiet bij Lobith 1383 mVs met een waterstand van 718 cm + NAP bij Nijmegen Haven. Hieruit is te concluderen dat de afvoer van de Waal laag was ten tijde van de monstemame, en dat de twee monsterdagen door het kleine onderlinge verschil te vergelijken zijn. Het debiet en daarmee de stroomsnelheden in de Waal zijn van grote invloed op de morfologische processen en de sedimenthuishouding van de Waal. Bij een hoge waterafvoer, wordt veel sediment via de Waal stroomafwaarts getransporteerd. Grof zand en grind wordt in de bovenloop afgezet en verder stroomafwaarts neemt ook de mediane korrelgrootte af (Schans, 1998) dit is terug te zien in de sedimenthuishouding van de kribvakken.

3.2 Karakteristieken van de kribvakken Hieronder worden de kribvakken beschreven, die zijn uitgezocht in de oriënterende fase van het project. De kribvakken staan in stroomafwaartse volgorde.

3.2.1 Waal Het eerste kribvak bevindt zich bij Lent langs de rechter/noordoever van de Waal (net zo als de overige kribvakken van het project), tussen de kribben 882-500 en 882-730. Het is een lang kribvak (200 m) maar niet diep (50 m) gesitueerd in een binnenbocht van de Waal op een stuk waar het winterbed smal is, zodat bij hoge waterstanden grote stroomsnelheden ontstaan. In het kribvak is daarom voornamelijk grof zand en grind te vinden. Om erosie van de oever tegen te gaan, is een oeverbescherming aangelegd door middel van een steenbestorting. Het tweede kribvak bevindt zich bij Slijk - Ewijk, tussen de kribben 890-890 en 891-140. Het is een erg lang kribvak (250 m) en heeft een diepte van 75 m. Het kribvak ligt aan een lang recht stuk van de Waal. In het kader van de verruiming van de hoofdgeul van de Waal, zijn in 1997 verschillende kribvakken (in het midden) afgesloten door middel van houten palenrijen. Deze palenrijen zijn geplaatst op de normaallijn van het kribvak (Beek, 1998). In het derde kribvak, een kribvak bij Heesselt tussen de kribben 924-780 en 924-970, is voor het Waalproject de bovenstroomse helft van het kribvak gedeeltelijk afgesloten door middel van een strekdam (DON, 1996). Het kribvak bevindt zich in een binnenbocht, heeft een lengte van 190 m en een diepte van 55 m. Het vierde kribvak is een onderdeel van de stromende nevengeul bij Opijnen en is het verlengde van het kribvak met de kribben 929-820 en 930-000. In 1994 is hier een "natuurvriendelijke oever" project gestart. In de uitgangssituatie waren er vijf stagnante wateren aanwezig, die zijn ontstaan door het leggen van een strekdam, rivierwaarts van 5 aansluitende kribvakken. Door de kribben gedeeltelijk achter deze strekdam af te graven en beneden- en bovenstrooms voor een open verbinding te zorgen met de Waal, is een geul ontstaan die bij een waterstand van ca. 2.00 m + NAP vanaf de bovenstroomse zijde geheel mee stroomt (AquaSense, 1997). De stroming in de geul is niet zo hoog, zodat er veel sedimentatie plaatsvindt in periodes met


8

een lage waterstand. Het kribvak zelf is ongeveer diagonaal verdeeld in een droog/ verland deel en een nat deel. Het vijfde en laatste kribvak is het referentie kribvak. Het kribvak bevindt zich bij Haatten tussen de kribben 938-260 en 938-480 in een redelijk recht gedeelte van de Waal. Het heeft een lengte van 220 m en een diepte van 70 meter. Deze locatie is uitgezocht, omdat dit, in het kader van innovatieve kribben van de DWW, een proeflocatie is voor het plaatsen van verlaagde kribben met palenrijen (Van der Wal, 2002). Voor dit project is door deze studie meteen de nulsituatie van bodemmacrofauna vastgelegd. 3.2.2 IJssel Als extra locatie voor macrofauna onderzoek is gekozen voor de Vaalwaard aan de IJssel. De Vaalwaard is een natuurgebied van Natuurmonumenten dat op een landtong ligt tussen de IJssel en een ontzandingplas. Het gebied ligt vlak bij het watersportgebied "De Rhederlaag". Om te voorkomen dat watersporters aanleggen aan de oever van het natuurgebied, en om erosie van de oever door golfslag tegen te gaan is een vooroeververdediging aangelegd. " . . . Hiervoor is gebruik gemaakt van een rij forse en kaprijke populieren, die bij een oude boerderij stonden; deze zijn geveld, de kronen zijn zwaar teruggezet en vervolgens zijn de bomen enkele meters uit de oever in eikaars verlengde en evenwijdig aan de oever in het ondiepe water getakeld. Daar zijn ze met stevige staalkabels aan de grond gezet. De kabels waren bevestigd aan dikke, vijf meter lange Acacia-palen, welke met een heiblok zo'n drie meter de grond in zijn getrild, ter weerszijden van de populierenstam. ledere stam kreeg op die manier zo'n drie tot vier jukken over zich heen. Op deze manier is circa 150 meter oever op een niet eerder toegepaste manier beschermd..." (Van Ommeren 2002.) Zowel de Waal als de IJssel worden gevoed door water uit de Rijn, op beide plekken bevindt zich een zandbodem met slib en vinden er stroming/ verstoring door golven plaats (zij het bij de Vaalwaard in mindere mate dan in de Waal). Figuur 3.2.2 Bemonstering in de Vaalwaard

3.3 Water- en sedimentbewegingen in kribvakken 3.3.1 De situatie zonder scheepvaart De waterbeweging in het kribvak wordt in grote mate bepaald door de langsstromende rivier. Hierbij moet onderscheid worden gemaakt tussen de situatie zonder overstromende kribben en de situatie met overstroomde kribben. Zolang de kribben niet overstroomt zijn ontstaat er in de kribben een circulatiestroming zie figuur 3.3.1 (Schans 1998).


9

Deze circulatiestroming wordt ook wel de neerstroming genoemd. Deze neerstroming ontstaat doordat in het benedenstroomse deel van het kribvak de rivierafvoer, al is het zwak, het kribvak instroomt. Bij de benedenstroomse krib van het kribvak zal een deel van de rivierafvoer door de krib in een richting naar de oever worden geleid en van daaruit middels de neerstroming naar de bovenstroomse krib weer terugstromen. Daar kan de stroming het vak weer verlaten (Ten Brinke, 2003). Het aantal neren in een kribvak is sterk afhankelijk van de verhouding tussen de kribafstand (S) en de kriblengte (L). Op de Waal varieert de S/L verhouding tussen de 3 a 3,5 (zie bijlage). Bij een verhouding groter dan 3 ontstaan er 2 of meer neren in het kribvak (DON, 1996). Het komt er op neerstroming dat er één neerstroming kan ontstaan als de onderlinge kribafstand tussen de 130 -150 m ligt. Veel kribvakken hebben een lengte van +/- 200 m, zo ook de bemonsterde kribvakken (zie bijlage). In deze kribvakken kan de ene neerstroming, die hoort bij de wervel benedenstrooms van de krib, het hele kribvak niet beslaan, en ontstaat er een tweede, kleinere neerstroming in het benedenstroomse deel van het kribvak. De sterkte van de neerstroming is voor rechte stukken van de Waal ongeveer gelijk. De situatie in rivierbochten kan anders zijn doordat de secundaire stroming daar sterker zijn invloed zal doen gelden. Hierbij moet een onderscheid gemaakt worden tussen de binnenbocht en de buitenbocht. In de buitenbocht ligt de stroomnaad dichter bij het kribvak en zal de rivierafvoer in sterke mate het stroompatroon in het vak bepalen. In de binnenbocht geldt precies het omgekeerde en zal de neerstroming aanmerkelijk minder krachtig zijn. Vergeleken met het rechte traject van de Waal is de neerstroming in de buitenbocht krachtiger, en in de binnenbocht minder krachtig. De sterkere neerstroom in de buitenbocht t.o.v. de binnenbocht uit zich niet allen in hogere stroomsnelheden, maar ook in minder variatie in de richting van de stroom (Ten Brinke, 2003). 3.3.2 De invloed van de scheepvaart Het onderstaande is een samenvatting uit Ten Brinke (2003) Zoals in 3.1.2 is beschreven, is er een druk scheepvaartverkeer op Waal. Een varend schip wekt golven op. Deze golven worden onderverdeeld in primaire en secundaire golven. De primaire golf is de opstuwing van het water bij de boeg van het schip, de waterspiegeldaling aan de zijkant van het schip en de hekgolf bij de achterkant van het schip. De secundaire golven zijn korte golven die naast en vlak achter het schip ontstaan. De door een varend schip opgewekte stroming bestaat uit de schroefstraal en de stroming als gevolg van de primaire golfbeweging. De laatstgenoemde stroming is voor de sedimenthuishouding van een kribvak van groot belang omdat deze de zuiging van water uit kribvakken veroorzaakt en met deze zuiging en het weer vollopen van het vak de neerstroom in het kribvak versterkt. De


10

stroming die hoort bij de primaire golf bestaat uit de retourstroom en de golfstroom. De retourstroom ontstaat doordat het bij de boeg opgestuwde water terugstroomt naar de waterstandsdaling aan de zijkant tot bij de achterzijde van het schip. De volgstroom ontstaat door het opvullen van de waterstandsdaling tussen het schip en de oever vanuit de hogere waterstand achter het schip. De passage van een schip (bijvoorbeeld een 4-baksduwstel wat stroomopwaarts van Rotterdam naar Duitsland vaart) zorgt in principe eerst voor een lichte verhoging van de waterstand door de boeggolf. Daarna volgt een forse daling van de waterstand in het kribvak met ongeveer 20 cm (het leegzuigen van het kribvak). De stroomsnelheid boven het kribvakstrand (op ongeveer 10 cm boven de bodem) laat een toename zien van de stroomsnelheid evenwijdig aan de oever in stroomopwaartse richting die 2025 cm/s bedraagt en maar kort duurt. Hierbij wordt de neerstroming dus versterkt. Loodrecht op de oever ontstaat een stroomsnelheidtoename die afwisselend naar de rivier toe (leegstromen kribvak) of naar de oever toe (volstromen kribvak) is gericht. Er is geen sprake van één keer leeg- en weer volstromen, maar een open neergaande waterbeweging welke langzaam uitdempt. Bij het uitstroompunt van de neerstroom bij de stroomopwaarts gelegen krib treden hogere stroomsnelheden op met een waarde tot 40 cm/s, deze waarde houdt vrij lang aan, om vervolgens af te zwakken. De opgewerkte stroming wervelt een merkbare hoeveelheid zand op die met name in het uitstroompunt is terug te vinden in een sterke verhoging van de zandconcentratie op 8,5 cm boven de bodem. Ook boven het kribvakstrand is een verhoging van de zandconcentratie merkbaar, zei het minder dan in het uitstroompunt. De passage van grote beladen schepen leidt tot een dusdanig sterke stroming in de kribvakken dat de kritische schuifspanning voor de erosie van zand wordt overschreden. De waterbewegingen loodrecht op de oever zijn niet groot genoeg om voor een sterk eroderend effect te zorgen. De hoogste schuifspanningen treden op als het leeggezogen vak weer volstroomt. Dit betekent dat het zandverlies door de passerende scheepvaart plaatsvindt doordat het geërodeerde zand met de neerstroming naar het uitstroompunt wordt gevoerd en daar de rivier in stroomt. 3.3.3 Stroomneren met scheepvaart Over het algemeen zijn de stroomneren in kribvakken, als gevolg van de rivierafvoer, niet sterk genoeg om zand van het strand te eroderen. Deze situatie verandert als grote schepen passeren. Met name voor kribvakken langs het rechte traject van de Waal, zoals bij Slijk - Ewijk, leiden passerende grote schepen vaak tot erosie van zand en transport van dit zand via het uitstroompunt naar de rivier. Bij kribvakken in bochten speelt dit veel minder. In de binnenbocht doordat de schepen hier verder uit de oever passeren. In de buitenbocht doordat de invloed van de rivierafvoer al zo sterk in het kribvak merkbaar is, dat scheepspassages nauwelijks tot een toename van de schuifkrachten op de bodem, en daarmee zandtransport in het kribvak leiden. Tijdens scheepspassages vindt in de kribvakken vindt dus erosie plaats door de neerstroming die langs de oever stroomopwaarts beweegt, steeds sterker wordt en langs de bovenstroomse krib in de hoofdgeul stroomt waarbij grote hoeveelheden sediment worden meegevoerd. Bij de benedenstroomse krib en in het gebied in het midden van de krib waar de neerstroom omheen draait zijn de stroomsnelheden meestal te laag om voor erosie te kunnen zorgen. In de Waal vinden continu scheepvaart bewegingen plaats, wat er voor zorgt dat de sterke neerstroom nauwelijks afzwakt, en er bij lage waterstanden een constante erosie van de kribvakken plaatsvindt.

11

3.3.4 Hoog versus laag water Hoogwater is waarschijnlijk van grote invloed op de sedimenthuishouding in kribvakken. In de periode voor en na hoogwater zijn de kribben overstroomd waardoor vlak voor en na de kribben grote turbulentie plaatsvindt. Dat zorgt voor ontgronding. Tevens is de stroomlijn van de rivier die eerst langs de kribkoppen liep verlegd naar de oever zodat daar ook enige erosie optreedt (zie figuur 3.3.4). Figuur 3.3.4

hoofd6troom

De kribben in een overstroomde fase tijdens hoog water

De positie van de oever ten opzichte van de omringende uiterwaarden is van groot belang. Als water vanuit de rivier de uiterwaarden instroomt, treedt er een stroomverlamming op als gevolg van de toegenomen stromingsweerstand. Hierdoor zal zwevend materiaal in het kribvak en op de oeverstrook sedimenteren. Bij het verlaten van de uiterwaarden is het rivierwater relatief arm aan zwevend materiaal, en wil bij het bereiken van de hoofdstroom weer verzadigd raken. Hierbij neemt het sediment op uit het kribvak en de oever. Dit laatste proces is met name te verwachten op plaatsen met een geulversmalling door bijvoorbeeld zomerkades (DON, 1996) Tijdens een lage afvoer wordt er volgens Ten Brinke (2003) meer sediment geërodeerd dan bij normaal hoogwater door sedimentatie wordt aangevuld, door een "voldoende" hoge afvoer met een herhalingstijd van 5 jaar wordt dit tekort aangevuld en blijft het met een langjarig evenwicht in stand. De term voldoende hoog wordt hier gedefinieerd als een afvoer tussen de hoogwaters van 1997 en 1998 in. Door de sterk wisselende stroomsnelheden tussen hoog en laag water, is het sediment in kribvakken constant in beweging, zodat de diverse korrelgroottefracties geheel of gedeeltelijk uitsorteren. In de bodemopbouw van kribvakken is dit verschijnsel goed waar te nemen: onder een grof zandige pleisterlaag bevindt zich vaak een dik pakket aan slibrijke sedimenten. Het slib is afgezet in een periode dat door de grote diepte (bij hoogwater) er geringere stroming optrad. Als de evenwichtshoogte van het hoog water is bereikt dan neemt de relatief sterke retourstroom het vormingsproces over. De retourstroom is dusdanig dat alleen grof zand kan sedimenteren en zorgt er dus voor dat het reliëf van het kribvak wordt gevormd (DON, 1996)

3.4 De effecten van aanpassingen aan het kribvak De verschillende onderzoekslocaties hebben allen een andere inrichting. Hierdoor wordt eerst het "standaard" kribvak beschreven, daarna de verschillende aanpassingen van de kribvakken en de effecten hiervan. 3.4.1 Het standaard kribvak In het kribvak van Haaften zijn geen aanpassingen aan het kribvak verricht, het kan daarom als standaard kribvak worden gezien. Het kribvak ligt in de binnenbocht van een kleine kronkel in de Waal, vlak na het bochtige gedeelte


12

bij Heesselt en Opijnen. Het water stroomt hier nog niet zo snel en doordat het een kleine binnenbocht is, is de invloed van de scheepvaart ook niet zo groot als op een lang recht stuk. In de toekomst zal hier het project innovatief ontwerp kribben met palenrijen worden uitgevoerd (van der Wal, concept) De bestaande kribben worden daarbij aangepast tot hybride kribben. De hybride krib is een combinatie van een krib met een kribkophelling van 1:6 en een palenrij (figuur 3.4.1). De kruin van de krib wordt hierbij verlaagd. Op de kruin worden palen geplaatst. Deze palenrij heeft drie verschillende blokkingspercentages. Nabij de hoofdstroom is het 20%, iets verderop 40% en in het kribvak bedraagt deze 50%. Tijdens laagwater is de blokkering van de hybride krib relatief groot, zodat de stroming zich voornamelijk in de Figuur 3.4.1 Een hybride krib

|||||||||11I|1IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIUI

vaargeul zal concentreren. Hierdoor vindt er minder aanzanding plaats in de vaargeul, en zal deze op diepte blijven. Bij hoogwater daarentegen is de hybride krib doorlatend zodat er (vooral tijdens scheepvaartpassages) minder turbulenties ontstaan en er een goede waterafvoer is (Smolenaars en Dijkstra, 2003). Enkele effecten van de hybride krib zijn(van der Wal, 2002): Verbetering van de scheepvaartgeul; Bij hoogwater meer ruimte voor de rivier; Winst voor de ecologie. 3.4.2 Vastleggen van de oever door middel van steenbestorting Bij Lent is, om oevererosie tegen te gaan bij gemiddelde afvoeren, het talud voorzien van een steenbestorting. Hierdoor vindt er geen vrije oevererosie meer plaats en zijn de stromingspatronen binnen het kribvak zo goed als vastgelegd (mond. med. J.M. Stam). De gemiddeld hoge stroomsnelheden in dit deel van de Waal, en het gebrek aan een groot winterbed voor de hoge winterafvoer, zorgen voor een grove zandfractie in het kribvak (gebrek aan sedimentatie van fijnere fracties). De steenbestorting biedt wel een extra vestigingsplaats voor macrofauna. 3.4.3 Kribvakafsluiting Twee van de bemonsterde kribvakken zijn aangepast door het kribvak gedeeltelijk af te sluiten. Dit zijn de kribvakken van Heesselt (bovenstroomse afsluiting) en Slijk-Ewijk (met palenrij). Het afsluiten van kribben behoort tot de maatregelen om de gewenste vaargeul dimensies van 170 x 2.80 m lokaal te realiseren. Door het verminderen van de uitwisseling tussen de hoofdstroom en het kribvak wordt het ontstaan van een ondiepe bodem ter hoogte van de kribvakken voorkomen (DON, 1996). Bij een afsluiting zijn volgens Kooij (1996) de volgende factoren van belang: De lengte waarover het kribvak is afgesloten; Het (bovenstroomse, midden of benedenstroomse) deel van het kribvak dat is afgesloten; De afstand uit de normaallijn van de afsluitende constructie; De hoogte van de constructie; De doorlatendheid van de constructie.


13

De lengte waarover het kribvak is afgesloten, bepaalt de werking van de kribvakafsluiting waarbij de werking varieert tussen de 100% bij volledige afsluiting en 0 % bij een volledig open kribvak. Immers, bij volledige afsluiting is de uitbuiging van de hoofdstroom 0 en de werking maximaal. Verwacht wordt dat bij een volledige afsluiting de bodem van het zomerbed ter hoogte van het kribvak met 0.44 m wordt verlaagd. Bij de kribkop is de verwachte verondieping 0.30 m. Bij een gedeeltelijke afsluiting is de werking geringer (50%) als het boven of benedenstroomse deel wordt afgesloten, dan in het geval dat het middelste deel wordt afgesloten (75%). De afstand uit de normaallijn van de constructie beïnvloedt de uitbuiging van de stroming in het kribvak en daarmee de werking van de afsluiting. De uitbuiging is maximaal circa 25 m en een afsluiting die 25 m in het kribvak staat heeft dus een werking van 0 %. Een afsluiting op de normaallijn (of rivierwaarts daarvan) werkt optimaal. De hoogte van de afsluiting is optimaal bij een hoogte van Overeengekomen Lage Rivierafvoer (OLR) + 1.5 m (bodemhoogte OLR 2.0 m). Bij een halvering van de hoogt van de afsluiting tot OLR -0.25 m is de werking maar 50% (Kooij, 1996). De invloed van de doorlatendheid van de afsluiting op de werking is minder goed bekend. Geschat wordt dat bij een afstand tussen het midden van de palen, de zogenaamde hart-op-hart (hoh), van maximaal 1 m (en bij een paaldiameter van 0,2 m) de stroming nog goed wordt opgelegd.onder stroomoplegging wordt verstaan: de mate waarin de stroming vastgelegd wordt binnen het gewenste deel van de dwarsdoorsneden van het rivierbed (Tank & Kok. 1998). Door de bovenstroomse afsluiting van het kribvak bij Heesselt is het dynamische karakter verminderd. In het bovenstroomse deel van het kribvak is een stromingsluwte ontstaan. In deze stromingsluwte is sedimentatie opgetreden tot een nieuwe evenwichtssituatie. De instroommogelijkheid van de hoofdstroom is verminderd, waardoor een kleinere hoeveelheid water het vak instroomt en daarmee één kleinere neerstroming aandrijft. De invloed van de scheepvaart is nog steeds aanwezig in het kribvak, zij het in een afgezwakte vorm. Hierdoor zal er nauwelijks meer erosie plaatsvinden in het kribvak. Het aandeel stromingsluwe soorten zal hierdoor kunnen toenemen. Door het afsluiten van het middelste deel van het kribvak ontstaat een complex stromingspatroon van natuurlijk verval en neren. Hoe beide stromingen op elkaar reageren is moeilijk te voorspellen. De verwachting is dat achter de afsluitende constructie en in de hoeken van de kribben sedimentatie zal optreden zodat een relatief slibrijk kribvak ontstaat. Dit proces kan verstoord worden door een toename van de stroomsnelheid als gevolg van verkleining van de in- en uitstroomopening. Indien het te verwachten sedimentatiepatroon zal optreden zal eveneens een variatie in het sedimentmozaïek optreden. Bij Slijk - Ewijk is een proeflocatie gemaakt voor het afsluiten van het middelste deel van het kribvak door middel van een houten palenrij. De palen zijn in een rechte lijn tussen de kribhoofden geplaatst, met een afstand van 5 m tot een kribhoofd, en 1 m onderling (Van Beek & Munts, 1998). De conclusies van een evaluerend rapport laten niets aan de verbeelding over: Op basis van de analyse van de gegevens van de bodemligging van het zomerbed bij de door een palenrij afgesloten kribvakken kan de werking van kribvakafsluiting door palenrijen niet worden aangetoond; Andere natuurlijke morfologische processen in het zomerbed domineren de effecten van de kribvakafsluiting; In het verlengde van de geringe morfologische effecten hebben de rijen houten palen noch positieve nog negatieve invloed op de samenstelling van macrofauna in kribvakken. Andere factoren zoals de stroming als gevolg van de scheepvaart zijn van grotere betekenis.

14

De schatting van Tank & Kok (1998) van de h.o.h. zoals hierboven staat beschreven klopt dus niet. 3.4.4 Creëren van een natuurvriendelijke oever In de uiterwaard van Opijnen is een natuurvriendelijk oeverproject uitgevoerd. Hierbij is een natuurvriendelijke oever ontstaan achter een strekdam die 5 kribvakken afsluit van de Waal. Door de kribben gedeeltelijk achter deze strekdam af te graven en beneden- en bovenstrooms voor een open verbinding te zorgen met de Waal, is een geul ontstaan die bij een waterstand hoger dan 2.00 m + NAP meestroomt. Ten opzichte van de stroming in de andere kribvakken is de stroming heel laag waardoor er buiten de geul een grote sedimentatie van zand en vooral slib plaatsvindt. Uit een door AquaSense (1997) uitgevoerd onderzoek naar de effecten van de heropening van de afgesloten kribvakken door de gegraven geul, blijkt dat de macrofauna gemeenschap volledig is veranderd. Dit komt door de overgang van stilstaand naar stromend water. Zichtjagende soorten als waterwantsen en bewoners van oevervegetatie zijn verdwenen. Hiervoor zijn veel stroomminnende soorten in de plaats gekomen, waaronder een aanzienlijk aantal immigranten uit de Donau. Dankzij de inrichtingsmaatregelen hebben zich bijzondere macrofaunasoorten gevestigd in het gebied. De diversiteit in het onderzoeksgebied kan nog sterk toenemen als er meer variatie in het substraat ontstaat. Met name klinkhout zou een zeer sterke impuls geven aan de biodiversiteit en biomassa van de macrofauna in het gebied. Als gevolg van toegenomen voedselaanbod en beschutting zal hierdoor ook de dichtheid (en biomassa) van vis sterk stijgen. 3.5 Macrofauna in de Waal De in het water levende ongewervelde organismen die groter zijn dan 5 mm, worden aangeduid als aquatische macrofauna. Soorten stellen specifieke eisen aan hun leefomgeving. Deze eisen hebben betrekking op de mogelijkheden om zich voort te planten, om te foerageren en om bescherming te vinden tegen zowel predatoren als tegen extreme weersomstandigheden. Een gebied dat aan alle voorwaarden voldoet die de soort stelt voor het succesvol volbrengen van alle levensfuncties, inclusief voortplanting, vormt de habitat van de soort. De habitat van macrofauna kan bijvoorbeeld bestaan uit plassen, kleine poeltjes, beken, bronnen en rivieren. De belangrijkste aspecten van de rivieroever die effect kunnen hebben op de samenstelling van de macrofaunagemeenschap zijn: Het substraat op/van de oever (steen, zand, hout, klei, veen); De turbulentie van het water (golfslag, stroming, slibafzetting). (AquaSense, 1997) 3.5.1 Het substraat Het leefhabitat in een kribvak kan dit in het grind, zand of slib van de bodem, op kribstenen, (klink)hout of in de waterkolom zijn. Voor dit rapport is gebruik gemaakt van de volgende indeling (van Beek en Munts, 1998)

substraat slib leem fijn/grof zand kleine kiezel

korreldiameter < 63 u.m 63 - 2000 u.m 0.2 - 2 cm

grote kiezel/ steen > 2 cm Hierbij wordt onder grote kiezel/ steen het verharde oppervlak verstaan, dus ook het eventueel aanwezige hout, en schelpen.

15

Op en onder de stenen van een krib groeien draadwieren waartussen slib kan blijven liggen. Afhankelijk van de samenstelling biedt deze laag van organisch materiaal en slib aan verscheidene organismen levensmogelijkheden. De groepen die voornamelijk voorkomen op dit substraat zijn de kreeftachtigen en dansmuggen. Op gladde stenen worden over het algemeen organismen in lagere dichtheden gevonden, terwijl op structuurrijke stenen meer soorten voorkomen in grotere dichtheden Een nieuw type substraat op stenen is ontstaan door de invasie van de Kaspische slijkgarnaal (Corophium curvispinum). Deze soort bouwt uitgebreide kolonies van woonbuisjes bestaande uit slib. De zwevende deeltjes in het water worden op twee marnieren benut: als voedsel en voor de bouw van woonbuisjes (DON, 1996). Soorten die op het stenig substraat worden aangetroffen kunnen ook voorkomen op een zandige bodem. Op het zandige substraat zijn de organismen voor hun voedselvoorziening aangewezen op het zwevend materiaal in de waterkolom of een slecht gesorteerde bodem, waar een dun laagje zand het fijne materiaal afschermt. Belangrijke vertegenwoordigers uit de groep van de tweekleppigen en dansmuggen zijn geheel aangewezen op zandig substraat. 3.5.2 De turbulentie van het water De Waal heeft verscheidene karakteristieken wat betreft de bewegingen van het water. Zo is het water in de hoofdgeul snel stromend, is er een matig tot snelle stroming in de kribvakken en kan het water in de zijtakken en nevengeulen langzaam stromend of stilstaand zijn. De macrofauna heeft zich door evolutie aangepast om zelfs in het snelstromende deel van de hoofdgeul van de Waal te leven. Onder deze snelstromende watermassa tussen het schuivende zand leven de dansmug Kloosia pusilla en de borstelworm Propappus volki. Ze zijn helemaal aangepast aan deze omstandigheden; ze zijn naalddun en hebben een spitse kop en een spits toelopend achterlijf, zodat de makkelijk door de grove zandkorrels door kunnen glijden. De soorten die onder dit soort omstandigheden leven worden psammale soorten genoemd, zonder deze sterke stroming zouden ze het niet overleven (mede ook doordat er geen slib is op deze plaatsen). Ook in delen van de kribvakken waar het water snel stroomt komen deze soorten voor. In het kribvak zijn ook plekken waar het minder stroomt en luwten in hoeken waar het water bijna stil staat. Op deze plekken hebben zich ook soorten gevestigd. Macrofauna die zowel in bijna stilstaand water als wat sneller stromend water kunnen voorkomen worden subrheofiele soorten genoemd. Soorten die niet in stromend water kunnen leven worden pelale soorten genoemd. Naast deze drie groepen zijn er ook soorten die onder alle omstandigheden kunnen leven, de eurytope soorten. 3.5.3 Voedselgilden Voedselgilde is een term waarmee aangegeven wordt hoe het voedsel wordt vergaard. Dit is van de meeste macrofauna soorten inmiddels bekend. De voedselgilden vallen niet volledig samen met de verschillende macrofaunagroepen. Bijvoorbeeld binnen de muggenlarven zijn er verzwelgers, filteraars en vergaarders, en ook de kokerjuffers hebben een zeer divers voedselpatroon. Bovendien behoren veel soorten deels tot één, maar deels ook tot een andere groep. In geïsoleerde, schone, kleine wateren behoren alle voedselgilden ongeveer gelijkmatig te zijn verdeeld. In rivieren (over de gehele loop gezien) is dat weer anders. In de bovenloop is meer grof materiaal en zijn er dus meer knippers. In de middenloop zullen meer grazers zijn te vinden. In de benedenloop is er meer fijner materiaal, zoals slib, en is de rivier voedselrijker, dus zijn er meer algen. In de benedenloop zijn er daardoor meer filteraars en vergaarders/ detrituseters. Dus ook in natuurlijke, niet- verstoorde rivieren zijn sommige voedselgilden sterker


16

vertegenwoordigd dan andere. Dit verschijnsel staat bekend als het 'river continuüm' concept (AquaSense, 2003). Hieronder wordt een korte omschrijving gegeven van de verschillende groepen (naar AquaSense, 2003): Grazers Grazers schrapen of raspen levend plantaardig materiaal zoals algenaangroeisel van planten of van hard substraat. Het zijn meestal slakken die dit met hun schraaptong doen. Ook de vegetatie wordt soms opgesch raapt. Mineerders Mineerders graven gangen in levend plantaardig materiaal en eten dat op. Houteters Houteters maken dood en rot hout fijn en eten dat op. Ze leven van de microorganismen die zich op het dode materiaal bevinden. Dit gilde zou eigenlijk wel voor moeten komen in de Waal, maar is niet aangetroffen, ook niet op het hout in de Vaalwaard. Daarom is dit gilde in de verdere berekeningen weggelaten. Knippers Knippers zijn de meeste kreeftachtigen en een deel van de waterkevers, de zogenaamde watertreders (Haliplus). Zij knippen het meest plantaardige, voedsel tot bruikbare proporties. De meeste knippers zijn deels ook steker of vergaarder. Detrituseters Detrituseters zijn vergaarders. De belangrijkste voedselbron van vergaarders bestaat uit fijne organische deeltjes. De vergaarders pakken die met hun monddelen uit het water of consumeren gewoon sediment waaruit ze hun voedsel halen. In deze groep worden veel wormen en dansmuglarven aangetroffen. Filtreerders Filtreerders pompen water door hun lichaam of door een zelf gemaakt netje, en filtreren fijn, plantaardig of dierlijk plankton en dood organisch materiaal uit het water. Voorbeelden hiervan zijn de verschillende soorten korfmosselen, driehoeksmosselen, kokerjuffers en kriebelmuglarven. Predatoren Predatoren zijn vleeseters. Ze eten andere macrofauna soorten. Sommige soorten kunnen in één keer hele dieren verzwelgen. Larven van kevers zijn uitgerust met sterke kaken. Libellenlarven zijn in het bezit van een uitklapbare onderkaak (een vangmasker) om hun prooi te grijpen. Parasieten Parasieten - deze term spreekt voor zich. Ze parasiteren voornamelijk op grotere organismen zoals vissen (b.v. de vissenbloedzuiger Piscicola). De indeling van voedselgroepen loopt dwars door de soortengroepen heen. Zo kan de ene soort kokerjuffer blaadjes verknippen, terwijl de andere kokerjuffer een predator is en jacht maakt op andere macrofauna. Tijdens de levenscyclus kan bovendien de manier van voedsel vergaren veranderen (een larf van een kokerjuffer heeft een ander voedselpatroon dan een volwassen individu). In een stroomgebied van een rivier komen de verschillende groepen voor volgens een vast patroon. Stroomopwaarts treffen worden vooral knippers aangetroffen, die grof materiaal zoals bladeren fijnmaken. Benedenstrooms, zoals in de delta van de Rijn en de Maas, domineren vergaarders en filtreerders die leven van fijner materiaal. In de oeverzone worden ook knippers en vergaarders aangetroffen. De rovende soorten komen in beide leefmilieus voor (RIZA, 1999).

17

3.5.4 Exoten

Figuur 3.5.4 De Kaspische slijkgarnaal Corophium curvispinum

De definitie van exoten: een exoot is een soort die zich heeft gevestigd waar het voordien niet voorkwam door of vanwege het wegvallen van dispersiebarrières (definitie WEW werkgroep Exoten). Over het verloop van macrofauna in kribvakken is door de jaren heen veel geschreven. Het proces van verbetering in de waterkwaliteit en het hiermee gepaard gaande ecologisch herstel is dan ook voor het eerst geconstateerd in kribvakken. Tal van organismen zijn na jarenlang afwezigheid weer in de rivier gesignaleerd. De exoten troffen lege plaatsen aan in het rivierengebied en hebben die opgevuld, voordat de oorspronkelijke bewoners terug konden komen door een verbeterde waterkwaliteit. Enkele voorbeelden hiervan zijn: de Kaspische slijkgarnaal (Corophium curvispinum) uit het Ponto-Kaspisch gebied, de Amerikaanse rivierkreeft (Orconedes limosus) uit Noord Amerika en de Aziatische korfmossel (Corbicula fluminea) uit Zuidoost Azië. De voornaamste reden dat de exoten zich kunnen handhaven is het voorkomen van hardsubstraat (basalt en breuksteen) waar deze uitheemse soorten goed op gedijen. Ook de stijging van temperatuur in de rivieren en beken zorgt ervoor dat "subtropische" soorten beter kunnen overleven (Hoek et al., 2001). Door lozingen van kalimijnen in Frankrijk is de samenstelling van het Rijn- en Maaswater veranderd en zilter geworden. Hierdoor kunnen soorten die zout tolerant zijn ook in deze rivieren overleven. 3.5.5 Diversiteit De diversiteit is een grootheid die iets over de structuur van een gemeenschap zegt. De diversiteit is groot als in een gemeenschap veel soorten voorkomen met elk ongeveer even grote aantallen. De diversiteit is laag als er weinig soorten zijn, met name wanneer enkele soorten sterk domineren. Diversiteit wordt dus bepaald door twee aspecten: het aantal soorten in een gemeenschap; en de verdeling van de individuen over de verschillende soorten. (De laatste eigenschap wordt "evenness" genoemd). De twee meest gebruikte diversiteitindices zijn de indices volgens Shannon-Weaver en Simpson (AquaSense, 2000a). Volgens AquaSense (2000a) is de Shannon-Weaver het meest geschikt om een indicatie te geven van de kwaliteit van de oever, omdat vooral de hoeveelheid taxa een betere indicatie geeft dan het aantal individuen. De indices van rivieroevers staan in tabel 3.5.5 weergegeven.

Tabel 3.5.5 Klassenindeling voor de oeverkwaliteit van rivieren met kribben.

Niveau Hoogst Hoog Midden Laag Laagst

Rivieroevers taxa >60 46-60 31-45 16-30 0-15

Shannon >3.83 3.51-3.83 3.01-3.50 2.26-3.00 0-2.25

3.5.6 Rivierhout Hout vervult een belangrijke functie in een natuurlijk rivieren systeem, zowel dood als levend. Het hout zorgt voor een goede voedsel en aanhechtingsplaats voor micro- en macro-organismen. Het levende hout kan zich tot een boshabitat in het winterbed van de rivier ontwikkelen, die vogels


18

en zoogdieren aantrekt. Het hout dat in de rivier beland (het zogenaamde klinkhout) bied schuil en vestigingsplaatsen voorde aquatische fauna. Ook beïnvloedt het hout de morfologische processen in een rivier wanneer het op de bodem blijft liggen. De variatie in het zomerbed kan toenemen doordat kleine ondieptes, stroomgeulverleggingen en zelfs nevengeulen gevormd kunnen worden. Hierdoor ontstaat een grote diversiteit in biotopen wat de natuurlijkheid van het systeem ten goede komt. In het huidige beheer wordt rivierhout zoveel mogelijk uit de rivier verwijderd om onder meer schade aan scheepvaart en kunstwerken te voorkomen (Kruyt et. al)., 2002). Door het belang van rivierhout in het rivierensysteem, is een verwerking van hout in de oeververdediging zoals gebeurd is in de Vaalwaard een interessant project wat betreft de vergelijking tussen het voorkomen van macrofauna op dit substraat in vergelijking met het voorkomen van macrofauna op het substraat in de Waal.

19


20

Waarom dansen de muggen boven de Waal?

Recommend Documents