Problemen in het Eems-estuarium, met zicht op verbetering Uit deze presentatie mag niets worden gebruikt of gereproduceerd zonder voorafgaande schriftelijke toestemming van de eerste auteur ©
[email protected]
Victor N. de Jonge, Henk M. Schuttelaars, Justus E.E. van Beusekom, Stefan Talke & Huib E. de Swart Presentatie voor Natuur & Milieu Federatie, Bad Nieuwe Schans, 18 juni 2013
1973 – 2013 Mariene Ecologie & Oceanografie 50% wetenschappelijk onderzoek 50% beleid & beleidsondersteuning
Interessegebied: fundamenteel/toegepast onderzoek – beleidsvorming / planvorming – beheer
Disciplinevelden: ecologie, economie, sociaal-culturele aspecten, instrumentontwikkeling …..
Inhoud 1.Beetje basisecologie 2.Probleembeschrijving 3.Begrijpen van het probleem 4.Oplossen van het probleem
Niet het probleem is het probleem, maar een achterliggend probleem is een veel groter probleem
‘eigen agenda’
men hoort elkaar wel, maar luistert niet naar elkaar
1980: lezing voor Rijkswaterstaat, Directie Groningen over “significante – desastreuze” effecten van morfologische veranderingen in de vaargeulen tussen Emden en Noordzee 2013: We zijn nu 33 jaar verder en er is nog helemaal NIETS veranderd …… behalve dan dat het estuarien systeem ernstig ziek is en verzwakt
Wat is er aan de hand? Wat is er belangrijk in de biologie van een estuarium ?
Antwoord: ‘licht’ en het micro leven ! Alles kleiner dan 1 mm
Drie categorieën micro-algen: 1. Echt fytoplankton 2. Micro-algen op platen en slikken 3. Opgewervelde micro-algen
24 % 22 % 19 %
1950-1960: 65 % 1970-1980: 58 % 2005-2006: 48 %
stabiel
daalt sterk!
200 550 000 ton groenvoer 16 000 000 pakjes hooi 200 000 000 ton ton C C == circa 120 000 ton C 75 000 ton C
Droogvallende zand platen en slikplaten zijn essentieel als groenvoederleverancier
11% 20% 33%
stijgt sterk !
Hoe komt dat? Waarom is dat zo? buitengebied middengebied Dollard
middengebied buitengebied Dollard
LICHT in BUITENGEBIED is SUPER BELANGRIJK voor het functioneren van de rest van het estuarium !!!
Wat zijn de achterliggende problemen ?
De slibgerelateerde problemen: 1. Betwiste grondgebied NL-D (gebiedsbeheer nooit goed geregeld)
2. Eems Commissie (1960) (onvoldoende mandaat)
3. Eems estuarium (baggerwerken)
4. Eems getijdenrivier (verdiepingen)
Wat zijn de achterliggende milieu-technische problemen ? troebelheid slib, …. zeer veel slib en wat voor slib ! zelfs ‘fluid mud’ lage zuurstofconcentraties zelfs zuurstofloosheid
River Ems downstream the weir is now Europe’s own ‘Yellow River’ …mud, mud, mud
Laag water is hier bijna 2 m gezakt
Yellow River Ems (Oldersum)
En, hoe ziet dat er dan uit? Hoe voelt dat?
Borkum
Eemshaven Knock
Emden
Delfzijl Leer
Papenburg Herbrum
Twee hoofdproblemen: 1. Eems estuarium : - baggerij 2. Eems getijdenrivier : - verdiepingen
Deel I : (1954) 1970 - 1983 Morfologische veranderingen in het estuarium via baggeren
Deel II : 1983 - 2007 Vaargeul onderhoud estuarium PLUS verdiepingen van de Eems rivier
Impact
+ Emden
Leer
HGO EH
Papenburg
Meyer shipyard
Deel I: Veranderd 3-D stroomsnelheidsveld, veranderd intern getij, erosie-sedimentatie cyclus, tijdelijk meer slib in water Deel II: Asymmetrie in vloed- ebstroomsnelheden, toegenomen verticaal getij, toegenomen slib in water, vorming ‘fluid mud’, hypoxia / anoxia
Primaire consequenties van estuariene baggerij -in estuarium (1970 – 1979)
(de Jonge, 1983)
> 2-voudige variatie in gem. SPM
Gemiddelde jaarlijkse SPM tussen (Emden – N’zee) correleert met de baggerafstand
(‘distance’ = proxy die geagregeerde gradiënt Emden–Eemshaven/Borkum informatie representeert) de Jonge, V.N., 1983. Can. J. Fish. Aquat. Sci. 40 (Suppl. 1): 289-300 - 2000. Continental Shelf
Research 20, 1655-1686
SPM Borkum-Emden 120 (mg l-1)
Statistisch model y = 1.1024x + 28.731 R2 = 0.822
100
80
60
40
20
0 0
10
20
30 baggerafstand (km)
40
50
60
En, …… hoe verschillend kunnen de antwoorden zijn op de vragen van de toekomst ! Ik kom zelf rond de gewenste vaarwegverbetering via mijn ‘statistisch model’ (gebaseerd op metingen) tot een factor 10 hoger SPM uit dan de adviseurs van RWS …… een verslechtering tov de referentie (1950-1960) van 50% en desastreus voor de aanmaak van het benodigde groenvoer!
SPM Borkum-Emden (mg l-1)
Statistisch model
120
y = 1.1024x + 28.731 R2 = 0.822
100
80
60
natuurlijke referentie
40
20
0 -10
0
10
20
30
40
50
60
baggerafstand (km)
Nieuwste vaarwegverbetering Eemshaven – Noordzee: 37.8 km afstand = 70,4 mg/l oorspronkelijke 1970-1979 gradiënt
Primaire consequenties van de rivierverbeteringen -in estuarium (1970 – 1979)
- Op de rivier de Eems (1950s, 1970s, 1990s, 2000s) (Schuttelaars, de Jonge & Chernetsky (2013) de Jonge et al. (in manuscript)
DIT IS UNIEK GETALLENMATERIAAL ! mean suspended matter concentration in the Ems estuary
weir
Tidal Ems River
Ems estuary
mean SPM -3
(g.m )
900
1200 1200 1200
2005/ 06
1000 1000 1000 800 800 800 600 600 600 400 400 400
200 110
1975/ 76 1954
200 200 200 00
00
10
20 20
30
40 40
60 60 60
50 50
70 70
80 80
90 90
100 100 100
distance from Herbrum (km)
River
P’burg Leer
Emden EH Borkum (Eemshaven) (HGO)
2005 1975 1954
Sea
Omslagpunt ligt vòòr 1992 en er komt er nog een !! 2005-2006
fit 28 - 100 km
SPM -3 (gm )
Tidal Ems River
Ems estuary
y = 8244.5e
-0.0624x
2
R = 0.9722
1000
20052005-2006
19921992-1993
1992-1993 y = 8528.5e
-0.0628x
800
R = 0.8620
600
1975-1976
2
y = 1181e
-0.0403x
2
R = 0.9396
400
19751975-1976 1954 y = 531.9e
200
-0.0448x
2
R = 0.5333
1954 0 0
20
40
60
80
100
120
Km from weir Herbrum
Emden
Eemshaven
Borkum
1954 ‘reference’ situation 1975-1976 provides effect of channel maintenance dredging (CMD) 1992-1993 combines effect of CMD + Ems deepenings 2005-2006 combines effect of CMD + Ems deepenings
DIT IS UNIEK GETALLENMATERIAAL ! 2005-2006
fit 28 - 100 km
SPM (gm )
y = 8244.5e-0.0624x R2 = 0.9722
100
1992-1993
-3
y = 8528.5e-0.0628x R2 = 0.8620
75
1975-1976 y = 1181e-0.0403x R2 = 0.9396
50
1954 y = 531.9e-0.0448x R2 = 0.5333
25
0 70
75
80
85
90
95
100
105
110
Km from weir Herbrum
Eemshaven
Borkum
1954 ‘reference’ situation 1975-1976 provides effect of channel maintenance dredging (CMD) 1992-1993 combines effect of CMD + Ems deepenings 2005-2006 combines effect of CMD + Ems deepenings
mean SPM
DIT IS UNIEK GETALLENMATERIAAL !
-3
(g.m )
1200 1200 1200
2005/ 06
700 mg/l te hoog - stikkende dieren - zuurstofloosheid
1000 1000 1000 800 800 800 600 600 600 400 400 400
1975/ 76 1954
200 200 200 00 00
10
20 20
40 40
30
50 50
60 60 60
70 70
SPM
80 90 100 80 100 90 100 fit 28 - 100 km
distance from Herbrum (km) -3
(gm )
100
30 tot 10 mg/l te hoog - te donker voor de algen
75
50
25
Probleem: 0 70 75 - Rivier aanpassingen - Onderhoud vaargeulen estuarium
80
85
90
95
100
Km from weir Herbrum
Eemshaven
Borkum
Ecologische effecten
Al uitgebreid besproken: 1.>60% reductie van de groei van de micro-algen 2.Nog niet besproken is dat algengroei op de rivier de Eems vanwege het geringe oppervlak geen enkele rol speelt in de voedselaanmaak voor het estuariene ecosysteem !!
Wat is de mogelijke verklaring voor de waargenomen veranderingen in de getijdenrivier de Eems (Emden – Herbrum) en de rest van het systeem? Kunnen rivier verdiepingen tot dit soort situaties leiden ?
Kennisontwikkeling
The limits of evidence: making the most of what we know about estuaries & deltas, whilst recognising what we don't know Ian Townend (Wallingford UK)
Source: Ian Townend (Research Director, HR Wallingford, Wallingford, UK)
Onderzocht met simpel (kwalitatief) analytisch fysisch model: gevoel voor ‘wat is van belang’ Eems estuarium versimpeld Water level
Simplified estuary shape
(representing the Ems system)
Weir in the river
bottom
Knock
Weir at Herbrum
Beschikbaar instrumentarium noopte ons tot beperking tot ‘upper estuary’ (Knock – stuw Herbrum)
1965
1981
1990 1992 2004
Knock
Weir Herbrum
realistische bodemschematisering
De oplossingen: 1. Eems estuarium : - baggerij 2. Eems getijdenrivier : - verdiepingen
The most powerful idea so far and accepted by the Germans is born there …
Verwijder de stuw bij Herbrum! Herbrum
7 km lengtewinst rivier
Bollingerfähr
Invloed van de estuariumlengte op de sediment accumulatie Varying the length of the estuary from Knock in upstream direction
sediment_conc2.mpeg
Er zijn dus oplossingen mogelijk
Weir
HM Schuttelaars, VN de Jonge, A Chernetsky 2013.
Present length !!
Weir
Weir
Knock
40 verschillende berekende situaties staan hierboven geplot
Improving the predictive power when modelling physical effects of human interventions in estuarine systems. Ocean & Coastal Management Vol 79:70-82
fit 44 - 95 km
Combinatie: rivier 2005/2006 buitengebied 1954
200.0 175.0 150.0 125.0 100.0 75.0
nu al te donker voor optimale algengroei
50.0 25.0 0.0 50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
• Optimale verbetering: innovatie & specialisatie havenactiviteiten (Gron-Seaports en Niedersachsen-Ports), verplaatsen / strijken stuw + aanvullende ingrepen (WWF-Deutschland, NaBu, BUND).
fit 44 - 95 km
Combinatie: rivier 2005/2006 buitengebied 1954
200.0 175.0 150.0 125.0 100.0 75.0
nu al te donker voor optimale algengroei
50.0 25.0 0.0 50.0
60.0
70.0
80.0
90.0
100.0
• Herstel van de rivier (Emden-Herbrum) zal NIET leiden tot herstel van het belangrijkste deel van het estuarium (‘buitengebied’) Herstel van het ‘buitengebied’ van het estuarium (gebied van kop ‘Hond en Paap’-Borkum) zal NIET leiden tot verbetering van de getijdenrivier
• Opdrachtgevers zouden niet alleen hun adviseurs serieus moeten nemen, maar ook volstrekt onafhankelijke onderzoekers door hen op structurele basis te vragen om een ‘contra-expertise’ • Gebruik van ‘tailor made’ ecologische expertise is absoluut een vereiste voor goedonderbouwde adviezen. - Rol droogvallende platen en slikken als de aders van het estuariene functioneren Fysisch en ecologisch functioneren estuarium Belang van de verschillende deelgebieden • Uitvoering geven aan een Internationale ministersconferentie Advies van de ‘Raad voor de Wadden’, 2010/03, 13-10-2010 “Van een gezamenlijk probleem naar een gezamenlijke oplossing”
Thank you
